CN212669793U - 一种动态气相包覆装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动态气相包覆装置，属于锂离子电池生产技术领域，包括用于发生反应的反应炉管，还包括用于排出氧气的前处理装置和用于冷却、储料的后处理装置，前处理装置与反应炉管的进料口连接，后处理装置与反应炉管的出料口连接，反应炉管包括用于通入反应气体的外管体和用于通入反应物料的、固设于外管体内部的内胆，外管体上设有进气口和出气口，内胆壁上设有用于使反应气体通过的气孔。本实用新型反应充分、均匀，且能够连续生产，适用于所有气相包覆反应。

Description

一种动态气相包覆装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池生产技术领域，涉及一种气相包覆装置,具体地说是一种动态气相包覆装置。

背景技术

碳包覆纳米硅材料由于其优异的性能，近年来逐渐成为锂离子电池负极材料的优选。在碳包覆纳米硅材料的制备方法中，气相包覆法由于其过程简单，成本低，易于大规模生产，且得到的材料性能较好，已得到广泛应用。

现有技术中常见的气相包覆的反应装置大多为相对静态包覆。以旋转窑为例，在反应装置上设有一个进气口和一个出气口，反应时，先将待反应物料平铺在反应装置内部呈一定角度的运输带上，利用进气口和出气口做排氧处理，再对装置升温，至设置温度后利用进气口和出气口通入碳源气体，与待反应物料发生反应，反应时依靠重力使运输带上的待反应物料下坠滑移，反应后再利用进气口和出气口通入惰性气体，同时进行降温冷却，冷却后收取反应产物。

上述反应装置在发生反应时，由于其待反应物料铺设在运输带上，这就导致了铺设在表层的物料反应更加充分，而内部的物料反应相对不够充分，并且在反应时，物料会沿运输带发生下坠滑移，物料容易堆积，所以物料的堆积密度等特性会影响包覆的均匀程度，因此，上述反应装置在大批量生产过程中难以实现均匀包覆。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种动态气相包覆装置，以达到使反应更加充分的目的。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种动态气相包覆装置，包括用于发生反应的反应炉管，还包括用于排出氧气的前处理装置和用于冷却、储料的后处理装置，所述前处理装置与反应炉管的进料口连接，所述后处理装置与反应炉管的出料口连接，所述反应炉管包括用于通入反应气体的外管体和用于通入反应物料的、固设于外管体内部的内胆，所述外管体上设有进气口和出气口，所述内胆壁上设有用于使反应气体通过的气孔。

作为对本实用新型的限定：所述反应炉管横向设置，进料口和出料口分别设置于反应炉管的两个端部、沿反应炉管的轴线向外伸出，并在伸出处设有用于使反应炉管绕其轴向转动的回转装置，所述内胆内壁上设有用于带动反应物料旋转的扇叶。

作为对本实用新型的限定：所述气孔均布于内胆壁上，所述气孔的开孔处设有用于防止物料漏出的筛网。

作为对本实用新型的进一步限定：所述扇叶沿内胆径向倾斜固设于内胆内壁，并在内胆中均布。

作为对本实用新型的进一步限定：所述前处理装置包括进料罐体，所述后处理装置包括与反应炉管连接的冷却炉管，和与冷却炉管连接的出料储罐。

作为对本实用新型的再进一步限定：所述回转装置包括用于驱动反应炉转动的电机，还包括套接于进料口和出料口的轴承。

作为对本实用新型的再进一步限定：所述进料罐体的出料口与反应炉管的进料口通过粉体泵和阀连通设置，所述反应炉管的出料口与冷却炉管的进料口通过粉体泵和阀连通设置，所述冷却炉管的出料口与出料储罐的进料口通过粉体泵和阀连通设置。

由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果在于：

（1）本实用新型的反应炉管横向设置，且能够旋转，是一种动态的气相包覆反应装置，并设有外管体和内胆，在内胆内壁固设有扇叶，扇叶的设置，能够在反应炉管沿其轴向转动时，通过类似“水车”的结构将反应物料带动，使反应物料与反应炉管共同旋转，物料旋转至最高点后撒下，上述过程能够使反应物料与反应气体充分接触；本实用新型的内胆上均布有气孔，反应气体从气孔中进入，与待反应物料发生反应，不仅能够使反应气体与物料充分接触，而且能够起到防止物料挂壁的作用，使反应更加充分、均匀，设置在气孔上的筛网能够防止反应物料不从内胆中漏出，结构可靠；

（2）本实用新型在反应炉管的进料口连接有进料罐体，出料口连接有冷却炉管，冷却炉管的出料口吗连接有出料储罐，将整个反应的排氧过程转移至进料罐体中发生，将整个反应的冷却过程转移至冷却炉管中发生，并将反应后的最终产物储存在出料储罐中，各反应腔之间均设有阀，能够将排氧、反应、冷却三个步骤分别进行；进料罐体排氧升温后，将物料通过粉体泵通入反应炉管发生反应，此时进料罐体可开始下一轮的排氧升温，反应炉管中反应完成的物料，通过粉体泵通入冷却炉管中进行冷却，此时反应炉管可开始下一轮的反应过程，在冷却炉管内完成冷却的物料，通过粉体泵通入出料储罐中，类似流水线的工作原理，使气相包覆实现连续生产；

综上所述，本实用新型反应充分、均匀，且能够连续生产，适用于所有气相包覆反应。

附图说明

下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例的主视结构示意图；

图2为本实用新型实施例中扇叶16的立体结构示意图。

图中：1-反应炉管，2-进料罐体，3-第一进气口，4-第一出气口，5-第一进料口，6-第一出料口,7-阀,8-第二进料口，9-第二出料口,10-连接管,11-第一粉体泵，12-电机，13-轴承，14-外管体，15-内胆，16-扇叶,17-第二进气口，18-第二出气口，19-气孔,20-冷却炉管,21-出料储罐,22-第三进料口，23-第三出料口，24-第二粉体泵，25-冷却水进口，26-冷却水出口，27-第三粉体泵，28-第四进料口，29-第四出料口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的一种动态气相包覆装置为优选实施例，仅用于说明和解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

本实用新型所述的“上”“下”“左”“右”等方位用词或位置关系，是基于本实用新型说明书附图的图1和图2的方位关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗指的装置或元件必须具有的特定的方位、为特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护的内容的限制。

实施例 一种动态气相包覆装置

本实施例如图1、图2所示，为一种动态气相包覆装置，包括用于发生反应的反应炉管1，还包括用于排出氧气的前处理装置和用于冷却、储料的后处理装置。

前处理装置包括进料罐体2，排氧和升温步骤在进料罐体2中发生。进料罐体2上设有第一进气口3和第一出气口4，进料罐体2上还设有第一进料口5和第一出料口6，进料罐体2的第一出料口6与反应炉管1的第二进料口8通过连接管10连接，并在二者之间的连接管10上设有第一粉体泵11，第一粉体泵11的两侧各设有阀7，排氧升温后，待反应物料通过第一粉体泵11输送至反应炉管1。

反应炉管1沿水平方向设置，呈圆筒形，第二进料口8和第二出料口9分别设置于反应炉管1的左右两端、沿反应炉管1的轴线向外伸出，在伸出处设有用于使反应炉管1绕其轴向转动的回转装置。回转装置包括用于驱动反应炉管1转动的电机12，还包括套接于第二进料口8和第二出料口9的轴承13。反应炉管1包括用于通入气体的外管体14和用于通入反应物料的内胆15，内胆15固设于外管体14的内部，第二进料口8和第二出料口9均与内胆15连通，由进料罐体2输送的待反应物料，在第一粉体泵11的作用下输送至内胆15中。内胆15的内壁上固设有用于带动反应物料旋转的扇叶16，扇叶16沿内胆15的径向倾斜设置，并在内胆15中均布，当反应炉管1旋转时，扇叶16带动反应物料在内胆15中旋转。在外管体14上设有第二进气口17和第二出气口18，在内胆15的壁上均布有用于使反应气体通过的气孔19，反应气体由第二进气口18进入外管体14与内胆15之间的间隙，通过气孔19进入内胆15，与内胆15中的待反应物料发生反应，反应后的气体再通过气孔19流向外管体14与内胆15之间的间隙，并通过第二出气口18流出，图1中箭头所指方向为反应气体的传输方向。在气孔19的开孔处，设有用于防止物料漏出的高目数筛网。反应完成后的物料，输送至后处理装置。

后处理装置包括与反应炉管1连接的冷却炉管20，和与冷却炉管20连接的出料储罐21。反应炉管1的第二出料口9与冷却炉管20上的第三进料口22通过连接管10连接，并在二者之间的连接管10上设有第二粉体泵24，第二粉体泵24的两侧各设有阀7。冷却炉管20上还设有冷却水进口25和冷却水出口26。冷却炉管20上的第三出料口23与出料储罐21上的第四进料口28通过连接管10连接，并在二者之间的连接管上设有第三粉体泵27，第三粉体泵27的两侧各设有阀7。通入冷却炉管20的反应后物料在经过冷却炉管20的冷却后，利用第三粉体泵27输送至出料储罐21中储存。在出料储罐21上还设有第四出料口29。

使用本实施例时，先将设备开机预热，进料罐体2排氧，冷却炉管20中通入循环冷却水；再将待反应物料加入至进料罐体2，在进料罐体2中排氧置换，将物料加入到反应炉管1中，设置升温曲线，反应炉管1的第二进气口8通入反应气体，在反应炉管1的转动下开始反应，此时可将待反应物料加入至进料罐体2开始下一轮排氧；反应完成后，将产物通入冷却炉管20，开始冷却，此时可将进料罐体2中的产物加入反应炉管1开始下一轮反应；冷却完成后，将产物输送至出料储罐21中，此时可将反应后产物输送至冷却炉管20开始下一轮冷却，实现连续生产。所有物料都反应完成后，打开出料储罐21上的第四出料口28，将最终产物取出。

Claims (7)

1.一种动态气相包覆装置，包括用于发生反应的反应炉管，还包括用于排出氧气的前处理装置和用于冷却、储料的后处理装置，所述前处理装置与反应炉管的进料口连接，所述后处理装置与反应炉管的出料口连接，其特征在于：所述反应炉管包括用于通入反应气体的外管体和用于通入反应物料的、固设于外管体内部的内胆，所述外管体上设有进气口和出气口，所述内胆壁上设有用于使反应气体通过的气孔。

2.根据权利要求1所述的一种动态气相包覆装置，其特征在于：所述反应炉管横向设置，进料口和出料口分别设置于反应炉管的两个端部、沿反应炉管的轴线向外伸出，并在伸出处设有用于使反应炉管绕其轴向转动的回转装置，所述内胆内壁上设有用于带动反应物料旋转的扇叶。

3.根据权利要求2所述的一种动态气相包覆装置，其特征在于：所述扇叶沿内胆径向倾斜固设于内胆内壁，并在内胆中均布。

4.根据权利要求3所述的一种动态气相包覆装置，其特征在于：所述回转装置包括用于驱动反应炉转动的电机，还包括套接于进料口和出料口的轴承。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种动态气相包覆装置，其特征在于：所述气孔均布于内胆壁上，所述气孔的开孔处设有用于防止物料漏出的筛网。

6.根据权利要求5所述的一种动态气相包覆装置，其特征在于：所述前处理装置包括进料罐体，所述后处理装置包括与反应炉管连接的冷却炉管，和与冷却炉管连接的出料储罐。

7.根据权利要求6所述的一种动态气相包覆装置，其特征在于：所述进料罐体的出料口与反应炉管的进料口通过粉体泵和阀连通设置，所述反应炉管的出料口与冷却炉管的进料口通过粉体泵和阀连通设置，所述冷却炉管的出料口与出料储罐的进料口通过粉体泵和阀连通设置。

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