CN218077759U

CN218077759U - 一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备

Info

Publication number: CN218077759U
Application number: CN202222430484.6U
Authority: CN
Inventors: 汤怀量; 邹俊伟
Original assignee: Hunan Exploration Machinery Technology Co ltd
Current assignee: Hunan Exploration Machinery Technology Co ltd
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2032-09-14

Abstract

本实用新型公开了一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，包括釜体、主轴以及驱动机构；所述主轴上设置有断续螺旋和支架，所述支架上沿径向间隔设置有内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件，所述外螺旋搅拌件和内螺旋搅拌件的螺纹旋向相反，所述断续螺旋的螺纹旋向与外螺旋搅拌件的螺纹旋向一致。本申请的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，一方面，采用内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件结合的形式，增加了搅拌件与物料的接触面积；另一方面，断续螺旋在中心处产生总体环向流和轴向流；再者，通过内、外螺旋搅拌件与断续螺旋对物料的联合推动作用，形成了上‑下‑上物料搅拌循环体系；因此，有效提高了对物料的搅拌混合效果。

Description

一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池负极材料制造技术领域，具体涉及一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备。

背景技术

锂离子电池负极材料主要包括天然石墨、人造石墨以及性能介于天然石墨和人造石墨之间、以天然石墨为基础和其他负极材料掺杂形成的复合石墨，其中以天然石墨和人造石墨为主。在制造锂电池人造石墨负极材料的过程中，最核心的环节就是包覆碳化的过程，其中关键设备是高温包覆造粒设备(高温反应釜)。锂电池负极材料生产用物料有粉料及沥青焦等，这些物料的搅拌混合难度十分大，流动阻力也很强。负极材料生产过程中物料的混合搅拌效果成为决定产品质量的最重要因素之一。

目前，锂电池负极材料高温包覆造粒设备通常采用单螺旋式搅拌机构，这种高温包覆造粒设备存在的弊端是：当物料处在高粘度时，多为层流流动，这时仅在搅拌桨叶的近旁才发生物料流动，离开搅拌桨叶一段距离时，物料的流速急剧下降，甚至保持静止状态；若提高搅拌转速，由于高粘度物料搅拌时搅拌器排出的流量很少，转速过高会在高粘度物料中形成沟流，导致形成死区。综上所述，现有的采用单螺旋式搅拌机构的锂电池负极材料高温包覆造粒设备，存在搅拌效果相对较差，物料混合不均的问题，导致产品包覆不合格，造粒效果不一致，并且易出现大块结块出料不畅等问题，在实际生产中并不能完全满足要求。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，以便提高对物料的搅拌混合效果。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

本实用新型提供了一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，包括釜体、设置在釜体内的主轴以及驱动主轴转动的驱动机构；所述主轴上设置有断续螺旋，主轴上还设置有支架，所述支架上沿径向间隔设置有内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件，所述外螺旋搅拌件和内螺旋搅拌件的螺纹旋向相反，所述断续螺旋的螺纹旋向与外螺旋搅拌件的螺纹旋向一致。

进一步，所述内螺旋搅拌件包括两根起始位置呈180°错开的内螺带，两根内螺带的螺纹旋向一致。

进一步，所述外螺旋搅拌件包括两根起始位置呈180°错开的外螺带，两根外螺带的螺纹旋向一致。

进一步，所述支架上设置有用于釜体内壁黏料刮除的刮壁桨。

进一步，所述釜体包括上部的夹套封头、中部的直筒体和下部的锥形筒体，所述直筒体上设置有支座，所述刮壁桨包括用于夹套封头内壁黏料刮除的夹套封头刮壁桨体以及用于直筒体及锥形筒体内壁黏料刮除的主刮壁桨体。

进一步，所述支架包括竖向间隔布置的多根支撑杆，所述支撑杆与主轴固定连接，相邻支撑杆在水平方向呈垂直交叉分布。

进一步，所述内螺带和外螺带均包括与直筒体匹配的柱状螺带段和与锥形筒体匹配的锥状螺带段。

进一步，所述夹套封头上开有测温口、入料口、检查口、排气口、氮气口、压力表口和工艺口；所述锥形筒体的底部设置有出料口。

进一步，所述外螺带的锥状螺带段延伸至出料口。

进一步，所述驱动机构包括电机座、电机和联轴器，所述电机座固定设置在夹套封头的顶部，所述电机固定安装在电机座上，所述主轴、联轴器和电机之间传动连接，电机座上设置有轴承室。

本实用新型的有益效果：

一方面，本申请采用内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件结合的形式，增加了搅拌件与物料的接触面积，提高了搅拌效果；另一方面，中心处的断续螺旋在中心处产生总体环向流和轴向流，也有利于提高搅拌效果；此外，外螺旋搅拌件与断续螺旋的螺纹旋向一致，内螺旋搅拌件相反，开机运转时，外螺旋搅拌件搅动物料提升，内螺旋搅拌件带动物料下压，压到锥形筒体底部，断续螺旋将物料向上推送，形成上-下-上物料搅拌循环体系，内、外螺旋搅拌件配合断续螺旋，增加了搅拌结构与物料的接触面积，同时增加了物料的循环流动性，有利于提高搅拌效果。下料时，电机则反转，此时依靠外螺旋搅拌件的轴向推送作用及延伸至出料口的锥状螺带段的硬作用力，确保大块被分散打散，同时结合断续螺旋的轴向力向下输送，保证物料顺畅下料。再者，断续螺旋的断面处不仅利于穿插支撑杆，也利于减少积料面积。进一步地，增加用于釜体内壁黏料刮除的刮壁桨，可以避免釜体内壁黏料；更进一步地，外螺带的锥状螺带段延伸至出料口附近，避免出现料口处物料轴向速度为零，减少螺带搅拌器混合死区，同时延伸出的外螺带的锥状螺带段在出料口处具有一定分散防堵的作用，利于卸料。

进一步地，高温包覆造粒设备生产过程中会有物料升华或蒸发现象，导致夹套封头上的各类孔体可能出现堵塞的问题，通过夹套封头刮壁桨体对夹套封头内壁形成刮擦作用，能有效改善该问题。再者，釜体内壁侧的主刮壁桨体起到刮擦黏壁物料的同时，也具有一定框式搅拌桨作用，利于物料分散搅拌。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述。

图1是本实用新型优选实施例全剖状态的结构示意图；

图2是本实用新型优选实施例半剖状态的结构示意图；

图3是本实用新型优选实施例的俯视图。

图中：电机1、电机座2、联轴器3、轴承室4、夹套封头5、直筒体6、支座7、外螺带8、内螺带9、主刮壁桨体10、出料口11、锥形筒体12、主轴13、支撑杆14、断续螺旋15、夹套封头刮壁桨体16、测温口17、入料口18、检查口19、排气口20、氮气口21、压力表口22、工艺口23。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。通过这些说明，本实用新型的特点和优点将变得更为清楚明确。显然,所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。

如图1至图3所示，本实施例公开了一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，包括釜体、设置在釜体内的主轴13以及驱动主轴转动的驱动机构；所述釜体包括上部的夹套封头5、中部的直筒体6和下部的锥形筒体12，具体实施时，夹套封头、直筒体和锥形筒体之间可以采用焊接、法兰及螺栓对接等连接形式，本实施例中，所述夹套封头与直筒体顶部之间采用法兰及螺栓对接的形式，直筒体与锥形筒体一体成型；所述直筒体上设置有支座7，支座的数量和位置可以根据需求布置，本实施例中，在直筒体中上位置根据承重大小设计有四个均布支座，支座与直筒体焊接；所述夹套封头上开有测温口17、入料口18、检查口19、排气口20、氮气口21、压力表口22和工艺口23；所述锥形筒体的底部设置有出料口11；所述驱动机构包括电机座2、电机1和联轴器3，所述电机座固定设置在夹套封头的顶部，所述电机固定安装在电机座上，所述主轴、联轴器和电机之间传动连接，电机座上设置有轴承室4，轴承室内布置有与主轴、联轴器转动装配的轴承。

所述主轴上设置有支架，所述支架的具体结构可以根据需求设计，本实施例中，所述支架包括竖向等间隔布置的多根支撑杆14，所述支撑杆与主轴嵌接固定，相邻支撑杆在水平方向呈垂直交叉分布；所述支架上沿径向间隔设置有内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件，所述外螺旋搅拌件和内螺旋搅拌件的螺纹旋向相反；内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件可以为单螺带形式，也可以为双螺带形式，本实施例中，为进一步提高搅拌效果，所述内螺旋搅拌件包括两根起始位置呈180°错开的内螺带9，两根内螺带的螺纹旋向一致；所述外螺旋搅拌件包括两根起始位置呈180°错开的外螺带8，两根外螺带的螺纹旋向一致；所述外螺带和内螺带的螺纹旋向相反。在具体实施过程中，为匹配性适应釜体的形状，所述内螺带和外螺带均包括与直筒体匹配的柱状螺带段和与锥形筒体匹配的锥状螺带段；优选地，所述外螺带的锥状螺带段延伸至出料口，避免出现料口处物料轴向速度为零，减少螺带搅拌器混合死区，同时延伸出的外螺带的锥状螺带段在出料口处具有一定分散防堵的作用，利于卸料。

所述主轴上设置有断续螺旋15，所述断续螺旋的螺纹旋向与外螺旋搅拌件的螺纹旋向一致；断续螺旋围绕主轴呈下降式分布，螺旋面非连续，隔断处可以为支撑杆嵌接在主轴上避位，当然，支撑杆也可以不设置在隔断处；断续螺旋的隔断为间隔隔断，俯视观察螺旋面仍为整圆面。断续螺旋能减少螺旋积料面，避免产生死角。

作为对上述技术方案的进一步改进，所述支架上设置有用于釜体内壁黏料刮除的刮壁桨，刮壁桨可以采用嵌接的形式装配在支架外端部，当然也可以采用其他形式与支架固定连接；本实施例中，所述刮壁桨包括用于夹套封头内壁黏料刮除的夹套封头刮壁桨体16以及用于直筒体及锥形筒体内壁黏料刮除的主刮壁桨体10，夹套封头刮壁桨体与夹套封头内壁的间隙为10-15mm，主刮壁桨体与直筒体及锥形筒体内壁的间隙也为10-15mm，套封头刮壁桨体与主刮壁桨体在空间上呈90°交错。

开机运转时，外螺带搅动物料向上运动，内螺带将物料下压，压到锥形筒体底部，主轴上的断续螺旋将物料向上输送，形成上-下-上物料搅拌循环体系，造粒反应的初期为低粘度非均相反应体系，随着反应的进行，缩合物颗粒不断生成，反应体系变为高粘度淤浆状态，反应为非均相反应，采用内、外双螺带+断续螺旋+主刮壁桨体的组合，达到三个目的：1、在低粘度非均相系时，承担大部分非混合均匀工作，在缩合反应初期(造粒)，两种物料的反应可由断续螺旋产生环向和轴向总体循环流及一定剪切作用，使反应物料相互分散均匀；2、当反应体系变为高粘度淤浆时，由于在层流状下操作，外螺带、内螺带与主刮壁桨体(起到一定的框式搅拌桨的作用)产生的总体环向循环流对釜体中心部作用衰减，中心处的断续螺旋可弥补这一不足，在中心处产生总体环向流和轴向流。3、将外螺带的锥状螺带段延长至出料口附近，起到搅拌打散作用的同时，提供一定轴向力而利于卸料。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims

1.一种用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，包括釜体、设置在釜体内的主轴以及驱动主轴转动的驱动机构；其特征在于：所述主轴上设置有断续螺旋，主轴上还设置有支架，所述支架上沿径向间隔设置有内螺旋搅拌件和外螺旋搅拌件，所述外螺旋搅拌件和内螺旋搅拌件的螺纹旋向相反，所述断续螺旋的螺纹旋向与外螺旋搅拌件的螺纹旋向一致。

2.根据权利要求1所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述内螺旋搅拌件包括两根起始位置呈180°错开的内螺带，两根内螺带的螺纹旋向一致。

3.根据权利要求2所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述外螺旋搅拌件包括两根起始位置呈180°错开的外螺带，两根外螺带的螺纹旋向一致。

4.根据权利要求3所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述支架上设置有用于釜体内壁黏料刮除的刮壁桨。

5.根据权利要求4所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述釜体包括上部的夹套封头、中部的直筒体和下部的锥形筒体，所述直筒体上设置有支座，所述刮壁桨包括用于夹套封头内壁黏料刮除的夹套封头刮壁桨体以及用于直筒体及锥形筒体内壁黏料刮除的主刮壁桨体。

6.根据权利要求5所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述支架包括竖向间隔布置的多根支撑杆，所述支撑杆与主轴固定连接，相邻支撑杆在水平方向呈垂直交叉分布。

7.根据权利要求6所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述内螺带和外螺带均包括与直筒体匹配的柱状螺带段和与锥形筒体匹配的锥状螺带段。

8.根据权利要求7所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述夹套封头上开有测温口、入料口、检查口、排气口、氮气口、压力表口和工艺口；所述锥形筒体的底部设置有出料口。

9.根据权利要求8所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述外螺带的锥状螺带段延伸至出料口。

10.根据权利要求9所述的用于制造锂离子电池负极材料的高温包覆造粒设备，其特征在于：所述驱动机构包括电机座、电机和联轴器，所述电机座固定设置在夹套封头的顶部，所述电机固定安装在电机座上，所述主轴、联轴器和电机之间传动连接，电机座上设置有轴承室。