CN117101499B - 一种石墨负极材料固相包覆装置及包覆工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种石墨负极材料固相包覆装置及包覆工艺，属于锂离子电池加工技术领域，该石墨负极材料固相包覆装置，包括气动混料机构，所述墨粉进料口和沥青粉进料口的另一端分别安装有墨粉上料机构和沥青粉上料机构，所述出料口的顶部安装有螺旋混料机构；所述螺旋混料机构的顶端连接有预加热机构，所述预加热机构的另一端连接有高温碳化机构；所述高温碳化机构的另一端连接有低温冷却机构。本发明通过设计气动混料机构，分散上料机构、螺旋混料机构、预加热机构、高温碳化机构和低温冷却机构，可以快速完成墨粉与沥青粉之间的充分混合和固相包覆，不仅简化了生产加工流程，同时也提高了整体的生产加工效率。

Description

一种石墨负极材料固相包覆装置及包覆工艺

技术领域

本发明属于锂离子电池加工技术领域，具体涉及到一种石墨负极材料固相包覆装置及包覆工艺。

背景技术

锂电池负极材料是由碳系或非碳系材料等负极活性物质、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂，均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、辊压而成。锂电池碳负极材料石墨间距小于层间化合物的晶面层间距，在充放电过程中，石墨层间距改变，易造成石墨层剥落、粉化，还会发生锂与有机溶剂共同嵌入石墨层及有机溶剂分解，影响电池循环性能。通过石墨改性，在石墨表面包覆高软化点的沥青，能够提高负极材料与电解液的相容性，防止溶剂共嵌入、分解和石墨结构剥离。

锂离子电池能否成功地制成，关键在于能否制备出可逆地脱/嵌锂离子的负极材料，将沥青均匀覆盖在石墨颗粒的表层，目前最常见的处理方式是利用蜂巢磨或螺旋混料机将沥青粉、石墨粉（可加溶剂，溶剂作载体）混合搅拌，从而实现均匀包覆的目的，包覆物和被包覆物在固相状态下用蜂巢磨进行混合，在实现物理包覆后，需进行热处理使包覆材料进行聚合反应和炭化反应，使包覆材料固化在被包覆材料表面上，采用蜂巢磨或螺旋混料机进行混合包覆时，虽然可以起到固相包覆作用，但在实际加工过程中，各种物料都是一次性倒入混合设备中，由于沥青粉有一定的湿润度，采用机械方式混合时容易出现结块或混合不均匀的情况，进而会影响石墨改性效果，为解决这一问题，一般只能增加混合搅拌时间，但与此同时又会降低了生产加工效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术的缺点，提供一种石墨负极材料固相包覆装置及包覆工艺。

解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种石墨负极材料固相包覆装置，包括气动混料机构，所述气动混料机构包括混料壳体，所述混料壳体的两侧分别设置有墨粉进料口和沥青粉进料口，所述混料壳体顶部中心设有出料口，所述混料壳体底部中心设置有支撑底座，所述支撑底座底部中心安装有第一伺服电机，所述支撑底座顶部中心安装有第一轴承，所述第一轴承的内环上安装有混料罩，所述第一伺服电机输出轴的顶端与混料罩固定，所述混料罩外壁周侧设有多个均匀分布的混料导板，当墨粉和沥青粉被吹入混料壳体中后，呈环形结构的混料壳体能够对墨粉和沥青粉起到环形导向作用，墨粉和沥青粉会在混料壳体的环形腔体内进行循环流动和混合，另外，在第一伺服电机的驱动下，第一伺服电机的输出轴能够带动混料罩和混料罩上的多个混料导板进行高速转动，进而对墨粉和沥青粉进行高速充分混合，混合后的物料会经出料口进入螺旋混料机构；

所述墨粉进料口和沥青粉进料口的另一端分别安装有墨粉上料机构和沥青粉上料机构，所述出料口的顶部安装有螺旋混料机构；

所述螺旋混料机构的顶端连接有预加热机构，所述预加热机构的另一端连接有高温碳化机构；

所述高温碳化机构的另一端连接有低温冷却机构，所述低温冷却机构的出口处连接有出料弯管。

所述混料罩呈半圆形壳体结构设计，且多个均匀分布的混料导板均为倾斜结构。

进一步的，所述墨粉上料机构包括固定于墨粉进料口上的送料管道，所述送料管道的顶端固定连接有进料管道，所述进料管道的顶部安装有可拆卸的下料管，所述下料管的顶部固定连接有上料斗，所述下料管内壁的顶部设有支撑环架，所述支撑环架顶部周侧固定连接有多个定位柱，多个所述定位柱之间活动安装有震动筛网，多个所述定位柱的顶部均螺纹连接有螺纹固定帽，所述震动筛网底部中心安装有震动马达，所述送料管道远离墨粉进料口的一端安装有送料风机。

通过上述技术方案，在加工时，可以将待加工的墨粉倒入上料斗中，此时启动震动马达和送料风机，震动马达可以将上料斗中的墨粉抖散，墨粉会在震动筛网的震动下实现均匀下料，抖散的墨粉会经下料管均匀下落至送料管道中，此时送料风机可以将送料管道中下落状态的墨粉吹向墨粉进料口。

进一步的，所述沥青粉上料机构与墨粉上料机构的结构相同，且沥青粉上料机构固定安装于沥青粉进料口上。

通过上述技术方案，沥青粉上料机构用于沥青粉的震动送料，沥青粉会经沥青粉进料口被吹入气动混料机构中。

进一步的，所述螺旋混料机构包括螺旋混料筒，所述螺旋混料筒的内壁固定连接有螺旋导流片，所述螺旋混料筒的底部和顶部分别设置有底部连接法兰和顶部连接法兰，所述底部连接法兰与出料口相连接。

通过上述技术方案，当混合物进入螺旋混料筒中后，螺旋混料筒内的螺旋导流片可以对上升的气流和气流中掺杂混合物起到螺旋导向作用，使其在螺旋上升的过程中进一步充分混合，最终，混合物经顶部连接法兰进入预加热机构内。

进一步的，所述预加热机构包括连接于顶部连接法兰顶部的第一导料弯管，所述第一导料弯管的另一端连接有第一输料管，所述第一输料管后端固定连接有与之相贯通的外加热筒，所述外加热筒的顶端设置有第一安装法兰盘，所述外加热筒内壁的顶部和底部均安装有第一定位轴承，两个所述第一定位轴承之间安装有第一旋转滚筒，所述第一旋转滚筒内壁设置有第一螺旋叶片，所述第一旋转滚筒的底端固定连接有第一支撑盘，所述第一支撑盘内壁两侧之间固定连接有第一连接架，所述外加热筒底部中心安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴上固定连接有第一连接轴，所述第一连接轴的顶端与第一连接架固定连接，所述外加热筒内侧安装有螺旋电加热管，所述外加热筒内壁安装有保温棉，所述外加热筒顶部开口的内表面设置有与第一旋转滚筒相对应的第一限位套。

通过上述技术方案，混合物经过螺旋混料筒进入第一导料弯管中后，混合物会经第一导料弯管和第一输料管进入外加热筒，然后进入第一旋转滚筒，第一旋转滚筒在第二伺服电机的驱动下进行旋转，第一旋转滚筒内设有第一螺旋叶片，第一旋转滚筒在旋转时，在第一螺旋叶片的螺旋导向作用下，会带动气流中的混合物向下运动，但由于上升的气流流速更快，使得气流中的混合物整体仍然处于缓慢上升状态，进而可以进一步延长混合物在第一旋转滚筒内的滞留时间，外加热筒内侧安装有螺旋电加热管，螺旋电加热管在此期间可以对混合物进一步烘干加热，其加热温度可以根据实际加工需求进行调节控制，另外，外加热筒内壁安装有保温棉，保温棉可以起到一定的保温作用，防止热量的快速流失，进而提高烘干加热效率，同时也能减少能源的消耗。

进一步的，所述高温碳化机构的整体结构与预加热机构的结构相同，且高温碳化机构内部加热组件的加热温度高于螺旋电加热管的加热温度。

通过上述技术方案，预加热机构内经过加热烘干后的混合物在进入高温碳化机构中后，会由高温碳化机构对气流中的混合物进一步高温碳化处理，进而完成沥青粉对磨粉的固相包覆。

进一步的，所述低温冷却机构包括固定于高温碳化机构出口的第二导料弯管，所述第二导料弯管的另一端安装有第二输料管，所述第二输料管的后端固定连接有与之相贯通的外冷却筒，所述外冷却筒的顶端设有第二安装法兰盘，所述外冷却筒内壁的顶部和底部均安装有第二定位轴承，两个所述第二定位轴承之间安装有第二旋转滚筒，所述第二旋转滚筒内壁设有第二螺旋叶片，所述第二旋转滚筒的底端固定连接有第二支撑盘，所述第二支撑盘内壁两侧之间固定连接有第二连接架，所述外冷却筒的底部中心安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机输出轴的顶端固定连接有第二连接轴，所述第二连接轴的顶端与第二连接架固定连接，所述外冷却筒内壁的顶部和底部均固定连接有防水环，所述外冷却筒顶部开口的内表面固定连接有与第二旋转滚筒相对应的第二限位套，所述外冷却筒外壁后端底部固定连接有注水管，所述外冷却筒外壁前端的顶部固定连接有排水管。

通过上述技术方案，注水管可以接入冷却水管，从而通过注水管不断向冷却腔内注入冷却水，经过冷却换热后，被加热后的冷却水会经排水管向外排出，实际加工过程中，经过高温碳化的混合物会经第二导料弯管、第二输料管进入外冷却筒，然后进入第二旋转滚筒，第二旋转滚筒在第三伺服电机的驱动下进行旋转，第二旋转滚筒内设有第二螺旋叶片，第二旋转滚筒在旋转时，在第二螺旋叶片的螺旋导向作用下，会带动气流中的混合物向下运动，但由于上升的气流流速更快，使得气流中的混合物整体仍然处于缓慢上升状态，进而可以进一步延长混合物在第二旋转滚筒内的滞留时间，冷却腔内的冷却水在此期间也会对碳化后混合物进行快速冷却，最终，经冷却后的混合物会跟随气流进入出料弯管，在出料弯管的出口处对该混合物进行过滤收集，即完成整个固相包覆流程。

进一步的，两个所述防水环与外冷却筒、第二旋转滚筒之间形成冷却腔。

石墨负极材料固相包覆工艺，包括以下具体步骤：

步骤一：将待加工的墨粉和沥青粉分别倒入墨粉上料机构和沥青粉上料机构中，启动震动马达和送料风机，震动马达可以将上料斗中的墨粉抖散，并通过震动筛网均匀下料，抖散的墨粉会经下料管均匀下落至送料管道中，此时送料风机可以将送料管道中的墨粉吹向墨粉进料口，沥青粉的上料与墨粉上料流程相同，沥青粉会进入沥青粉进料口；

步骤二：当墨粉进料口、沥青粉进料口中的墨粉和沥青粉被吹入混料壳体中后，呈环形结构的混料壳体能够对墨粉和沥青粉进行环形导向，另外在第一伺服电机的驱动下，混料罩能够带动多个混料导板进行高速转动，进而对墨粉和沥青粉进行高速充分混合，混合后的物料会经出料口进入螺旋混料机构；

步骤三：混合物进入螺旋混料筒中后，螺旋混料筒内的螺旋导流片可以对上升的气流和混合物进行螺旋导向，使其在螺旋上升的过程中进一步充分混合；

步骤四：混合物经过螺旋混料筒后，会经第一导料弯管和第一输料管进入外加热筒，然后进入第一旋转滚筒，第一旋转滚筒在第二伺服电机的驱动下进行旋转，第一旋转滚筒内设有第一螺旋叶片，第一螺旋叶片通过定向旋转，能够带动上升的混合物向下输送，进而延长混合物在第一旋转滚筒内的滞留时间，螺旋电加热管在此期间也会对混合物进一步烘干加热，最终，加热后的混合物会跟随气流进入高温碳化机构，由高温碳化机构对气流中的混合物进一步高温碳化，进而完成沥青粉对磨粉的固相包覆；

步骤五：经过高温碳化后的混合物会经第二导料弯管、第二输料管进入外冷却筒，然后进入第二旋转滚筒，第二旋转滚筒在第三伺服电机的驱动下进行旋转，第二旋转滚筒内设有第二螺旋叶片，第二螺旋叶片通过定向旋转，能够带动上升的混合物向下输送，进而延长混合物在第二旋转滚筒内的滞留时间，冷却腔内的冷却水在此期间也会对碳化后混合物进行快速冷却，最终，经冷却后的混合物会跟随气流进入出料弯管，在出料弯管的出口处对该混合物进行过滤收集，即完成整个固相包覆流程。

本发明的有益效果如下：（1）本发明通过设计气动混料机构，分散上料机构、螺旋混料机构、预加热机构、高温碳化机构和低温冷却机构，可以快速完成墨粉与沥青粉之间的充分混合和固相包覆，不仅简化了生产加工流程，同时也提高了整体的生产加工效率；（2）本发明通过采用气动混合装置和混合工艺，可以将石墨粉和沥青粉在混合前充分打散，然后在螺旋气流中快速充分混合，既提高了混合质量和混合效率，同时也大大缩短了生产加工时间；（3）本发明通过设计预加热机构、高温碳化机构和低温冷却机构，并在上述机构中设计螺旋叶片，从而可以进一步延长混合物在预加热机构、高温碳化机构和低温冷却机构内的滞留时间，进而可以提高整体的固相包覆质量。

附图说明

图1是本发明的第一视角结构图；

图2是本发明的第二视角结构图；

图3是本发明的主视图；

图4是图3中A-A向剖视图；

图5是图4中A处的局部放大图；

图6是图4中B处的局部放大图；

图7是图4中C处的局部放大图；

图8是图4中D处的局部放大图；

图9是本发明气动混料机构的结构示意图；

图10是本发明气动混料机构的主视图；

图11是图10中B-B向剖视图；

图12是图10中C-C向剖视图；

图13是本发明上料机构的安装结构示意图；

图14是本发明墨粉上料机构的结构示意图；

图15是本发明墨粉上料机构的剖视图；

图16是图15中E处的局部放大图；

图17是本发明螺旋混料机构的安装结构示意图；

图18是本发明螺旋混料机构的剖视图；

图19是本发明预加热机构的结构示意图；

图20是本发明预加热机构的剖视图；

图21是本发明低温冷却机构的结构示意图；

图22是本发明低温冷却机构的剖视图。

附图标记：1、气动混料机构；101、混料壳体；102、墨粉进料口；103、沥青粉进料口；104、出料口；105、支撑底座；106、第一伺服电机；107、第一轴承；108、混料罩；109、混料导板；2、墨粉上料机构；201、送料管道；202、进料管道；203、下料管；204、上料斗；205、支撑环架；206、定位柱；207、震动筛网；208、螺纹固定帽；209、震动马达；210、送料风机；3、沥青粉上料机构；4、螺旋混料机构；401、螺旋混料筒；402、螺旋导流片；403、底部连接法兰；404、顶部连接法兰；5、预加热机构；501、第一导料弯管；502、第一输料管；503、外加热筒；504、第一安装法兰盘；505、第一定位轴承；506、第一旋转滚筒；507、第一螺旋叶片；508、第一支撑盘；509、第一连接架；510、第二伺服电机；511、第一连接轴；512、螺旋电加热管；513、保温棉；514、第一限位套；6、高温碳化机构；7、低温冷却机构；701、第二导料弯管；702、第二输料管；703、外冷却筒；704、第二安装法兰盘；705、第二定位轴承；706、第二旋转滚筒；707、第二螺旋叶片；708、第二支撑盘；709、第二连接架；710、第三伺服电机；711、第二连接轴；712、防水环；713、冷却腔；714、第二限位套；715、注水管；716、排水管；8、出料弯管。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-图22所示，本实施例的一种石墨负极材料固相包覆装置，包括气动混料机构1，如图9-图12所示，气动混料机构1包括混料壳体101，混料罩108呈半圆形壳体结构设计，混料壳体101的两侧分别设置有墨粉进料口102和沥青粉进料口103，混料壳体101顶部中心设有出料口104，混料壳体101底部中心设置有支撑底座105，支撑底座105底部中心安装有第一伺服电机106，支撑底座105顶部中心安装有第一轴承107，第一轴承107的内环上安装有混料罩108，第一伺服电机106输出轴的顶端与混料罩108固定，混料罩108外壁周侧设有多个均匀分布的混料导板109，且多个均匀分布的混料导板109均为倾斜结构，当墨粉和沥青粉被吹入混料壳体101中后，呈环形结构的混料壳体101能够对墨粉和沥青粉起到环形导向作用，墨粉和沥青粉会在混料壳体101的环形腔体内进行循环流动和混合，另外，在第一伺服电机106的驱动下，第一伺服电机106的输出轴能够带动混料罩108和混料罩108上的多个混料导板109进行高速转动，进而对墨粉和沥青粉进行高速充分混合，混合后的物料会经出料口104进入螺旋混料机构4。

如图13-图16所示，墨粉进料口102和沥青粉进料口103的另一端分别安装有墨粉上料机构2和沥青粉上料机构3，墨粉上料机构2包括固定于墨粉进料口102上的送料管道201，送料管道201的顶端固定连接有进料管道202，进料管道202的顶部安装有可拆卸的下料管203，下料管203的顶部固定连接有上料斗204，下料管203内壁的顶部设有支撑环架205，支撑环架205顶部周侧固定连接有多个定位柱206，多个定位柱206之间活动安装有震动筛网207，多个定位柱206的顶部均螺纹连接有螺纹固定帽208，震动筛网207底部中心安装有震动马达209，送料管道201远离墨粉进料口102的一端安装有送料风机210，在加工时，可以将待加工的墨粉倒入上料斗204中，此时启动震动马达209和送料风机210，震动马达209可以将上料斗204中的墨粉抖散，墨粉会在震动筛网207的震动下实现均匀下料，抖散的墨粉会经下料管203均匀下落至送料管道201中，此时送料风机210可以将送料管道201中下落状态的墨粉吹向墨粉进料口102。

如图13所示，沥青粉上料机构3与墨粉上料机构2的结构相同，且沥青粉上料机构3固定安装于沥青粉进料口103上，沥青粉上料机构3用于沥青粉的震动送料，沥青粉会经沥青粉进料口103被吹入气动混料机构1中。

如图17-图18所示，出料口104的顶部安装有螺旋混料机构4，螺旋混料机构4包括螺旋混料筒401，螺旋混料筒401的内壁固定连接有螺旋导流片402，螺旋混料筒401的底部和顶部分别设置有底部连接法兰403和顶部连接法兰404，底部连接法兰403与出料口104相连接，当混合物进入螺旋混料筒401中后，螺旋混料筒401内的螺旋导流片402可以对上升的气流和气流中掺杂混合物起到螺旋导向作用，使其在螺旋上升的过程中进一步充分混合，最终，混合物经顶部连接法兰404进入预加热机构5内。

如图5-图6、图19-图20所示，螺旋混料机构4的顶端连接有预加热机构5，预加热机构5包括连接于顶部连接法兰404顶部的第一导料弯管501，第一导料弯管501的另一端连接有第一输料管502，第一输料管502后端固定连接有与之相贯通的外加热筒503，外加热筒503的顶端设置有第一安装法兰盘504，外加热筒503内壁的顶部和底部均安装有第一定位轴承505，两个第一定位轴承505之间安装有第一旋转滚筒506，第一旋转滚筒506内壁设置有第一螺旋叶片507，第一旋转滚筒506的底端固定连接有第一支撑盘508，第一支撑盘508内壁两侧之间固定连接有第一连接架509，外加热筒503底部中心安装有第二伺服电机510，第二伺服电机510的输出轴上固定连接有第一连接轴511，第一连接轴511的顶端与第一连接架509固定连接，外加热筒503内侧安装有螺旋电加热管512，外加热筒503内壁安装有保温棉513，外加热筒503顶部开口的内表面设置有与第一旋转滚筒506相对应的第一限位套514，混合物经过螺旋混料筒401进入第一导料弯管501中后，混合物会经第一导料弯管501和第一输料管502进入外加热筒503，然后进入第一旋转滚筒506，第一旋转滚筒506在第二伺服电机510的驱动下进行旋转，第一旋转滚筒506内设有第一螺旋叶片507，第一旋转滚筒506在旋转时，在第一螺旋叶片507的螺旋导向作用下，会带动气流中的混合物向下运动，但由于上升的气流流速更快，使得气流中的混合物整体仍然处于缓慢上升状态，进而可以进一步延长混合物在第一旋转滚筒506内的滞留时间，外加热筒503内侧安装有螺旋电加热管512，螺旋电加热管512在此期间可以对混合物进一步烘干加热，其加热温度可以根据实际加工需求进行调节控制，另外，外加热筒503内壁安装有保温棉513，保温棉513可以起到一定的保温作用，防止热量的快速流失，进而提高烘干加热效率，同时也能减少能源的消耗。

如图1-图4所示，预加热机构5的另一端连接有高温碳化机构6，高温碳化机构6的整体结构与预加热机构5的结构相同，且高温碳化机构6内部加热组件的加热温度高于螺旋电加热管512的加热温度，预加热机构5内经过加热烘干后的混合物在进入高温碳化机构6中后，会由高温碳化机构6对气流中的混合物进一步高温碳化处理，进而完成沥青粉对磨粉的固相包覆。

如图7-图8、图21-图22所示，高温碳化机构6的另一端连接有低温冷却机构7，低温冷却机构7的出口处连接有出料弯管8，低温冷却机构7包括固定于高温碳化机构6出口的第二导料弯管701，第二导料弯管701的另一端安装有第二输料管702，第二输料管702的后端固定连接有与之相贯通的外冷却筒703，外冷却筒703的顶端设有第二安装法兰盘704，外冷却筒703内壁的顶部和底部均安装有第二定位轴承705，两个第二定位轴承705之间安装有第二旋转滚筒706，第二旋转滚筒706内壁设有第二螺旋叶片707，第二旋转滚筒706的底端固定连接有第二支撑盘708，第二支撑盘708内壁两侧之间固定连接有第二连接架709，外冷却筒703的底部中心安装有第三伺服电机710，第三伺服电机710输出轴的顶端固定连接有第二连接轴711，第二连接轴711的顶端与第二连接架709固定连接，外冷却筒703内壁的顶部和底部均固定连接有防水环712，两个防水环712与外冷却筒703、第二旋转滚筒706之间形成冷却腔713，外冷却筒703顶部开口的内表面固定连接有与第二旋转滚筒706相对应的第二限位套714，外冷却筒703外壁后端底部固定连接有注水管715，外冷却筒703外壁前端的顶部固定连接有排水管716，注水管715可以接入冷却水管，从而通过注水管715不断向冷却腔713内注入冷却水，经过冷却换热后，被加热后的冷却水会经排水管716向外排出，实际加工过程中，经过高温碳化的混合物会经第二导料弯管701、第二输料管702进入外冷却筒703，然后进入第二旋转滚筒706，第二旋转滚筒706在第三伺服电机710的驱动下进行旋转，第二旋转滚筒706内设有第二螺旋叶片707，第二旋转滚筒706在旋转时，在第二螺旋叶片707的螺旋导向作用下，会带动气流中的混合物向下运动，但由于上升的气流流速更快，使得气流中的混合物整体仍然处于缓慢上升状态，进而可以进一步延长混合物在第二旋转滚筒706内的滞留时间，冷却腔713内的冷却水在此期间也会对碳化后混合物进行快速冷却，最终，经冷却后的混合物会跟随气流进入出料弯管8，在出料弯管8的出口处对该混合物进行过滤收集，即完成整个固相包覆流程。

石墨负极材料固相包覆工艺，包括以下具体步骤：

步骤一：将待加工的墨粉和沥青粉分别倒入墨粉上料机构2和沥青粉上料机构3中，启动震动马达209和送料风机210，震动马达209可以将上料斗204中的墨粉抖散，并通过震动筛网207均匀下料，抖散的墨粉会经下料管203均匀下落至送料管道201中，此时送料风机210可以将送料管道201中的墨粉吹向墨粉进料口102，沥青粉的上料与墨粉上料流程相同，沥青粉会进入沥青粉进料口103；

步骤二：当墨粉进料口102、沥青粉进料口103中的墨粉和沥青粉被吹入混料壳体101中后，呈环形结构的混料壳体101能够对墨粉和沥青粉进行环形导向，另外在第一伺服电机106的驱动下，混料罩108能够带动多个混料导板109进行高速转动，进而对墨粉和沥青粉进行高速充分混合，混合后的物料会经出料口104进入螺旋混料机构4；

步骤三：混合物进入螺旋混料筒401中后，螺旋混料筒401内的螺旋导流片402可以对上升的气流和混合物进行螺旋导向，使其在螺旋上升的过程中进一步充分混合；

步骤四：混合物经过螺旋混料筒401后，会经第一导料弯管501和第一输料管502进入外加热筒503，然后进入第一旋转滚筒506，第一旋转滚筒506在第二伺服电机510的驱动下进行旋转，第一旋转滚筒506内设有第一螺旋叶片507，第一螺旋叶片507通过定向旋转，能够带动上升的混合物向下输送，进而延长混合物在第一旋转滚筒506内的滞留时间，螺旋电加热管512在此期间也会对混合物进一步烘干加热，最终，加热后的混合物会跟随气流进入高温碳化机构6，由高温碳化机构6对气流中的混合物进一步高温碳化，进而完成沥青粉对磨粉的固相包覆；

步骤五：经过高温碳化后的混合物会经第二导料弯管701、第二输料管702进入外冷却筒703，然后进入第二旋转滚筒706，第二旋转滚筒706在第三伺服电机710的驱动下进行旋转，第二旋转滚筒706内设有第二螺旋叶片707，第二螺旋叶片707通过定向旋转，能够带动上升的混合物向下输送，进而延长混合物在第二旋转滚筒706内的滞留时间，冷却腔713内的冷却水在此期间也会对碳化后混合物进行快速冷却，最终，经冷却后的混合物会跟随气流进入出料弯管8，在出料弯管8的出口处对该混合物进行过滤收集，即完成整个固相包覆流程。

以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种石墨负极材料固相包覆装置的包覆工艺，其特征在于：包括气动混料机构（1），所述气动混料机构（1）包括混料壳体（101），所述混料壳体（101）的两侧分别设置有墨粉进料口（102）和沥青粉进料口（103），所述混料壳体（101）顶部中心设有出料口（104），所述混料壳体（101）底部中心设置有支撑底座（105），所述支撑底座（105）底部中心安装有第一伺服电机（106），所述支撑底座（105）顶部中心安装有第一轴承（107），所述第一轴承（107）的内环上安装有混料罩（108），所述第一伺服电机（106）输出轴的顶端与混料罩（108）固定，所述混料罩（108）外壁周侧设有多个均匀分布的混料导板（109）；

所述墨粉进料口（102）和沥青粉进料口（103）的另一端分别安装有墨粉上料机构（2）和沥青粉上料机构（3），所述沥青粉上料机构（3）与墨粉上料机构（2）的结构相同；

所述墨粉上料机构（2）包括固定于墨粉进料口（102）上的送料管道（201），所述送料管道（201）的顶端固定连接有进料管道（202），所述进料管道（202）的顶部安装有可拆卸的下料管（203），所述下料管（203）的顶部固定连接有上料斗（204），所述下料管（203）内壁的顶部设有支撑环架（205），所述支撑环架（205）顶部周侧固定连接有多个定位柱（206），多个所述定位柱（206）之间活动安装有震动筛网（207），多个所述定位柱（206）的顶部均螺纹连接有螺纹固定帽（208），所述震动筛网（207）底部中心安装有震动马达（209），所述送料管道（201）远离墨粉进料口（102）的一端安装有送料风机（210）；

所述出料口（104）的顶部安装有螺旋混料机构（4），所述螺旋混料机构（4）包括螺旋混料筒（401），所述螺旋混料筒（401）的内壁固定连接有螺旋导流片（402）；

所述螺旋混料机构（4）的顶端连接有预加热机构（5），所述预加热机构（5）包括连接于顶部连接法兰（404）顶部的第一导料弯管（501），所述第一导料弯管（501）的另一端连接有第一输料管（502），所述第一输料管（502）后端固定连接有与之相贯通的外加热筒（503），所述外加热筒（503）的顶端设置有第一安装法兰盘（504），所述外加热筒（503）内壁的顶部和底部均安装有第一定位轴承（505），两个所述第一定位轴承（505）之间安装有第一旋转滚筒（506），所述第一旋转滚筒（506）内壁设置有第一螺旋叶片（507），所述第一旋转滚筒（506）的底端固定连接有第一支撑盘（508），所述第一支撑盘（508）内壁两侧之间固定连接有第一连接架（509），所述外加热筒（503）底部中心安装有第二伺服电机（510），所述第二伺服电机（510）的输出轴上固定连接有第一连接轴（511），所述第一连接轴（511）的顶端与第一连接架（509）固定连接，所述外加热筒（503）内侧安装有螺旋电加热管（512）；

所述预加热机构（5）的另一端连接有高温碳化机构（6），所述高温碳化机构（6）的整体结构与预加热机构（5）的结构相同，且高温螺旋电加热管的加热温度高于螺旋电加热管（512）的加热温度；

所述高温碳化机构（6）的另一端连接有低温冷却机构（7），所述低温冷却机构（7）包括固定于高温碳化机构（6）出口的第二导料弯管（701），所述第二导料弯管（701）的另一端安装有第二输料管（702），所述第二输料管（702）的后端固定连接有与之相贯通的外冷却筒（703），所述外冷却筒（703）的顶端设有第二安装法兰盘（704），所述外冷却筒（703）内壁的顶部和底部均安装有第二定位轴承（705），两个所述第二定位轴承（705）之间安装有第二旋转滚筒（706），所述第二旋转滚筒（706）内壁设有第二螺旋叶片（707），所述第二旋转滚筒（706）的底端固定连接有第二支撑盘（708），所述第二支撑盘（708）内壁两侧之间固定连接有第二连接架（709），所述外冷却筒（703）的底部中心安装有第三伺服电机（710），所述第三伺服电机（710）输出轴的顶端固定连接有第二连接轴（711），所述第二连接轴（711）的顶端与第二连接架（709）固定连接，所述外冷却筒（703）内壁的顶部和底部均固定连接有防水环（712），所述外冷却筒（703）顶部开口的内表面固定连接有与第二旋转滚筒（706）相对应的第二限位套（714），所述外冷却筒（703）外壁后端底部固定连接有注水管（715），所述外冷却筒（703）外壁前端的顶部固定连接有排水管（716）；

所述低温冷却机构（7）的出口处连接有出料弯管（8）；

所述包覆工艺包括以下具体步骤：

步骤一：将待加工的墨粉和沥青粉分别倒入墨粉上料机构（2）和沥青粉上料机构（3）中，启动震动马达（209）和送料风机（210），震动马达（209）能够将上料斗（204）中的墨粉抖散，并通过震动筛网（207）均匀下料，抖散的墨粉会经下料管（203）均匀下落至送料管道（201）中，此时送料风机（210）能够将送料管道（201）中的墨粉吹向墨粉进料口（102），沥青粉的上料与墨粉上料流程相同，沥青粉会进入沥青粉进料口（103）；

步骤二：当墨粉进料口（102）、沥青粉进料口（103）中的墨粉和沥青粉被吹入混料壳体（101）中后，呈环形结构的混料壳体（101）能够对墨粉和沥青粉进行环形导向，另外在第一伺服电机（106）的驱动下，混料罩（108）能够带动多个混料导板（109）进行高速转动，进而对墨粉和沥青粉进行高速充分混合，混合后的物料会经出料口（104）进入螺旋混料机构（4）；

步骤三：混合物进入螺旋混料筒（401）中后，螺旋混料筒（401）内的螺旋导流片（402）能够对上升的气流和混合物进行螺旋导向，使其在螺旋上升的过程中进一步充分混合；

步骤四：混合物经过螺旋混料筒（401）后，会经第一导料弯管（501）和第一输料管（502）进入外加热筒（503），然后进入第一旋转滚筒（506），第一旋转滚筒（506）在第二伺服电机（510）的驱动下进行旋转，第一旋转滚筒（506）内设有第一螺旋叶片（507），第一螺旋叶片（507）通过定向旋转，能够带动上升的混合物向下输送，进而延长混合物在第一旋转滚筒（506）内的滞留时间，螺旋电加热管（512）在此期间也会对混合物进一步烘干加热，最终，加热后的混合物会跟随气流进入高温碳化机构（6），由高温碳化机构（6）对气流中的混合物进一步高温碳化，进而完成沥青粉对磨粉的固相包覆；

步骤五：经过高温碳化后的混合物会经第二导料弯管（701）、第二输料管（702）进入外冷却筒（703），然后进入第二旋转滚筒（706），第二旋转滚筒（706）在第三伺服电机（710）的驱动下进行旋转，第二旋转滚筒（706）内设有第二螺旋叶片（707），第二螺旋叶片（707）通过定向旋转，能够带动上升的混合物向下输送，进而延长混合物在第二旋转滚筒（706）内的滞留时间，冷却腔（713）内的冷却水在此期间也会对碳化后混合物进行快速冷却，最终，经冷却后的混合物会跟随气流进入出料弯管（8），在出料弯管（8）的出口处对该混合物进行过滤收集，即完成整个固相包覆流程。

2.根据权利要求1所述的石墨负极材料固相包覆装置的包覆工艺，其特征在于，所述混料罩（108）呈半圆形壳体结构设计，且多个均匀分布的混料导板（109）均为倾斜结构。

3.根据权利要求1所述的石墨负极材料固相包覆装置的包覆工艺，其特征在于，所述螺旋混料筒（401）的底部和顶部分别设置有底部连接法兰（403）和顶部连接法兰（404），所述底部连接法兰（403）与出料口（104）相连接。

4.根据权利要求1所述的石墨负极材料固相包覆装置的包覆工艺，其特征在于，所述外加热筒（503）内壁安装有保温棉（513），所述外加热筒（503）顶部开口的内表面设置有与第一旋转滚筒（506）相对应的第一限位套（514）。

5.根据权利要求1所述的石墨负极材料固相包覆装置的包覆工艺，其特征在于，两个所述防水环（712）与外冷却筒（703）、第二旋转滚筒（706）之间形成冷却腔（713）。