CN212549108U - 一种高温真空混料机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种高温真空混料机，该混料机包括壳体、沿壳体周向延伸的壳体外壳、设于壳体顶部的进料口管道、设于壳体底部的出料口管道，混料机还包括气氛循环系统，气氛循环系统通过管道与壳体相连通，壳体内设有加热装置，壳体上方开口处设置有密封盖，密封盖盖合于壳体以形成一真空高温腔室。本实用新型采用恒温搅拌，可以保证金属锂的过热度及其稳定性，其密封设计保持壳体内高温、真空的条件，可以提高金属锂粘结性以及对其他材料的浸润性，保证了复合材料的嵌锂的均匀性。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及锂电池生产技术领域，具体的，涉及一种高温真空混料机。
【背景技术】
锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命、低的自放电率、环保无污染等优点，是目前应用和研究最广泛的二次电池之一，已在消费型便携式电子设备、航空航天、电动汽车、储能系统等领域取得应用。
由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高。锂电池在加工生产之前需要先对原料进行混合搅拌，人工对这些原料进行混料加工，混料效果不好，人工混料速度较慢，混料不均匀，为了提高搅拌混合效果，保证物料间混合更为均匀彻底，需要借助混料装置进行负极材料的混合搅拌，但是现有的混料装置的混合效率低，延长了使用者的工作时间，降低了锂离子电池材料混料装置的实用性，并且稳定性低，金属锂在常温下极易被氧化，熔融锂及其复合材料浸润性不佳。
【实用新型内容】
本实用新型的主要目的是提供一种安全高效，可以密闭无污染生产熔融状态的金属锂及其复合材料的高温真空混料机。
为了实现上述的主要目的，本实用新型提供的一种高温真空混料机包括壳体、沿所述壳体周向延伸的壳体外壳、设于所述壳体顶部的进料口管道、设于所述壳体底部的出料口管道，所述混料机还包括气氛循环系统，所述气氛循环系统通过管道与所述壳体相连通，所述壳体内设有加热装置，所述壳体上方开口处设置有密封盖，所述密封盖盖合于所述壳体以形成一真空高温腔室。
进一步的方案是，所述气氛循环系统包括设于所述壳体外一侧的进气口管道、设于所述壳体外另一侧的出气口管道，所述进气口管道、所述出气口管道分别与所述真空高温腔室相连通。
更进一步的方案是，所述进气口管道上设置有进气阀门，并由所述进气阀门控制所述进气口管道的开启/关闭，所述出气口管道上设置有出气阀门，并由所述出气阀门控制所述出气口管道的开启/关闭。
更进一步的方案是，所述壳体内还设有呈中空设置的搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌桨和驱动电机，所述驱动电机设于所述壳体上方，所述驱动电机的输出轴与所述搅拌桨的连接部连接，所述搅拌桨由所述驱动电机驱动在所述真空高温腔室内作相对旋转运动。
更进一步的方案是，所述加热装置包括一层或多层加热丝、至少两个红外加热仪，一层或多层所述加热丝紧贴式安装在所述壳体内壁上，至少两个所述红外加热仪间隔安装在所述密封盖下方。
更进一步的方案是，所述进料口管道上设有进料阀门，并由所述进料阀门控制所述进料口管道的开启/关闭，所述出料口管道上设有出料阀门，并由所述出料阀门控制所述出料口管道的开启/关闭。
更进一步的方案是，所述壳体外壳上包裹有保温层。
更进一步的方案是，所述壳体采用铜及其合金材料制成，所述壳体外壳采用不锈钢材料制成。
由此可见，本实用新型提供的高温真空混料机采用电加热和红外加热仪共同加热的方式加热，利用气氛循环系统保持真空，并利用搅拌装置对投入的原料进行恒温搅拌，将原料锂及其他材料充分均匀融合，以生产出熔融状态的金属锂及其复合材料。
所以，本实用新型采用恒温搅拌，可以保证金属锂的过热度及其稳定性；其密封设计保持壳体内高温、真空的条件，可以提高金属锂粘结性以及对其他材料的浸润性，保证了复合材料的嵌锂的均匀性。
【附图说明】
图1是本实用新型一种高温真空混料机实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不限用于本实用新型。
参见图1，本实用新型的一种高温真空混料机包括壳体1、沿壳体1周向延伸的壳体外壳8、设于壳体1顶部的进料口管道4、设于壳体1底部的出料口管道5。其中，进料口管道4上设有进料阀门6，并由进料阀门6控制进料口管道4的开启/关闭，出料口管道5上设有出料阀门7，并由出料阀门7控制出料口管道5的开启/关闭。
在本实施例中，高温真空混料机还包括气氛循环系统，气氛循环系统通过管道与壳体1相连通，壳体1内设有加热装置，壳体1上方开口处设置有密封盖2，密封盖2盖合于壳体1以形成一真空高温腔室。其中，密封盖2与壳体1之间通过胶圈3来密封固定。
在本实施例中，气氛循环系统包括设于壳体1外一侧的进气口管道9、设于壳体1外另一侧的出气口管道10，进气口管道9、出气口管道10分别与真空高温腔室相连通。
其中，进气口管道9上设置有进气阀门11，并由进气阀门11控制进气口管道9的开启/关闭，出气口管道10上设置有出气阀门12，并由出气阀门12控制出气口管道10的开启/关闭。
在本实施例中，壳体1内还设有呈中空设置的搅拌装置，搅拌装置包括搅拌桨13和驱动电机14，驱动电机14设于壳体1上方，驱动电机14的输出轴与搅拌桨13的连接部连接，搅拌桨13由驱动电机14驱动在真空高温腔室内作相对旋转运动。
在本实施例中，加热装置包括一层或多层加热丝15、至少两个红外加热仪16，一层或多层加热丝15紧贴式安装在壳体1内壁上，至少两个红外加热仪16间隔安装在密封盖2下方。
优选的，壳体外壳8上包裹有保温层17，保温层17采用石棉材料制成。
优选的，壳体1采用铜及其合金材料制成，壳体外壳8采用不锈钢材料制成。
由此可见，本实用新型提供的高温真空混料机采用电加热和红外加热仪共同加热的方式加热，利用气氛循环系统保持真空，并利用搅拌装置对投入的原料进行恒温搅拌，将原料锂及其他材料充分均匀融合，以生产出熔融状态的金属锂及其复合材料。
所以，本实用新型采用恒温搅拌，可以保证金属锂的过热度及其稳定性；其密封设计保持壳体内高温、真空的条件，可以提高金属锂粘结性以及对其他材料的浸润性，保证了复合材料的嵌锂的均匀性。
本实施例还提供一种高温真空混料机的混料方法，该方法包括以下步骤：由进料阀门6控制适量的原料或混合原料通过进料口管道4送入到真空高温腔室后，关闭进料阀门6，开启气氛循环系统，以使得真空高温腔室保持真空度为10-1Pa；开启加热装置，以控制真空高温腔室升温至预设温度值；开启搅拌装置，在预设的搅拌时间内以500至3000rpm/min的搅拌速率进行恒温搅拌，即可得到熔融材料或复合材料。其中，本实施例中预设温度值为200-400℃，预设的搅拌时间为20-120min。
进一步的，由气氛循环系统控制真空高温腔室的气体流量为1-40sccm。
在本实施例中，原料为原料锂，原料锂包括锂锭、锂带、锂片中的一种或几种；混合原料为原料锂与其他材料的混合，其他材料包括石墨烯、三维骨架材料、碳纳米材料、三维导电金属材料、泡沫镍中的一种或几种。
在实际应用中，将1kg金属锂片投入壳体1内，关闭进料阀门6，开启气氛循环系统，控制真空高温腔室的真空度达到0.1Pa后，关闭进气阀门11和出气阀门12，即关闭气氛循环系统。
然后，开启加热装置，控制真空高温腔室升温至250℃，开启搅拌装置，控制搅拌速率为1000rpm/min，进行恒温搅拌60min，即可得到熔融锂。
或者
将1kg金属锂片和1kg碳纳米管投入壳体1内，关闭进料阀门6，开启气氛循环系统，控制真空高温腔室的真空度达到0.1Pa后，关闭进气阀门11和出气阀门12，即关闭气氛循环系统。
然后，开启加热装置，控制真空高温腔室升温至300℃，开启搅拌装置，控制搅拌速率为2000rpm/min，进行恒温搅拌100min，即可得到复合材料。
由此可见，本实用新型提供的混料方法采用恒温搅拌，可以保证金属锂的过热度及其稳定性；其密封设计保持壳体内高温、真空的条件，可以提高金属锂粘结性以及对其他材料的浸润性，保证了复合材料的嵌锂的均匀性。
需要说明的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，但实用新型的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本实用新型做出的非实质性修改，也均落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种高温真空混料机，包括壳体、沿所述壳体周向延伸的壳体外壳、设于所述壳体顶部的进料口管道、设于所述壳体底部的出料口管道，其特征在于：
所述进料口管道上设有进料阀门，并由所述进料阀门控制所述进料口管道的开启/关闭，所述出料口管道上设有出料阀门，并由所述出料阀门控制所述出料口管道的开启/关闭；
所述混料机还包括气氛循环系统，所述气氛循环系统通过管道与所述壳体相连通，所述壳体内设有加热装置，所述壳体上方开口处设置有密封盖，所述密封盖盖合于所述壳体以形成一真空高温腔室，其中，所述密封盖与所述壳体之间通过胶圈来密封固定，当开启气氛循环系统后，所述真空高温腔室保持真空度为10-1Pa；
所述气氛循环系统包括设于所述壳体外一侧的进气口管道、设于所述壳体外另一侧的出气口管道，所述进气口管道、所述出气口管道分别与所述真空高温腔室相连通；
所述进气口管道上设置有进气阀门，并由所述进气阀门控制所述进气口管道的开启/关闭，所述出气口管道上设置有出气阀门，并由所述出气阀门控制所述出气口管道的开启/关闭；
所述加热装置包括一层或多层加热丝、至少两个红外加热仪，一层或多层所述加热丝紧贴式安装在所述壳体内壁上，至少两个所述红外加热仪间隔安装在所述密封盖下方，当开启加热装置后，以控制所述真空高温腔室升温至预设温度值，所述预设温度值为200-400℃；所述壳体内还设有呈中空设置的搅拌装置，所述搅拌装置包括搅拌桨和驱动电机，所述驱动电机设于所述壳体上方，所述驱动电机的输出轴与所述搅拌桨的连接部连接，所述搅拌桨由所述驱动电机驱动在所述真空高温腔室内作相对旋转运动，当开启搅拌装置后，所述搅拌装置以500至3000rpm/min的搅拌速率进行恒温搅拌；
所述壳体外壳上包裹有保温层，所述保温层采用石棉材料制成。
2.根据权利要求1所述的高温真空混料机，其特征在于：
所述壳体采用铜及其合金材料制成，所述壳体外壳采用不锈钢材料制成。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN114247334A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-29 | 北京北方华创真空技术有限公司 | 一种碳渗锂生产设备及碳渗锂生产方法 |
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2019
- 2019-11-14 CN CN201921972672.3U patent/CN212549108U/zh active Active
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| CN114247334B (zh) * | 2021-12-23 | 2023-09-05 | 北京北方华创真空技术有限公司 | 一种碳渗锂生产设备及碳渗锂生产方法 |
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