CN212425450U - 用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池电极材料领域，具体涉及用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，包括从外到内依次设置的箱体、釜体和设置于釜体内壁的内胆，箱体与釜体之间设有空腔，还包括安装框和与安装框之间固定安装的物料导入管，物料导入管竖直伸入到釜体内；物料导入管的下端周侧设有若干个搅拌叶，物料导入管的上端与箱体连接的周侧转动连接有转动管，安装框内设置有用于带动转动管转动的驱动机构；转动管连接有位于釜体内的搅拌器，物料导入管设有搅拌叶的一端伸入到搅拌器内，搅拌器的侧壁设有若干个漏液孔。本方案解决了因物料沉积在反应釜的釜体底部而难以被搅拌均匀的问题。

Description

用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池电极材料领域，具体涉及用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置。

背景技术

近十几年来，锂离子电池以其高性能优势已被广泛应用于移动电子终端设备领域。LiFePO4正极材料具有能量密度高、寿命长、安全性好等优点，其理论比容量为170mAh·g-1。该样品不含任何有毒有害的重金属元素，是目前为止最为安全的锂离子电池正极材料，且可持续充放电高达2000次以上。

石墨烯与磷酸铁锂复合能进一步提高锂离子电池正极材料的性能，一般的工艺是将石墨烯与磷酸铁锂在催化剂条件下在反应釜内进行水热反应，现有技术中的反应釜为了提高物料反应的完成质量，采用控制容器内的溶液温度加速分子运动的方式，在反应釜底部设置加热管。但仅仅通过加热的方式想要将物料进行充分的混合会比较耗时，而且粉体材料粘连成团之后，是比较难以搅匀的，而且容易沉积在釜体底部，难以反应。为此，我们提出了用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，解决物料沉积在反应釜的釜体底部而难以被搅拌均匀的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，解决了物料沉积在反应釜的釜体底部而难以被搅拌均匀的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的基础方案如下：

用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，包括从外到内依次设置的箱体、釜体和设置于釜体内壁的内胆，箱体与釜体之间设有空腔，还包括安装框和与安装框之间固定安装的物料导入管，物料导入管竖直伸入到釜体内；物料导入管的下端周侧设有若干个搅拌叶，物料导入管的上端与箱体连接的周侧转动连接有转动管，安装框内设置有用于带动转动管转动的驱动机构；转动管连接有位于釜体内的搅拌器，物料导入管设有搅拌叶的一端伸入到搅拌器内，搅拌器的侧壁设有若干个漏液孔。

物料通过物料导入管进入到反应釜内，驱动机构带动转动管转动，转动管带动搅拌器转动，由于搅拌器与物料导入管之间发生相对运动，所以搅拌器内的物料会与物料导入管之间发生相对运动，搅拌叶对物料进行充分搅拌。由于物料在被搅拌器搅动的时候会产生离心力，物料受离心力作用往搅拌器的侧壁的方向运行，进而从搅拌器的侧壁上的漏液孔中流出，并在搅拌器之外还能继续被搅拌，达到充分搅拌的作用，避免了物料沉积在反应釜的釜体底部而难以被搅拌均匀的问题。

进一步，驱动机构包括动力源和被动力源带动的主动齿轮，主动齿轮啮合有从动齿轮，转动管与从动齿轮同轴固定连接。

通过主动齿轮转动带动从动齿轮，进而带动转动管转动，结构简单且传动稳定。

进一步，内胆、物料导入管、搅拌叶和搅拌器均由聚四氟材料制成。

内胆、物料导入管、搅拌叶和搅拌器由于直接与物料接触，所以必须耐强酸、耐强氧化剂的聚四氟材料。

进一步，箱体的一侧设有冷却液进口，箱体的另一侧设有冷却液出口。

将冷却液从冷却液进口导入，冷却液进入空腔再从冷却液出口流出，达到给反应釜冷却降温的效果，可以将反应釜的温度调节到一个合适的数值，使其更加利于内部物料的反应。

进一步，空腔底部设置有加热机构。

加热机构对空腔内部的冷却液进行加热，将冷凝液调节到一个合适的温度，使其不至于降低反应釜内部的温度，从而避免了减缓物料反应的问题。

进一步，箱体底部相对的两侧设有底座。

两侧的底座对整个箱体能够起到支撑作用。

附图说明

图1为本实用新型用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置实施例的主视剖视图；

图2为图1中A部分的放大图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：箱体1、空腔2、釜体3、内胆4、加热棒5、底座6、出料口7、第一阀门8、第三阀门9、冷却液出口10、搅拌叶11、物料导入管12、搅拌器13、转动管14、安装框15、主动齿轮16、电机17、从动齿轮18、第二阀门19、冷却液进口20、漏液孔21。

实施例基本如附图1所示：

如图1所示，用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，包括从外到内依次设置的箱体1、釜体3和设置于釜体3内壁的内胆4。釜体3的上端焊接在箱体1上侧内壁，箱体1与釜体3之间设有空腔2，釜体3底部设有贯穿箱体1底部的出料口7，出料口7处设有第一阀门8。箱体1的前后两侧均设有底座6；箱体1的左上侧设有冷却液进口20，冷却液进口20处安装有第二阀门19；箱体1的右下侧设有冷却液出口10，冷却液出口10处安装有第三阀门9。在空腔2的底部设有加热机构，加热机构为分别安装在箱体1底部左右两侧的加热棒5。

箱体1顶部安装有安装框15，安装框15内设有驱动机构，驱动机构包括电机17、主动齿轮16和从动齿轮18，主动齿轮16与电机17的输出轴同轴连接，从动齿轮18的右侧与主动齿轮16的左侧啮合。物料导入管12从安装框15的上侧一直穿插到釜体3内部，物料导入管12的上端焊接在安装框15上，物料导入管12的下端周侧均匀焊接有十片搅拌叶11。

物料导入管12的上侧与箱体1的连接处设有一个转动管14，转动管14套接在物料导入管12周侧。转动管14与从动齿轮18同轴焊接，转动管14与箱体1之间转动连接，转动管14的下端焊接有搅拌器13。搅拌器13的截面呈三角形，搅拌器13的顶端与转动管14的下管焊接在一起。如图2所示，搅拌器13的左右两侧均设有五个漏液孔21，物料导入管12上的搅拌叶11与漏液孔21处于相同的高度。

为了避免内胆4、物料导入管12、搅拌叶11和搅拌器13被腐蚀，内胆4、物料导入管12、搅拌叶11和搅拌器13均由耐强酸、耐强氧化剂的聚四氟材料制成。

具体实施过程如下：

将物料从物料导入管12中投放到反应釜内，启动电机17，使电机17带动主动齿轮16转动，主动齿轮16带动从动齿轮18转动，进而使转动管14转动带动搅拌器13转动。搅拌器13转动带动物料流动，物料与搅拌叶11片之间发生相对运动，进而达到搅拌均匀的作用。物料先进入搅拌器13内部，不会沉积到釜体3底部，搅拌均匀之后，由于搅拌器13在转动的过程中物料会产生离心力，在搅拌的过程中，物料就会通过漏液孔21流动到搅拌器13外。由于搅拌器13是一直在转动的，而且因为搅拌器13特殊的三角形结构，当物料被甩出去之后，搅拌器13还会继续搅动外部的物料，达到进一步搅拌均匀的效果。

如果需要对釜体3进行降温，可以打开第二阀门19，向空腔2内注入冷却液。当冷却液的温度过低，影响釜体3内的物质反应时，可以打开两个加热棒5，对冷却液进行加温。完成材料的制备之后，打开第一阀门8，使里面的液体流出，再打开第三阀门9，使冷却液排出。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前实用新型所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施例等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，包括从外到内依次设置的箱体、釜体和设置于釜体内壁的内胆，所述箱体与釜体之间设有空腔，其特征在于：还包括安装框和与安装框之间固定安装的物料导入管，所述物料导入管竖直伸入到釜体内；物料导入管的下端周侧设有若干个搅拌叶，物料导入管的上端与箱体连接的周侧转动连接有转动管，所述安装框内设置有用于带动转动管转动的驱动机构；所述转动管连接有位于釜体内的搅拌器，物料导入管设有搅拌叶的一端伸入到搅拌器内，所述搅拌器的侧壁设有若干个漏液孔。

2.根据权利要求1所述的用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，其特征在于：所述驱动机构包括动力源和被动力源带动的主动齿轮，所述主动齿轮啮合有从动齿轮，所述转动管与从动齿轮同轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，其特征在于：所述内胆、物料导入管、搅拌叶和搅拌器均由聚四氟材料制成。

4.根据权利要求1所述的用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，其特征在于：所述箱体的一侧设有冷却液进口，箱体的另一侧设有冷却液出口。

5.根据权利要求4所述的用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，其特征在于：所述空腔底部设置有加热机构。

6.根据权利要求1所述的用于多层石墨烯/磷酸铁锂插层复合材料制备的装置，其特征在于：所述箱体底部相对的两侧设有底座。

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