CN117185301A - 一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及氧化亚硅负极材料制作技术领域，具体为一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，包括出料单元，所述出料单元的上表面固定连接有固定壳，所述固定壳的外侧设置有在热处理过程中提供温度的加热单元，所述固定壳的内部上下均匀分布有多个用于对氧化亚硅进行缓速下降的分离板，用于在氧化亚硅进行热处理过程中辅助氧化亚硅进行热处理的处理机构，所述处理机构设置在固定壳上，通过打散件的设置可以在氧化亚硅进入至固定壳的内部后，对经过洗涤后成团的氧化亚硅进行打散，避免成团的氧化亚硅在固定壳的内部进行热处理的时候，成团的氧化亚硅最内层的氧化亚硅不能够及时的受热，导致部分氧化亚硅没有被热处理彻底。
Description
技术领域
本发明涉及氧化亚硅负极材料制作技术领域，具体为一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺。
背景技术
硅是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料，因此大量的负极材料均为氧化亚硅，在进行氧化亚硅制备的时候，首先准备好原材料，然后对原材料进行氧化还原反应，得到氧化亚硅后，对得到的氧化亚硅进行分离和洗涤，将氧化亚硅中含有的杂质进行去除，同时将氧化亚硅表面附着的一些杂质进行去除，然后在对分离和洗涤后的产物进行热处理，提高产物的晶性和稳定性，最后得到氧化亚硅负极材料。
在对氧化亚硅分离和洗涤之后进行热处理时，经过洗涤后的氧化亚硅表面会附着着一些水分，此时部分氧化亚硅会呈团状，在进入至热处理设备内部进行热处理时，团状的氧化亚硅其内部的氧化亚硅的受热效果会因为外侧的氧化亚硅的阻挡而变差，因此会导致部分氧化亚硅的热处理效果不好，影响后续对氧化亚硅的使用。
发明内容
本发明提供了一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，解决了成团的氧化亚硅在进行热处理的过程中中心位置的氧化亚硅不能充分受热的情况的技术问题。
本发明提供的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，包括以下步骤：
S1、原材料准备：选择适当的亚硅酸盐为原料，常见的有硅烷，硅烷可以通过有机合成等方法获得。
S2、氧化反应：将硅烷在一定温度和压力下进行氧化反应，生成亚硅酸。一般可在室温下，通过加入催化剂，控制反应速率和反应时间，生成氧化亚硅。
S3、分离和洗涤：氧化反应完成后，得到的氧化亚硅需要进行分离和洗涤以去除未反应的硅烷和可能存在的杂质。可以通过离心、过滤等方式进行分离，然后用适当的洗涤液进行洗涤。
S4、热处理：分离洗涤后的氧化亚硅需要进行热处理，以提高其晶性和稳定性，一般可在一定的气氛和温度下进行热处理，例在氯气氛中，温度为600-800°进行热处理。
S5、制粒和包装：最后，热处理后的氧化亚硅需要进行适当的制粒处理，得到所需氧化亚硅负极材料，进行制粒处理以便于后续的负极材料制备和包装。制粒可以通过压制、挤压等方式进行，然后进行包装储存。
上述S4步骤中所涉及的热处理设备，包括出料单元，所述出料单元的上表面固定连接有固定壳，所述固定壳的外侧设置有在热处理过程中提供温度的加热单元，所述固定壳的内部上下均匀分布有多个用于对氧化亚硅进行缓速下降的分离板。
用于在氧化亚硅进行热处理过程中辅助氧化亚硅进行热处理的处理机构，所述处理机构设置在固定壳上。
所述处理机构包括设置在处理机构内部的连接件，所述连接件的顶端设置有传动件，所述连接件上从上至下设置有多组打散件，每组所述打散件的数量为两个且两个打散件为上下分离交错设置，所述连接件上且位于每组打散件的下方均设置有清理件。
根据本发明的实施例，所述连接件包括固定连接在固定壳上表面的固定安装架，所述固定安装架的下表面中间位置处固定连接有安装柱，所述安装柱的圆周面上转动连接有安装筒，所述安装筒的上下两端均设置有限位环，限位环与安装柱的圆周面固定连接，限位环与安装筒转动连接，所述安装柱的圆周面上上下固定连接有多个第二锥齿轮。
根据本发明的实施例，所述清理件包括固定连接在安装筒圆周面上的固定安装套，所述固定安装套的圆周面上固定连接有两个对称的固定板，所述固定板的下表面均匀分布有多个安装槽，所述安装槽的内部顶端固定连接有弹性伸缩连接杆，所述弹性伸缩连接杆的底端固定连接有挤压凸块。
根据本发明的实施例，所述打散件包括固定连接在安装筒圆周面上的固定连接套，所述固定连接套的圆周面上对称开设有两个连接滑槽，所述连接滑槽的内部滑动连接有连接滑块，所述连接滑块与连接滑槽之间设置有连接弹簧，所述连接滑块远离固定连接套轴心的一面固定连接有打散杆，所述打散杆的内部转动连接有转动轴，所述转动轴的圆周面上分布有多个连接绳，所述连接绳远离转动轴的一端设置有敲击球，所述连接绳的长度大于转动轴与打散杆斜面之间的距离，所述转动轴位于安装筒内部的一端固定连接有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮与其对应的第二锥齿轮啮合。
根据本发明的实施例，所述传动件包括固定连接在固定壳上表面的四个均匀分布的支撑立杆，四个所述支撑立杆的顶端共同固定连接有驱动电机，所述驱动电机的输出轴底端固定连接有皮带轮，所述驱动电机的下表面且位于输出轴的一侧转动连接有传动轴，所述传动轴的圆周面上也固定连接有两个上下设置的皮带轮，所述传动轴的底端与固定壳的上表面转动连接。
根据本发明的实施例，所述驱动电机上的皮带轮与传动轴上位于上方的皮带轮之间通过皮带连接，所述传动轴上位于下方的皮带轮与安装筒之间通过皮带连接。
根据本发明的实施例，所述安装筒上下贯穿多个分离板且与分离板转动连接，所述安装筒的顶端贯穿固定壳的上表面且与固定壳转动连接，所述安装柱的底端与加热单元的内表面底端固定连接。
根据本发明的实施例，多个所述分离板与多个所述固定安装套一一对应，所述分离板上均匀分布有多个下料口，所述固定板的下表面与其对应的分离板的上表面相贴合，所述分离板上的下料孔均为沉孔设置，所述挤压凸块的尺寸与分离板上的下料孔相适配。
应用本发明的技术方案的有益效果：1、通过打散件的设置可以在氧化亚硅进入至固定壳的内部后，对经过洗涤后成团的氧化亚硅进行打散，避免成团的氧化亚硅在固定壳的内部进行热处理的时候，成团的氧化亚硅最内层的氧化亚硅不能够及时的受热，导致部分氧化亚硅没有被热处理彻底，影响之后对氧化亚硅的处理。
2、通过清理件的设置可以在对氧化亚硅进行热处理的时候，避免氧化亚硅在分离板上的下料口下落时，一些直径较小的氧化亚硅多个同时进入至下料口的内部后卡在一起不能及时的下落造成下料口堵塞，及时的将堵塞在下料口内部的氧化亚硅进行疏通，保证氧化亚硅在分离板上的正常下落。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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发明的实施例，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是本发明提供的氧化亚硅负极材料生产制作工艺的流程图。
图2是本发明提供的氧化亚硅负极材料生产制作工艺中热处理设备的立体结构示意图。
图3是本发明提供的图2的部分剖面示意图。
图4是本发明图3中A部分的放大图。
图5是本发明提供的清理件的主视剖视图。
图6是本发明图5中B部分的放大图。
图7是本发明提供的打散件的侧视剖视图。
图8是本发明提供的打散件的俯视剖视图。
图9是本发明提供的传动件的主视图。
附图标记：
1、处理机构；2、固定壳；3、出料单元；4、加热单元；5、分离板；11、打散件；12、清理件；13、连接件；14、传动件；111、固定连接套；112、打散杆；113、连接滑块；114、转动轴；115、连接绳；116、第一锥齿轮；117、连接滑槽；121、固定板；122、固定安装套；123、安装槽；124、挤压凸块；125、弹性伸缩连接杆；131、安装筒；132、安装柱；133、第二锥齿轮；134、固定安装架；141、驱动电机；142、皮带轮；143、传动轴；144、支撑立杆。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图1、图2和图3所示，一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，包括以下步骤：
S1、原材料准备：选择适当的亚硅酸盐为原料，常见的有硅烷，硅烷可以通过有机合成等方法获得。
S2、氧化反应：将硅烷在一定温度和压力下进行氧化反应，生成亚硅酸，一般可在室温下，通过加入催化剂，控制反应速率和反应时间，生成氧化亚硅。
S3、分离和洗涤：氧化反应完成后，得到的氧化亚硅需要进行分离和洗涤以去除未反应的硅烷和可能存在的杂质。可以通过离心、过滤等方式进行分离，然后用适当的洗涤液进行洗涤。
S4、热处理：分离洗涤后的氧化亚硅需要进行热处理，以提高其晶性和稳定性。一般可在一定的气氛和温度下进行热处理，例在氯气氛中，温度为600-800°进行热处理。
S5、制粒和包装：最后，热处理后的氧化亚硅需要进行适当的制粒处理，得到所需氧化亚硅负极材料，进行制粒处理以便于后续的负极材料制备和包装。制粒可以通过压制、挤压等方式进行，然后进行包装储存。
上述S4步骤中所涉及的热处理设备，包括出料单元3，出料单元3的上表面固定连接有固定壳2，固定壳2的外侧设置有在热处理过程中提供温度的加热单元4，固定壳2的内部上下均匀分布有多个用于对氧化亚硅进行缓速下降的分离板5.
用于在氧化亚硅进行热处理过程中辅助氧化亚硅进行热处理的处理机构1，处理机构1设置在固定壳2上。
处理机构1包括设置在处理机构1内部的连接件13，连接件13的顶端设置有传动件14，连接件13上从上至下设置有多组打散件11，每组打散件11的数量为两个且两个打散件11为上下分离交错设置，连接件13上且位于每组打散件11的下方均设置有清理件12。
如图3、图7和图8所示，连接件13包括固定连接在固定壳2上表面的固定安装架134，固定安装架134的下表面中间位置处固定连接有安装柱132，安装柱132的圆周面上转动连接有安装筒131，安装筒131的上下两端均设置有限位环，限位环与安装柱132的圆周面固定连接，限位环与安装筒131转动连接，安装柱132的圆周面上上下固定连接有多个第二锥齿轮133，安装筒131上下贯穿多个分离板5且与分离板5转动连接，安装筒131的顶端贯穿固定壳2的上表面且与固定壳2转动连接，安装柱132的底端与加热单元4的内表面底端固定连接。
如图3和图8所示，传动件14包括固定连接在固定壳2上表面的四个均匀分布的支撑立杆144，四个支撑立杆144的顶端共同固定连接有驱动电机141，驱动电机141的输出轴底端固定连接有皮带轮142，驱动电机141的下表面且位于输出轴的一侧转动连接有传动轴143，传动轴143的圆周面上也固定连接有两个上下设置的皮带轮142，传动轴143的底端与固定壳2的上表面转动连接，驱动电机141上的皮带轮142与传动轴143上位于上方的皮带轮142之间通过皮带连接，传动轴143上位于下方的皮带轮142与安装筒131之间通过皮带连接。
如图3、图4、图7和图8所示，清理件12包括固定连接在安装筒131圆周面上的固定安装套122，固定安装套122的圆周面上固定连接有两个对称的固定板121，固定板121的下表面均匀分布有多个安装槽123，安装槽123的内部顶端固定连接有弹性伸缩连接杆125，弹性伸缩连接杆125的底端固定连接有挤压凸块124，多个分离板5与多个固定安装套122一一对应，分离板5上均匀分布有多个下料口，固定板121的下表面与其对应的分离板5的上表面相贴合，分离板5上的下料孔均为沉孔设置，挤压凸块124的尺寸与分离板5上的下料孔相适配，当弹性伸缩连接杆125正常伸展时挤压凸块124位于安装槽123的外部。
通过清理件12的设置可以在对氧化亚硅进行热处理的时候，避免氧化亚硅在分离板5上的下料口下落时，一些直径较小的氧化亚硅多个同时进入至下料口的内部后卡在一起不能及时的下落造成下料口堵塞，及时的将堵塞在下料口内部的氧化亚硅进行疏通，保证氧化亚硅在分离板5上的正常下落。
在具体使用时，当固定安装套122随着安装筒131转动的过程中，固定安装套122带动其上的固定板121同步转动，当固定板121在转动的过程中经过分离板5上的下料口的时候，在弹性伸缩连接杆125自身弹力的作用下推动挤压凸块124向分离板5上的下料口内部移动，当固定板121远离分离板5上的下料口时，由于分离板5上的下料口为沉孔设置，挤压凸块124能够非常顺利的从下料口内部滑动，当固定板121滑动至分离板5上的平面位置时，挤压凸块124向安装槽123的内部收缩，并且将弹性伸缩连接杆125压缩，当固定板121再次移动至分离板5上的下料口位置时，挤压凸块124不在受到推力，压缩的弹性伸缩连接杆125瞬间释放，此时弹性伸缩连接杆125推动挤压凸块124快速向分离板5上的下料口内部移动，通过挤压凸块124对堵塞在下料口内部的氧化牙规产生冲击力，将毒舌在下料口内部的氧化亚硅清理出去。
如图5和图6所示，打散件11包括固定连接在安装筒131圆周面上的固定连接套111，固定连接套111的圆周面上对称开设有两个连接滑槽117，连接滑槽117的内部滑动连接有连接滑块113，连接滑块113与连接滑槽117之间设置有连接弹簧，连接滑块113远离固定连接套111轴心的一面固定连接有打散杆112，打散杆112的内部转动连接有转动轴114，转动轴114的圆周面上分布有多个连接绳115，连接绳115远离转动轴114的一端设置有敲击球，连接绳115的长度大于转动轴114与打散杆112斜面之间的距离，转动轴114位于安装筒131内部的一端固定连接有第一锥齿轮116，第一锥齿轮116与其对应的第二锥齿轮133啮合。
通过打散件11的设置可以在氧化亚硅进入至固定壳2的内部后，对经过洗涤后成团的氧化亚硅进行打散，避免成团的氧化亚硅在固定壳2的内部进行热处理的时候，成团的氧化亚硅最内层的氧化亚硅不能够及时的受热，导致部分氧化亚硅没有被热处理彻底，影响之后对氧化亚硅的处理。
在具体使用时，当固定连接套111随着安装筒131转动时，带动打散杆112随之转动，由于洗涤后的氧化亚硅在进入至固定壳2的内部后会有不同成团大小的氧化亚硅与没有成团的氧化亚硅混合在一起，当打散杆112在随着固定连接套111转动的过程中打散杆112受到的阻力在不断的变化，此时在连接滑块113和连接弹簧自身弹力的配合下，打散杆112带动连接滑块113在连接滑槽117的内部进行来回滑动，当打散杆112产生来回滑动的动作时，配合打散杆112上的楔形面，通过打散杆112来回滑动通过楔形面可以对氧化亚硅产生切割的动作，当遇到成团的氧化亚硅时，将成团的氧化亚硅进行打散，同时在安装筒131在安装柱132上转动的过程中，带动第一锥齿轮116贴合着其对应的第二锥齿轮133转动，此时第一锥齿轮116在清理件12上转动，第一锥齿轮116带动转动轴114在打散杆112的内部转动，当转动轴114转动时，带动其上的连接绳115同步转动，由于连接绳115上设置有敲击球，在转动的过程中在离心力的作用下，使敲击球向远离转动轴114的方向移动，当敲击球经过打散杆112内部的斜面的时候，由于连接绳115的长度大于转动轴114与打散杆112斜面之间的距离，此时敲击球对打散杆112的斜面产生敲击，敲击球敲击打散杆112产生振动，可以进一步的提高打散杆112对成团的氧化亚硅的打散效果。
工作原理：在具体使用时，首先通过加热单元4将固定壳2的内部温度提升至热处理的温度，然后将分离和洗涤后的氧化亚硅放入至固定壳2的内部，氧化亚硅首先掉落最上层的分离板5上，随着传动件14带动连接件13在固定壳2的内部转动，此时连接件13上的清理件12和打散件11随着连接件13同步转动，在转动的过程中通过清理件12对在洗涤后成团的氧化亚硅进行打散，使氧化亚国能够更加充分的受热，同时，通过打散件11对一些卡在分离板5上的下料孔内部的氧化亚硅进行疏通，以保证氧化亚硅能够正常的下落，同时通过多层分离板5的设置，可以提高氧化亚硅通留在固定壳2内部的时间，以便于氧化亚硅能够充分的受热，同时也能使氧化亚硅的热处理能够不间断的进行。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“一号”、“二号”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“一号”、“二号”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：包括以下步骤：
S1、原材料准备：选择适当的亚硅酸盐为原料，常见的有硅烷，硅烷可以通过有机合成方法获得；
S2、氧化反应：将硅烷在一定温度和压力下进行氧化反应，生成亚硅酸，在室温下，通过加入催化剂，控制反应速率和反应时间，生成氧化亚硅；
S3、分离和洗涤：氧化反应完成后，得到的氧化亚硅需要进行分离和洗涤以去除未反应的硅烷和可能存在的杂质；
S4、热处理：分离洗涤后的氧化亚硅需要使用热处理设备进行热处理，以提高其晶性和稳定性；
S5、制粒和包装：最后，热处理后的氧化亚硅需要进行适当的制粒处理，得到所需氧化亚硅负极材料；
上述S4步骤中所涉及的热处理设备，包括出料单元(3)，所述出料单元(3)的上表面固定连接有固定壳(2)，所述固定壳(2)的外侧设置有在热处理过程中提供温度的加热单元(4)，所述固定壳(2)的内部上下均匀分布有多个用于对氧化亚硅进行缓速下降的分离板(5)；
用于在氧化亚硅进行热处理过程中辅助氧化亚硅进行热处理的处理机构(1)，所述处理机构(1)设置在固定壳(2)上；
所述处理机构(1)包括设置在处理机构(1)内部的连接件(13)，所述连接件(13)的顶端设置有传动件(14)，所述连接件(13)上从上至下设置有多组打散件(11)，每组所述打散件(11)的数量为两个且两个打散件(11)为上下分离交错设置，所述连接件(13)上且位于每组打散件(11)的下方均设置有清理件(12)。
2.根据权利要求1所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：所述连接件(13)包括固定连接在固定壳(2)上表面的固定安装架(134)，所述固定安装架(134)的下表面中间位置处固定连接有安装柱(132)，所述安装柱(132)的圆周面上转动连接有安装筒(131)，所述安装筒(131)的上下两端均设置有限位环，限位环与安装柱(132)的圆周面固定连接，限位环与安装筒(131)转动连接，所述安装柱(132)的圆周面上上下固定连接有多个第二锥齿轮(133)。
3.根据权利要求2所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：所述打散件(11)包括固定连接在安装筒(131)圆周面上的固定安装套(122)，所述固定安装套(122)的圆周面上固定连接有两个对称的固定板(121)，所述固定板(121)的下表面均匀分布有多个安装槽(123)，所述安装槽(123)的内部顶端固定连接有弹性伸缩连接杆(125)，所述弹性伸缩连接杆(125)的底端固定连接有挤压凸块(124)。
4.根据权利要求2所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：所述清理件(12)包括固定连接在安装筒(131)圆周面上的固定连接套(111)，所述固定连接套(111)的圆周面上对称开设有两个连接滑槽(117)，所述连接滑槽(117)的内部滑动连接有连接滑块(113)，所述连接滑块(113)与连接滑槽(117)之间设置有连接弹簧，所述连接滑块(113)远离固定连接套(111)轴心的一面固定连接有打散杆(112)，所述打散杆(112)的内部转动连接有转动轴(114)，所述转动轴(114)的圆周面上分布有多个连接绳(115)，所述连接绳(115)远离转动轴(114)的一端设置有敲击球，所述连接绳(115)的长度大于转动轴(114)与打散杆(112)斜面之间的距离，所述转动轴(114)位于安装筒(131)内部的一端固定连接有第一锥齿轮(116)，所述第一锥齿轮(116)与其对应的第二锥齿轮(133)啮合。
5.根据权利要求2所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：所述传动件(14)包括固定连接在固定壳(2)上表面的四个均匀分布的支撑立杆(144)，四个所述支撑立杆(144)的顶端共同固定连接有驱动电机(141)，所述驱动电机(141)的输出轴底端固定连接有皮带轮(142)，所述驱动电机(141)的下表面且位于输出轴的一侧转动连接有传动轴(143)，所述传动轴(143)的圆周面上也固定连接有两个上下设置的皮带轮(142)，所述传动轴(143)的底端与固定壳(2)的上表面转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：所述驱动电机(141)上的皮带轮(142)与传动轴(143)上位于上方的皮带轮(142)之间通过皮带连接，所述传动轴(143)上位于下方的皮带轮(142)与安装筒(131)之间通过皮带连接。
7.根据权利要求1所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：所述安装筒(131)上下贯穿多个分离板(5)且与分离板(5)转动连接，所述安装筒(131)的顶端贯穿固定壳(2)的上表面且与固定壳(2)转动连接，所述安装柱(132)的底端与加热单元(4)的内表面底端固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种氧化亚硅负极材料生产制作工艺，其特征在于：多个所述分离板(5)与多个所述固定安装套(122)一一对应，所述分离板(5)上均匀分布有多个下料口，所述固定板(121)的下表面与其对应的分离板(5)的上表面相贴合，所述分离板(5)上的下料孔均为沉孔设置，所述挤压凸块(124)的尺寸与分离板(5)上的下料孔相适配。
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