CN209934913U - 一种石墨烯复合导电剂生产设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种石墨烯复合导电剂生产设备，包括原料混合机构和生产加工机构，原料混合机构包括预分散罐、用于向预分散罐添加主料的主料添加装置以及用于向预分散罐添加辅料的辅料添加装置；生产加工机构包括粗磨机、细磨机、检测装置、混合罐、隔离处理罐和除磁装置，粗磨机的进料口通过物料输送管路与预分散罐的出料口连接，粗磨机的出料口通过物料输送管路与细磨机的进料口连接，细磨机的出料口通过物料输送管路与检测装置连接，检测装置通过物料输送管路分别与混合罐、隔离处理罐连接，混合罐的出料口通过物料输送管路与除磁装置连接。本实用新型采用间歇式投料，设备简单，工艺结构紧凑，生产流程短，安全环保。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种石墨烯复合导电剂生产设备。
背景技术
目前锂电池所使用的导电剂通常是碳材料,如导电碳黑、导电石墨及碳纳米管等。由于这些碳材料相对于活性物质来说密度较低,减少导电剂的使用量能够显著提高电池的体积能量密度。但碳纳米管/炭黑复合材料导电剂由于其电子传导能力有限，电池的循环寿命、能量密度等主要参数很难有提升空间，并且其热量传导不均匀，进而影响到电池的整体热量分布，并最终对电池产生不利影响。
目前碳纳米管浆料制备方法包括化学法和物理法，然而化学分散碳纳米管产量低，会对碳纳米管表面产生破坏，影响碳纳米管的导电性能；单一的物理分散碳纳米管效果不理想，需要添加一定量的表面活性剂或者采用多种分散工艺实现碳纳米管有效分散。
制备石墨烯的方法有微机械剥离法、氧化还原法、气相沉积法、电解法、超声波剥离法，但均没有正式工业应用。
因此，如何解决高品质的石墨烯复合浆料工业规模化生产是目前锂电池的研究重点。
实用新型内容
基于背景技术中存在的技术问题，本实用新型提出了一种石墨烯复合导电剂生产设备。
本实用新型提出的一种石墨烯复合导电剂生产设备，包括原料混合机构和生产加工机构，其中：
原料混合机构包括预分散罐、用于向预分散罐添加主料的主料添加装置以及用于向预分散罐添加辅料的辅料添加装置，主料添加装置、辅料添加装置均通过物料输送管路与预分散罐的进料口连接；
生产加工机构包括粗磨机、细磨机、检测装置、混合罐、隔离处理罐和除磁装置，粗磨机的进料口通过物料输送管路与预分散罐的出料口连接，粗磨机的出料口通过物料输送管路与细磨机的进料口连接，细磨机的出料口通过物料输送管路与检测装置连接，检测装置用于检测物料细度、粘度、固含量，检测装置通过物料输送管路与混合罐的进料口连接用于将合格的物料输送至混合罐，检测装置通过物料输送管路与隔离处理罐的进料口连接用于将不合格的物料输送至隔离处理罐，混合罐的出料口通过物料输送管路与除磁装置连接。
优选的，主料添加装置采用隔膜泵装置。
优选的，辅料添加装置采用隔膜泵装置。
优选的，除磁装置采用电磁除磁器、磁力除磁器或者电磁除磁器与磁力除磁器二者结合。
优选的，粗磨机采用高速分散机、搅拌球磨机、行星球磨机、乳化机、均质机、砂磨机中任意一种。
优选的，细磨机采用高速分散机、搅拌球磨机、行星球磨机、乳化机、均质机、砂磨机中任意一种。
优选的，还包括包装机构，包装机构包括包装装置，包装装置通过物料输送管路与除磁装置的出料口连接，用于对除磁后的物料进行包装。
优选的，包装机构还包括用于对包装装置包装后的成品进行检测的成品检测装置。
优选的，预分散罐中设有搅拌桨。
优选的，混合罐中设有分散搅拌桨。
本实用新型提出的一种石墨烯复合导电剂生产设备，通过对石墨粉体和碳纳米管进行分散研磨，利用机械高速运转产生的剪切力和摩擦力克服石墨晶体之间的范德华力使之剥离成纳米级的石墨烯，并成功打破碳纳米管分子间的一次团聚；同时该过程，将石墨稀与碳纳米管相互结合，利用石墨稀的二维层状结构填补碳纳米管的一维管状结构间的空隙，导电体形成立体网络结构，充分发挥二者的优势；采用本实用新型生产的导电剂制作的电池具有内阻低、倍率性能好等优点，显著提高电池的能量密度，所制备的锂离子电池更具有竞争力。本实用新型采用间歇式投料，设备简单，工艺结构紧凑，生产流程短，安全环保，具有较高经济效益和较强的竞争力。
附图说明
图1为本实用新型提出的一种石墨烯复合导电剂生产设备的流程示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型提出一种石墨烯复合导电剂生产设备，包括原料混合机构和生产加工机构，其中：
原料混合机构包括预分散罐、用于向预分散罐添加主料的主料添加装置以及用于向预分散罐添加辅料的辅料添加装置，主料添加装置、辅料添加装置均通过物料输送管路与预分散罐的进料口连接，预分散罐中设有搅拌桨。主料添加装置采用隔膜泵装置，把液态物质输送进入预分散罐内，主料包括预处理过的石墨烯浆料、碳纳米管浆料。辅料添加装置采用隔膜泵装置，把液态物质输送进入预分散罐内，辅料包括分散剂、降粘剂、溶剂等等，其他的粉体辅料可直接加入预分散罐。
生产加工机构包括粗磨机、细磨机、检测装置、混合罐、隔离处理罐和除磁装置。粗磨机的进料口通过物料输送管路与预分散罐的出料口连接，进入预分散罐内的物料经过一定时间、一定温度的搅拌通过物料输送管路输送至粗磨机，粗磨机内的物料经过一定时间、一定转速的砂磨处理，打开碳纳米管的一次团聚。细磨机的进料口通过物料输送管路与粗磨机的出料口连接，细磨机内的物料经过一定时间、一定转速的砂磨处理，把石墨烯片层从石墨晶体中分离出来，并得到分散均匀的石墨烯复合导电浆料。细磨机的出料口通过物料输送管路与检测装置连接，经过细磨处理后的物料经检测装置的快速检测，浆料的细度、粘度、固含量合格则进入产品混合罐，混合罐中设有分散搅拌桨，进入混合罐内的合格物料，需要使用分散搅拌桨不停的低速搅拌，混合罐内的物料通过管路进入除磁装置，经过除磁处理的物料Fe元素降至10ppm以下；不合格物料进入隔离处理罐，后续可通过调节配方重新进入原料混合机构。
除磁处理过的物料进入包装装置，包装装置使浆料密封，防止浆料吸水和灰尘等杂质进入。包装的物料经过成品检测装置对浆料的粘度、细度、水分、固含量等参数进行系统检测，检测合格的物料进入成品存储，等待发货运输或者干燥保存。
本实施例中，除磁装置采用电磁除磁器、磁力除磁器或者电磁除磁器与磁力除磁器二者结合。
本实施例中，粗磨机采用高速分散机、搅拌球磨机、行星球磨机、乳化机、均质机、砂磨机中任意一种。
本实施例中，细磨机采用高速分散机、搅拌球磨机、行星球磨机、乳化机、均质机、砂磨机中任意一种。
本实用新型通过对石墨粉体和碳纳米管进行分散研磨，利用机械高速运转产生的剪切力和摩擦力克服石墨晶体之间的范德华力使之剥离成纳米级的石墨烯，并成功打破碳纳米管分子间的一次团聚；同时该过程，将石墨稀与碳纳米管相互结合，利用石墨稀的二维层状结构填补碳纳米管的一维管状结构间的空隙，导电体形成立体网络结构，充分发挥二者的优势。本实用新型采用间歇式投料，设备简单，工艺结构紧凑，生产流程短，安全环保，具有较高经济效益和较强的竞争力。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，包括原料混合机构和生产加工机构，其中：
原料混合机构包括预分散罐、用于向预分散罐添加主料的主料添加装置以及用于向预分散罐添加辅料的辅料添加装置，主料添加装置、辅料添加装置均通过物料输送管路与预分散罐的进料口连接；
生产加工机构包括粗磨机、细磨机、检测装置、混合罐、隔离处理罐和除磁装置，粗磨机的进料口通过物料输送管路与预分散罐的出料口连接，粗磨机的出料口通过物料输送管路与细磨机的进料口连接，细磨机的出料口通过物料输送管路与检测装置连接，检测装置用于检测物料细度、粘度、固含量，检测装置通过物料输送管路与混合罐的进料口连接用于将合格的物料输送至混合罐，检测装置通过物料输送管路与隔离处理罐的进料口连接用于将不合格的物料输送至隔离处理罐，混合罐的出料口通过物料输送管路与除磁装置连接。
2.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，主料添加装置采用隔膜泵装置。
3.根据权利要求1所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，辅料添加装置采用隔膜泵装置。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，除磁装置采用电磁除磁器、磁力除磁器或者电磁除磁器与磁力除磁器二者结合。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，粗磨机采用高速分散机、搅拌球磨机、行星球磨机、乳化机、均质机、砂磨机中任意一种。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，细磨机采用高速分散机、搅拌球磨机、行星球磨机、乳化机、均质机、砂磨机中任意一种。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，还包括包装机构，包装机构包括包装装置，包装装置通过物料输送管路与除磁装置的出料口连接，用于对除磁后的物料进行包装。
8.根据权利要求7所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，包装机构还包括用于对包装装置包装后的成品进行检测的成品检测装置。
9.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，预分散罐中设有搅拌桨。
10.根据权利要求1-3中任一项所述的石墨烯复合导电剂生产设备，其特征在于，混合罐中设有分散搅拌桨。
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| CN201920319527.9U CN209934913U (zh) | 2019-03-13 | 2019-03-13 | 一种石墨烯复合导电剂生产设备 |
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| CN (1) | CN209934913U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114160291A (zh) * | 2021-11-15 | 2022-03-11 | 广东派勒智能纳米科技股份有限公司 | 一种锂电池导电剂制备方法 |
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