CN114432992B - 一种高效新能源锂电池材料制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新能源锂电池材料制备装置，尤其涉及一种高效新能源锂电池材料制备装置。本发明提供一种制备条件较易满足且操作比较简单的高效新能源锂电池材料制备装置。一种高效新能源锂电池材料制备装置，包括有外框、第一单向阀、水箱、放料机构、震荡机构、搅拌机构等；外框前侧中部设有第一单向阀，外框内部中间设有水箱，水箱内设有放料机构，水箱上设有加速冰蒸馏水流动的震荡机构，外框内上部设有加速制备原料快速反应的搅拌机构。搅拌部对水箱内反应原料进行充分搅拌，下压板向下滑动能够对冰蒸馏水进行震荡，使得蒸馏水能够流动，在冰蒸馏水以及搅拌部共同作用下，使得放料框内快速进行初步的化学反应。

Description

一种高效新能源锂电池材料制备装置

技术领域

本发明涉及一种新能源锂电池材料制备装置，尤其涉及一种高效新能源锂电池材料制备装置。

背景技术

锂元素是元素周期表中最轻以及金属活动性最强的金属元素，因此在能量密度、充放电效率和使用寿命等方面相比传统电池更为优秀，新能源锂电池材料也随着新能源汽车产业的兴起，其需求逐渐增大。

专利申请CN208382877U，公开了一种高效新能源锂电池材料制备装置，包括壳体，所述壳体顶部设置有进料斗，本高效新能源锂电池材料制备装置，结构设置巧妙且布置合理，工作时，锂电池颗粒原料从进料斗进入壳体内，首先进入搅拌筒中进行搅拌，而后通过阀门机构将经过充分混合的原料排入烧结炉内，储气仓向壳体内输送保护气，该装置巧妙设置混合搅拌机构实现锂电池颗粒原料的高效混合，通过阀门机构排入烧结炉中，该制备装置中阀门机构实现壳体内烧结炉的密封和保温，烧结炉内设置反应搅拌机构，提高反应效率，同时方便排料，另外烧结过程中采用保护气保护，保证锂电池材料的成品质量。

上述专利采取的仍然是传统的固相烧结方式制备锂电池，在烧结过程中需要采用保护气保护，还需要烧结炉内经过电加热管进行加热烧结，第一次采用300-350摄氏度进行烧结，第一烧结后通过气泵向壳体内输送保护气形成气流，气流经过循环管回收进入储气仓内，实现烧结炉内的循环风冷，冷却后进行第二次烧结，第二次采用600-800摄氏度进行烧结，制备条件相对比较苛刻，操作较麻烦，为此，我们设计了一种制备条件较易满足且操作比较简单的高效新能源锂电池材料制备装置。

发明内容

为了克服现有新能源锂电池材料制备装置制备条件相对比较苛刻，操作较麻烦的缺点，本发明的技术问题为：提供一种制备条件较易满足且操作比较简单的高效新能源锂电池材料制备装置。

技术方案：一种高效新能源锂电池材料制备装置，包括有外框、第一单向阀、水箱、放料机构、震荡机构、搅拌机构和推动机构，外框前侧中部设有第一单向阀，外框内部中间设有水箱，水箱内设有放料机构，水箱上设有加速冰蒸馏水流动的震荡机构，外框内上部设有加速制备原料快速反应的搅拌机构，外框顶部设有推动搅拌机构运作的推动机构。

此外，特别优选的是，放料框、突齿、第二单向阀、缓冲部、卡块、滤网和第一弹簧构成放料机构，水箱内中间放置有放料框，放料框顶部前后对称设有突齿，放料框下侧右后部设有第二单向阀，水箱上部内壁左右对称设有卡块，放料框内部中间设有滤网，放料框上部外壁周向均匀间隔式设有第一弹簧，第一弹簧外端之间连接有缓冲部。

此外，特别优选的是，下压板、滑杆和第二弹簧构成震荡机构，水箱内滑动式设有下压板，水箱上部左右两侧均滑动式设有滑杆，滑杆向下滑动与下压板接触，滑杆上部均绕有第二弹簧，第二弹簧顶端均与滑杆连接，第二弹簧底端均与水箱连接。

此外，特别优选的是，螺纹杆、第一固定部、螺纹套和搅拌部构成搅拌机构，外框内上部设有第一固定部，第一固定部中部设有螺纹套，螺纹套内螺纹式设有螺纹杆，螺纹杆底部设有搅拌部。

此外，特别优选的是，电动推杆、连接部和下压部构成推动机构，外框顶部设有电动推杆，电动推杆下部设有连接部，连接部的下端面与螺纹杆的顶部转动式地相连接，连接部上左右对称设有下压部。

此外，特别优选的是，还包括有自动取出新能源电池材料的旋转机构，转轴、绕线轮、拉绳、扭簧、啮合部、活动杆和第三弹簧构成旋转机构，外框内后上部转动式设有转轴，转轴中部设有绕线轮，绕线轮上绕有拉绳，转轴前端设有啮合部，啮合部与突齿啮合，转轴与绕线轮之间连接有扭簧，扭簧绕在转轴上，水箱内后上部设有导向杆，导向杆下部滑动式设有活动杆，下压板上移与活动杆接触，拉绳穿过水箱与活动杆连接，导向杆上绕有第三弹簧，第三弹簧顶端与水箱连接，第三弹簧底端与活动杆连接。

此外，特别优选的是，还包括有喷洒常温蒸馏水的喷洒机构，第二固定部、喷洒部、细管、伸缩软管和进水部构成喷洒机构，外框内前上部设有第二固定部，第二固定部后侧设有喷洒部，喷洒部下部设有细管，水箱内前侧设有伸缩软管，细管底端与伸缩软管顶部连接，伸缩软管下部设有进水部。

此外，特别优选的是，下压板底部与水箱之间设置有弹性件。

本发明具有如下优点：1、搅拌部对放料框内的应原料进行充分搅拌，下压板向下滑动能够对冰蒸馏水进行震荡，使得蒸馏水能够流动，在冰蒸馏水以及搅拌部共同作用下，使得放料框内快速进行初步的化学反应；

2、下压板在弹性件的作用下向上滑动与活动杆接触后，啮合部带动突齿旋转，使得两个卡块与两个突齿之间左右两侧的间隙对应，即可将放料框自动从外框底部向下取出，减少人工操作；

3、当下压板向上滑动时，水箱内常温蒸馏水依次通过进水部、伸缩软管、细管和喷洒部喷在放料框内反应后的原料上，自动进行锂电池制备后续的反应，无需人工后续加入常温蒸馏水，且充分实现了蒸馏水资源的循环利用。

附图说明

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明的剖面立体结构示意图。

图3为本发明的放料机构第一种部分立体结构示意图。

图4为本发明的放料机构第二种部分立体结构示意图。

图5为本发明的放料机构第三种部分立体结构示意图。

图6为本发明的放料机构第四种部分立体结构示意图。

图7为本发明的放料机构第五种部分立体结构示意图。

图8为本发明的震荡机构立体结构示意图。

图9为本发明的搅拌机构立体结构示意图。

图10为本发明的搅拌机构部分立体结构示意图。

图11为本发明的推动机构部分立体结构示意图。

图12为本发明的推动机构立体结构示意图。

图13为本发明的旋转机构第一种部分立体结构示意图。

图14为本发明的旋转机构第二种部分立体结构示意图。

图15为本发明的旋转机构第三种部分立体结构示意图。

图16为本发明的喷洒机构第一种部分立体结构示意图。

图17为本发明的喷洒机构第二种部分立体结构示意图。

在图中：1、外框，2、第一单向阀，3、水箱，4、放料机构，41、放料框，42、突齿，43、第二单向阀，44、缓冲部，45、卡块，46、滤网，47、第一弹簧，5、震荡机构，51、下压板，52、滑杆，53、第二弹簧，6、搅拌机构，61、螺纹杆，62、第一固定部，63、螺纹套，64、搅拌部，7、推动机构，71、电动推杆，72、下压部，73、连接部，8、旋转机构，81、转轴，82、绕线轮，83、拉绳，84、扭簧，85、啮合部，86、活动杆，87、第三弹簧，9、喷洒机构，91、第二固定部，92、喷洒部，93、细管，94、伸缩软管，95、进水部。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

实施例1

一种高效新能源锂电池材料制备装置，如图1和图2所示，包括有外框1、第一单向阀2、水箱3、放料机构4、震荡机构5、搅拌机构6和推动机构7，外框1底部为敞口设置，外框1前侧中部安装有第一单向阀2，外框1内部中间焊接有水箱3，水箱3设置为环状，第一单向阀2穿过外框1与水箱3连接，水箱3内设有放料机构4，水箱3上设有震荡机构5，震荡机构5能够加速冰蒸馏水流动，外框1内上部设有搅拌机构6，搅拌机构6加速制备原料进行反应，外框1顶部设有推动机构7，推动机构7推动搅拌机构6运作。

如图3-7所示，放料机构4包括有放料框41、突齿42、第二单向阀43、缓冲部44、卡块45、滤网46和第一弹簧47，水箱3内中间放置有放料框41，放料框41顶部前后对称固接有突齿42，突齿42为圆弧状，且两个突齿42不接触，放料框41下侧右后部安装有第二单向阀43，水箱3上部内壁左右对称设有卡块45，放料框41内部中间设有滤网46，放料框41上部外壁周向均匀间隔式设有第一弹簧47，第一弹簧47外端之间连接有缓冲部44，缓冲部44套在放料框41上部。

如图8所示，震荡机构5包括有下压板51、滑杆52和第二弹簧53，水箱3内滑动式设有设置为圆环形的下压板51，且下压板51底部与水箱3之间设置有弹性件，水箱3上部左右两侧均滑动式设有滑杆52，滑杆52向下滑动与下压板51接触，滑杆52上部均绕有第二弹簧53，第二弹簧53顶端均与滑杆52连接，第二弹簧53底端均与水箱3连接。

如图9和图10所示，搅拌机构6包括有螺纹杆61、第一固定部62、螺纹套63和搅拌部64，外框1内上部栓接有第一固定部62，第一固定部62中部设有螺纹套63，螺纹套63内螺纹式设有螺纹杆61，螺纹杆61底部键连接有搅拌部64。

如图11和图12所示，推动机构7包括有电动推杆71、连接部73和下压部72，外框1顶部通过螺栓的方式安装有电动推杆71，电动推杆71下部焊接有连接部73，连接部73的下端面与螺纹杆61的顶部转动式地相连接，连接部73上左右对称固定式设有下压部72，下压部72向下移动均与同侧的滑杆52接触。

当人们需要制备新能源锂电池材料时，可使用这种制备装置，人们事先通过第一单向阀2往水箱3内通入足量的冰蒸馏水，并在放料框41内的滤网46上放入备好的硫酸溶液、硝酸溶液、石墨原料和固体高锰酸钾四种反应原料，放料框41、突齿42、第二单向阀43、缓冲部44、滤网46和第一弹簧47能够从外框1底部向上穿进水箱3内中间，且使得突齿42位于卡块45上方，两个卡块45分别对应两个突齿42之间左右两侧的间隙，然后人们转动放料框41，放料框41带动突齿42旋转，使得两个卡块45与两个突齿42之间左右两侧的间隙均不对应，如此，卡块45将突齿42卡在上方，放料框41也就被放置在水箱3内，水箱3内的冰蒸馏水对放料框41内的反应原料进行冷却，接着控制电动推杆71的伸缩端伸长带动连接部73向下移动，从而带动下压部72向下移动，下压部72与滑杆52接触后，带动滑杆52向下滑动，第二弹簧53被压缩，滑杆52下移至与下压板51接触后，带动下压板51向下滑动，下压板51对冰蒸馏水进行震荡，使得蒸馏水能够流动，从而提高冷却效果，电动推杆71的伸缩端伸长同时带动螺纹杆61向下移动，在螺纹套63配合作用下，螺纹杆61边下移边转动，从而带动搅拌部64转动，搅拌部64对放料框41反应原料进行充分搅拌，在冰蒸馏水以及搅拌部64共同作用下，使得放料框41内快速进行初步的化学反应，待反应至一定程度后，人们控制电动推杆71的伸缩端缩短带动连接部73向上移动，从而带动下压部72向上移动，同时第二弹簧53缓慢复位带动滑杆52向上滑动，下压板51也在弹性件复位的作用下缓慢向上滑动，电动推杆71的伸缩端缩短同时带动螺纹杆61向上移动，在螺纹套63配合作用下，螺纹杆61边上移边反转，从而带动搅拌部64反转，搅拌部64对放料框41反应原料进行再次搅拌，使得反应后的原料混合更均匀，接着人们关闭电动推杆71并反向转动放料框41，放料框41带动突齿42旋转，使得两个卡块45与两个突齿42之间左右两侧的间隙再次对应，即可将放料框41、突齿42、第二单向阀43、缓冲部44、滤网46和第一弹簧47从外框1底部向下取出，人们在放料框41内反应后的原料中加入常温蒸馏水进行后续反应，在滤网46的过滤作用下能够将反应原料中的杂质进行滤除，通过控制第二单向阀43打开将反应完成后的溶液排放事先准备好的容器内，最后可析出抽滤后得到氧化石墨烯，即完成了新能源锂电池材料的制备。

实施例2

在实施例1的基础之上，如图2和图13-15所示，还包括有旋转机构8，旋转机构8使得新能源电池材料被自动取出，旋转机构8包括有转轴81、绕线轮82、拉绳83、扭簧84、啮合部85、活动杆86和第三弹簧87，外框1内后上部通过轴承的方式设有转轴81，转轴81中部通过键连接的方式设有绕线轮82，绕线轮82上绕有拉绳83，转轴81前端设有与突齿42啮合的啮合部85，转轴81与绕线轮82之间连接有扭簧84，扭簧84绕在转轴81上，水箱3内后上部设有导向杆，导向杆下部滑动式设有活动杆86，下压板51上移与活动杆86接触，拉绳83穿过水箱3与活动杆86连接，导向杆上绕有第三弹簧87，第三弹簧87顶端与水箱3连接，第三弹簧87底端与活动杆86连接。

放料框41固定放置在水箱3内时，突齿42顶部与啮合部85接触，初始时扭簧84为形变状态，拉绳83被拉紧，下压板51在弹性件的作用下向上滑动与活动杆86接触后，带动活动杆86沿导向杆向上滑动，第三弹簧87被压缩，活动杆86不再拉紧拉绳83，扭簧84随之复位，从而带动绕线轮82转动，绕线轮82对拉绳83进行收绕，绕线轮82通过转轴81带动啮合部85转动，啮合部85带动突齿42旋转，使得两个卡块45与两个突齿42之间左右两侧的间隙再次对应，即可将放料框41、突齿42、第二单向阀43、缓冲部44、滤网46和第一弹簧47自动从外框1底部向下取出，减少人工操作，当下压板51向下滑动与活动杆86不接触时，第三弹簧87复位带动活动杆86向下滑动，活动杆86再次拉紧拉绳83，拉绳83带动绕线轮82反转，扭簧84扭转形变，绕线轮82通过转轴81带动啮合部85反转，进而带动突齿42反向旋转复位。

如图2、图16和图17所示，还包括有喷洒机构9，喷洒机构9用于喷洒常温蒸馏水，喷洒机构9包括有第二固定部91、喷洒部92、细管93、伸缩软管94和进水部95，外框1内前上部设有第二固定部91，第二固定部91后侧设有喷洒部92，喷洒部92下部设有细管93，细管93依次滑动式穿过水箱3与下压板51，水箱3内前侧设有伸缩软管94，细管93底端与伸缩软管94顶部连接，下压板51向下滑动与伸缩软管94接触，伸缩软管94下部设有进水部95。

当下压板51向下滑动与伸缩软管94接触时，下压板51挤压伸缩软管94收缩，当下压板51向上滑动时，此时水箱3内的冰蒸馏水在化学反应散热作用下已经升温至常温条件，且伸缩软管94缓慢复位伸长，在气压作用下，水箱3内常温蒸馏水通过进水部95抽入伸缩软管94内，并通过细管93向上流入喷洒部92内后向外喷出在放料框41内反应后的原料上，如此能够自动进行锂电池制备后续的析出抽滤反应，无需人工后续加入常温蒸馏水，从而给人们提供了一定的便利性。

上述实施例，只是本发明的较佳实施例，并非用来限制本发明实施范围，故凡以本发明权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本发明权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种高效新能源锂电池材料制备装置，包括有外框（1）、第一单向阀（2）和水箱（3），外框（1）前侧中部设有第一单向阀（2），外框（1）内部中间设有水箱（3），其特征在于：还包括有放料机构（4）、震荡机构（5）、搅拌机构（6）和推动机构（7），水箱（3）内设有放料机构（4），水箱（3）上设有加速冰蒸馏水流动的震荡机构（5），外框（1）内上部设有加速制备原料进行反应的搅拌机构（6），外框（1）顶部设有推动搅拌机构（6）运作的推动机构（7）；

放料框（41）、突齿（42）、第二单向阀（43）、缓冲部（44）、卡块（45）、滤网（46）和第一弹簧（47）构成放料机构（4），水箱（3）内中间放置有放料框（41），放料框（41）顶部前后对称设有突齿（42），放料框（41）下侧右后部设有第二单向阀（43），水箱（3）上部内壁左右对称设有卡块（45），放料框（41）内部中间设有滤网（46），放料框（41）上部外壁周向均匀间隔式设有第一弹簧（47），第一弹簧（47）外端之间连接有缓冲部（44）；

下压板（51）、滑杆（52）和第二弹簧（53）构成震荡机构（5），水箱（3）内滑动式设有下压板（51），水箱（3）上部左右两侧均滑动式设有滑杆（52），滑杆（52）向下滑动与下压板（51）接触，滑杆（52）上部均绕有第二弹簧（53），第二弹簧（53）顶端均与滑杆（52）连接，第二弹簧（53）底端均与水箱（3）连接；

螺纹杆（61）、第一固定部（62）、螺纹套（63）和搅拌部（64）构成搅拌机构（6），外框（1）内上部设有第一固定部（62），第一固定部（62）中部设有螺纹套（63），螺纹套（63）内螺纹式设有螺纹杆（61），螺纹杆（61）底部设有搅拌部（64）；

电动推杆（71）、连接部（73）和下压部（72）构成推动机构（7），外框（1）顶部设有电动推杆（71），电动推杆（71）下部设有连接部（73），连接部（73）的下端面与螺纹杆（61）的顶部转动式地相连接，连接部（73）上左右对称设有下压部（72）。

2.按照权利要求1所述的一种高效新能源锂电池材料制备装置，其特征在于：还包括有自动取出新能源电池材料的旋转机构（8），转轴（81）、绕线轮（82）、拉绳（83）、扭簧（84）、啮合部（85）、活动杆（86）和第三弹簧（87）构成旋转机构（8），外框（1）内后上部转动式设有转轴（81），转轴（81）中部设有绕线轮（82），绕线轮（82）上绕有拉绳（83），转轴（81）前端设有啮合部（85），啮合部（85）与突齿（42）啮合，转轴（81）与绕线轮（82）之间连接有扭簧（84），扭簧（84）绕在转轴（81）上，水箱（3）内后上部设有导向杆，导向杆下部滑动式设有活动杆（86），下压板（51）上移与活动杆（86）接触，拉绳（83）穿过水箱（3）与活动杆（86）连接，导向杆上绕有第三弹簧（87），第三弹簧（87）顶端与水箱（3）连接，第三弹簧（87）底端与活动杆（86）连接。

3.按照权利要求2所述的一种高效新能源锂电池材料制备装置，其特征在于：还包括有喷洒常温蒸馏水的喷洒机构（9），第二固定部（91）、喷洒部（92）、细管（93）、伸缩软管（94）和进水部（95）构成喷洒机构（9），外框（1）内前上部设有第二固定部（91），第二固定部（91）后侧设有喷洒部（92），喷洒部（92）下部设有细管（93），水箱（3）内前侧设有伸缩软管（94），细管（93）底端与伸缩软管（94）顶部连接，伸缩软管（94）下部设有进水部（95）。

4.按照权利要求3所述的一种高效新能源锂电池材料制备装置，其特征在于：下压板（51）底部与水箱（3）之间设置有弹性件。