專利名稱：二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及到二次鋁電池正極活性材料的制備裝置，使用該實(shí)用新型的裝置
能在碳基上進(jìn)行硫的嵌滲。還涉及到機(jī)械、壓力容器和冶煉，由該裝置制備的材料涉及到電 化學(xué)。更具體地說本實(shí)用新型涉及到在碳基上嵌滲硫的一種裝置，能使硫在一定壓力下嵌 滲到碳基上，從而提高碳硫正極可逆活性材料比容量的制備裝置。
背景技術(shù)：
隨著人們對(duì)高能量密度電源的渴求，迫切需要廉價(jià)、安全、環(huán)保及高性能的二次電 池的開發(fā)與應(yīng)用。以鋁及其合金為負(fù)極材料、具有硫-硫鍵的硫基化合物為正極的二次鋁 硫電池則是滿足上述要求的電池之一。鋁、硫材料安全、環(huán)保、價(jià)格低廉且資源豐富，電池安 全性好。金屬鋁理論能量密度高達(dá)2980mAh/g，僅次于金屬鋰(3862mAh/g)。其體積比容量 為8050mAh/cm 約為鋰(2040mAh/cm3)的4倍，鋁電極電位在中性及酸性介質(zhì)中為-1. 66V， 在堿性介質(zhì)中為_2. 35V，元素硫也具有較大的理論能量密度(1670mAh/g) ， 二者都是理想 的高能電池材料。 雖然硫的理論容量很高，但單質(zhì)硫(S8)是絕緣體，電化學(xué)活性很低，實(shí)際容量很 低。放電產(chǎn)物鋁硫化合物容易被電解質(zhì)溶液所溶解，并與金屬負(fù)極反應(yīng)，使得循環(huán)容量衰減 很快。通常的解決方法是，在正極材料的制作過程中，加入大量電子導(dǎo)體，解決硫不導(dǎo)電的 缺點(diǎn)?；钚蕴?、石墨、碳納米管等碳材料是最常用于硫正極復(fù)合材料的電子導(dǎo)體。 現(xiàn)有技術(shù)碳硫正極材料的制備設(shè)備使用的幾乎全是管式爐。在惰性氣體保護(hù)常壓 條件下、通過靜態(tài)加熱以實(shí)現(xiàn)碳硫的吸附。但由于在管式爐里的惰性氣體為常壓流通式，與 外界相通，很大一部分氣態(tài)硫隨惰性氣體排出，損失很多。 一是效率低，硫損失大，造成包覆 效率低；二是沒有形成碳硫間化物，經(jīng)過反應(yīng)生成可溶性多硫化物，溶解于離子電解液中， 生成不可逆反應(yīng)的無序硫；三是沒有翻滾攪拌，包覆不均勻，底部結(jié)塊；四是氣態(tài)硫隨惰性 氣體排出，污染了環(huán)境。由于沒有相應(yīng)的條件，基本都是碳硫的混和，所以容量不高，可逆反 應(yīng)差。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提供一種可翻滾能加壓(力)嵌滲(管式)爐，通過翻滾使?fàn)t內(nèi)的碳
硫材料更均勻地復(fù)合，氣態(tài)硫和熔融硫在一定壓力和溫度下，在碳基上實(shí)現(xiàn)嵌滲。 本實(shí)用新型裝置的目的在于提供一種碳基硫正極材料制備的裝置。 本發(fā)明的另一 目的是為了實(shí)現(xiàn)一種"碳基嵌滲硫"工藝。"碳基嵌滲硫"是指通過
本實(shí)用新型裝置，將置于其中的碳硫混合物加熱、加壓以及勻速翻滾攪拌，使?fàn)t內(nèi)的碳硫材
料更均勻地復(fù)合，使得氣態(tài)硫和熔融硫嵌入和滲進(jìn)碳材料的微孔內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)硫被碳深度
內(nèi)包覆，提高硫正極活性材料的可逆性和比容量的一種工藝。也就是說，該裝置具有工業(yè)實(shí)
用性。關(guān)于這一點(diǎn)將在下面的具體操作步驟中作更詳細(xì)的敘述。 本實(shí)用新型的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)，一種碳硫高壓嵌滲裝置包括支架或機(jī)架1、爐體2、控制箱3、調(diào)速電機(jī)4、壓力表5、安全閥6、傳動(dòng)皮帶7、進(jìn)氣管及閥8、排氣管及閥9、9-1、連接法蘭及螺栓10、溫度傳感器11、罐體12、前轉(zhuǎn)動(dòng)軸及軸承13、后轉(zhuǎn)動(dòng)軸16-1 、軸承16-2， 用于支撐爐體2和罐體12的支架或機(jī)架1是由鋼材焊接成的鋼結(jié)構(gòu)件，前、后轉(zhuǎn)動(dòng)軸13、 16-1通過兩端的花鍵與罐體12聯(lián)結(jié)，[0010] 其特征在于 爐體2被水平設(shè)置在支架1上，該爐體2是該裝置的加熱部分，其外形呈圓柱體，中間是空心的爐膛17，其中的加熱元件為鐵鉻鋁合金絲，保溫材料為硅酸鋁耐火纖維、用于放置并加熱罐體12的爐膛17是采用碳化硅環(huán)型耐火材料制成的管狀體；爐膛17的兩端用耐高溫橡膠封??； 罐體12是其底部為半球形結(jié)構(gòu)的罐體，如上所述該罐體12被水平地設(shè)置在該爐體2的爐膛17內(nèi)，其右面和左面有前轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承13和后轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承16-1、 16-2，該罐體12被設(shè)置成可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的翻滾壓力管式爐，其右面伸出爐體2的部分還設(shè)有用于開啟和密封罐體12的左、右連接法蘭IO，該連接法蘭10上設(shè)有與調(diào)速電機(jī)4連接的部件，并通過傳動(dòng)皮帶7與調(diào)速電機(jī)4和控制箱3連接，該法蘭上設(shè)有2個(gè)小孔，分別插入測壓管和用于放置安全伐的管，罐體12是全部由不銹鋼鋼焊接制成的，該罐體耐壓達(dá)2. 0-3. O兆帕，安全閥開啟壓力為1.6-2.0兆帕； 用于設(shè)置加熱程序和控制爐溫及轉(zhuǎn)速的控制箱3是由PLC程序控制、溫度表、轉(zhuǎn)速表和功能按鈕構(gòu)成的。 花鍵與罐體12聯(lián)結(jié)屬于公知技術(shù)，此處不再描述。 如以上所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于上述爐體2是由金屬外爐壁、金屬多孔發(fā)熱內(nèi)爐壁18、爐膛17、環(huán)狀多孔耐火絕緣套21 (或簡稱耐火絕緣套21)、保溫外爐套20、加熱電阻絲19和測溫孔15組成。 如以上所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于上述罐體12包括罐壁22、連接法蘭10、10-1、封頭14和罐蓋，在封頭14的中心點(diǎn)設(shè)置前轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承13，連接法蘭10、 10-1上設(shè)置羅栓孔24、24-1和密封線23，該罐體耐壓達(dá)2. 5兆帕，安全閥開啟壓力為1.8兆帕。 如以上所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于罐蓋上設(shè)置進(jìn)氣管
8-l，在進(jìn)氣管8-1上安裝進(jìn)氣閥8-2和壓力表5，罐蓋上設(shè)有羅栓孔24、24-1，在該蓋的中
心點(diǎn)安裝后轉(zhuǎn)動(dòng)軸16-1，軸上設(shè)置軸承16-2，在另一管子上設(shè)置安全閥6和排氣閥9-1。 利用本實(shí)用新型的裝置實(shí)施硫在碳中的嵌滲的方法，參見本發(fā)明創(chuàng)造人的另一發(fā)
明專利，此處再簡單描述硫在碳中的嵌滲的方法，希望證明利用本裝置可以達(dá)到實(shí)施硫在
碳中的嵌滲的目的。 具體操作步驟如下 1.由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸13-l、16-l與罐體12之間用花鍵聯(lián)結(jié)，因此，脫開轉(zhuǎn)動(dòng)軸13-1、16-1，取出嵌滲罐體12 ;卸開嵌滲罐體上的法蘭羅栓10、10-1，開啟罐體上蓋(或簡稱罐蓋)，往里面裝料；(由于轉(zhuǎn)動(dòng)軸13-1、 16-1與罐體12之間用花鍵聯(lián)結(jié)，這樣裝卸便于裝出料，很方便)； 2.裝料后蓋上罐蓋，再擰緊法蘭螺栓10、10-l，放入爐體2內(nèi)，對(duì)上轉(zhuǎn)動(dòng)軸13-1、
416-1上的花鍵； 3.在進(jìn)氣管8-l處接上通惰性氣體軟管，開啟進(jìn)氣閥8-2 ;在排氣管9處接上一根軟管，將軟管的另一端放入水中，開啟排氣閥9-l ;此過程為排除罐內(nèi)空(氣)過程；[0023] 4.待完成排空后先關(guān)閉排氣管9上的排氣閥9-l，待壓力表上顯示所需保持的壓力后，再關(guān)閉進(jìn)氣管8或8-1處的進(jìn)氣閥8-2 ; 5.拆除進(jìn)氣管8或8-1上的惰性氣體進(jìn)氣軟管和排氣管9上的排氣軟管； 6.在控制箱4上根據(jù)以下所述的工藝設(shè)定升溫程序和嵌滲罐的轉(zhuǎn)速； 7.升溫程序可設(shè)8步，溫度在10 100(TC調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)速在0 200轉(zhuǎn)/分內(nèi)調(diào)節(jié)； 8、完成上述1 7操作以后即可開啟控制箱3上的電源開關(guān)開始工作； 9、完成全部程序后自動(dòng)關(guān)機(jī)； 10、出料重復(fù)(1)的操作，就可以往外面出料； 11、出料以后將罐體清洗干凈，重新裝料后重復(fù)(2)、 (3)的動(dòng)作，進(jìn)入下一輪生產(chǎn)過程。 本實(shí)用新型裝置的特點(diǎn)是在碳硫嵌滲過程中，可以在排除空氣后通入惰性氣體保護(hù)； 本實(shí)用新型裝置的另一個(gè)特點(diǎn)是在碳硫嵌滲過程中，可以加壓和保持硫蒸氣壓力，形成碳硫間化物，提高了硫在碳中的嵌滲量； 本實(shí)用新型裝置的再一個(gè)特點(diǎn)是在碳硫嵌滲過程中，嵌滲罐體可以轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)罐內(nèi)材料翻滾攪拌；硫嵌滲均勻、不結(jié)塊； 本實(shí)用新型裝置的其他特點(diǎn)是在本裝置內(nèi)達(dá)到嵌滲平衡壓力后能保溫嵌滲；[0035] 本實(shí)用新型裝置的其他特點(diǎn)是本裝置自動(dòng)化程度高，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度低。[0036] 本實(shí)用新型的裝置與現(xiàn)有技術(shù)相比較，具有以下優(yōu)點(diǎn) 1.本實(shí)用新型裝置在排空條件下同時(shí)加溫、加壓和翻轉(zhuǎn)，達(dá)到嵌滲平衡壓力后，氣態(tài)硫和熔融硫在一定硫氣壓力下在碳基微孔內(nèi)實(shí)現(xiàn)嵌滲；與普通管式爐包覆硫相比，實(shí)現(xiàn)了硫在碳基上的嵌滲，硫的利用率高，嵌滲量大，硫嵌滲均勻，不結(jié)塊，實(shí)現(xiàn)了高效率自動(dòng)化生產(chǎn)； 2.如上所述由于提供了一種可翻滾壓力管式爐，通過翻滾使?fàn)t內(nèi)的碳硫材料更均勻地復(fù)合，氣態(tài)硫和熔融硫在一定壓力下在碳基上實(shí)現(xiàn)嵌滲，提高了碳硫正極可逆活性材料比容量； 3.由于氣態(tài)硫和熔融硫在一定壓力下在碳基上實(shí)現(xiàn)嵌滲，隨惰性氣體排出的氣態(tài)硫的量大大減少，硫損失量小，對(duì)環(huán)境的污染小，因此，具有很好的環(huán)保效益；[0040] 4.本裝置自動(dòng)化程度高，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度低，具有很好的社會(huì)效益。

圖1是本實(shí)用新型的碳硫高壓嵌滲裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本實(shí)用新型的碳硫高壓嵌滲裝置中的爐體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2中爐體是本實(shí)用新型裝置的加熱部分，由金屬外爐壁、環(huán)狀多孔耐火絕緣保溫套、發(fā)熱內(nèi)爐膛、加熱電阻絲和測溫孔、爐腔或(爐膛)組成。它的特點(diǎn)為發(fā)熱均勻，加熱效果好；
5[0044] 圖3是本實(shí)用新型的碳硫高壓嵌滲裝置中的罐體結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3中碳硫高壓嵌滲裝置罐體是本裝置的主要部分，該罐體包括罐壁、封頭、連
接法蘭、密封面轉(zhuǎn)動(dòng)軸和軸承，罐體是可轉(zhuǎn)動(dòng)的，全部采用耐高溫不銹鋼制成，耐腐蝕、耐高
溫、耐壓、材料性質(zhì)穩(wěn)定，特別設(shè)計(jì)了密封面，采用石墨密封圈密封，高溫下密封效果好； 圖4是本實(shí)用新型的碳硫高壓嵌滲裝置中的罐體蓋子結(jié)構(gòu)示意圖。 碳硫高壓嵌滲裝置罐蓋結(jié)構(gòu)雖然比較小，但比較復(fù)雜，也比較重要。它主要由法 轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承、進(jìn)出氣孔、壓力表、安全閥組成，進(jìn)出氣管采用長短設(shè)計(jì)，可以防止在出氣時(shí)罐內(nèi)粉體被夾帶著排出。[0049] 圖中 1、支架或機(jī)架是用鋼材焊接成的鋼結(jié)構(gòu)件，主要是支撐爐體和可以轉(zhuǎn)動(dòng)嵌滲罐體的，支撐嵌滲罐兩端裝有軸承。 2、爐體是裝置的加熱部分，外形呈一圓柱體。加熱元件采用鐵鉻鋁合金絲、保溫材料是硅酸鋁耐火纖維、爐膛采用碳化硅環(huán)型耐火材料制成的管狀體。 3、控制箱是設(shè)置加熱程序和控制爐溫和轉(zhuǎn)速的，包括PLC程序控制、溫度表、轉(zhuǎn)速表和功能按扭。
4、調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)罐體轉(zhuǎn)動(dòng)。[0054] 5、壓力表顯示罐內(nèi)壓力。 6、安全閥開啟壓力可調(diào)。設(shè)定后當(dāng)罐內(nèi)壓力超過一定值時(shí)它就開啟，使本裝置能安全運(yùn)行； 7、傳動(dòng)皮帶將調(diào)速電機(jī)的動(dòng)力傳給嵌滲罐，帶動(dòng)嵌滲罐轉(zhuǎn)動(dòng)。[0057] 8、進(jìn)氣管及閥用不銹鋼制成。裝料后通入惰性氣體，在嵌滲過程中關(guān)閉；[0058] 8-l、進(jìn)氣管耐高溫不銹鋼管，伸入罐體中底部；以提高排空效果；[0059] 8-2、進(jìn)氣閥進(jìn)氣控制的開關(guān)； 9、排氣管及閥用不銹鋼制成，這是讓罐內(nèi)空氣排出，在嵌滲過程前關(guān)閉；[0061] 9-l、排氣閥排氣控制的開關(guān)； 10、連接法蘭及螺栓連接法蘭及螺栓全部用不銹鋼制成，緊固螺栓四個(gè)，擰開螺栓掀開上法蘭就可加料，加料以后，蓋上上法蘭，擰緊螺栓罐體內(nèi)就被封密了 ；[0063] 10-1、連接法蘭用耐高溫不銹鋼材料制成，與罐壁焊接成一體；[0064] 11、溫度傳感器用于測量爐內(nèi)實(shí)際溫度。
12、罐體用不銹鋼鋼制成，底部是不銹鋼封頭，全部焊接而成，罐體經(jīng)過
2. 5±0. 5兆帕耐壓試驗(yàn)。安全閥開啟壓力為1. 8±0. 2兆帕。 13、前轉(zhuǎn)動(dòng)軸及軸承該轉(zhuǎn)動(dòng)軸使兩端的花鍵與罐體聯(lián)結(jié)。
13-1、前轉(zhuǎn)動(dòng)軸金屬材料制成，用以支撐罐體和安裝軸承以及傳動(dòng)輪； 13-2、軸承起支撐和轉(zhuǎn)動(dòng)功能； 14、封頭用耐高溫不銹鋼材料壓制而成，與罐壁焊接成一體；[0070] 15、測溫孔是用來插入溫度傳感器的小孔，它在爐體的中部；[0071] 16、后轉(zhuǎn)動(dòng)軸及軸承起支撐和轉(zhuǎn)動(dòng)功能。[0072] 16-1后轉(zhuǎn)動(dòng)軸金屬材料制成，用以支撐罐體和安裝軸承；[0073]16--2軸承起支撐和轉(zhuǎn)動(dòng)功能。17-,爐膛是放入嵌滲罐體加熱的，兩端有耐高溫橡膠封住；18-,發(fā)熱內(nèi)爐壁是導(dǎo)熱性好、耐高溫的金屬制成，呈多孔狀；19-,加熱絲或加熱電阻絲是大功率加熱電阻絲；20-,保溫外爐套金屬材料制成；21-,耐火絕緣套環(huán)狀多孔耐火絕緣保溫套，環(huán)內(nèi)圈向爐膛也呈多孔狀22->罐壁；用耐高溫不銹鋼材料加工而成的；23-,密封線為增加密封性能在連接法蘭上加工出來的；24-,羅栓孔羅栓連接用；24--1、羅栓孔羅栓連接用；
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例(即，使用該碳硫高壓嵌滲裝置收到了好效果的具體實(shí)施例)對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。[0084] 實(shí)施例1 取碳、石墨、活性碳中的一種和單質(zhì)硫粉末按c : s=i : 3或20g : 60g重量比，
加酒精球磨混合2小時(shí)，取出后放入真空干燥箱內(nèi)9(TC烘10小時(shí)；在高壓嵌滲罐里加入上述混合烘干后的碳和硫粉末后密封，打開壓力罐進(jìn)氣和排氣閥通氬氣擠排空氣半小時(shí)；關(guān)閉排氣閥待壓力升至0. 1兆帕后關(guān)閉進(jìn)氣閥，電阻爐開始對(duì)高壓嵌滲罐加熱。當(dāng)爐溫升到20(TC時(shí)，保持2h ;再升溫到45(TC，保持3h ;停止加溫，隨爐冷卻后出爐，研磨過篩，加入導(dǎo)電劑和粘合劑，以重量計(jì)其比例為7 : 2 : l，制成正極活性材料漿料，涂在O. 16mm厚的泡沫鎳基體上，烘干碾壓至0. 6mm裁成40mm寬X 150mm長的極片，和0. 16mm厚的玻璃纖維非織隔膜以及用鋁粉或鋁箔、鋁合金中一種作為負(fù)極活性材料制成的負(fù)極巻繞成電蕊裝入鍍鎳鋼殼、不銹鋼殼或鋁殼，再加入有機(jī)電解質(zhì)，封口制成圓柱二次鋁電池或AA型圓柱二次鋁電池。 實(shí)施例2 按與實(shí)施例l相同的方法制備， 是將活性碳和硫的重量比例調(diào)整為l : 4;增加
了硫的高壓嵌滲量，提高了正極的比容量。[0088] 實(shí)施例3 按與實(shí)施例1相同的方法制備，只是將碳基和硫的重量比例調(diào)整為1 : 5 ;增加了
硫的嵌滲量，提高了正極的比容量 實(shí)施例4 按與實(shí)施例1相同的方法制備，只是使用的是二元碳基，即活性碳及單質(zhì)硫粉末
與石墨一起混和，具體比例以重量計(jì)為活性碳單質(zhì)硫粉末石墨=o. 5 : 5 : o. 5。 實(shí)施例5 按與實(shí)施例1相同的方法制備，只是使用的是二元碳基，即在活性碳及單質(zhì)硫粉
末與石墨一起混和，具體比例以重量計(jì)為活性碳單質(zhì)硫粉末石墨=0.8 : 5 : 0.2。 對(duì)比實(shí)施例6 取碳、石墨、活性碳中的一種和單質(zhì)硫粉末按c : s=i : 3或20g : 60g重量比，加酒精球磨混合2小時(shí)，取出后放入真空干燥箱內(nèi)9(TC烘10小時(shí)；存放在鉗鍋里，置于管式爐里，通氬氣擠排空氣半小時(shí)；然后開始20(TC時(shí)保持2h ;45(TC保持3h ;停止加溫，隨爐冷卻后出爐，其它步驟與實(shí)施例1相同。
硫的嵌滲量與電性能見下表碳硫比實(shí)施例1實(shí)施例2實(shí)施例3實(shí)施例4實(shí)施例5對(duì)比實(shí)施例6從表中可以看出隨著碳硫比例的調(diào)整，硫的嵌滲隨碳硫比例的調(diào)整，硫的嵌滲量
硫的嵌滲量放電克容J放電平臺(tái)
61. 94%323. lmAh,'g1. 62V
69. 52%359. 6mAh,'g1. 59V
80. 68%417. 5mAh,'g1. 58V
75. 47%341. 3mAh,'g1. 68V
76. 30%364. 9mAh,'g1. 66V
40. 13%208. 5mAh,'g1. 54V
備注
量呈上升趨勢；上升，放電克容』也都有所上升；
二元碳基嵌滲硫的放電平臺(tái)要比對(duì)比實(shí)施例6高出0. 12V，要比單元嵌滲硫高出 [0098][0099][0100][0101][0102][0103][0104][0105][0106][0107]0. 08V ; 尤其是當(dāng)將實(shí)施例1與對(duì)比實(shí)施例6相比較時(shí)，可以看出其他條件相同時(shí)高壓
產(chǎn)生了好的效果，使硫的嵌滲量提高了，放電克容量也提高了，同時(shí)也表明使用了該碳硫高
壓嵌滲裝置，確實(shí)使硫的嵌滲量提高了，放電克容量也提高了，收到了好的效果。 以下實(shí)施例是結(jié)合附圖和附圖標(biāo)記對(duì)本實(shí)用新型的形狀、構(gòu)造進(jìn)行描述。 實(shí)施例7 —種二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置包括支架或機(jī)架1、爐體2、控制箱3、調(diào)速電
機(jī)4、壓力表5、安全閥6、傳動(dòng)皮帶7、進(jìn)氣管及閥8、排氣管及閥9、9-1、連接法蘭及螺栓10、
溫度傳感器11、罐體12、前轉(zhuǎn)動(dòng)軸及軸承13、后轉(zhuǎn)動(dòng)軸16-1、軸承16-2， 用于支撐爐體2和罐體12的支架或機(jī)架1是由鋼材焊接成的鋼結(jié)構(gòu)件，前、后轉(zhuǎn)
動(dòng)軸13、 16-1通過兩端的花鍵與罐體12聯(lián)結(jié)， 其特征在于 爐體2被水平設(shè)置在支架1上，該爐體2是該裝置的加熱部分，其外形呈圓柱體，中間是空心的爐膛17，其中的加熱元件為鐵鉻鋁合金絲，保溫材料為硅酸鋁耐火纖維、用于放置并加熱罐體12的爐膛17是采用碳化硅環(huán)型耐火材料制成的管狀體；爐膛17的兩端用耐高溫橡膠封??； 罐體12是其底部為半球形結(jié)構(gòu)的罐體，該罐體12被水平地設(shè)置在該爐體2的爐膛17內(nèi)，其右面和左面有前轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承13和后轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承16-1、 16-2，該罐體12被設(shè)置成可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的翻滾壓力管式爐，其右面伸出爐體2的部分還設(shè)有用于開啟和密封罐體12的左、右連接法蘭IO，該連接法蘭10上設(shè)有與調(diào)速電機(jī)4連接的部件，并通過傳動(dòng)皮帶7與調(diào)速電機(jī)4和控制箱3連接，該法蘭上設(shè)有2個(gè)小孔，分別插入測壓管和用于放置安全伐的管，罐體12是全部由不銹鋼鋼焊接制成的，該罐體耐壓達(dá)2. 0-3. 0兆帕，安全閥開啟壓力為1.6-2.0兆帕； 用于設(shè)置加熱程序和控制爐溫及轉(zhuǎn)速的控制箱3是由PLC程序控制、溫度表、轉(zhuǎn)速
8表和功能按鈕構(gòu)成的。 實(shí)施例8 如以上所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于上述爐體2是由金屬 外爐壁、金屬多孔發(fā)熱內(nèi)爐壁18、爐膛17、環(huán)狀多孔耐火絕緣套21 (或簡稱耐火絕緣套21)、 保溫外爐套20、加熱電阻絲19和測溫孔15組成。 實(shí)施例9 如以上所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于上述罐體12包括罐壁 22、連接法蘭10、10-1、封頭14和罐蓋，在封頭14的中心點(diǎn)設(shè)置前轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承13，連接法 蘭10、 10-1上設(shè)置羅栓孔24、24-1和密封線23，該罐體耐壓達(dá)2. 5兆帕，安全閥開啟壓力為 1.8兆帕。 實(shí)施例10 如以上所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于罐蓋上設(shè)置進(jìn)氣管 8-l，在進(jìn)氣管8-1上安裝進(jìn)氣閥8-2和壓力表5，罐蓋上設(shè)有羅栓孔24、24-1，在該蓋的中 心點(diǎn)安裝后轉(zhuǎn)動(dòng)軸16-1，軸上設(shè)置軸承16-2，在另一管子上設(shè)置安全閥6和排氣閥9-1。 應(yīng)當(dāng)說明的是，以上實(shí)施例只是為了對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)的描述，不是 用來對(duì)所述的權(quán)利要求進(jìn)行限定的，在不脫離本實(shí)用新型的構(gòu)思和精神的范圍內(nèi)，本領(lǐng)域 普通技術(shù)人員可以進(jìn)行各種改進(jìn)或改變，仍然屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置包括支架或機(jī)架(1)、爐體(2)、控制箱(3)、調(diào)速電機(jī)(4)、壓力表(5)、安全閥(6)、傳動(dòng)皮帶(7)、進(jìn)氣管及閥(8)、排氣管及閥(9、9-1)、連接法蘭及螺栓(10)、溫度傳感器(11)、罐體(12)、前轉(zhuǎn)動(dòng)軸及軸承(13)、后轉(zhuǎn)動(dòng)軸(16-1)、軸承(16-2)，用于支撐爐體(2)和罐體(12)的支架或機(jī)架(1)是由鋼材焊接成的鋼結(jié)構(gòu)件，前、后轉(zhuǎn)動(dòng)軸(13)、(16-1)通過兩端的花鍵與罐體(12)聯(lián)結(jié)，其特征在于爐體(2)被水平設(shè)置在支架或機(jī)架(1)上，該爐體(2)是該裝置的加熱部分，其外形呈圓柱體，中間是空心的爐膛(17)，其中的加熱元件為鐵鉻鋁合金絲，保溫材料為硅酸鋁耐火纖維、用于放置并加熱罐體(12)的爐膛(17)是采用碳化硅環(huán)型耐火材料制成的管狀體；爐膛(17)的兩端用耐高溫橡膠封??；罐體(12)是其底部為半球形結(jié)構(gòu)的罐體，該罐體(12)被水平地設(shè)置在該爐體(2)的爐膛(17)內(nèi)，其右面和左面有前轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承(13)和后轉(zhuǎn)動(dòng)軸、軸承(16-1)、(16-2)，該罐體(12)被設(shè)置成可以穩(wěn)定轉(zhuǎn)動(dòng)的翻滾壓力管式爐，其右面伸出爐體(2)的部分還設(shè)有用于開啟和密封罐體(12)的左、右連接法蘭(10)，該連接法蘭(10)上設(shè)有與調(diào)速電機(jī)(4)連接的部件，并通過傳動(dòng)皮帶(7)與調(diào)速電機(jī)(4)和控制箱(3)連接，連接法蘭(10)上設(shè)有2個(gè)小孔，分別插入測壓管和用于放置安全伐的管，罐體(12)是全部由不銹鋼鋼焊接制成的，該罐體耐壓達(dá)2.0-3.0兆帕，安全閥開啟壓力為1.6-2.0兆帕；用于設(shè)置加熱程序和控制爐溫及轉(zhuǎn)速的控制箱(3)是由PLC程序控制、溫度表、轉(zhuǎn)速表和功能按鈕構(gòu)成的。
2. 如權(quán)利要求1所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于上述爐體(2)是 由金屬外爐壁、金屬多孔發(fā)熱內(nèi)爐壁(1S)、爐膛(17)、環(huán)狀多孔耐火絕緣套(21)、保溫外爐 套(20)、加熱電阻絲(19)和測溫孔(15)組成。
3. 3.如權(quán)利要求1所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于上述罐體(12) 包括罐壁(22)、連接法蘭(10、10-1)、封頭(14)和罐蓋，在封頭(14)的中心點(diǎn)設(shè)置前轉(zhuǎn)動(dòng) 軸(13)，軸上設(shè)置軸承，連接法蘭(10、 10-1)上設(shè)置羅栓孔(24、24-1)和密封線(23)，該罐 體耐壓達(dá)2.5兆帕，安全閥開啟壓力為1.8兆帕。
4. 如權(quán)利要求3所述的二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置，其特征在于罐蓋上設(shè)置進(jìn) 氣管(8-l)，在進(jìn)氣管(8-1)上安裝進(jìn)氣閥(8-2)和壓力表(5)，罐蓋上設(shè)有羅栓孔(24、 24-1)，在該蓋的中心點(diǎn)安裝后轉(zhuǎn)動(dòng)軸(16-1)，軸上設(shè)置軸承(16-2)，在另一管子上設(shè)置安 全閥(6)和排氣閥(9-1)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種適用于二次鋁電池正極活性物質(zhì)制備的裝置，更具體地說公開了一種或幾種碳基的表面和孔內(nèi)用一定的壓力和溫度嵌滲硫的裝置，即二次鋁電池碳硫高壓嵌滲裝置。該裝置包括支架或機(jī)架及爐體、控制部分、罐體和傳動(dòng)部分。該設(shè)備采用電阻方式加熱，溫度傳感器測溫；材料在嵌滲罐體內(nèi)壓力嵌滲，動(dòng)力翻動(dòng)；采用PLC設(shè)置程序、控制加溫、保溫和翻動(dòng)轉(zhuǎn)速。碳硫高壓嵌滲裝置在嵌滲過程中，達(dá)到嵌滲平衡壓力后自動(dòng)保溫和翻動(dòng)，自動(dòng)化程度高，操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度低，硫嵌滲均勻、不結(jié)塊、嵌滲量高。
文檔編號(hào)H01M4/1393GK201549544SQ20092021839
公開日2010年8月11日 申請(qǐng)日期2009年10月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月15日
發(fā)明者焦德華, 趙宇光 申請(qǐng)人:無錫歐力達(dá)新能源電力科技有限公司