CN217614449U - 一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，包括沥青粉储罐和石墨粉储罐，沥青粉储罐和石墨粉储罐下方设有混合罐，沥青粉储罐和混合罐之间以及混合罐和石墨粉储罐之间均分别通过第一输送管相连通，第一输送管上设有下料器和称量罐，混合罐采用由内壳和外壳所组成的双层结构，内壳和外壳之间的壳间腔，壳间腔内设有加热盘管，外壳底部设有进水管，外壳顶部设有出水管，混合罐上设有搅拌装置，搅拌装置包括搅拌轴、搅拌轴上设置的搅拌叶片以及与搅拌轴传动连接的搅拌电机。减少加热后的沥青粉和石墨粉粘接到输送管道上导致输送管道内径变小而引起的意外停车的技术问题，本实用新型调节、使用方便，具有广泛的市场前景。

Description

一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置

技术领域

本实用新型涉及石墨负极材料包覆改性的混合设备领域，具体涉及一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置。

背景技术

锂离子电池主要包含正极、负极、可以传导锂离子的电解液以及把正负极隔开的隔膜。其中，锂离子电池负极材料分为以下几类：碳材料负极(包括石墨类碳材料、非石墨类碳材料、掺杂型碳材料、包覆型碳材料)、非碳负极(包括合金负极和过渡金属氧化物负极)。在众多的负极材料中，石墨以其资源丰富、价格低廉、可逆容量高、充放电压平台低、无电压滞后、优良导电性等特点迅速受到广泛关注。

然而，石墨材料也存在一些缺点，比如，石墨层与层之间靠范德华力相结合，层间力作用小且层间距小于石墨插层化合物的晶面层间距，致使在充放电过程中，石墨层间距改变，造成石墨片剥落、粉化，导致电循环性能不理想；由于石墨本身的结构缺陷，使得其表面存在很多活性基团，使得天然石墨与溶剂相容性差；其振实密度比较低。为了克服上述不足，需要对石墨材料表面进行改性处理。通常石墨负极材料的改性过程需要经过一次或一次以上的包覆而后形成在石墨表面形成包覆完整、均匀、牢固的包覆层，一次包覆石墨是指表面经过包覆剂进行单次包覆的石墨，一次包覆过程中所采用的包覆剂可以是常规的表面包覆剂，例如，酚醛树脂、环氧树脂、脲醛树脂、嘧胺树脂或沥青，或者是上述几种的混合物。

采用沥青作为一次包覆的包覆剂时，通常要将已经称量好的沥青粉和石墨粉进行充分混合后而后加热将沥青粉融化包裹在石墨粉上，期间通常要经过搅拌，而后送入缓冲罐并经过充分降温后筛选出粒径符合工艺要求的包覆后的石墨粉送入下道工序，在上述过程中，沥青粉通常是过量的，加热后的沥青粉和石墨粉的混合物，粘性相对较高，在加热后输送至缓冲管冷却的过程中，该混合物极易附着到输送管道的内壁上，该部分附着到内壁上的混合物附着到输送管道内壁后持续降温而后固化从而使得输送管道内径降低，从而当输送管道内附着物达到一定厚度后即会引起堵塞，并且输送管道通常根据工艺要求并不完全是直管输送，清理输送管道内的附着物非常困难，经常会出现停机维护的状况。

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供一种减少加热后的沥青粉和石墨粉粘接到输送管道上导致输送管道内径变小而引起的意外停车的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，用于克服现有技术中缺陷。

本实用新型采用的技术方案为：一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，包括沥青粉储罐和石墨粉储罐，所述的沥青粉储罐和石墨粉储罐下方设置有混合罐，沥青粉储罐和混合罐之间以及混合罐和石墨粉储罐之间均分别通过第一输送管相连通，第一输送管沿着靠近混合罐至远离混合罐的方向上依次设置有下料器和称量罐，混合罐采用由内壳和外壳所组成的双层结构，内壳和外壳之间的壳间腔，所述的壳间腔内设置有加热盘管，所述的外壳底部设置有进水管，所述的外壳顶部设置有出水管，出水管和进水管均分别与所述的壳间腔相连通，所述的混合罐上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置包括搅拌轴、搅拌轴上设置的搅拌叶片以及与搅拌轴传动连接的搅拌电机。

优选的，所述的混合罐的底部设置有出料管，出料管的下方设置有振筛机，所述的振筛机包括振筛机进料口、筛下物出料口以及筛上物出料口，所述的筛下物出料口的下方连通有半成品储料罐，出料管和所述的振筛机进料口之间通过第二输送管相连通，第二输送管上设置有第二截止阀。

优选的，所述的加热盘管和所述的内壳相贴，加热盘管的进口端上设置有送油管，加热盘管的出口端上设置有回油管，进水管上设置有循环水输送管，出水管上设置有循环水回水管，循环水回水管以及送油管上均分别设置有增压泵。

优选的，所述的混合罐的外壳上设置有保温层。

优选的，所述的筛下物出料口的下方设置有破碎罐，破碎罐内设置有破碎筛选桶，破碎筛选桶上设置有筛选孔，破碎筛选桶的内壁上设置有楞条，所述的筛下物出料口和破碎筛选桶的内腔相连通，破碎筛选桶和破碎罐上设置有驱动轴，破碎筛选桶内侧的驱动轴上设置有楞刀，破碎罐的外侧设置有驱动电机，驱动电机和驱动轴传动连接，破碎罐的下方连通有粉料暂存罐。

优选的，所述的增压泵与加热盘管之间的送油管上以及循环水回水管上均分别设置有温度传感器。

优选的，所述的粉料暂存罐上安装有所述的搅拌装置，半成品储料罐的内腔中以及粉料暂存罐的内腔中均分别设置有料位计。

本实用新型有益效果是：首先，本实用新型搅拌混匀石墨粉以及沥青粉的混合物、加热该混合物以及冷却该混合物均是在所述的混合罐的内腔中进行的，因此减少加热后的沥青粉和石墨粉粘接到输送管道上的技术问题，同时由于进行加热石墨粉以及沥青粉的区域较为集中，更利于定期维护设备，减少了因意外情况而导致的停机跳车的技术问题。

其次，本实用新型所述的增压泵与加热盘管之间的送油管上以及循环水回水管上均分别设置有温度传感器。在送油管安装温度传感器便于反馈加热油的温度参数；在循环水回水管便于反馈循环水回水的温度参数。

最后，本实用新型所述的粉料暂存罐上安装有所述的搅拌装置，半成品储料罐的内腔中以及粉料暂存罐的内腔中均分别设置有料位计。安装料位计便于反馈料位高度。

本实用新型具有结构简单，操作方便，设计巧妙，大大提高了工作效率，具有很好的社会和经济效益，是易于推广使用的产品。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图。

图2为图1细节A的局部放大示意图。

图3为图1细节B的局部放大示意图。

具体实施方式

如图1至图3所示，一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，包括沥青粉储罐1和石墨粉储罐2，所述的沥青粉储罐1和石墨粉储罐2下方设置有混合罐3，沥青粉储罐1和混合罐3之间以及混合罐3和石墨粉储罐2之间均分别通过第一输送管4相连通，第一输送管4沿着靠近混合罐3至远离混合罐3的方向上依次设置有下料器5和称量罐6，下料器5在远离称量罐6的一侧的第一输送管4上以及称量罐6在远离下料器5的第一输送管4上均分别设置有第一截止阀34；下料器5上设置有下料电机35，下料器5和下料电机35的输出端传动连接。

混合罐3采用由内壳和外壳所组成的双层结构，内壳和外壳之间的壳间腔，所述的壳间腔内设置有加热盘管7，所述的外壳底部设置有进水管8，所述的外壳顶部设置有出水管9，出水管9和进水管8均分别与所述的壳间腔相连通，所述的混合罐3上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置包括搅拌轴10、搅拌轴10上设置的搅拌叶片11以及与搅拌轴10传动连接的搅拌电机12。所述的加热盘管7和所述的内壳相贴，加热盘管7的进口端上设置有送油管18，加热盘管7的出口端上设置有回油管19，进水管8上设置有循环水输送管20，出水管9上设置有循环水回水管21，循环水回水管21以及送油管18上均分别设置有增压泵22。

所述的混合罐3的底部设置有出料管13，出料管13的下方设置有振筛机14，所述的振筛机14包括振筛机进料口、筛下物出料口以及筛上物出料口，所述的筛下物出料口的下方连通有半成品储料罐15，出料管13和所述的振筛机进料口之间通过第二输送管16相连通，第二输送管16上设置有第二截止阀17。

所述的混合罐3的外壳上设置有保温层23。保温层23采用陶瓷纤维质、玻璃丝、石棉、玻璃纤维和岩棉中的任意一种。

所述的筛下物出料口的下方设置有破碎罐24，破碎罐24内设置有破碎筛选桶25，破碎筛选桶25采用顶部开口的桶状结构，破碎筛选桶25上设置有筛选孔26，破碎筛选桶25的内壁上设置有楞条27，楞条27采用三角形条状结构，所述的筛下物出料口和破碎筛选桶25的内腔相连通，破碎筛选桶25和破碎罐24上设置有驱动轴28，破碎筛选桶25内侧的驱动轴28上设置有楞刀29，破碎罐24的外侧设置有驱动电机30，驱动电机30和驱动轴28传动连接，破碎罐24的下方连通有粉料暂存罐31。

所述的增压泵22与加热盘管7之间的送油管18上以及循环水回水管21上均分别设置有温度传感器32。在送油管18安装温度传感器32便于反馈加热油的温度参数；在循环水回水管21便于反馈循环水回水的温度参数。

所述的粉料暂存罐31上安装有所述的搅拌装置，半成品储料罐15的内腔中以及粉料暂存罐31的内腔中均分别设置有料位计33。安装料位计33便于反馈料位高度。

混合罐3内腔的底部以及破碎罐24内腔的底部均采用斗状结构，便于对其内的颗粒料进行导向输送。

本产品使用方法如下：如图1至图3所示，首先，沥青粉储罐1内储存的沥青粉以及石墨粉储罐2内储存的石墨粉经相应的第一输送管4上安装的称量罐6称量至预设重量后输送至混合罐3内壳的内腔中，而后打开混合罐3上的所述的搅拌装置对混合罐3内壳的内腔中的石墨粉以及沥青粉进行充分搅拌，当搅拌至预设时间后通过向送油管18送入预设温度的加热油而后经送油管18上的增压泵22加压后再经送油管18上的温度传感器32反馈温度后送入加热盘管7的内腔，对所述的混合罐3内壳的内腔中的石墨粉以及沥青粉的混合物进行加热，在此期间混合罐3上的所述的搅拌装置持续对石墨粉以及沥青粉的混合物进行搅拌。当加热至预设时间后，停止向加热盘管7继续输送加热油。

而后将循环水持续通过循环水输送管20持续输送给加热盘管7外侧的所述的壳间腔内，对所述的混合罐3内壳的内腔中的石墨粉以及沥青粉的混合物进行持续降温，当所述的循环水回水管21上的温度传感器32反馈温度位于50℃以下时，即形成了沥青粉在石墨粉上的初步附着的混合物，由于所述的沥青粉的量是稍微过量的，初步附着的混合物中仍存在有大颗粒物质。

当形成初步附着的混合物后，将该混合物通过第二输送管16输送给振筛机14筛上物送入破碎筛选桶25的内腔中，筛下物送入半成品储料罐15暂存至预设高度后再经后续石墨化处理形成一次包覆的成品。

所述的筛上物送入破碎筛选桶25后，打开驱动电机30，驱动电机30带动驱动轴28以及楞刀29旋转，打碎所述的大颗粒筛上物而后经过筛选孔26的筛选粒径后经筛选孔26经破碎筛选桶25外侧的破碎罐24的内腔送入粉料暂存罐31中进行暂存。当粉料暂存罐31内暂存的粉料至预设料位后，打开粉料暂存罐31上的所述的搅拌装置对粉料暂存罐31内的粉料充分搅拌，取样进行成分分析，在送入混合罐3内壳的内腔中进行再次包覆处理，期间需要根据成分分析的结果而在送入相应量的石墨粉。

通过本实施例，由于本产品的使用方法中，搅拌混匀石墨粉以及沥青粉的混合物、加热该混合物以及冷却该混合物均是在所述的混合罐3的内腔中进行的，因此减少加热后的沥青粉和石墨粉粘接到输送管道上的技术问题，同时由于进行加热石墨粉以及沥青粉的区域较为集中，更利于定期维护设备，减少了因意外情况而导致的停机跳车的技术问题。

本实用新型是满足于石墨负极材料包覆改性的混合设备领域的一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，使得本实用新型具有广泛的市场前景。

Claims (7)

1.一种用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，包括沥青粉储罐(1)和石墨粉储罐(2)，其特征在于：所述的沥青粉储罐(1)和石墨粉储罐(2)下方设置有混合罐(3)，沥青粉储罐(1)和混合罐(3)之间以及混合罐(3)和石墨粉储罐(2)之间均分别通过第一输送管(4)相连通，第一输送管(4)沿着靠近混合罐(3)至远离混合罐(3)的方向上依次设置有下料器(5)和称量罐(6)，混合罐(3)采用由内壳和外壳所组成的双层结构，内壳和外壳之间的壳间腔，所述的壳间腔内设置有加热盘管(7)，所述的外壳底部设置有进水管(8)，所述的外壳顶部设置有出水管(9)，出水管(9)和进水管(8)均分别与所述的壳间腔相连通，所述的混合罐(3)上设置有搅拌装置，所述的搅拌装置包括搅拌轴(10)、搅拌轴(10)上设置的搅拌叶片(11)以及与搅拌轴(10)传动连接的搅拌电机(12)。

2.根据权利要求1所述的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，其特征在于：所述的混合罐(3)的底部设置有出料管(13)，出料管(13)的下方设置有振筛机(14)，所述的振筛机(14)包括振筛机进料口、筛下物出料口以及筛上物出料口，所述的筛下物出料口的下方连通有半成品储料罐(15)，出料管(13)和所述的振筛机进料口之间通过第二输送管(16)相连通，第二输送管(16)上设置有第二截止阀(17)。

3.根据权利要求1所述的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，其特征在于：所述的加热盘管(7)和所述的内壳相贴，加热盘管(7)的进口端上设置有送油管(18)，加热盘管(7)的出口端上设置有回油管(19)，进水管(8)上设置有循环水输送管(20)，出水管(9)上设置有循环水回水管(21)，循环水回水管(21)以及送油管(18)上均分别设置有增压泵(22)。

4.根据权利要求1所述的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，其特征在于：所述的混合罐(3)的外壳上设置有保温层(23)。

5.根据权利要求2所述的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，其特征在于：所述的筛下物出料口的下方设置有破碎罐(24)，破碎罐(24)内设置有破碎筛选桶(25)，破碎筛选桶(25)上设置有筛选孔(26)，破碎筛选桶(25)的内壁上设置有楞条(27)，所述的筛下物出料口和破碎筛选桶(25)的内腔相连通，破碎筛选桶(25)和破碎罐(24)上设置有驱动轴(28)，破碎筛选桶(25)内侧的驱动轴(28)上设置有楞刀(29)，破碎罐(24)的外侧设置有驱动电机(30)，驱动电机(30)和驱动轴(28)传动连接，破碎罐(24)的下方连通有粉料暂存罐(31)。

6.根据权利要求3所述的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，其特征在于：所述的增压泵(22)与加热盘管(7)之间的送油管(18)上以及循环水回水管(21)上均分别设置有温度传感器(32)。

7.根据权利要求5所述的用于石墨负极材料包覆改性的混合装置，其特征在于：所述的粉料暂存罐(31)上安装有所述的搅拌装置，半成品储料罐(15)的内腔中以及粉料暂存罐(31)的内腔中均分别设置有料位计(33)。

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