專利名稱：一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于人造石墨的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線。
背景技術(shù)：
鋰離子電池由于高工作電壓、高容量、長壽命和無污染等優(yōu)點(diǎn)，成為一種理想的綠色環(huán)保電源。鋰離子電池的負(fù)極材料基本都采用碳素材料，如天然石墨、人造石墨、中間相談微球、碳纖維、樹脂碳等，其中人造石墨和中間相碳微球在工業(yè)應(yīng)用中較為廣泛，兩種材料結(jié)構(gòu)和物理特性不同，作為負(fù)極材料用于鋰離子電池中的時(shí)候，對(duì)電池性能的影響也不同。中間相碳微球價(jià)格昂貴，是人造石墨的10-16倍，出于成本考慮，對(duì)于大多數(shù)手機(jī)電池和筆記本電池的生產(chǎn)廠家，在可以滿足性能的情況下，比較傾向于使用人造石墨作為鋰離子電池的負(fù)極材料。傳統(tǒng)的人造石墨工序各自獨(dú)立，生產(chǎn)不連續(xù)，工序之間需要人工運(yùn)輸，車間粉塵很大，容易引入雜質(zhì)，收率不高。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了將人造球化石墨生產(chǎn)過程連續(xù)化、自動(dòng)化，提高產(chǎn)率。本實(shí)用新型提供一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，生產(chǎn)線包括通過輸送管道依次連接的進(jìn)料裝置，混料裝置、焙燒裝置、粉碎裝置、分級(jí)裝置，與焙燒裝置、粉碎裝置和分級(jí)裝置分別通過輸送管道連接的除塵裝置、以及焙燒裝置中的機(jī)械裝置；所述的混料裝置包括至少1臺(tái)混合機(jī)或1臺(tái)攪拌機(jī)；所述的焙燒裝置包括按照順序串聯(lián)的進(jìn)料區(qū)、焙燒爐和出料區(qū)；所述的粉碎裝置包括至少1組粉碎機(jī)組，每個(gè)粉碎機(jī)組由至少1臺(tái)粉碎機(jī)和1臺(tái)旋風(fēng)集料器串聯(lián)組成，每一旋風(fēng)集料器的出料口接下一組粉碎機(jī)組的進(jìn)料口，末級(jí)粉碎機(jī)的出料口通過輸送管道連接分級(jí)裝置的進(jìn)料口 ；所述的分級(jí)裝置包括至少1組分級(jí)機(jī)組，每個(gè)分級(jí)機(jī)組由至少1臺(tái)分級(jí)機(jī)和1臺(tái)旋風(fēng)集料器串聯(lián)組成，末級(jí)分級(jí)機(jī)的出料口通過輸送管道連接成品包裝線，末級(jí)旋風(fēng)集料器的出料口通過輸送管道連接尾料包裝線；每一旋風(fēng)集料器的除塵出風(fēng)口通過輸送管道連接除塵裝置。所述的原料通過輸送管道從混料裝置進(jìn)入焙燒裝置的進(jìn)料區(qū)，在進(jìn)料區(qū)中通過機(jī)械裝置將物料裝入坩堝，裝料后的坩堝通過機(jī)械裝置或輸送管道進(jìn)入焙燒爐中，焙燒完成后，通過機(jī)械裝置或輸送管道將坩堝從焙燒爐中取出至出料區(qū)，并通過機(jī)械裝置將焙燒后的物料從坩堝中取出，放置于出料區(qū)的輸送管道中冷卻，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口。所述的機(jī)械裝置包括機(jī)械手和機(jī)械傳動(dòng)裝置。所述的混合機(jī)為臥式混合機(jī)，雙螺帶混合機(jī)，雙行星混合機(jī)，V型混合機(jī)，雙螺旋錐形混合機(jī)，行星動(dòng)力混合機(jī)的至少一種。所述的焙燒爐為隧道式焙燒爐或臺(tái)車式焙燒爐。[0011]所述的粉碎機(jī)為萬能粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、機(jī)械粉碎機(jī)的至少一種， 加入的成球介質(zhì)為球形，直徑為3-10mm，材質(zhì)為三氧化二鋁、氧化鋯、石英的至少一種。所述的分級(jí)機(jī)為氣流分級(jí)機(jī)、射流分級(jí)機(jī)、整形分級(jí)機(jī)的至少一種。所述的成品包裝線和尾料包裝線分別包括計(jì)量稱和包裝設(shè)備。所述的除塵裝置包括至少1個(gè)脈沖除塵器、1個(gè)離心風(fēng)機(jī)和1個(gè)二次除塵處理設(shè)備，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)管經(jīng)管道連接至二次除塵處理設(shè)備。所述的各裝置之間通過PLC進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是1)連續(xù)化生產(chǎn)，產(chǎn)率在原來的基礎(chǔ)上提高10%以上。2)每道工序通過輸送管路與下一工序連接，生產(chǎn)過程全封閉，避免了車間的塵土飛揚(yáng)和雜質(zhì)引入，達(dá)到零污染生產(chǎn)。3)生產(chǎn)過程通過PLC控制，節(jié)約人力，避免了粉塵對(duì)人員身體的危害，杜絕了職業(yè)
病隱患。4)將尾料進(jìn)行回收，避免了資源的浪費(fèi)。
圖1是本實(shí)用新型的示意圖。其中，1為進(jìn)料裝置，2為混料裝置，3-1為焙燒裝置的進(jìn)料區(qū)，3-2為焙燒爐，3_3為焙燒裝置的出料區(qū)，4-1為粉碎機(jī)，4-2為旋風(fēng)集料器，5-1為分級(jí)機(jī)，5-2為旋風(fēng)集料器，6為脈沖袋式除塵器，7為風(fēng)機(jī)，8為成品包裝線，9為尾料包裝線，10為二次除塵設(shè)備。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說明。生產(chǎn)線包括通過輸送管道依次連接的進(jìn)料裝置1，混料裝置2、焙燒裝置、粉碎裝置、分級(jí)裝置，與焙燒裝置、粉碎裝置和分級(jí)裝置分別通過輸送管道連接的除塵裝置、以及焙燒裝置中的機(jī)械裝置；所述的混料裝置包括至少1 臺(tái)混合機(jī)或1臺(tái)攪拌機(jī)；所述的焙燒裝置包括按照順序串聯(lián)的進(jìn)料區(qū)3-1、焙燒爐3-2和出料區(qū)3-3 ；所述的粉碎裝置包括至少1組粉碎機(jī)組，每個(gè)粉碎機(jī)組由至少1臺(tái)粉碎機(jī)4-1和 1臺(tái)旋風(fēng)集料器4-2串聯(lián)組成，每一旋風(fēng)集料器42的出料口接下一組粉碎機(jī)組的進(jìn)料口， 末級(jí)粉碎機(jī)4-1的出料口通過輸送管道連接分級(jí)裝置的進(jìn)料口 ；所述的分級(jí)裝置包括至少 1組分級(jí)機(jī)組，每個(gè)分級(jí)機(jī)組由至少1臺(tái)分級(jí)機(jī)5-1和1臺(tái)旋風(fēng)集料器5-2串聯(lián)組成，末級(jí)分級(jí)機(jī)5-1的出料口通過輸送管道連接成品包裝線8，末級(jí)旋風(fēng)集料器的出料口通過輸送管道連接尾料包裝線9 ；每一旋風(fēng)集料器的除塵出風(fēng)口通過輸送管道連接除塵裝置。所述的原料通過輸送管道從混料裝置2進(jìn)入焙燒裝置的進(jìn)料區(qū)3-1，在進(jìn)料區(qū)3-1 中通過機(jī)械裝置將物料裝入坩堝，裝料后的坩堝通過機(jī)械裝置或輸送管道進(jìn)入焙燒爐3-2 中，焙燒完成后，通過機(jī)械裝置或輸送管道將坩堝從焙燒爐3-2中取出至出料區(qū)3-3，并通過機(jī)械裝置將焙燒后的物料從坩堝中取出，放置于出料區(qū)3-3的輸送管道中冷卻，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口。所述的機(jī)械裝置包括機(jī)械手和機(jī)械傳動(dòng)裝置。所述的混合機(jī)為臥式混合機(jī)，雙螺帶混合機(jī)，雙行星混合機(jī)，V型混合機(jī)，雙螺旋錐形混合機(jī)，行星動(dòng)力混合機(jī)的至少一種，混合溫度為60-120°C，時(shí)間20-100min。所述的焙燒爐為隧道式焙燒爐或臺(tái)車式焙燒爐，焙燒溫度為800-1200°C，時(shí)間 20-80min。所述的粉碎機(jī)為萬能粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、機(jī)械粉碎機(jī)的至少一種， 加入的成球介質(zhì)為球形，直徑為3-10mm，材質(zhì)為三氧化二鋁、氧化鋯、石英的至少一種。所述的分級(jí)機(jī)為氣流分級(jí)機(jī)、射流分級(jí)機(jī)、整形分級(jí)機(jī)的至少一種。所述的除塵裝置包括至少1個(gè)脈沖除塵器、1個(gè)離心風(fēng)機(jī)和1個(gè)二次除塵處理設(shè)備，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)管經(jīng)管道連接至二次除塵處理設(shè)備。所述的各裝置之間通過PLC進(jìn)行控制。本實(shí)用新型的工作過程為原料從進(jìn)料裝置1經(jīng)過輸送管道輸送到混料裝置2中，混合溫度為60-120°C，時(shí)間 20-100min，混合均勻的物料經(jīng)過輸送管道輸送至焙燒裝置的進(jìn)料區(qū)31，采用機(jī)械手將物料裝入坩堝中，并對(duì)物料進(jìn)行壓實(shí)，裝料后的坩堝通過機(jī)械裝置臺(tái)車式焙燒爐或輸送管道隧道式焙燒爐進(jìn)入焙燒爐3-2中，焙燒溫度為800-1200°C，時(shí)間20-80min，焙燒完成后，坩堝通過機(jī)械裝置臺(tái)車式焙燒爐或輸送管道隧道式焙燒爐進(jìn)入出料區(qū)3-3，通過機(jī)械手將焙燒后的物料從坩堝中取出，放置于出料區(qū)3-3的輸送管道中冷卻至30-100°C，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口。粉碎裝置包括至少1組粉碎機(jī)組，每組粉碎機(jī)組包括至少1臺(tái)粉碎機(jī)4-1和1臺(tái)旋風(fēng)集料器4-2，粉碎機(jī)4-1的出料口連接旋風(fēng)集料器4-2的進(jìn)風(fēng)口，旋風(fēng)集料器4-2的出料口連接下一組粉碎機(jī)4-1的進(jìn)料口，經(jīng)過多級(jí)粉碎后的原料經(jīng)過輸送管道輸送到分級(jí)裝置，分級(jí)裝置主要包括至少1組分級(jí)機(jī)組，每組分級(jí)機(jī)包括至少1臺(tái)分級(jí)機(jī)5-1和1臺(tái)旋風(fēng)集料器5-2，分級(jí)機(jī)5-1的出料口連接旋風(fēng)集料器5-2的進(jìn)風(fēng)口，旋風(fēng)集料器5-2的出料口連接下一組分級(jí)機(jī)5-1的進(jìn)料口，末級(jí)分級(jí)機(jī)5-2出料口通過輸送管道連接成品包裝線8， 每一工序的旋風(fēng)集料器出風(fēng)口經(jīng)管道連接至脈沖袋式除塵器6，脈沖袋式除塵器6和末級(jí)旋風(fēng)集料器出料口通過輸送管道連接尾料包裝線9。除塵器出來的含塵氣體經(jīng)過風(fēng)機(jī)7集中輸送到二次除塵設(shè)備10，進(jìn)行二次除塵，達(dá)到無污染排放。實(shí)施例1 本實(shí)施例為生產(chǎn)20微米的人造石墨，將5噸針狀焦投入雙螺旋錐形混合機(jī)中，控制混料溫度80°C，時(shí)間30min，通過機(jī)械手將物料裝入坩堝后，將坩堝通過輸送管道放入隧道式焙燒爐中，控制焙燒溫度1100°C，時(shí)間50min，焙燒完成后通過輸送管道將坩堝從焙燒爐中取出，通過機(jī)械手將物料取出，并放置于輸送管道中，冷卻至50。C，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口，粉碎裝置采用2組粉碎機(jī)組，每個(gè)粉碎機(jī)組由1個(gè)粉碎機(jī)和1個(gè)旋風(fēng)集料器串聯(lián)而成，經(jīng)過兩級(jí)粉碎后，物料通過輸送管道進(jìn)入分級(jí)裝置中，分級(jí)裝置采用2組分級(jí)機(jī)組，每個(gè)分級(jí)機(jī)組包括1個(gè)分級(jí)機(jī)和1個(gè)旋風(fēng)集料器，經(jīng)過兩級(jí)分級(jí)后，得到成品4 噸，回收率 80%，DlO = 12 微米，D50 = 20 微米，D90 = 33 微米，Tap 為 1. 10g/ml, BET 為 4. 8m2/g，首次放電效率90. 2%，可逆容量345mAh/g。實(shí)施例2 本實(shí)施例為生產(chǎn)25微米的人造石墨，將5噸石油浙青投入雙螺旋錐形混合機(jī)中， 控制混料溫度90°C，時(shí)間40min，通過機(jī)械手將物料裝入坩堝后，將坩堝通過輸送管道放入隧道式焙燒爐中，控制焙燒溫度1200°C，時(shí)間40min，焙燒完成后通過輸送管道將坩堝從焙燒爐中取出，通過機(jī)械手將物料取出，并放置于輸送管道中，冷卻至60°C，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口，粉碎裝置采用3組粉碎機(jī)組，每個(gè)粉碎機(jī)組由1個(gè)粉碎機(jī)和1個(gè)旋風(fēng)集料器串聯(lián)而成，經(jīng)過三級(jí)粉碎后，物料通過輸送管道進(jìn)入分級(jí)裝置中，分級(jí)裝置采用2 組分級(jí)機(jī)組，每個(gè)分級(jí)機(jī)組包括1個(gè)分級(jí)機(jī)和1個(gè)旋風(fēng)集料器，經(jīng)過兩級(jí)分級(jí)后，得到成品 4. 3 噸，回收率 86%，DlO = 18 微米，D50 = 25 微米，D90 = 39 微米，Tap 為 1. lg/ml, BET 為4. 0m2/g,首次放電效率90. 6%，可逆容量350mAh/g。實(shí)施例3 本實(shí)施例為生產(chǎn)15微米的人造石墨，將5噸煤浙青投入雙螺旋錐形混合機(jī)中，控制混料溫度80°C，時(shí)間30min，通過機(jī)械手將物料裝入坩堝后，將坩堝通過輸送管道放入隧道式焙燒爐中，控制焙燒溫度1100°C，時(shí)間50min，焙燒完成后通過輸送管道將坩堝從焙燒爐中取出，通過機(jī)械手將物料取出，并放置于輸送管道中，冷卻至50。C，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口，粉碎裝置采用2組粉碎機(jī)組，每個(gè)粉碎機(jī)組由1個(gè)粉碎機(jī)和1個(gè)旋風(fēng)集料器串聯(lián)而成，經(jīng)過兩級(jí)粉碎后，物料通過輸送管道進(jìn)入分級(jí)裝置中，分級(jí)裝置采用2組分級(jí)機(jī)組，每個(gè)分級(jí)機(jī)組包括1個(gè)分級(jí)機(jī)和1個(gè)旋風(fēng)集料器，經(jīng)過兩級(jí)分級(jí)后，得到成品4. 1 噸，回收率 82%，DlO = 9 微米，D50 = 15 微米，D90 = 25 微米，Tap 為 1. 13g/ml, BET 為 4. 3m2/g，首次放電效率91. 2%，可逆容量355mAh/g。
權(quán)利要求1.一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，生產(chǎn)線包括通過輸送管道依次連接的進(jìn)料裝置，混料裝置、焙燒裝置、粉碎裝置、分級(jí)裝置，與焙燒裝置、粉碎裝置和分級(jí)裝置分別通過輸送管道連接的除塵裝置、以及焙燒裝置中的機(jī)械裝置；所述的混料裝置包括至少1臺(tái)混合機(jī)或1臺(tái)攪拌機(jī)；所述的焙燒裝置包括按照順序串聯(lián)的進(jìn)料區(qū)、焙燒爐和出料區(qū)；所述的粉碎裝置包括至少1組粉碎機(jī)組，每個(gè)粉碎機(jī)組由至少1臺(tái)粉碎機(jī)和1臺(tái)旋風(fēng)集料器串聯(lián)組成，每一旋風(fēng)集料器的出料口接下一組粉碎機(jī)組的進(jìn)料口，末級(jí)粉碎機(jī)的出料口通過輸送管道連接分級(jí)裝置的進(jìn)料口 ；所述的分級(jí)裝置包括至少1組分級(jí)機(jī)組，每個(gè)分級(jí)機(jī)組由至少1臺(tái)分級(jí)機(jī)和1臺(tái)旋風(fēng)集料器串聯(lián)組成，末級(jí)分級(jí)機(jī)的出料口通過輸送管道連接成品包裝線，末級(jí)旋風(fēng)集料器的出料口通過輸送管道連接尾料包裝線；每一旋風(fēng)集料器的除塵出風(fēng)口通過輸送管道連接除塵裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的原料通過輸送管道從混料裝置進(jìn)入焙燒裝置的進(jìn)料區(qū)，在進(jìn)料區(qū)中通過機(jī)械裝置將物料裝入坩堝，裝料后的坩堝通過機(jī)械裝置或輸送管道進(jìn)入焙燒爐中，焙燒完成后，通過機(jī)械裝置或輸送管道將坩堝從焙燒爐中取出至出料區(qū)，并通過機(jī)械裝置將焙燒后的物料從坩堝中取出， 放置于出料區(qū)的輸送管道中冷卻，通過輸送管道進(jìn)入粉碎裝置的進(jìn)料口。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的機(jī)械裝置包括機(jī)械手和機(jī)械傳動(dòng)裝置。
4.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的混合機(jī)為臥式混合機(jī)，雙螺帶混合機(jī)，雙行星混合機(jī)，V型混合機(jī)，雙螺旋錐形混合機(jī)，行星動(dòng)力混合機(jī)的至少一種。
5.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的焙燒爐為隧道式焙燒爐或臺(tái)車式焙燒爐。
6.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的粉碎機(jī)為萬能粉碎機(jī)、氣流粉碎機(jī)、超微粉碎機(jī)、機(jī)械粉碎機(jī)的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的分級(jí)機(jī)為氣流分級(jí)機(jī)、射流分級(jí)機(jī)、整形分級(jí)機(jī)的至少一種。
8.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的除塵裝置包括至少1個(gè)脈沖除塵器、1個(gè)離心風(fēng)機(jī)和1個(gè)二次除塵處理設(shè)備，離心風(fēng)機(jī)的出風(fēng)管經(jīng)管道連接至二次除塵處理設(shè)備。
9.如權(quán)利要求1所述的一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線，其特征在于，所述的各裝置之間通過PLC進(jìn)行控制。
專利摘要本實(shí)用新型屬于人造石墨的技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種人造球化石墨的全自動(dòng)生產(chǎn)線。生產(chǎn)線包括通過輸送管道依次連接的進(jìn)料裝置，混料裝置、焙燒裝置、粉碎裝置、分級(jí)裝置，與焙燒裝置、粉碎裝置和分級(jí)裝置分別通過輸送管道連接的除塵裝置、以及焙燒裝置中的機(jī)械裝置，所述的分級(jí)裝置末級(jí)分級(jí)機(jī)的出料口通過輸送管道連接成品包裝線，末級(jí)旋風(fēng)集料器的出料口通過輸送管道連接尾料包裝線；每一旋風(fēng)集料器的除塵出風(fēng)口通過輸送管道連接除塵裝置。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是連續(xù)化生產(chǎn)，提高產(chǎn)率；生產(chǎn)過程全封閉，達(dá)到零污染生產(chǎn)；生產(chǎn)過程通過PLC控制，節(jié)約人力，杜絕了職業(yè)病隱患；將尾料進(jìn)行回收，避免了資源的浪費(fèi)。
文檔編號(hào)C01B31/04GK202265412SQ20112040925
公開日2012年6月6日 申請(qǐng)日期2011年10月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月25日
發(fā)明者闞志強(qiáng) 申請(qǐng)人:闞志強(qiáng)