CN203967180U - 一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置 - Google Patents

一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置 Download PDF

Info

Publication number
CN203967180U
CN203967180U CN201420159373.9U CN201420159373U CN203967180U CN 203967180 U CN203967180 U CN 203967180U CN 201420159373 U CN201420159373 U CN 201420159373U CN 203967180 U CN203967180 U CN 203967180U
Authority
CN
China
Prior art keywords
charging aperture
control valve
reaction vessel
discharging
integration
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.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201420159373.9U
Other languages
English (en)
Inventor
汪浩
谢明
罗建伟
刘晶冰
严辉
朱满康
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui Taida Venture Capital Technology Co ltd
Original Assignee
Beijing University of Technology
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Technology filed Critical Beijing University of Technology
Priority to CN201420159373.9U priority Critical patent/CN203967180U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN203967180U publication Critical patent/CN203967180U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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

  • Carbon And Carbon Compounds (AREA)

Abstract

一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，属于电极材料的制备装置技术领域。主要由进料传送带、电加热管、电源、进料口、进料口控制阀、反应容器、粉碎搅拌叶片、出料控制阀、出料传送带、产品收集车组成。进料口底部与进料口控制阀的一端连接，进料口控制阀的另一端与反应容器的入口端连接。反应容器的另一出口端与出料控制阀的入口端连接，在反应容器的外面套有电加热装置，出料控制阀的出口端连接有出料传送带，可将最终产品收集在产品收集车里面。本装置采用一体化反应容器替代普通的分布式生产装置，实现了连续化生产。不仅提高了生产效率，还提高了原料的使用率，降低了工业生产的成本。

Description

一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置
技术领域
本实用新型属于电极材料的制备装置技术领域，涉及一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，专用于制备高性能锂离子可充电电池。 
背景技术
目前，锂离子电池作为一种高性能的二次绿色电池，已在各种便携式电子产品和通讯工具中得到广泛的应用。截至2002年，锂离子二次电池的总产量为8.62亿只。根据市场调查表明，2005年锂离子二次电池需求约为12亿只，而2010年则达到13.5亿只左右。因此，新型电池材料特别是正极材料的研究至为关键。 
作为锂离子电池的负极材料，石墨具有导电性好，结晶度高，有良好的层状结构，更适合Li离子的嵌人、脱出，并且来源广泛、价格低廉的有点，因而成为众多研究者关注和开发的热点。石墨类材料主要包括天然石墨和人造石墨。天然石墨成本低，是一种较好的负极材料，并且经过改性后的天然石墨容量较高和循环性能优良，是现阶段希望取代人造石墨的首选材料。 
天然石墨有鳞片石墨和微晶石墨两种，前者经过选矿和提纯后含碳量可高达99%以上，后者含杂质较多，难以提纯，不仅嵌锂容量较低，而且不可逆容量较高，不适合做锂离子电池的负极材料。因此，工业上多采用鳞片石墨作为碳负极的原材料。鳞片石墨的晶面间距（d002）为0.335nm，主要有ABABAB…排列的2H型六方晶体结构和ABCABC…排列的3R型菱形晶面排序结构，即石墨层按及两种顺序排列。2H型晶体的理论比容量为372mAh/g，而且在两种晶型的石墨中，锂的嵌入反应是相似的。鳞片石墨可逆比容量与产品纯度关系较大。含碳量为95%时，可逆容量为240～280mAh/g；含碳量提高到99%以上时，其可逆容量可达到300～350mAh/g。 
鳞片石墨价廉易得，用做锂离子电池负极材料具有放电电位低（0.1V VS Li/Li+）、放电电位曲线平稳等突出的优点，但同时具有自身的缺点： 
a)由于其片层结构导致其振实密度比较低，一般在0.6g/cm3以下,不能满足锂离子电池高体积比能量的要求。 
b)它与溶剂相容性差，大电流性能差，首次充放电时因溶剂分子的嵌入使石墨层发生剥离。电极寿命降低。 
以上缺点限制了天然石墨作为锂离子电池负极材料的应用，一般要对其进行 球形化及改性处理。球形化的目的要在克服天然石墨缺陷的同时提高天然石墨的振实密度，进行改性处理能够大大提高它的可逆容量和循环寿命。 
目前工业生产石墨需要经过以下6个步骤： 
粉碎——混合——融合——炭化——石墨化——筛分 
但是，这些加工过程要在不同的设备里面进行，因此这种普遍采用的方法不能进行一体化连续生产，具有一定的反应循环周期，生产效率低。 
实用新型内容
本实用新型要解决的问题是，提供了一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，提高工业生产负极石墨材料的效率。 
为了实现上述的目的，本实用新型的技术方案如结构示意图1所示，主要包括进料传送带（1）、电加装置（2）、电源（3）、进料口（4）、进料口控制阀（5）、反应容器（6）、粉碎搅拌叶片（7）、出料控制阀（8）、出料传送带（9）、产品收集车（10）； 
进料口（4）的进口处与进料传送带（1）连接，或进料传送带（1）位于进料口（4）的进口上方，能够通过进料传送带（1）将原材料输送到进料口（4）中，进料口（4）底部与进料口控制阀（5）的一端连接，进料口控制阀的另一端与反应容器（6）顶部的入口连接。反应容器（6）底部的出口与出料控制阀（8）的入口端连接，出料控制阀的出口端连接有出料传送带（9），或出料传送带（9）位于出料控制阀的出口端的下方，通过出料传送带（9）可将最终产品收集在产品收集车（10）里面。 
反应容器内部装有粉碎搅拌叶片（7），粉碎搅拌叶片（7）固定在搅拌杆上，搅拌杆与反应容器外面的电机连接；在反应容器（6）的外面套有电加热装置（2），电加热装置（2）与电源（3）连接后可进行加热。 
所述的反应容器的底部形状可以为平底、锥底或圆底结构，优选圆底结构，在圆底处设计有一直径为15cm±1cm的出口。圆底结构的反应容器体积更大，同时在搅拌过程中一方面有利于原料与叶片的接触，另一方面易于增加成品排放的流速，从而能够使整个装置更有效率。 
进料口（4）的形状为漏斗状。电加装置（2）为电加热管。 
进料口、进料口控制阀、反应容器、出料控制阀以及连接各部件的管道，均采用耐腐蚀耐高温材料。 
所述的原料进入进料口以前，原料应按照配比经过进料传送带加入到反应容器中。 
所述的电源与电加热管保证整个设备在制备产品过程中，不同阶段提供相应不同的恒温反应环境。粉碎搅拌叶片（7）具有粉碎原料以及混合搅拌原料的双重作用。 
本实用新型的工作原理： 
进料传送带是原料的运输途径。它受到电机控制，从而依据不同的进料要求来控制转速。在制备负极材料的过程中，进料传送带将球形鳞片石墨、石油焦、沥青焦、针状焦、沥青等依照先后顺序送入反应容器中。首先在原料在反应容器中加入球形鳞片石墨后，由粉碎搅拌叶片将其粉碎到一定尺寸。之后再按工艺要求将不同物料按一定比例混合均匀。随后的融合过程中，通过电加热管使整个反应容器保持在一定温度下，将沥青等辅料融合在石墨或焦类主材上。最后在高温下，将融合好的物料炭化。 
本实用新型的优点在于：本装置采用一体化反应容器替代普通的分布式生产装置，实现了连续化生产。不仅提高了生产效率，还提高了原料的使用率，降低了工业生产的成本。 
附图说明
附图为一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置的结构示意图：1、进料传送带；2、电加装置；3、电源；4、进料口；5、进料口控制阀；6、反应容器；7、粉碎搅拌叶片；8、出料控制阀；9、出料传送带；10、产品收集车。 
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型作进一步说明，但并不作为对本实用新型的限制。 
一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置及部件组成及连接关系见图1。 
本实施例选用的反应容器6，为了能够进行高温反映，采用耐腐蚀的不锈钢材料,反应容器6底部为圆底结构，在圆底处开有一直径为15cm±1cm的出料口。其中所用的电源可以分成不同的档作为不同加热功率使用，即电源3与电加热管2保证整个设备在制备产品过程中，不同阶段提供相应不同的恒温反应环境。 
采用上述装置进行负极石墨一体化连续生产的具体操作过程，包括以下步骤： 
第一步：如图1所示，按照本实用新型的技术方安装好生产装置，用密封材料密封好生产设备的管路和主体部分。进料口4底部与进料口控制阀5的一端连接，进料口控制阀5的另一端与反应容器6的入口端连接。反应容器6的另一出口端与出料控制阀8的入口端连接，在反应容器6的外面套有电加热装置2，出料控制阀8的出口端连接有出料传送带9。 
第二步：将原料按照一定的比例由传送带1运输至进料口3中； 
第三步：打开进料口控制阀5，使原料进入到反应容器6中； 
第四步：在反应容器6中依次进行粉碎、混合、融合、炭化、石墨化等过程，粉碎、混合、融合同时进行，炭化、石墨化等的过程通过改变加热温度来实现； 
第五步：打开出料控制阀8； 
第六步：由出料传送带9将产品运输至产品收集车10 
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案；因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。 

Claims (6)

1.一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，其特征在于，要包括进料传送带(1)、电加装置(2)、电源(3)、进料口(4)、进料口控制阀(5)、反应容器(6)、粉碎搅拌叶片(7)、出料控制阀(8)、出料传送带(9)、产品收集车(10)； 
进料口(4)的进口处与进料传送带(1)连接，或进料传送带(1)位于进料口(4)的进口上方，能够通过进料传送带(1)将原材料输送到进料口(4)中，进料口(4)底部与进料口控制阀(5)的一端连接，进料口控制阀的另一端与反应容器(6)顶部的入口连接；反应容器(6)底部的出口与出料控制阀(8)的入口端连接，出料控制阀的出口端连接有出料传送带(9)，或出料传送带(9)位于出料控制阀的出口端的下方，通过出料传送带(9)可将最终产品收集在产品收集车(10)里面； 
反应容器内部装有粉碎搅拌叶片(7)，粉碎搅拌叶片(7)固定在搅拌杆上，搅拌杆与反应容器外面的电机连接；在反应容器(6)的外面套有电加热装置(2)，电加热装置(2)与电源(3)连接后可进行加热。 
2.按照权利要求1的一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，其特征在于，反应容器的底部形状可以为平底、锥底或圆底结构。 
3.按照权利要求1的一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，其特征在于，反应容器的底部为圆底结构，在圆底处设计有一直径为15cm±1cm的出口。 
4.按照权利要求1的一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，其特征在于，进料口(4)的形状为漏斗状。 
5.按照权利要求1的一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，其特征在于，电加装置(2)为电加热管。 
6.按照权利要求1的一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置，其特征在于，进料口、进料口控制阀、反应容器、出料控制阀，均采用耐腐蚀耐高温材料。 
CN201420159373.9U 2014-04-02 2014-04-02 一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置 Expired - Fee Related CN203967180U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420159373.9U CN203967180U (zh) 2014-04-02 2014-04-02 一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201420159373.9U CN203967180U (zh) 2014-04-02 2014-04-02 一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN203967180U true CN203967180U (zh) 2014-11-26

Family

ID=51927727

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201420159373.9U Expired - Fee Related CN203967180U (zh) 2014-04-02 2014-04-02 一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN203967180U (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018119658A1 (zh) * 2016-12-27 2018-07-05 深圳市玖创科技有限公司 一种石墨锂电池负极材料粉碎收集装置
CN108585867A (zh) * 2018-08-07 2018-09-28 东营鲁知信息科技有限公司 一种等静压石墨生产用生焦炭化粉碎一体化设备
CN111602274A (zh) * 2018-02-26 2020-08-28 株式会社Lg化学 锂二次电池用负极活性材料以及包含其的锂二次电池用负极和锂二次电池

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018119658A1 (zh) * 2016-12-27 2018-07-05 深圳市玖创科技有限公司 一种石墨锂电池负极材料粉碎收集装置
CN111602274A (zh) * 2018-02-26 2020-08-28 株式会社Lg化学 锂二次电池用负极活性材料以及包含其的锂二次电池用负极和锂二次电池
CN108585867A (zh) * 2018-08-07 2018-09-28 东营鲁知信息科技有限公司 一种等静压石墨生产用生焦炭化粉碎一体化设备
CN108585867B (zh) * 2018-08-07 2020-08-14 太谷县腾飞炭素有限公司 一种等静压石墨生产用生焦炭化粉碎一体化设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105428615B (zh) 一种改性人造石墨负极材料生产方法
CN203967180U (zh) 一种工业一体化连续生产负极石墨材料的装置
CN202893471U (zh) 浆料球磨砂磨生产系统
CN100527490C (zh) 一种亚微米二次电池材料及其制备方法
CN205115057U (zh) 一种石墨烯涂液的制备装置
CN105609870A (zh) 一种非晶态硫化物固体电解质的制备方法
CN116358297A (zh) 一种连续化制备氧化亚硅负极材料的装置和方法
CN108731429A (zh) 一种磷酸铁连续脱水及晶型可控系统及其控制方法
CN101864358B (zh) 一种连续式太阳能生物质能发酵装置
CN106219522A (zh) 石墨化炉及人造石墨负极材料石墨化生产方法
CN109742340A (zh) 一种磷酸锰铁锂复合材料及其制备方法、应用
CN209531100U (zh) 人造石墨负极材料用整形焦粒粒度分级全自动生产系统
CN104701531B (zh) 原位碳包覆六边形K0.7[Fe0.5Mn0.5]O2纳米材料及其制备方法和应用
CN207327347U (zh) 塑料生产用搅拌装置
CN201634424U (zh) 一种工业利用水热反应连续生产LiFePO4的装置
CN206300516U (zh) 一种固体物料冷却工业化装置
CN102522526B (zh) 转炉式锂电池正极或负极材料的生产设备及工艺
CN202114790U (zh) 石墨电极压型四段工序均温糊料生产系统
CN204469844U (zh) 一种石墨研磨装置
CN101759173B (zh) 一种工业利用水热反应连续生产LiFePO4的装置
CN204325164U (zh) 一种有机肥发酵装置
CN207361793U (zh) 一种磷酸铁锂正极材料制备装置
CN104016421B (zh) 一种锂离子正极材料的制备方法
CN102201569B (zh) 锂离子电池正极材料用锰酸锂前驱体的干燥方法与设备
CN202909673U (zh) 一种粉体均化料仓设备

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Wang Hao

Inventor after: Xie Ming

Inventor after: Li Aiping

Inventor after: Jiang Feng

Inventor before: Wang Hao

Inventor before: Xie Ming

Inventor before: Luo Jianwei

Inventor before: Liu Jingbing

Inventor before: Yan Hui

Inventor before: Zhu Mankang

COR Change of bibliographic data
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20160810

Address after: 230000, 7-, 719, Wanda Plaza, Swan Lake, No. 3818, south two ring road, Hefei, Anhui, Hefei

Patentee after: In the control of country new energy development Co.,Ltd.

Address before: 100124 Chaoyang District, Beijing Ping Park, No. 100

Patentee before: Beijing University of Technology

TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180511

Address after: 230000 Anhui city administrative district, Hefei blue commercial port city plaza A block 620-621

Patentee after: Anhui Taida venture capital technology Co.,Ltd.

Address before: 230000 No. 719, 7-, Swan Lake Wanda Plaza, 3818, south two ring road, Hefei administrative district, Anhui, Hefei.

Patentee before: In the control of country new energy development Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20141126

CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee