CN115594164A - 一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统 - Google Patents

一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统 Download PDF

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CN115594164A CN202211237986.5A CN202211237986A CN115594164A CN 115594164 A CN115594164 A CN 115594164A CN 202211237986 A CN202211237986 A CN 202211237986A CN 115594164 A CN115594164 A CN 115594164A
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冯振董
杨军兵
李正平
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Abstract

本发明提供了一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，涉及锂离子电池负极材料制备技术领域。其中生产制备系统包括破碎装置、磨粉装置、包覆造粒装置、预碳化装置、石墨化装置、批混装置；本发明针对上述生产制备系统提供的智能控制系统从智能化控制的角度在锂电池负极碳材料生产制备的过程中对各个装置中的反应参数进行精准地控制，同时设置了粒径分布检测装置、理化指标检测装置、数据分析装置、反应参数修正装置等，对各个阶段的反应结果进行数据把控和分析，及时且科学地修正反应参数，保证整个再生过程更加高效和精准，提高良品率、减少资源浪费、提高再生效率。

Description

一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统
技术领域
本申请涉及锂离子电池负极材料制备技术领域，特别涉及一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统。
背景技术
近年来，能源危机和环境保护越来越成为人们的二大关注点，各个国家都在积极寻找和开发无污染、可再生的新能源与能量存储体系，锂离子电池作为新一代绿色环保电池，具有比能量高、应用温度范围宽、循环稳定性好、寿命长、无污染、能量密度高、安全性能好等优点，在手机、笔记本电脑以及电动工具等领域有着广泛的应用。
石墨一直是锂离子电池商业化后最为常用的负极材料之一，也是影响锂离子电池低温和倍率性能的重要因素之一。为了提高石墨类锂离子电池负极材料的低温和倍率性能，研究人员尝试了很多制备与改性方法，并取得了相应的成果，如一篇申请号为201911056558.0的中国专利，提供了一种锂离子电池石墨负极材料及其制备方法，其中所述锂离子电池石墨负极材料中D50为7.5～8.5μm、D90为14～16μm、及D100为21～26μm，且所述锂离子电池石墨负极材料的BET比表面积为2.0～2.3m2/g、振实密度为1.0～1.2g/cm2。其制备方法包括如下步骤：(1)整形：对原料针状焦进行粉碎后进行整形，整形后的原料中D50为3.5～5μm、D90为8～10μm，及D100为16～20μm；(2)二次造粒：将整形后的原料与粘结剂混合后投入反应釜中进行高温反应，反应结束后冷却至室温，得到混合物；(3)包覆：对步骤(1)得到的混合物和树脂混合进行包覆处理，包覆温度为1100～1300℃；(4)石墨化：将步骤(2)包覆后的物料进行石墨化处理，石墨化温度3000～3200℃，保温时间10～12h，即可得到低温和倍率性能优异的锂离子电池石墨负极材料。该专利通过上述步骤获得的负极材料，具有优异的低温和倍率性能，二次造粒可将更小颗粒的一次粒子粘结起来，缩减锂离子在石墨晶体中的传输距离，铜粉和纳米导电碳经过石墨化工序后可包覆在石墨颗粒的表面，有效降低石墨表面的电荷传递阻抗，采用的树脂经过包覆和石墨化工序后，成为一种无定型碳，有效加快锂离子的扩散速率。
但是，其给出的方案，存在以下不足：
没有对产品各阶段的生产质量进行过程判断，从而良品率不高，存在无效加工。尤其因无法精确控制和实时反馈核心包覆造粒过程的炉内进程温度，无法控制炉内含氧量，只能选择1100～1300℃的高能耗工艺，即需提供过多热量，又会使得部分产品烧损。总之，仅是给出了制备方法，没有从智能化控制的角度在锂电池负极碳材料制备的过程中进行更加完善的精细化把控和数据分析。
因此，如何保证整个锂电池负极碳材料生产制备过程更加高效和精准，提高良品率、减少资源浪费、提高生产效率是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，对各个阶段的反应结果进行数据把控和分析，及时且科学地修正反应参数，保证整个生产制备过程更加高效和精准，提高良品率、减少资源浪费、提高生产效率。
为实现上述目的，本申请提供如下技术方案：
一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，所述生产制备系统包括：
第一破碎装置，用于将沥青原料破碎；
第一磨粉装置，用于将破碎后的沥青进行研磨成粉，形成粉状的沥青；
第二破碎装置，用于将针状焦或石油焦进行破碎；
第二磨粉装置，用于将破碎后的焦进行研磨成粉，形成粉状的焦；
包覆造粒装置，用于将粉状的沥青和粉状的焦充分混合并进行包覆造粒，得到复合粒子；
预碳化装置，用于将复合粒子进行预碳化处理；
石墨化装置，用于将预碳化处理后的复合粒子进行石墨化处理，得到负极材料；
批混装置，用于将不同批次的负极材料均匀混合，并进行粒径级配，最终获得锂电池负极产品；
所述智能控制系统包括：
第一破碎粒径控制装置，安装于第一破碎装置中，用于控制第一破碎装置破碎沥青原料的粒径大小；
第一破碎粒径分布检测装置，安装于第一破碎装置中，用于检测破碎后的沥青的粒径分布；
第一磨粉粒径控制装置，安装于第一磨粉装置中，用于控制第一磨粉装置研磨后的沥青的粒径大小；
第一磨粉粒径分布检测装置，安装于第一磨粉装置中，用于检测粉状沥青的粒径分布；
第一数据分析装置，用于将第一破碎粒径分布检测装置和第一磨粉粒径分布检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第一参数修正装置，用于在第一数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对第一破碎粒径控制装置和/或第一磨粉粒径控制装置控制的粒径参数进行修正；
第二破碎粒径控制装置，安装于第二破碎装置中，用于控制第二破碎装置破碎针状焦原料的粒径大小；
第二破碎粒径分布检测装置，安装于第二破碎装置中，用于检测破碎后的针状焦的粒径分布；
第二磨粉粒径控制装置，安装于第二磨粉装置中，用于控制第二磨粉装置研磨后的针状焦粒径大小；
第二磨粉粒径分布检测装置，安装于第二磨粉装置中，用于检测粉状针状焦的粒径分布；
第二数据分析装置，用于将第二破碎粒径分布检测装置和第二磨粉粒径分布检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第二参数修正装置，用于在第二数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对第二破碎粒径控制装置和/或第二磨粉粒径控制装置控制的粒径参数进行修正；
安装于包覆造粒装置中的以下装置：
第一温度控制装置，用于实时采集包覆造粒过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第一升温速率控制装置，用于控制包覆造粒过程中的升温速率在设定范围内；
第一保温时间控制装置，用于控制包覆造粒过程中的保温时间在设定范围内；
氧气含量控制装置，用于控制包覆造粒装置中为无氧环境；
安装于预碳化装置中的以下装置：
第二温度控制装置，用于实时采集预碳化过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第二升温速率控制装置，用于控制预碳化过程中的升温速率在设定范围内；
第二保温时间控制装置，用于控制预碳化过程中的保温时间在设定范围内；
有机物含量检测装置，用于在线检测有机物含量；
第三数据分析装置，用于将有机物含量检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第三反应参数修正装置，用于在第一数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对碳化修复子系统的温度、升温速率、保温时间中的一种或多种反应参数进行修正；
安装于石墨化装置中的以下装置：
第三温度控制装置，用于实时采集石墨化过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第三升温速率控制装置，用于控制石墨化过程中的升温速率在设定范围内；
第三保温时间控制装置，用于控制石墨化过程中的保温时间在设定范围内；
与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：
(1)本发明提供了一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，从智能化控制的角度在锂电池负极碳材料生产制备的过程中对各个装置中的反应参数进行精准地控制，同时设置了粒径分布检测装置、理化指标检测装置、数据分析装置、反应参数修正装置等，对各个阶段的反应结果进行数据把控和分析，及时且科学地修正反应参数，保证整个再生过程更加高效和精准，提高良品率、减少资源浪费、提高再生效率。
(2)本发明较传统工艺最大的区别是实现了负极材料生产工序一体化，各个加工环节衔接，较原来生产模式，各个环节独立，存在升温降温的过程，本发明实现生产工序连续化，减少不必要的升温降温，大幅提升能源利用效率，减少能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1和实施例2一种锂电池负极碳材料生产制备系统的示意图；
图2为本发明实施例1和实施例2一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统中第一破碎装置和第一磨粉装置的智能控制系统的示意图；
图3为本发明实施例1和实施例2一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统中第二破碎装置和第二磨粉装置的智能控制系统的示意图；
图4为本发明实施例1和实施例2一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统中包覆造粒装置的智能控制系统的示意图；
图5为本发明实施例1和实施例2一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统中预碳化装置的智能控制系统的示意图；
图6为本发明实施例1和实施例2一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统中石墨化装置的智能控制系统的示意图；
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
实施例1
请参考图1，本实施例的一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，所述生产制备系统包括：
第一破碎装置100，用于将沥青原料破碎；破碎沥青粒度＜1mm，先经过破碎的沥青可以提高磨粉的效率。
第一磨粉装置200，用于将破碎后的沥青进行研磨成粉，形成粉状的沥青；
第二破碎装置300，用于将针状焦或石油焦进行破碎；
第二磨粉装置400，用于将破碎后的焦进行研磨成粉，形成粉状的焦；焦的粒度满足D50＝9.5±1um。
包覆造粒装置500，用于将粉状的沥青和粉状的焦充分混合并进行包覆造粒，得到复合粒子；包覆造粒主要是沥青和焦粉搅拌均匀升温互相作用的过程。
预碳化装置600，用于将复合粒子进行预碳化处理；预碳化实质是碳化，所谓预是指石墨化前，先经过碳化，碳化的目的是提高石墨化效率，碳化是C、H有机物的去除，石墨化是C结构重新排列。
石墨化装置700，用于将预碳化处理后的复合粒子进行石墨化处理，得到负极材料；
批混装置800，用于将不同批次的负极材料均匀混合，并进行粒径级配，为D50＝15um左右，最终获得锂电池负极产品；
请参考图2和图3，本实施例的智能控制系统包括：
第一破碎粒径控制装置101，安装于第一破碎装置100中，用于控制第一破碎装置破碎沥青原料的粒径大小；
第一破碎粒径分布检测装置102，安装于第一破碎装置100中，用于检测破碎后的沥青的粒径分布；
第一磨粉粒径控制装置201，安装于第一磨粉装置200中，用于控制第一磨粉装置研磨后的沥青的粒径大小；
第一磨粉粒径分布检测装置202，安装于第一磨粉装置200中，用于检测粉状沥青的粒径分布；
第一数据分析装置120，用于将第一破碎粒径分布检测装置102和第一磨粉粒径分布检测装置202检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第一参数修正装置110，用于在第一数据分析装置120分析得到的数据不满足要求时(即不符合产品指标的粒度即不合格，D50偏大偏小均不行)，对第一破碎粒径控制装置和/或第一磨粉粒径控制装置控制的粒径参数进行修正(中间环节检测，调整磨粉设备功率等调整磨粉粒度)；
第二破碎粒径控制装置301，安装于第二破碎装置300中，用于控制第二破碎装置300破碎针状焦原料的粒径大小；
第二破碎粒径分布检测装置302，安装于第二破碎装置300中，用于检测破碎后的针状焦的粒径分布；
第二磨粉粒径控制装置401，安装于第二磨粉装置中400，用于控制第二磨粉装置研磨后的针状焦粒径大小；
第二磨粉粒径分布检测装置402，安装于第二磨粉装置中，用于检测粉状针状焦的粒径分布；
第二数据分析装置320，用于将第二破碎粒径分布检测装置302和第二磨粉粒径分布检测装置402检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第二参数修正装置310，用于在第二数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对第二破碎粒径控制装置301和/或第二磨粉粒径控制装置401控制的粒径参数进行修正；
请参考图4，本实施例智能控制系统还包括安装于包覆造粒装置500中的以下装置：
第一温度控制装置501，用于实时采集包覆造粒过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第一升温速率控制装置502，用于控制包覆造粒过程中的升温速率在设定范围内；
第一保温时间控制装置503，用于控制包覆造粒过程中的保温时间在设定范围内；
氧气含量控制装置504，用于控制包覆造粒装置中为无氧环境；
无在线检测，进行抽样检测，理化指标中的振实密度大于0.56g/cm3，通过修正升温速率，温度控制等。
请参考图5，本实施例智能控制系统还包括安装于预碳化装置600中的以下装置：
第二温度控制装置601，用于实时采集预碳化过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第二升温速率控制装置602，用于控制预碳化过程中的升温速率在设定范围内；
第二保温时间控制装置603，用于控制预碳化过程中的保温时间在设定范围内；
有机物含量检测装置604，用于在线检测有机物含量；
第三数据分析装置620，用于将有机物含量检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求(预碳化控制指标有机物挥发分＜3％)；
第三反应参数修正装置610，用于在第一数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对碳化修复子系统的温度、升温速率、保温时间中的一种或多种反应参数进行修正；
请参考图6，本实施例智能控制系统还包括安装于石墨化装置700中的以下装置：
第三温度控制装置701，用于实时采集石墨化过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第三升温速率控制装置702，用于控制石墨化过程中的升温速率在设定范围内；
第三保温时间控制装置703，用于控制石墨化过程中的保温时间在设定范围内。
本实施例中，预碳化装置中600，温度控制在850℃，升温速率控制在15℃/min，保温时间控制在0.5h。
实施例2
本实施例一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统包含实施例1所有的装置，即生产制备系统包括：第一破碎装置100、第一磨粉装置200、第二破碎装置300、第二磨粉装置400、包覆造粒装置500、预碳化装置600、石墨化装置700和批混装置800。
智能控制系统包括：第一破碎粒径控制装置101、第一破碎粒径分布检测装置102、第一磨粉粒径控制装置201、第一磨粉粒径分布检测装置202、第一数据分析装置120、第一参数修正装置110、第二破碎粒径控制装置301、第二破碎粒径分布检测装置302、第二磨粉粒径控制装置401、第二磨粉粒径分布检测装置402、第二数据分析装置320、第二参数修正装置310、第一温度控制装置501、第一升温速率控制装置502、第一保温时间控制装置503、氧气含量控制装置504、第二温度控制装置601、第二升温速率控制装置602、第二保温时间控制装置603、有机物含量检测装置604、第三数据分析装置620、第三反应参数修正装置610、第三温度控制装置701、第三升温速率控制装置702和第三保温时间控制装置703。
本实施例与实施例2的区别在于：
本实施例中，第一破碎粒径分布检测装置102、第一磨粉粒径分布检测装置202、第二破碎粒径分布检测装置302和第二磨粉粒径分布检测装置402均依次检测D10、D50、D90和D99的粒径分布。
本实施例中，预碳化装置中600，温度控制在950℃，升温速率控制在20℃/min，保温时间控制在1h。
本实施例中，石墨化装置700中，温度控制在3000℃以上。
本实施例中，包覆造粒装置500和预碳化装置600中，保温时间的控制方式为回转式(采用回转炉)、通过转速控制(控制回转炉转速)；石墨化装置中，保温时间的控制方式为固定式、无转速。
本实施例中，包覆造粒装置500中，渐进循环，温度场设置。温度场是通俗的讲就是温度区间，一个设备分成不同的温度区间，每个温度区间是各自的温度场。渐进循环的是指物料在设备从头到尾运输过程中，物料前进一段在后退一段，通过设备内部结构实现物料渐进。渐进循环包括温度控制场，主要是为了保证物料所有部位受热均匀，杜绝“外熟内生”的情况，即外部物料得到加热，内部物料捂住没有得到加热，温度场的建立提高了换热效率，低温到高温，相比统一温度换热效率高。实施例1提供的包覆造粒炉，预碳化炉较传统炉型利用循环渐进和温度控制场的优势，产品品质更稳定，热效率高，整个系统能量梯度利用，高温余热中温利用，中温余热低温利用，实现能量回收利用。同时物料挥发物尾气为系统供热，较传统直接燃烧排放，一方面大幅降低排放，同时实现能源回收。
本实施例中，包覆造粒装置中，温度控制采用分区控制，具体方式为：进料状态下为室温，然后进行第一次升温，先在120min内控制1#电炉、2#电炉、3#电炉均升温至300℃(升温速率为2.5℃/min),接着进行第二次升温，在160min内控制1#电炉、2#电炉、3#电炉分别升温至500℃、520℃、550℃(最高升温速率为3.44℃/min)；然后进行保温2h，控制1#电炉、2#电炉、3#电炉恒温；最后在密闭空间内自然冷却。
本实施例中，智能控制系统还包括安装于批混装置中的理化指标检测装置，用于检测批混后的负极产品的理化指标，包括固定碳、比表面积和真密度。
本发明上述实施例提供的一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，从智能化控制的角度在锂电池负极碳材料生产制备的过程中对各个装置中的反应参数进行精准地控制，同时设置了粒径分布检测装置、理化指标检测装置、数据分析装置、反应参数修正装置等，对各个阶段的反应结果进行数据把控和分析，及时且科学地修正反应参数，保证整个再生过程更加高效和精准，提高良品率、减少资源浪费、提高再生效率。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本申请所提供的一种进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于，所述生产制备系统包括：
第一破碎装置，用于将沥青原料破碎；
第一磨粉装置，用于将破碎后的沥青进行研磨成粉，形成粉状的沥青；
第二破碎装置，用于将针状焦或石油焦进行破碎；
第二磨粉装置，用于将破碎后的焦进行研磨成粉，形成粉状的焦；
包覆造粒装置，用于将粉状的沥青和粉状的焦充分混合并进行包覆造粒，得到复合粒子；
预碳化装置，用于将复合粒子进行预碳化处理；
石墨化装置，用于将预碳化处理后的复合粒子进行石墨化处理，得到负极材料；
批混装置，用于将不同批次的负极材料均匀混合，并进行粒径级配，最终获得锂电池负极产品；
所述智能控制系统包括：
第一破碎粒径控制装置，安装于第一破碎装置中，用于控制第一破碎装置破碎沥青原料的粒径大小；
第一破碎粒径分布检测装置，安装于第一破碎装置中，用于检测破碎后的沥青的粒径分布；
第一磨粉粒径控制装置，安装于第一磨粉装置中，用于控制第一磨粉装置研磨后的沥青的粒径大小；
第一磨粉粒径分布检测装置，安装于第一磨粉装置中，用于检测粉状沥青的粒径分布；
第一数据分析装置，用于将第一破碎粒径分布检测装置和第一磨粉粒径分布检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第一参数修正装置，用于在第一数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对第一破碎粒径控制装置和/或第一磨粉粒径控制装置控制的粒径参数进行修正；
第二破碎粒径控制装置，安装于第二破碎装置中，用于控制第二破碎装置破碎针状焦原料的粒径大小；
第二破碎粒径分布检测装置，安装于第二破碎装置中，用于检测破碎后的针状焦的粒径分布；
第二磨粉粒径控制装置，安装于第二磨粉装置中，用于控制第二磨粉装置研磨后的针状焦粒径大小；
第二磨粉粒径分布检测装置，安装于第二磨粉装置中，用于检测粉状针状焦的粒径分布；
第二数据分析装置，用于将第二破碎粒径分布检测装置和第二磨粉粒径分布检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第二参数修正装置，用于在第二数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对第二破碎粒径控制装置和/或第二磨粉粒径控制装置控制的粒径参数进行修正；
安装于包覆造粒装置中的以下装置：
第一温度控制装置，用于实时采集包覆造粒过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第一升温速率控制装置，用于控制包覆造粒过程中的升温速率在设定范围内；
第一保温时间控制装置，用于控制包覆造粒过程中的保温时间在设定范围内；
氧气含量控制装置，用于控制包覆造粒装置中为无氧环境；
安装于预碳化装置中的以下装置：
第二温度控制装置，用于实时采集预碳化过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第二升温速率控制装置，用于控制预碳化过程中的升温速率在设定范围内；
第二保温时间控制装置，用于控制预碳化过程中的保温时间在设定范围内；
有机物含量检测装置，用于在线检测有机物含量；
第三数据分析装置，用于将有机物含量检测装置检测获得的数据进行分析，是否满足要求；
第三反应参数修正装置，用于在第一数据分析装置分析得到的数据不满足要求时，对碳化修复子系统的温度、升温速率、保温时间中的一种或多种反应参数进行修正；
安装于石墨化装置中的以下装置：
第三温度控制装置，用于实时采集石墨化过程中的温度并控制温度在设定范围内；
第三升温速率控制装置，用于控制石墨化过程中的升温速率在设定范围内；
第三保温时间控制装置，用于控制石墨化过程中的保温时间在设定范围内。
2.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：所述第一破碎粒径分布检测装置、第一磨粉粒径分布检测装置、第二破碎粒径分布检测装置和第二磨粉粒径分布检测装置均依次检测D10、D50、D90和D99的粒径分布。
3.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：预碳化装置中，温度控制在850-950℃之间，升温速率控制在15-20℃/min之间，保温时间控制在0.5-1h之间。
4.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：石墨化装置中，温度控制在3000℃以上。
5.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：包覆造粒装置和预碳化装置中，保温时间的控制方式为回转式、通过转速控制；石墨化装置中，保温时间的控制方式为固定式、无转速。
6.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：包覆造粒装置中，渐进循环，温度场设置。
7.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：包覆造粒装置中，温度控制采用分区控制，具体方式为：进料状态下为室温，然后进行第一次升温，先在120min内控制1#电炉、2#电炉、3#电炉均升温至300℃,接着进行第二次升温，在160min内控制1#电炉、2#电炉、3#电炉分别升温至500℃、520℃、550℃；然后进行保温2h，控制1#电炉、2#电炉、3#电炉恒温；最后在密闭空间内自然冷却。
8.根据权利要求1所述的锂电池负极碳材料生产制备系统的智能控制系统，其特征在于：还包括安装于批混装置中的理化指标检测装置，用于检测批混后的负极产品的理化指标，包括固定碳、比表面积和真密度。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108328613A (zh) * 2017-12-15 2018-07-27 大同新成新材料股份有限公司 一种利用针状焦生产石墨负极材料的方法及负极材料
CN114975974A (zh) * 2022-07-11 2022-08-30 焦作聚能能源科技有限公司 一种高能量密度石墨复合材料及其制备方法、锂离子电池
CN114956069A (zh) * 2022-07-07 2022-08-30 王辅志 一种制备锂离子电池用人造石墨负极材料的装置及其制备方法
CN114950661A (zh) * 2022-04-19 2022-08-30 湖南铂威新能源科技有限公司 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108328613A (zh) * 2017-12-15 2018-07-27 大同新成新材料股份有限公司 一种利用针状焦生产石墨负极材料的方法及负极材料
CN114950661A (zh) * 2022-04-19 2022-08-30 湖南铂威新能源科技有限公司 一种节能环保的人造石墨负极材料制备方法
CN114956069A (zh) * 2022-07-07 2022-08-30 王辅志 一种制备锂离子电池用人造石墨负极材料的装置及其制备方法
CN114975974A (zh) * 2022-07-11 2022-08-30 焦作聚能能源科技有限公司 一种高能量密度石墨复合材料及其制备方法、锂离子电池

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吴程: "智能制造技术在动力电池行业的应用——评《锂离子电池智能制造》", 《电池》, vol. 51, no. 3, pages 326 - 327 *

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