本發(fā)明涉及鋰電池硅碳負(fù)極材料制作的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置。

背景技術(shù)：

負(fù)極材料鋰離子電池、高容量化的關(guān)鍵。目前，商品化鋰離子電池的負(fù)極材料多為炭材料，其中，人造石墨的使用雖然是主流之一，但人造石墨與電解液的相容性差、炭負(fù)極上發(fā)生有機(jī)溶劑的不可逆分解都會對電極行為產(chǎn)生負(fù)面影響，使石墨層發(fā)生膨脹和收縮，導(dǎo)致其剝落，從而降低循環(huán)效率。為了改造人造石墨這些缺陷，現(xiàn)有技術(shù)以人造石墨作為原料，對其進(jìn)行表明改性處理，例如采用熱縮聚法對人造石墨進(jìn)行包覆改性，以得到的化學(xué)性能佳，充放電效率高的負(fù)極材料。

現(xiàn)有技術(shù)在制作上述負(fù)極材料時，一般是將石墨和硅(氧化亞硅)在混合裝置中混合完成包覆，進(jìn)入低溫窯爐里去長時間碳化，制作設(shè)備復(fù)雜，工藝成本高。靜態(tài)包覆效果不完整，硅碳包覆后空氣不能及時排出，高溫下硅易氧化。

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述技術(shù)問題，目前尚未提出有效的解決方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述問題中存在的不足之處，本發(fā)明提供一種鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置，包括：帶有桶蓋的桶體；

所述桶體的底部設(shè)有出料口和向桶體內(nèi)通入保護(hù)氣的進(jìn)氣口，所述桶蓋上設(shè)有加料口和排氣口，所述排氣口上連接有尾氣收集罐，所述排氣口上安裝有用于清理排氣口積料的清理裝置；

所述桶體的軸線處設(shè)有可轉(zhuǎn)動的主軸，所述桶體內(nèi)的主軸上從下至上固連有多個水平設(shè)置的攪拌棒，上下相鄰兩個所述攪拌棒交錯5-90°布置；下層至第三層攪拌棒的兩端固連有將桶體內(nèi)物料沿桶體內(nèi)壁向上翻的第一刀片，上兩層攪拌棒的兩端固連有將上翻的物料下壓至桶底的第二刀片。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述進(jìn)氣口與保護(hù)氣罐相連，所述排氣口上安裝有排氣管，所述排氣管的中部設(shè)有與所述尾氣收集罐相連接的通口；

所述清理裝置包括安裝在所述排氣管頂端的氣缸和滑動設(shè)置在所述排氣管內(nèi)的活塞，所述氣缸通過氣缸桿與所述活塞相連；初始狀態(tài)下，所述活塞位于所述通口上方，所述尾氣收集罐與所述桶體相連通；清理狀態(tài)下，所述活塞向下運(yùn)動，清理排氣口和排氣管內(nèi)的積料。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述主軸為不銹鋼包覆碳鋼軸心形成的軸狀結(jié)構(gòu)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述桶體內(nèi)的主軸上還固連有與所述桶蓋相配合的刮刀，所述刮刀與所述桶蓋內(nèi)壁之間的距離為3-50mm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述桶體為上直桶下錐桶的結(jié)構(gòu)形式，下層至次上層的攪拌棒設(shè)置在所述錐桶內(nèi)，最上層的攪拌棒設(shè)置在所述直桶內(nèi)。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一刀片與豎直面的夾角為20-60°，左端的第一刀片為斜向前布置，右端的第一刀片為斜向后布置；

所述第二刀片與豎直面的夾角為20-60°，左端的第二刀片為斜向后布置，右端的第二刀片為斜向前布置；

所述第一刀片和第二刀片配合俯視順時針轉(zhuǎn)動的主軸。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一刀片與所述錐桶相配合，所述第一刀片與所述錐桶內(nèi)壁之間的距離為3-50mm；

次上層的第二刀片與所述錐桶相配合，次上層的第二刀片與所述錐桶內(nèi)壁之間的距離為3-50mm；

最上層的第二刀片與所述直桶相配合，最上層的第二刀片與所述直桶內(nèi)壁之間的距離為3-50mm。

作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，錐桶內(nèi)部分?jǐn)嚢璋舻闹胁抗踢B有將上翻的物料順著主軸下壓至桶底的第一壓刀，所述第一壓刀與豎直面的夾角為20-60°，左側(cè)第一壓刀為斜向后布置，右側(cè)第一壓刀為斜向前布置；

直桶內(nèi)攪拌棒的中部固連有將上翻的物料順著主軸下壓至桶底的第二壓刀，所述第二壓刀與豎直面的夾角為20-60°，左側(cè)第二壓刀為斜向后布置，右側(cè)第二壓刀為斜向前布置。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果為：

本發(fā)明提供一種鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置，通過第一刀片和第二刀片，桶體內(nèi)的物料可沿著桶體內(nèi)壁向上翻到達(dá)最高點，再順著主軸下壓到桶底，形成循環(huán)；使反應(yīng)充分，避免了物料靜止，提高了包覆效果；通過進(jìn)氣口中向桶體內(nèi)通入保護(hù)氣，置換桶體內(nèi)的空氣，避免納米硅與空氣中的氧氣反應(yīng)形成氧化硅，從而保護(hù)負(fù)極硅顆粒的包覆；通過清理裝置及時清理排氣口的積料，使排氣口排氣順暢，不積料。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種實施例公開的鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置的結(jié)構(gòu)圖；

圖2為圖1中清理裝置在清理狀態(tài)下的示意圖；

圖3為圖1中最上層攪拌棒的側(cè)視圖。

圖中：

10、桶體；11、桶蓋；12、直桶；13、錐桶；14、排氣管；15、通口；20、尾氣收集罐；30、清理裝置；31、氣缸；32、活塞；33、氣缸桿；40、主軸；41、攪拌棒；42、第一刀片；43、第二刀片；44、刮刀；45、第一壓刀；46、第二壓刀；50、加熱爐。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，還需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)描述：

為解決現(xiàn)有技術(shù)中包覆不夠均勻、硅材料容易被氧化等問題，如圖1-3所示，本發(fā)明提供一種鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置，包括：桶體10、尾氣收集罐20、清理裝置30、攪拌裝置和加熱爐50；其中：

本發(fā)明的桶體10的外部設(shè)有加熱爐50，加熱爐50用于加熱桶體10；桶體10采用上直桶12下錐桶13的結(jié)構(gòu)形式，可防止桶體10內(nèi)部積料的問題，每次加料的最適加料量為錐桶13的體積。桶體10的底部設(shè)有出料口(圖中未示出)和向桶體內(nèi)通入保護(hù)氣的進(jìn)氣口(圖中未示出)，出料口處設(shè)有配合設(shè)有閥門，保護(hù)氣可選用氮?dú)?，通過向桶體10內(nèi)通入氮?dú)?，與桶體和物料中的空氣充分替換，避免納米硅與空氣中的氧氣反應(yīng)形成氧化硅，從而保護(hù)負(fù)極硅顆粒的包覆。桶體10的上端開口處扣有桶蓋11，桶蓋11上設(shè)有物料進(jìn)料口、廢氣排氣口和檢修口(圖中未示出)；通過物料進(jìn)料口向桶體內(nèi)加入石墨、納米硅和瀝青等物料，物料反應(yīng)產(chǎn)生的廢氣(氮?dú)夂徒褂蜌獾?通過排氣口進(jìn)行排出。

本發(fā)明的排氣口上安裝有排氣管14，排氣管14的中部設(shè)有與尾氣收集罐20相連接的通口15；清理裝置30密封排氣管14的頂端，避免廢氣從排氣管14頂端排出；清理裝置30具體包括安裝在排氣管14頂端的氣缸31和滑動設(shè)置在排氣管14內(nèi)的活塞32，活塞32的下端面與桶蓋11相配合，氣缸31通過氣缸桿33與活塞32相連；如圖1所示，初始狀態(tài)下，活塞,3位于通口15上方，尾氣收集罐20與桶體10相連通，桶體10內(nèi)產(chǎn)生的高溫氣體經(jīng)由排氣口、排氣管14、通口15進(jìn)入尾氣收集罐20中，高溫尾氣(焦油氣等)經(jīng)尾氣收集罐20冷凝變成液態(tài)，收集在尾氣收集罐20的底部，可自行排出；高溫尾氣(保護(hù)氣等)可經(jīng)尾氣收集罐20頂部的開口進(jìn)入相應(yīng)的收集罐中；當(dāng)需要清理排氣口處積料時，氣缸31帶動活塞32向下運(yùn)動，清理排氣口和排氣管內(nèi)的積料，如圖2所示。氣缸31帶動活塞32往復(fù)運(yùn)動，使排氣口排氣順暢、不積料。

如圖1、3所示，本發(fā)明在桶體10內(nèi)設(shè)有用于充分?jǐn)嚢栉锪系臄嚢柩b置，攪拌裝置包括主軸40和攪拌棒41；其中，主軸40設(shè)置在桶體10的軸線處，主軸40為內(nèi)部碳鋼軸心，碳鋼軸心外部包覆有不銹鋼；主軸40自上至下插入桶體內(nèi)，且上下可調(diào)整；主軸40的上端連接有電機(jī)和減速機(jī)(圖中未示出)，帶動主軸轉(zhuǎn)動；主軸的下端位于桶體(錐桶)底部；主軸40與桶蓋11的連接處填充有保溫材料，且在桶蓋11頂部的主軸位置處設(shè)有氣體保護(hù)腔(圖中未示出)，氣體保護(hù)腔內(nèi)充有大于桶體內(nèi)氣壓的保護(hù)氣，可避免桶體10內(nèi)的廢氣或灰塵順著主軸40進(jìn)入減速機(jī)中，損壞減速機(jī)；本發(fā)明還在桶蓋頂部的主軸位置處設(shè)有水浴冷凝器，主軸穿過水浴冷凝器中，對主軸進(jìn)行降溫。

本發(fā)明桶體內(nèi)的主軸40上固連有與桶蓋11相配合的刮刀44，刮刀與桶蓋內(nèi)壁之間的距離為3-50mm。

本發(fā)明桶體內(nèi)的主軸40上從下至上固連有多個水平設(shè)置的攪拌棒41，攪拌棒41的長短與錐桶相配合，攪拌棒41的中部固連在主軸上，上下相鄰兩個攪拌棒交錯5-90°布置，保證攪拌物料時受力均勻。下層至次上層的攪拌棒41設(shè)置在錐桶13，最上層的攪拌棒設(shè)置在直桶12內(nèi)。下層至第三層攪拌棒的兩端固連有將桶體內(nèi)物料沿桶體內(nèi)壁向上翻的第一刀片42，更具體的：第一刀片42與豎直面的夾角為20-60°，左端的第一刀片42為斜向前布置，右端的第一刀片42為斜向后布置，即；當(dāng)左端旋轉(zhuǎn)至右端時，左端的第一刀片42與右端的第一刀片42相重合；為了實現(xiàn)第一刀片42向上翻料的效果，上述第一刀片42的結(jié)構(gòu)布置配合俯視順時針旋轉(zhuǎn)的主軸40；為了保證第一刀片42對錐桶內(nèi)物料更優(yōu)的翻料效果，第一刀片42的形狀與錐桶相配合，第一刀片42與錐桶13內(nèi)壁(次底層至第三層第一刀片42與錐桶側(cè)壁、最底層第一刀片42與錐桶側(cè)壁和底壁)之間的距離為3-50mm。上兩層攪拌棒41的兩端固連有將上翻的物料下壓至桶底的第二刀片43，第二刀片與豎直面的夾角為20-60°左端的第二刀片43為斜向后布置，右端的第二刀片43為斜向前布置；上述第二刀片43的方向與第一刀片42的方向相反，在主軸轉(zhuǎn)動的過程中，第二刀片43可將上翻的物料下壓，避免上翻的物料濺至太高而造成排氣口積料；次上層的第二刀片43與錐桶13相配合，次上層的第二刀片43與錐桶13內(nèi)壁之間的距離為3-50mm；最上層的第二刀片43與直桶12相配合，最上層的第二刀片43與直桶12內(nèi)壁之間的距離為3-50mm。

為了配合第二刀片43實現(xiàn)將上翻的物料順著主軸下壓至桶底的壓料效果，本發(fā)明在錐桶13內(nèi)部分?jǐn)嚢璋?1的中部固連有將上翻的物料順著主軸下壓至桶底的第一壓刀45，第一壓刀45與豎直面的夾角為20-60°，左側(cè)第一壓刀45為斜向后布置，右側(cè)第一壓刀45為斜向前布置；直桶12內(nèi)攪拌棒41的中部固連有將上翻的物料順著主軸下壓至桶底的第二壓刀46，第二壓刀46與豎直面的夾角為20-60°，左側(cè)第二壓刀46為斜向后布置，右側(cè)第二壓刀46為斜向前布置。為了提高壓刀的強(qiáng)度，第一壓刀45、第二壓刀46可設(shè)計成三角形。

結(jié)合附圖1、3對本發(fā)明的攪拌裝置做以下詳細(xì)說明：

本發(fā)明的主軸40上共設(shè)有6根攪拌棒41，上下相鄰攪拌棒41呈90°交錯布置；第一根攪拌棒41設(shè)置在直桶12內(nèi)，第一根攪拌棒41的左端設(shè)有斜向后的第二刀片43，第一根攪拌棒41的左中部設(shè)有斜向后的第二壓刀46，第一根攪拌棒41的右端設(shè)有斜向前的第二刀片43，第一根攪拌棒41的右中部設(shè)有斜向前的第二壓刀46；第二至第六根攪拌棒41設(shè)置在錐桶13內(nèi)，第二根攪拌棒41的左端設(shè)有斜向后的第二刀片43，第二根攪拌棒41的左中部設(shè)有斜向后的第一壓刀45，第二根攪拌棒41的右端設(shè)有斜向前的第二刀片43，第二根攪拌棒41的右中部設(shè)有斜向前的第一壓刀45；第三至第六根攪拌棒41的左端設(shè)有斜向前的第一刀片42，右端設(shè)有斜向后的第一刀片42；為了保證中部物料的積塊，第三至第四根攪拌棒41的左中部設(shè)有斜向后的第一壓刀45，斜向后的第一壓刀45與左端第一刀片42之間的距離為100-300mm，若第一刀片42至主軸的距離較短時，則無需安裝第一壓刀45；第三至第四根攪拌棒41的右中部設(shè)有斜向前的第一壓刀45，斜向前的第一壓刀45與右端第一刀片42之間的距離為100-300mm，第一壓刀45的位置可與第二壓刀46的位置相配合。在主軸40俯視順時針轉(zhuǎn)動時，第一刀片42將物料從桶底順著桶內(nèi)壁向上翻到達(dá)最高點，第二刀片43、第一壓刀45和第二壓刀46將錐桶13中上翻的物料下壓至桶底，配合第一刀片42實現(xiàn)物料在錐桶內(nèi)的閉式循環(huán)。

本發(fā)明的刀片采用特殊形狀及排布方式使物料在桶體內(nèi)充分的翻滾流動(物料從桶底順著桶內(nèi)壁向上翻到達(dá)最高點，再順著主軸下壓到桶底，形成循環(huán))，使高溫時反應(yīng)散發(fā)出來的焦油等尾氣能順暢的排出排氣口；使物料在腔體內(nèi)充分的運(yùn)動起來，起到反應(yīng)充分，消除物料靜止的情況發(fā)生，加高腔體，使物料不易飛揚(yáng)至排氣口，從而減少排氣口堵塞現(xiàn)象。

本發(fā)明還提供一種基于鋰電池硅碳負(fù)極材料碳包覆裝置的硅碳負(fù)極材料的制備方法，包括：

從進(jìn)料口中向桶體內(nèi)加入石墨、納米硅(氧化亞硅)和瀝青，經(jīng)硅碳負(fù)極材料的制備工藝升溫曲線后，從出料口出料；

整個過程持續(xù)攪拌，持續(xù)從進(jìn)氣口中向桶體內(nèi)通入保護(hù)氣，置換桶體內(nèi)的空氣。

以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。