CN110715512A - 一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统及方法。所述系统包括底座，底座上固定凸台和密封壳，密封壳的顶部收缩形成开口。开口内侧壁固定安装连接架。连接架内侧固定连接输料管道。凸台上安装有加热腔，加热腔内设有加热丝。底座上表面设有环形限位槽。输送机构与环形限位槽转动配合。凸台的上表面安装有电机，电机带动输送机构转动。输送机构上安装有接料机构，密封壳上固定安装有转运机构和匀料机构，密封壳外侧壁上固定安装有储料腔。本发明增长了石墨粉与加热面接触的时间，并使石墨粉始终处于滚动转移的状态，以使得石墨粉上各个部分都能与加热面接触，受热更加均匀，烘干效果更好，且不会形成板结。
Description
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统及方法。
背景技术
锂电池负极指锂电池中电位较低的一端。在锂电池中，是指起氧化作用的电极。从物理角度来看，锂电池负极是电路中电子流出的一极。锂电池负极材料，是指锂电池负极中构成负极的原料。石墨是一种结晶形碳，六方晶系，为铁墨色至深灰色，质软，有滑腻感，可导电。石墨粉是石墨加工后的一种产物，是较为理想的锂电池负极材料。在石墨粉加工过程中需要对石墨粉进行加热烘干。
申请号为CN201822112486.4的中国实用新型专利示出了一种石墨粉烘干装置，包括烘干箱，烘干箱内腔顶部的右侧设置有第一电机，第一电机的输出端固定连接有主皮带轮，主皮带轮的表面套设有皮带，皮带内表面的左侧套设有从皮带轮，主皮带轮与从皮带轮的底部均固定连接有风扇，烘干箱内腔两侧的中轴处均固定连接有加热基座，两个加热基座相对一侧的顶部与底部均固定连接有加热棒，加热棒的表面套设有加热丝。该装置通过设置第一电机、主皮带轮、皮带、从皮带轮、风扇、加热基座、加热棒、加热丝、加热片和控制器的配合使用，提高了石墨粉的烘干效率。
在实际生产过程中，使用上述设备对石墨粉进行烘干时存在以下问题：(1)对石墨粉进行烘干时，石墨粉容易在烘干箱内形成板结，影响烘干的进行，严重者甚至导致烘干箱损坏；(2)石墨粉在烘干箱内的厚度不均匀，导致烘干程度有差异，烘干效果较差。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统及方法，目的在于解决现有的石墨粉烘干装置在对石墨粉进行烘干时存在的以下问题：(1)对石墨粉进行烘干时，石墨粉容易在烘干箱内形成板结，影响烘干的进行，严重者甚至导致烘干箱损坏；(2)石墨粉在烘干箱内的厚度不均匀，导致烘干程度有差异，烘干效果较差。
(二)技术方案
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统，包括圆形的底座，底座的上表面中部固定连接有顶面水平的圆柱形凸台。底座的上表面固定安装有密封壳，密封壳的顶部收缩形成与凸台同轴的圆形开口。圆形开口的内侧壁固定安装有水平的连接架。连接架包括与圆形开口的内侧壁固定连接的外环，外环内侧固定连接若干个以外环圆心为中心呈放射状排列的辐条，辐条的端部固定连接内环，内环与外环的圆心重合。内环的内侧固定连接竖直方向的输料管道。
凸台上表面固定安装有顶面水平的圆柱形加热腔，加热腔与凸台同轴且直径相同，加热腔内设置有加热丝。底座上表面沿凸台边缘处开设有环形限位槽。输送机构与环形限位槽转动配合。输送机构包括与加热腔上表面配合的圆盘，圆盘外侧固定连接有与环形限位槽和凸台侧壁转动配合的限位筒。给加热丝通电后，加热腔内热量聚集并传递到圆盘上，圆盘对其表面的石墨粉进行加热。限位筒的外侧固定安装有水平的外齿圈。凸台的上表面固定安装有竖直方向的电机，电机的输出轴上固定安装有与外齿圈相互啮合的齿轮。圆盘的上表面固定安装有若干个与圆盘同轴的圆形导料环。导料环的半径自内而外等量递增，相邻的导料环之间形成环形的输送通道。最内层导料环的内侧壁与输料管道的外侧壁配合。石墨粉经输料管道落到圆盘上表面。圆盘转动过程中，石墨粉受离心力作用会贴在圆盘和导料环沿着输料管道滚动转移。导料环上开设有连通各个输送通道的缺口，到达缺口处的石墨粉经缺口进入外层输送通道内。相邻导料环上缺口与导料环圆心之间连线的夹角为180°，以延长石墨粉与圆盘和导料环的接触时间，提高烘干效果。
最内层的导料环上表面等间距固定安装有三个竖直的连接杆，连接杆的顶端外侧固定安装有水平的叶片，连接杆的顶端内侧铰接有水平的滚轮。输料管道的外侧壁开设有水平的环形导向槽，滚轮与环形导向槽滚动配合。圆盘对石墨粉进行加热过程中，石墨粉表面的水分蒸发，在圆盘上方聚集形成湿热空气。导料环转动通过连接杆带动叶片转动，叶片将圆盘上方的湿热空气经圆形开口排出密封壳内部。限位筒上安装有接料机构，密封壳上固定安装有转运机构和匀料机构，密封壳外侧壁上固定安装有储料腔。通过电机带动齿轮转动，齿轮带动与其啮合的外齿圈转动，从而带动限位筒、圆盘、导料环以及接料机构转动。
作为本发明的一种优选技术方案，所述接料机构包括固定连接在限位筒外侧壁上的水平接料环，接料环的外侧边缘处固定安装有竖直的环形挡板，接料环上等间距开设有若干个上下贯通的第一漏料孔。转运机构包括固定在密封壳内侧壁上的水平密封环，密封环的顶面与接料环的底面配合，密封环上开设有一个上下贯通的第二漏料孔，第一漏料孔和第二漏料孔的位置对应。第二漏料孔连通出料管，出料管贯穿密封壳并连通储料腔。限位筒转动时会带动接料环转动，从最外层输送通道中抛出并自然下落至接料环上的石墨粉，跟随接料环继续转动，并在离心力的作用下逐渐填充到第一漏料孔内。接料环转动过程中，第一漏料孔和第二漏料孔周期性对接，从而使得第一漏料孔内的石墨粉逐渐落入出料管中，并最终落入储料腔。
作为本发明的一种优选技术方案，所述匀料机构包括两根沿圆盘径向安装在密封壳内侧壁上的水平固定轴，固定轴位于导料环的上方。固定轴上对应输送通道的位置转动配合有若干个轴套，每个轴套上固定安装有两个平行于固定轴且夹角为180°的匀料板。石墨粉转移过程中撞击到匀料板，将动能传递给匀料板。匀料板发生转动并将石墨粉扬起，石墨粉下落后堆积的厚度更加均匀。匀料板的边缘处设置有毛刷，毛刷对附着在圆盘上表面和导料环侧壁上的石墨粉进行清扫，防止石墨粉发生板结。其中一个匀料板上固定安装有配重块，匀料板将石墨粉传递的动能消耗完后，配重块能带动匀料板继续转动，确保匀料板回到输送通道内，从而实现匀料板与石墨粉的下次撞击。固定轴的底部水平安装有若干个人字形的推料板，推料板的底部与导料环的上表面配合。扬起的石墨粉一部分会下落至导料环的上表面，推料板可以将这部分的石墨粉推送回输送通道内。
本发明还提供了一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干方法，所述方法采用上述锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统配合完成，具体包括以下步骤：
步骤一、将石墨粉经输料管道送入圆盘上表面最内层导料环内侧。
步骤二、给加热丝通电，通过加热丝对加热腔进行加热，加热腔将热量传递给圆盘，圆盘对位于其上表面的石墨粉加热。
步骤三、通过电机依次带动齿轮、外齿圈、限位筒以及圆盘转动。圆盘上的石墨粉受离心力作用沿输送通道转移，并经缺口由内侧输送通道渐渐向外侧输送通道转移。在此过程中，石墨粉受热后表面水分蒸发，使得圆盘上方聚集湿热空气。叶片跟随圆盘转动，将圆盘上方的湿热空气经圆形开口排出。
步骤四、石墨粉转移过程中撞击到匀料板，使得匀料板转动，匀料板转动过程中将石墨粉扬起，对石墨粉起到分散均匀的作用；毛刷对附着在圆盘和导料环上的石墨粉进行清扫，避免发生板结。同时推料板将扬起后下落至导料环上表面的石墨粉推回到输送通道内。
步骤五、石墨粉离开最外层输送通道后，自然下落至接料环上，并落入第一漏料孔内。接料环转动过程中，第一漏料孔与第二漏料孔周期性对接，从而使得石墨粉逐渐通过出料管落入储料腔内。
(三)有益效果
本发明具有如下有益效果：
(1)本发明提供的锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统在对石墨粉进行烘干时，增长了石墨粉与加热面接触的时间，并使石墨粉始终处于滚动转移的状态，以使得石墨粉上各个部分都能与加热面接触，受热更加均匀，烘干效果更好；石墨粉烘干过程中始终处于滚动状态，避免了板结现象的产生，且毛刷能对附着在加热面上的石墨粉进行清扫，进一步避免了板结现象的产生，提高了烘干的效果。
(2)本发明的锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统在对石墨粉进行烘干时，石墨粉始终处于滚动转移的状态，相比于静止堆积在一起的石墨粉，在圆周运动中受离心力作用堆积在一起的石墨粉厚度更加均匀，且石墨粉转移过程中自身的动能带动匀料机构，将石墨粉扬起，扬起的石墨粉下落后堆积厚度更加均匀，更有利于提高烘干效果。
(3)本发明的锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统在对石墨粉进行烘干时，只需一个电机即可实现石墨粉的输送、匀料和收集，以及湿热空气的排出，结构紧凑适用于实际生产。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1为本发明一个实施例中锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统的内部结构示意图；
图2为本发明一个实施例中A处的放大示意图；
图3为本发明一个实施例中输送机构的结构示意图；
图4为本发明一个实施例中输送通道的横截面俯视图；
图5为本发明一个实施例中接料机构的俯视图；
图6为本发明一个实施例中转运机构的俯视图；
图7为本发明一个实施例中连接架的俯视图；
图8为本发明一个实施例中匀料机构的俯视图；
图9为本发明一个实施例中锂电池负极材料石墨粉制备烘干方法的步骤图。
图中：1-底座、101-环形限位槽、2-凸台、3-密封壳、4-圆形开口、5-连接架、501-外环、502-辐条、503-内环、6-输料管道、601-环形导向槽、7-加热腔、8-加热丝、9-输送机构、901-圆盘、902-限位筒、903-导料环、904-输送通道、905-缺口、10-外齿圈、11-电机、12-齿轮、13-连接杆、14-叶片、15-滚轮、16-接料机构、1601-接料环、1602-环形挡板、1603-第一漏料孔、17-转运机构、1701-密封环、1702-第二漏料孔、1703-出料管、18-匀料机构、1801-固定轴、1802-轴套、1803-匀料板、1804-毛刷、1805-配重块、1806-推料板、19-储料腔。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。
如图1至图8所示，本实施例提供了一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统，包括圆形的底座1，底座1的上表面中部固定连接有顶面水平的圆柱形凸台2。底座1的上表面固定安装有密封壳3，密封壳3的顶部收缩形成与凸台2同轴的圆形开口4。圆形开口4的内侧壁固定安装有水平的连接架5。连接架5包括与圆形开口4的内侧壁固定连接的外环501，外环501内侧固定连接若干个以外环501圆心为中心呈放射状排列的辐条502，辐条502的端部固定连接内环503，内环503与外环501的圆心重合。内环503的内侧固定连接竖直方向的输料管道6。
凸台2上表面固定安装有顶面水平的圆柱形加热腔7，加热腔7与凸台2同轴且直径相同，加热腔7内设置有加热丝8。底座1上表面沿凸台2边缘处开设有环形限位槽101。输送机构9与环形限位槽101转动配合。输送机构9包括与加热腔7上表面配合的圆盘901，圆盘901外侧固定连接有与环形限位槽101和凸台2侧壁转动配合的限位筒902。给加热丝8通电后，加热腔7内热量聚集并传递到圆盘901上，圆盘901对其表面的石墨粉进行加热。限位筒902的外侧固定安装有水平的外齿圈10。凸台2的上表面固定安装有竖直方向的电机11，电机11的输出轴上固定安装有与外齿圈10相互啮合的齿轮12。圆盘901的上表面固定安装有若干个与圆盘901同轴的圆形导料环903。导料环903的半径自内而外等量递增，相邻的导料环903之间形成环形的输送通道904。最内层导料环903的内侧壁与输料管道6的外侧壁配合。石墨粉经输料管道6落到圆盘901上表面。导料环903上开设有连通各个输送通道904的缺口905，且相邻导料环903上缺口905与导料环903圆心之间连线的夹角为180°。
最内层的导料环903上表面等间距固定安装有三个竖直的连接杆13，连接杆13的顶端外侧固定安装有水平的叶片14，连接杆13的顶端内侧铰接有水平的滚轮15。输料管道6的外侧壁开设有水平的环形导向槽601，滚轮15与环形导向槽601滚动配合。圆盘901对石墨粉进行加热过程中，石墨粉表面的水分蒸发，在圆盘901上方聚集形成湿热空气。导料环903转动通过连接杆13带动叶片14转动，叶片14将圆盘901上方的湿热空气经圆形开口4排出密封壳3内部。限位筒902上安装有接料机构16，密封壳3上固定安装有转运机构17和匀料机构18，密封壳3外侧壁上固定安装有储料腔19。通过电机11带动齿轮12转动，齿轮12带动与其啮合的外齿圈10转动，从而带动限位筒902、圆盘901、导料环903以及接料机构16转动。
在本实施例中，接料机构16包括固定连接在限位筒902外侧壁上的水平接料环1601，接料环1601的外侧边缘处固定安装有竖直的环形挡板1602，接料环1601上等间距开设有若干个上下贯通的第一漏料孔1603。转运机构17包括固定在密封壳3内侧壁上的水平密封环1701，密封环1701的顶面与接料环1601的底面配合，密封环1701上开设有一个上下贯通的第二漏料孔1702，第一漏料孔1603和第二漏料孔1702的位置对应。第二漏料孔1702连通出料管1703，出料管1703贯穿密封壳3并连通储料腔19。限位筒902转动时会带动接料环1601转动，从最外层输送通道904中抛出并自然下落至接料环1601上的石墨粉，跟随接料环1601继续转动，并在离心力的作用下逐渐填充到第一漏料孔1603内。接料环1601转动过程中，第一漏料孔1603和第二漏料孔1702周期性对接，从而使得第一漏料孔1603内的石墨粉逐渐落入出料管1703中，并最终落入储料腔19。
在本实施例中，匀料机构18包括两根沿圆盘901径向安装在密封壳3内侧壁上的水平固定轴1801，固定轴1801位于导料环903的上方。固定轴1801上对应输送通道904的位置转动配合有若干个轴套1802，每个轴套1802上固定安装有两个平行于固定轴1801且夹角为180°的匀料板1803。石墨粉转移过程中撞击到匀料板1803，将动能传递给匀料板1803。匀料板1803发生转动并将石墨粉扬起，石墨粉下落后堆积的厚度更加均匀。匀料板1803的边缘处设置有毛刷1804，毛刷1804对附着在圆盘901上表面和导料环903侧壁上的石墨粉进行清扫，防止石墨粉发生板结。其中一个匀料板1803上固定安装有配重块1805，匀料板1803将石墨粉传递的动能消耗完后，配重块1805能带动匀料板1803继续转动，确保匀料板1803回到输送通道904内，从而实现匀料板1803与石墨粉的下次撞击。固定轴1801的底部水平安装有若干个人字形的推料板1806，推料板1806的底部与导料环903的上表面配合。扬起的石墨粉一部分会下落至导料环903的上表面，推料板1806可以将这部分的石墨粉推送回输送通道904内。
如图9所示，本实施例还提供了一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干方法，所述方法采用上述锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统配合完成，具体包括以下步骤：
步骤一、将石墨粉经输料管道6送入圆盘901上表面最内层导料环903内侧。
步骤二、给加热丝8通电，通过加热丝8对加热腔7进行加热，加热腔7将热量传递给圆盘901，圆盘901对位于其上表面的石墨粉加热。
步骤三、通过电机11依次带动齿轮12、外齿圈10、限位筒902以及圆盘901转动。圆盘901上的石墨粉受离心力作用沿输送通道904转移，并经缺口905由内侧输送通道904渐渐向外侧输送通道904转移。在此过程中，石墨粉受热后表面水分蒸发，使得圆盘901上方聚集湿热空气。叶片14跟随圆盘901转动，将圆盘901上方的湿热空气经圆形开口4排出。
步骤四、石墨粉转移过程中撞击到匀料板1803，使得匀料板1803转动，匀料板1803转动过程中将石墨粉扬起，对石墨粉起到分散均匀的作用；毛刷1804对附着在圆盘901和导料环903上的石墨粉进行清扫，避免发生板结。同时推料板1806将扬起后下落至导料环903上表面的石墨粉推回到输送通道904内。
步骤五、石墨粉离开最外层输送通道904后，自然下落至接料环1601上，并落入第一漏料孔1603内。接料环1601转动过程中，第一漏料孔1603与第二漏料孔1702周期性对接，从而使得石墨粉逐渐通过出料管1703落入储料腔19内。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统，其特征在于：所述锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统包括圆形的底座(1)，底座(1)的上表面中部固定连接有顶面水平的圆柱形凸台(2)；底座(1)的上表面固定安装有密封壳(3)，密封壳(3)的顶部收缩形成与凸台(2)同轴的圆形开口(4)；圆形开口(4)的内侧壁固定安装有水平的连接架(5)；连接架(5)包括与圆形开口(4)的内侧壁固定连接的外环(501)，外环(501)内侧固定连接若干个以外环(501)圆心为中心呈放射状排列的辐条(502)，辐条(502)的端部固定连接内环(503)，内环(503)与外环(501)的圆心重合；内环(503)的内侧固定连接竖直方向的输料管道(6)；
凸台(2)上表面固定安装有顶面水平的圆柱形加热腔(7)，加热腔(7)与凸台(2)同轴且直径相同，加热腔(7)内设置有加热丝(8)；底座(1)上表面沿凸台(2)边缘处开设有环形限位槽(101)；输送机构(9)与环形限位槽(101)转动配合；输送机构(9)包括与加热腔(7)上表面配合的圆盘(901)，圆盘(901)外侧固定连接有与环形限位槽(101)和凸台(2)侧壁转动配合的限位筒(902)；限位筒(902)的外侧固定安装有水平的外齿圈(10)；凸台(2)的上表面固定安装有竖直方向的电机(11)，电机(11)的输出轴上固定安装有与外齿圈(10)相互啮合的齿轮(12)；圆盘(901)的上表面固定安装有若干个与圆盘(901)同轴的圆形导料环(903)；导料环(903)的半径自内而外等量递增，相邻的导料环(903)之间形成环形的输送通道(904)；最内层导料环(903)的内侧壁与输料管道(6)的外侧壁配合；导料环(903)上开设有连通各个输送通道(904)的缺口(905)，且相邻导料环(903)上缺口(905)与导料环(903)圆心之间连线的夹角为180°；
最内层的导料环(903)上表面等间距固定安装有三个竖直的连接杆(13)，连接杆(13)的顶端外侧固定安装有水平的叶片(14)，连接杆(13)的顶端内侧铰接有水平的滚轮(15)；输料管道(6)的外侧壁开设有水平的环形导向槽(601)，滚轮(15)与环形导向槽(601)滚动配合；限位筒(902)上安装有接料机构(16)，密封壳(3)上固定安装有转运机构(17)和匀料机构(18)，密封壳(3)外侧壁上固定安装有储料腔(19)。
2.根据权利要求1所述一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统，其特征在于：所述接料机构(16)包括固定连接在限位筒(902)外侧壁上的水平接料环(1601)，接料环(1601)的外侧边缘处固定安装有竖直的环形挡板(1602)，接料环(1601)上等间距开设有若干个上下贯通的第一漏料孔(1603)；转运机构(17)包括固定在密封壳(3)内侧壁上的水平密封环(1701)，密封环(1701)的顶面与接料环(1601)的底面配合，密封环(1701)上开设有一个上下贯通的第二漏料孔(1702)，第一漏料孔(1603)和第二漏料孔(1702)的位置对应；第二漏料孔(1702)连通出料管(1703)，出料管(1703)贯穿密封壳(3)并连通储料腔(19)。
3.根据权利要求1所述一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统，其特征在于：所述匀料机构(18)包括两根沿圆盘(901)径向安装在密封壳(3)内侧壁上的水平固定轴(1801)，固定轴(1801)位于导料环(903)的上方；固定轴(1801)上对应输送通道(904)的位置转动配合有若干个轴套(1802)，每个轴套(1802)上固定安装有两个平行于固定轴(1801)且夹角为180°的匀料板(1803)；匀料板(1803)的边缘处设置有毛刷(1804)，其中一个匀料板(1803)上固定安装有配重块(1805)；固定轴(1801)的底部水平安装有若干个人字形的推料板(1806)，推料板(1806)的底部与导料环(903)的上表面配合。
4.一种锂电池负极材料石墨粉制备烘干方法，其特征在于：所述锂电池负极材料石墨粉制备烘干方法采用权利要求1至3任一项所述锂电池负极材料石墨粉制备烘干系统配合完成，具体包括以下步骤：
步骤一、将石墨粉经输料管道(6)送入圆盘(901)上表面最内层导料环(903)内侧；
步骤二、给加热丝(8)通电，通过加热丝(8)对加热腔(7)进行加热，加热腔(7)将热量传递给圆盘(901)，圆盘(901)对位于其上表面的石墨粉加热；
步骤三、通过电机(11)依次带动齿轮(12)、外齿圈(10)、限位筒(902)以及圆盘(901)转动；圆盘(901)上的石墨粉受离心力作用沿输送通道(904)转移，并经缺口(905)由内侧输送通道(904)渐渐向外侧输送通道(904)转移；在此过程中，石墨粉受热后表面水分蒸发，使得圆盘(901)上方聚集湿热空气；叶片(14)跟随圆盘(901)转动，将圆盘(901)上方的湿热空气经圆形开口(4)排出；
步骤四、石墨粉转移过程中撞击到匀料板(1803)，使得匀料板(1803)转动，匀料板(1803)转动过程中将石墨粉扬起，对石墨粉起到分散均匀的作用，毛刷(1804)对附着在圆盘(901)和导料环(903)上的石墨粉进行清扫，避免发生板结；同时推料板(1806)将扬起后下落至导料环(903)上表面的石墨粉推回到输送通道(904)内；
步骤五、石墨粉离开最外层输送通道(904)后，自然下落至接料环(1601)上，并落入第一漏料孔(1603)内；接料环(1601)转动过程中，第一漏料孔(1603)与第二漏料孔(1702)周期性对接，从而使得石墨粉逐渐通过出料管(1703)落入储料腔(19)内。
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2019
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