CN114950661A - 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法 - Google Patents
一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114950661A CN114950661A CN202210412546.2A CN202210412546A CN114950661A CN 114950661 A CN114950661 A CN 114950661A CN 202210412546 A CN202210412546 A CN 202210412546A CN 114950661 A CN114950661 A CN 114950661A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- crushing
- wall
- fixedly connected
- environment
- artificial graphite
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 28
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 239000010406 cathode material Substances 0.000 title claims abstract description 21
- 238000012216 screening Methods 0.000 claims abstract description 36
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000002006 petroleum coke Substances 0.000 claims abstract description 25
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000006253 pitch coke Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011334 petroleum pitch coke Substances 0.000 claims abstract description 6
- 238000007689 inspection Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract 2
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 49
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 44
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 44
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 claims description 28
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 22
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 14
- 238000005087 graphitization Methods 0.000 claims description 12
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims description 11
- HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N [C].[Si] Chemical compound [C].[Si] HMDDXIMCDZRSNE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 10
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 claims description 9
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 claims description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 9
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 8
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 claims description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 7
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 claims description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 6
- 230000004048 modification Effects 0.000 claims description 6
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000010405 anode material Substances 0.000 claims description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims description 5
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims description 5
- 238000004220 aggregation Methods 0.000 claims description 4
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 4
- 239000011164 primary particle Substances 0.000 claims description 4
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 7
- 238000007885 magnetic separation Methods 0.000 abstract description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 210000004209 hair Anatomy 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000003801 milling Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 238000009818 secondary granulation Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C18/00—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments
- B02C18/06—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives
- B02C18/08—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within vertical containers
- B02C18/10—Disintegrating by knives or other cutting or tearing members which chop material into fragments with rotating knives within vertical containers with drive arranged above container
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B02—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING; PREPARATORY TREATMENT OF GRAIN FOR MILLING
- B02C—CRUSHING, PULVERISING, OR DISINTEGRATING IN GENERAL; MILLING GRAIN
- B02C23/00—Auxiliary methods or auxiliary devices or accessories specially adapted for crushing or disintegrating not provided for in preceding groups or not specially adapted to apparatus covered by a single preceding group
- B02C23/08—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating
- B02C23/14—Separating or sorting of material, associated with crushing or disintegrating with more than one separator
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C1/00—Magnetic separation
- B03C1/02—Magnetic separation acting directly on the substance being separated
- B03C1/30—Combinations with other devices, not otherwise provided for
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B07—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS; SORTING
- B07B—SEPARATING SOLIDS FROM SOLIDS BY SIEVING, SCREENING, SIFTING OR BY USING GAS CURRENTS; SEPARATING BY OTHER DRY METHODS APPLICABLE TO BULK MATERIAL, e.g. LOOSE ARTICLES FIT TO BE HANDLED LIKE BULK MATERIAL
- B07B1/00—Sieving, screening, sifting, or sorting solid materials using networks, gratings, grids, or the like
- B07B1/28—Moving screens not otherwise provided for, e.g. swinging, reciprocating, rocking, tilting or wobbling screens
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/205—Preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/21—After-treatment
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B32/00—Carbon; Compounds thereof
- C01B32/20—Graphite
- C01B32/21—After-treatment
- C01B32/215—Purification; Recovery or purification of graphite formed in iron making, e.g. kish graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Abstract
本发明公开了一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,包括以下步骤:S1、进料检验,原料投入,粗磨:将人造石墨原料石油焦或者沥青焦投入到粗碎机中,机械破碎成一定目数;S2、精碎分级:将粗磨过得石油焦或者沥青焦投入到机械磨、气流磨、辊压磨中,磨到5‑20um;S3、造粒:将不同粒度的原辅材料加入反应釜中,在一定温度和搅拌速率下,使其发生一次颗粒的团聚,复合成二次颗粒,本发明工艺简单,且通过一体处理装置实现粉碎、筛选和磁选功能,充分利用伺服电机的动力,使用方便,节能环保。
Description
技术领域
本发明涉及石墨负极材料制备技术领域,尤其涉及一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法。
背景技术
石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色、不透明固体,化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。天然石墨来自石墨矿藏,也可以以石油焦、沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成人造石墨。另外,在古代古代,石墨也是煤的别称。石墨在氧气中燃烧生成二氧化碳,可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。
现有的石墨负极材料的制备操作繁琐,不够节能环保,破碎的不够完全,只能通过后续工序筛选后,再次进行破碎,操作繁琐,同时破碎完成后,还需进入另一套磁选设备,费时费力,所以我们提出采用带有综合一体处理装置的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,用以解决上述所提到的问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点,而提出的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法。
为了实现上述目的,本发明采用了如下技术方案:
一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,包括以下步骤:
S1、进料检验,原料投入,粗磨:将人造石墨原料石油焦或者沥青焦投入到粗碎机中,机械破碎成一定目数;
S2、精碎分级:将粗磨过得石油焦或者沥青焦投入到机械磨、气流磨、辊压磨等中,磨到5-20um;
S3、造粒:将不同粒度的原辅材料加入反应釜中,在一定温度和搅拌速率下,使其发生一次颗粒的团聚,复合成二次颗粒;
S4、表面改性:反应釜中石油焦或者沥青焦单颗粒复合造粒的同时,辅料沥青也会对原料石油焦或者沥青焦表面进行包覆处理;
S5、整形筛分:将表面改性后的物料输送至机械磨进行整形分级,分级后的粉料再经筛分机进行筛分,筛下物用吨袋包装好外发石墨化;
S6、高温处理:将包装好的物料装入坩埚,放入石墨化炉中进行2800℃以上的高温处理(石墨化);
S7、一体处理:高温处理后的石墨送至一体处理装置,所述一体处理装置包括粉碎筒,所述粉碎筒内部设有粉碎组件、用于吸附磁性物质的吸附组件和筛选组件,所述粉碎组件将结块的石墨打散粉碎,所述筛选组件筛除粒度过大的颗粒物、杂物,筛下合格产品和筛上物分别进行管理,所述吸附组件将其中的磁性物质分离出,最后包装入库;
所述一体处理装置还包括外接料盒,所述外接料盒的内部设置有内接料盒,所述粉碎筒固定连接在所述内接料盒的顶部,所述粉碎筒的顶部固定连通有进料漏斗;所述粉碎筒的外壁固定连接有固定环,所述吸附组件设置在所述固定环的内部。
优选的,在步骤S3中,还包括向所述反应釜中投入纳米硅碳,所述纳米硅碳与所述原料石墨的质量比为3:97;且通过所述反应釜使得所述纳米硅碳均匀分布在所述原料石墨颗粒表面。
优选的,在步骤S4中,所述包覆处理包括以下步骤:
S41、辅料沥青通过有机溶剂充分溶解,所述辅料沥青与所述有机溶剂按照1g:12ml的比例进行混合;
S42、将反应釜温度控制在50℃,对其中溶解后的辅料沥青与复合造粒后石油焦或者沥青焦,进行搅拌至固体形态;
S43、对得到的固体物进行边研磨边升温处理,并在750℃至1000℃之间保持2.5h,最后继续研磨得到表面改性包覆后的物料。
优选的,所述粉碎组件包括转动贯穿粉碎筒的第二转轴,所述第二转轴的外壁固定套设有多个切割刀,所述第二转轴的外壁固定套设有第二正齿轮,所述粉碎筒的顶部固定连接有伺服电机,所述伺服电机的输出轴固定套设有与第二正齿轮相啮合的第三正齿轮,用于完全粉碎石墨。
优选的,所述吸附组件包括转动贯穿固定环的多个第一转轴,所述第一转轴的底部固定连接有电磁铁,所述粉碎筒的外壁开设有多个与电磁铁配合使用的通孔,多个所述第一转轴的外壁均固定套设有同步轮,多个所述同步轮的外壁传动套设有同一条同步带,其中一个所述第一转轴的外壁固定套设有与第三正齿轮相啮合的第一正齿轮,用于吸附磁性物质。
优选的,所述筛选组件包括固定连接在粉碎筒内壁对称设置的两个矩形板,所述粉碎筒的内壁滑动连接有滤网,所述滤网的底部与矩形板的顶部之间固定连接有同一个第二拉簧,用于筛选石墨。
优选的,所述粉碎筒外壁滑动连接有多个弧形板,所述弧形板的内壁设置有多个与电磁铁配合使用的刷毛,多个所述弧形板的顶部固定连接有同一个连接环,所述弧形板的顶部与固定环的底部之间固定连接有同一个第一拉簧,用于取出磁性物质,便于持续使用。
优选的,所述连接环的顶部固定连接有齿条,所述粉碎筒的顶部固定连接有固定板,所述固定板的内壁转动贯穿有圆杆,所述圆杆的外壁固定套设有与齿条相啮合的半齿轮,所述圆杆的外壁固定套设有第二伞齿轮,其中一个所述第一转轴的外壁固定套设有与第二伞齿轮相啮合的第一伞齿轮,用于充分利用动力。
优选的,所述连接环的底部固定连接有第一连杆,所述第一连杆的底部固定连接有横板,所述横板的顶部固定连接有第二连杆,所述第二连杆与滤网配合使用,提高筛选效率。
优选的,所述内接料盒的一侧开设有与横板配合使用的矩形孔,避免装置卡死。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
1、本发明中,在现有人造石墨负极材料制备方法的基础上,通过工艺步骤改进,粉磨分级,二次造粒,表面改性实现了石墨负极材料的有效制备,同时,将传统制备方法中的粉碎、筛选和磁选结合到一体处理装置中,不仅可以减少工艺流转过程中原料的损害和外界环境干扰,而且有效降低生产能耗,充分利用伺服电机的动力,使用方便;在提高生产效率的同时,达到节能环保的作用。
2、本发明中,将石墨通过进料漏斗投入粉碎筒内部,启动伺服电机,伺服电机的输出轴带动第三正齿轮转动,第三正齿轮带动第二正齿轮转动,第二正齿轮带动第二转轴转动,第二转轴带动切割刀转动,实现粉碎功能;同时第三正齿轮带动第一正齿轮转动,第一正齿轮带动其中一个第一转轴转动,通过同步带和同步轮带动其他三个第一转轴转动,第一转轴带动电磁铁转动,进而将石墨中的磁性物质吸附在电磁铁的外壁;并不断向外转动,第一转轴带动第一伞齿轮转动,第一伞齿轮带动第二伞齿轮转动,第二伞齿轮带动圆杆转动,圆杆带动半齿轮转动,半齿轮带动齿条竖直向下移动,直至半齿轮不与齿条啮合时,齿条恢复至初始位置;,齿条带动连接环竖直向下移动,连接环带动多个弧形板竖直向下移动并拉伸第一拉簧,弧形板内部的刷毛将电磁铁表面的磁性物质刷落至外接料盒的内部;同时连接环带动第一连杆竖直向下移动,第一连杆带动横板竖直向下移动,横板带动第二连杆竖直向下移动,当第二连杆回弹时,会推动滤网竖直向上移动并拉伸第二拉簧,在第二连杆竖直向下移动时,滤网在第二拉簧的弹力作用下做往复运动,进而可以对石墨进行更好的筛选。
本发明工艺简单有效,且有效降低生产能耗,其所采用的一体处理装置结构简单,通过粉碎组件可以实现对石墨的充分粉碎功能,通过筛选组件能够很好的筛选出合适大小的石墨,同时将磁选功能与粉碎功能结合,充分利用伺服电机的动力,使用方便。
附图说明
图1为本发明中一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法工艺流程图;
图2为本发明中一体处理装置第一视角的三维图;
图3为本发明中一体处理装置第二视角的三维图;
图4为本发明中外接料盒的三维图;
图5为本发明中半齿轮和齿条的三维图;
图6为本发明中同步轮和同步带的三维图;
图7为本发明中粉碎筒的三维图;
图8为本发明中第一连杆的三维图。
图中:1、外接料盒;2、内接料盒;3、电磁铁;4、弧形板;5、刷毛;6、第一正齿轮;7、第一转轴;8、同步带;9、同步轮;10、齿条;11、进料漏斗;12、固定环;13、粉碎筒;14、连接环;15、第一连杆;16、横板;17、第一拉簧;18、第一伞齿轮;19、矩形孔;20、第二伞齿轮;21、圆杆;22、半齿轮;23、第二连杆;24、固定板;25、伺服电机;26、第三正齿轮;27、第二正齿轮;28、第二转轴;29、切割刀;30、通孔;31、滤网;32、第二拉簧;33、矩形板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
实施例一
参照图1-8,一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,包括以下步骤:
S1、进料检验,原料投入,粗磨:将人造石墨原料石油焦或者沥青焦投入到粗碎机中,机械破碎成一定目数;
S2、精碎分级:将粗磨过得石油焦或者沥青焦投入到机械磨、气流磨、辊压磨等中,磨到5-20um;
S3、造粒:将不同粒度的原辅材料加入反应釜中,在一定温度和搅拌速率下,使其发生一次颗粒的团聚,复合成二次颗粒;
S4、表面改性:反应釜中石油焦或者沥青焦单颗粒复合造粒的同时,辅料沥青也会对原料石油焦或者沥青焦表面进行包覆处理;
S5、整形筛分:将表面改性后的物料输送至机械磨进行整形分级,分级后的粉料再经筛分机进行筛分,筛下物用吨袋包装好外发石墨化;
S6、高温处理:将包装好的物料装入坩埚,放入石墨化炉中进行2800℃以上的高温处理(石墨化);
S7、一体处理:高温处理后的石墨送至一体处理装置,所述一体处理装置包括粉碎筒13,所述粉碎筒13内部设有粉碎组件、用于吸附磁性物质的吸附组件和筛选组件,所述粉碎组件将结块的石墨打散粉碎,所述筛选组件筛除粒度过大的颗粒物、杂物,筛下合格产品和筛上物分别进行管理,所述吸附组件将其中的磁性物质分离出,最后包装入库;
一体处理装置包括外接料盒1,外接料盒1的内部设置有内接料盒2,内接料盒2的顶部固定连接有粉碎筒13,粉碎筒13的顶部固定连通有进料漏斗11,粉碎筒13的内部设置有用于粉碎石墨的粉碎组件,粉碎组件包括转动贯穿粉碎筒13的第二转轴28,第二转轴28的外壁固定套设有多个切割刀29,第二转轴28的外壁固定套设有第二正齿轮27,粉碎筒13的顶部固定连接有伺服电机25,伺服电机25的输出轴固定套设有与第二正齿轮27相啮合的第三正齿轮26,用于完全粉碎石墨。
可选的,在步骤S3中,还包括向反应釜中投入纳米硅碳,纳米硅碳与原料石墨的质量比为3:97;且通过反应釜使得纳米硅碳均匀分布在所述原料石墨颗粒表面。3%的硅掺入量可以显著提升硅石墨负极材料的放电比容量,同时其成本也在可控范围内,没有过多增加原材料成本。同时后续造粒效果好,所制备的负极电极材料在锂电池的应用试验中,在全电池循环测试至200圈时仍有11301mAh的放电容量和87.47%的容量保持率。
在步骤S4中,所述包覆处理包括以下步骤:
S41、辅料沥青通过有机溶剂充分溶解,所述辅料沥青与所述有机溶剂按照1g:12ml的比例进行混合;在本发明的实施例中,有机溶剂可以选择三氯甲烷。若辅料沥青过量,有机溶剂不能使其完全溶解,则影响包覆效果;若有机溶剂过量,不仅浪费溶剂,还会使溶剂挥发时间过长,增大成本。
S42、将反应釜温度控制在50℃,对其中溶解后的辅料沥青与复合造粒后石油焦或者沥青焦,进行搅拌至固体形态;通过边搅拌边挥发进而得到固体结合物。
S43、对得到的固体物进行边研磨边升温处理,并在750℃至1000℃之间保持2.5h,最后继续研磨得到表面改性包覆后的物料。可以选择按照逐渐升温的方式直至800℃,在这个过程中结合搅拌,最后恒温在800℃下保持2.5小时,最终继续研磨得到的硅碳包覆石墨材料。经过改性处理后的原料,其比表面积明显降低,一方面沥青包覆量越多,对人造石墨不规则形状的改善就越好,包覆材料就越圆滑,另一方面随着沥青含量的增加,包覆材料的粒径越大,其比表面积就越小。
实施例二
参照图1-8,一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,包括以下步骤:
S1、进料检验,原料投入,粗磨:将人造石墨原料石油焦或者沥青焦投入到粗碎机中,机械破碎成一定目数;
S2、精碎分级:将粗磨过得石油焦或者沥青焦投入到机械磨、气流磨、辊压磨等中,磨到5-20um;
S3、造粒:将不同粒度的原辅材料加入反应釜中,在一定温度和搅拌速率下,使其发生一次颗粒的团聚,复合成二次颗粒;
S4、表面改性:反应釜中石油焦或者沥青焦单颗粒复合造粒的同时,辅料沥青也会对原料石油焦或者沥青焦表面进行包覆处理;
S5、整形筛分:将表面改性后的物料输送至机械磨进行整形分级,分级后的粉料再经筛分机进行筛分,筛下物用吨袋包装好外发石墨化;
S6、高温处理:将包装好的物料装入坩埚,放入石墨化炉中进行2800℃以上的高温处理(石墨化);
S7、一体处理:高温处理后的石墨送至一体处理装置,所述一体处理装置包括粉碎筒13,所述粉碎筒13内部设有粉碎组件、用于吸附磁性物质的吸附组件和筛选组件,所述粉碎组件将结块的石墨打散粉碎,所述筛选组件筛除粒度过大的颗粒物、杂物,筛下合格产品和筛上物分别进行管理,所述吸附组件将其中的磁性物质分离出,最后包装入库;
步骤S7中的一体处理装置包括外接料盒1,外接料盒1的内部设置有内接料盒2,内接料盒2的顶部固定连接有粉碎筒13,粉碎筒13的顶部固定连通有进料漏斗11,粉碎筒13的内部设置有用于粉碎石墨的粉碎组件,粉碎组件包括转动贯穿粉碎筒13的第二转轴28,第二转轴28的外壁固定套设有多个切割刀29,第二转轴28的外壁固定套设有第二正齿轮27,粉碎筒13的顶部固定连接有伺服电机25,伺服电机25的输出轴固定套设有与第二正齿轮27相啮合的第三正齿轮26,用于完全粉碎石墨;
粉碎筒13的外壁固定连接有固定环12,固定环12的内部设置有用于吸附磁性物质的吸附组件,吸附组件包括转动贯穿固定环12的多个第一转轴7,第一转轴7的底部固定连接有电磁铁3,粉碎筒13的外壁开设有多个与电磁铁3配合使用的通孔30,多个第一转轴7的外壁均固定套设有同步轮9,多个同步轮9的外壁传动套设有同一条同步带8,其中一个第一转轴7的外壁固定套设有与第三正齿轮26相啮合的第一正齿轮6,用于吸附磁性物质;
粉碎筒13的内部设置有用于筛选石墨的筛选组件,筛选组件包括固定连接在粉碎筒13内壁对称设置的两个矩形板33,粉碎筒13的内壁滑动连接有滤网31,滤网31的底部与矩形板33的顶部之间固定连接有同一个第二拉簧32,用于筛选石墨,粉碎筒13外壁滑动连接有多个弧形板4,弧形板4的内壁设置有多个与电磁铁3配合使用的刷毛5,多个弧形板4的顶部固定连接有同一个连接环14,弧形板4的顶部与固定环12的底部之间固定连接有同一个第一拉簧17,用于取出磁性物质,便于持续使用,连接环14的顶部固定连接有齿条10,粉碎筒13的顶部固定连接有固定板24,固定板24的内壁转动贯穿有圆杆21,圆杆21的外壁固定套设有与齿条10相啮合的半齿轮22,圆杆21的外壁固定套设有第二伞齿轮20,其中一个第一转轴7的外壁固定套设有与第二伞齿轮20相啮合的第一伞齿轮18,用于充分利用动力,连接环14的底部固定连接有第一连杆15,第一连杆15的底部固定连接有横板16,横板16的顶部固定连接有第二连杆23,第二连杆23与滤网31配合使用,提高筛选效率,内接料盒2的一侧开设有与横板16配合使用的矩形孔19,避免装置卡死。
工作原理:在使用时,将石墨通过进料漏斗11投入粉碎筒13内部,启动伺服电机25,伺服电机25的输出轴带动第三正齿轮26转动,第三正齿轮26带动第二正齿轮27转动,第二正齿轮27带动第二转轴28转动,第二转轴28带动切割刀29转动,实现粉碎功能,同时第三正齿轮26带动第一正齿轮6转动,第一正齿轮6带动其中一个第一转轴7转动,通过同步带8和同步轮9带动其他三个第一转轴7转动,第一转轴7带动电磁铁3转动,进而将石墨中的磁性物质吸附在电磁铁3的外壁,并不断向外转动,第一转轴7带动第一伞齿轮18转动,第一伞齿轮18带动第二伞齿轮20转动,第二伞齿轮20带动圆杆21转动,圆杆21带动半齿轮22转动,半齿轮22带动齿条10竖直向下移动,直至半齿轮22不与齿条10啮合时,齿条10恢复至初始位置,齿条10带动连接环14竖直向下移动,连接环14带动多个弧形板4竖直向下移动并拉伸第一拉簧17,弧形板4内部的刷毛5将电磁铁3表面的磁性物质刷落至外接料盒1的内部,同时连接环14带动第一连杆15竖直向下移动,第一连杆15带动横板16竖直向下移动,横板16带动第二连杆23竖直向下移动,当第二连杆23回弹时,会推动滤网31竖直向上移动并拉伸第二拉簧32,在第二连杆23竖直向下移动时,滤网31在第二拉簧32的弹力作用下做往复运动,进而可以对石墨进行更好的筛选,使用方便。
然而,如本领域技术人员所熟知的,电磁铁3和伺服电机25工作原理和接线方法是司空见惯的,其均属于常规手段或者公知常识,在此就不再赘述,本领域技术人员可以根据其需要或者便利进行任意的选配。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、进料检验,原料投入,粗磨:将人造石墨原料石油焦或者沥青焦投入到粗碎机中,机械破碎成一定目数;
S2、精碎分级:将粗磨过得石油焦或者沥青焦投入到机械磨、气流磨、辊压磨中,磨到5-20um;
S3、造粒:将精碎分级后的不同粒度的石墨原料石油焦或者沥青焦加入反应釜中,在一定温度和搅拌速率下,使其发生一次颗粒的团聚,复合成二次颗粒;
S4、表面改性:对石油焦或者沥青焦单颗粒复合造粒后,通过辅料沥青对原料石油焦或者沥青焦表面进行包覆处理;
S5、整形筛分:将表面改性包覆后的物料输送至机械磨进行整形分级,分级后的粉料再经筛分机进行筛分,筛下物用吨袋包装好外发石墨化;
S6、高温处理:将包装好的物料装入坩埚,放入石墨化炉中进行2800℃以上的高温处理(石墨化);
S7、一体处理:高温处理后的石墨送至一体处理装置,所述一体处理装置包括粉碎筒(13),所述粉碎筒(13)内部设有粉碎组件、用于吸附磁性物质的吸附组件和筛选组件,所述粉碎组件将结块的石墨打散粉碎,所述筛选组件筛除粒度过大的颗粒物、杂物,筛下合格产品和筛上物分别进行管理,所述吸附组件将其中的磁性物质分离出,最后包装入库;
所述一体处理装置还包括外接料盒(1),所述外接料盒(1)的内部设置有内接料盒(2),所述粉碎筒(13)固定连接在所述内接料盒(2)的顶部,所述粉碎筒(13)的顶部固定连通有进料漏斗(11);所述粉碎筒(13)的外壁固定连接有固定环(12),所述吸附组件设置在所述固定环(12)的内部。
2.根据权利要求1所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,在步骤S3中,还包括向所述反应釜中投入纳米硅碳,所述纳米硅碳与所述原料石墨的质量比为3:97;且通过所述反应釜使得所述纳米硅碳均匀分布在所述原料石墨颗粒表面。
3.根据权利要求2所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,在步骤S4中,所述包覆处理包括以下步骤:
S41、辅料沥青通过有机溶剂充分溶解,所述辅料沥青与所述有机溶剂按照1g:12ml的比例进行混合;
S42、将反应釜温度控制在50℃,对其中溶解后的辅料沥青与复合造粒后石油焦或者沥青焦,进行搅拌至固体形态;
S43、对得到的固体物进行边研磨边升温处理,并在750℃至1000℃之间保持2.5h,最后继续研磨得到表面改性包覆后的物料。
4.根据权利要求1所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述粉碎组件包括转动贯穿粉碎筒(13)的第二转轴(28),所述第二转轴(28)的外壁固定套设有多个切割刀(29),所述第二转轴(28)的外壁固定套设有第二正齿轮(27),所述粉碎筒(13)的顶部固定连接有伺服电机(25),所述伺服电机(25)的输出轴固定套设有与第二正齿轮(27)相啮合的第三正齿轮(26)。
5.根据权利要求1所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述吸附组件包括转动贯穿固定环(12)的多个第一转轴(7),所述第一转轴(7)的底部固定连接有电磁铁(3),所述粉碎筒(13)的外壁开设有多个与电磁铁(3)配合使用的通孔(30),多个所述第一转轴(7)的外壁均固定套设有同步轮(9),多个所述同步轮(9)的外壁传动套设有同一条同步带(8),其中一个所述第一转轴(7)的外壁固定套设有与第三正齿轮(26)相啮合的第一正齿轮(6)。
6.根据权利要求1所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述筛选组件包括固定连接在粉碎筒(13)内壁对称设置的两个矩形板(33),所述粉碎筒(13)的内壁滑动连接有滤网(31),所述滤网(31)的底部与矩形板(33)的顶部之间固定连接有同一个第二拉簧(32)。
7.根据权利要求5所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述粉碎筒(13)外壁滑动连接有多个弧形板(4),所述弧形板(4)的内壁设置有多个与电磁铁(3)配合使用的刷毛(5),多个所述弧形板(4)的顶部固定连接有同一个连接环(14),所述弧形板(4)的顶部与固定环(12)的底部之间固定连接有同一个第一拉簧(17)。
8.根据权利要求7所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述连接环(14)的顶部固定连接有齿条(10),所述粉碎筒(13)的顶部固定连接有固定板(24),所述固定板(24)的内壁转动贯穿有圆杆(21),所述圆杆(21)的外壁固定套设有与齿条(10)相啮合的半齿轮(22),所述圆杆(21)的外壁固定套设有第二伞齿轮(20),其中一个所述第一转轴(7)的外壁固定套设有与第二伞齿轮(20)相啮合的第一伞齿轮(18)。
9.根据权利要求7或8任意一项所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述连接环(14)的底部固定连接有第一连杆(15),所述第一连杆(15)的底部固定连接有横板(16),所述横板(16)的顶部固定连接有第二连杆(23),所述第二连杆(23)与滤网(31)配合使用。
10.根据权利要求1所述的一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法,其特征在于,所述内接料盒(2)的一侧开设有与横板(16)配合使用的矩形孔(19)。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210412546.2A CN114950661B (zh) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210412546.2A CN114950661B (zh) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114950661A true CN114950661A (zh) | 2022-08-30 |
CN114950661B CN114950661B (zh) | 2024-01-09 |
Family
ID=82977792
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210412546.2A Active CN114950661B (zh) | 2022-04-19 | 2022-04-19 | 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114950661B (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115554910A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-03 | 百色鑫茂新材料技术有限公司 | 一种负极材料制备工艺 |
CN115594164A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-01-13 | 安徽清能碳再生科技有限公司(Cn) | 一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统 |
CN116514613A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-01 | 浙江永联民爆器材有限公司 | 一种利用次生油的多孔粒状铵油炸药制备系统及方法 |
CN116764744A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-19 | 四川士达贸易有限公司 | 一种石墨接头制备工艺及设备 |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0869566A2 (en) * | 1997-03-07 | 1998-10-07 | PETOCA, Ltd | Graphite material for use in negative electrode of lithium-ion secondary battery and process for producing the same |
US20040023115A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lithium rechargeable battery |
CN105428615A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-23 | 大连宏光锂业股份有限公司 | 一种改性人造石墨负极材料生产方法 |
CN107863532A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-30 | 福建金山锂科新材料有限公司 | 一种低成本人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN109004210A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-14 | 安徽科达洁能新材料有限公司 | 一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN112573923A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-30 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种高倍率锂离子电池人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN112978725A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 大连宏光锂业股份有限公司 | 动力型锂离子电池改性人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN113231159A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-08-10 | 青岛青北碳素制品有限公司 | 一种人造石墨负极材料用整形焦粒生产装置及其整形方法 |
-
2022
- 2022-04-19 CN CN202210412546.2A patent/CN114950661B/zh active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0869566A2 (en) * | 1997-03-07 | 1998-10-07 | PETOCA, Ltd | Graphite material for use in negative electrode of lithium-ion secondary battery and process for producing the same |
US20040023115A1 (en) * | 2002-07-31 | 2004-02-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Lithium rechargeable battery |
CN105428615A (zh) * | 2015-11-09 | 2016-03-23 | 大连宏光锂业股份有限公司 | 一种改性人造石墨负极材料生产方法 |
CN107863532A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-03-30 | 福建金山锂科新材料有限公司 | 一种低成本人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN109004210A (zh) * | 2018-08-07 | 2018-12-14 | 安徽科达洁能新材料有限公司 | 一种锂离子电池用人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN112573923A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-03-30 | 广东凯金新能源科技股份有限公司 | 一种高倍率锂离子电池人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN112978725A (zh) * | 2021-02-07 | 2021-06-18 | 大连宏光锂业股份有限公司 | 动力型锂离子电池改性人造石墨负极材料及其制备方法 |
CN113231159A (zh) * | 2021-03-19 | 2021-08-10 | 青岛青北碳素制品有限公司 | 一种人造石墨负极材料用整形焦粒生产装置及其整形方法 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
吴世锋;徐立宏;刘琳;李彩霞;: "人造石墨粉制备锂离子电池负极材料的工艺技术研究", 炭素技术, no. 04 * |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115594164A (zh) * | 2022-10-11 | 2023-01-13 | 安徽清能碳再生科技有限公司(Cn) | 一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统 |
CN115554910A (zh) * | 2022-10-31 | 2023-01-03 | 百色鑫茂新材料技术有限公司 | 一种负极材料制备工艺 |
CN115554910B (zh) * | 2022-10-31 | 2023-05-30 | 百色鑫茂新材料技术有限公司 | 一种负极材料制备工艺 |
CN116514613A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-08-01 | 浙江永联民爆器材有限公司 | 一种利用次生油的多孔粒状铵油炸药制备系统及方法 |
CN116514613B (zh) * | 2023-04-25 | 2024-04-19 | 浙江永联民爆器材有限公司 | 一种利用次生油的多孔粒状铵油炸药制备系统及方法 |
CN116764744A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-09-19 | 四川士达贸易有限公司 | 一种石墨接头制备工艺及设备 |
CN116764744B (zh) * | 2023-08-18 | 2023-12-05 | 四川士达贸易有限公司 | 一种石墨接头制备工艺及设备 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN114950661B (zh) | 2024-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114950661A (zh) | 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法 | |
CN101186290B (zh) | 正极材料磷酸钒锂及其制备方法 | |
CN206676493U (zh) | 一种碳化钨鄂式对辊破碎过筛装置 | |
WO2021132537A1 (ja) | 硫化物固体電解質及びその製造方法 | |
CN101976735A (zh) | 用于锂离子电池负极材料的整形石墨及其制备方法和设备 | |
CN110314747A (zh) | 一种带有粉碎功能的粉料化学品筛选装置 | |
CN103601235B (zh) | 一种机械化学法合成纳米SrTiO3粉体方法 | |
CN211358985U (zh) | 一种锂电池生产用原材料混合装置 | |
KR20150043640A (ko) | 전극소재용 플러렌의 제조방법 | |
CN218179559U (zh) | 一种可干燥粉末的集料箱 | |
CN110142005A (zh) | 一种乙酰丙酮金属络合物高温煅烧及粉碎一体机 | |
CN211677956U (zh) | 一种陶瓷废料回收装置 | |
CN112827556A (zh) | 一种锂电池用石墨球化粉碎装置及加工方法 | |
KR101480109B1 (ko) | 재순환 공정을 이용한 이차전지 양극재용 나노 이산화망간(cmd) 제조방법 | |
CN220759492U (zh) | 一种微粉石墨收集装置 | |
CN212943401U (zh) | 一种石墨加工用粉碎筛选装置 | |
CN209490857U (zh) | 一种石墨烯电池加工装置 | |
CN221245369U (zh) | 一种高强度莫来石浇注料生产筛分装置 | |
CN210434867U (zh) | 一种超细粉的筛分系统 | |
CN220238668U (zh) | 一种方便上料的石墨加工用破碎装置 | |
CN218553750U (zh) | 一种具有搅拌机构的碳素化肥搅拌机 | |
CN210449468U (zh) | 一种集约化膨润土环磨机 | |
CN218945270U (zh) | 一种石墨矿制粉用研磨装置 | |
CN110238405A (zh) | 一种行星耦合螺旋研磨金属粉末的改良方法及装置 | |
CN216727542U (zh) | 一种化工厂反应物料粉碎及分级装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |