一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，由支架、混合腔體和密封蓋構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，密封蓋的上端部設(shè)有防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)，防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)與轉(zhuǎn)子進(jìn)行固定連接，轉(zhuǎn)子設(shè)置在混合腔體的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)子上還設(shè)置有攪拌槳，密封蓋上對(duì)稱設(shè)置有通氣口和排氣口，通氣口的側(cè)邊設(shè)置有一霧化噴嘴，排氣口的側(cè)邊設(shè)置有加料口，混合腔體的下端部還設(shè)置有一出料口，出料口與收料桶進(jìn)行固定連接。本設(shè)備可以滿足混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積等多種方法制備硅碳復(fù)合材料，可以大大減少操作的復(fù)雜性和設(shè)備的數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本；通過(guò)特制的攪拌槳攪拌可以保證混合均勻，裂解完全，沉積均一，從而保證制備的硅碳復(fù)合材料性能優(yōu)良。
【專利說(shuō)明】
一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種用于鋰離子電池負(fù)極硅碳復(fù)合材料的生產(chǎn)制備，具體涉及一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]硅材料作為鋰離子電池負(fù)極材料時(shí)，室溫下具有高達(dá)3580mAh/g的比容量，但硅與鋰合金化時(shí)會(huì)產(chǎn)生的巨大體積膨脹導(dǎo)致自身粉化，同時(shí)硅材料作為半導(dǎo)體，自身電子導(dǎo)電性較差，嚴(yán)重影響了硅材料在電池中的性能。
[0003]將硅基材料與碳材料復(fù)合是解決硅基材料循環(huán)性能差和導(dǎo)電性差的有效方法，在眾多的復(fù)合方法中，將硅基材料與碳材料混合、固相裂解、化學(xué)氣相沉積是目前常用的方法。目前大部分的硅碳復(fù)合材料制備工藝中都會(huì)用上這幾種方法，往往采用分開(kāi)的工藝步驟和不同的設(shè)備，操作復(fù)雜，設(shè)備較多，成本較高。而且目前的固相裂解包碳都采用靜態(tài)燒結(jié)，存在燒結(jié)溫度不穩(wěn)定，裂解的碳不均一等問(wèn)題，化學(xué)氣相沉積包碳為保證碳包覆層完全和均勻，也需要使用旋轉(zhuǎn)爐或者回轉(zhuǎn)窯。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，現(xiàn)提供一種可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)硅基材料混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積的硅碳復(fù)合材料專用生產(chǎn)設(shè)備，混合效果好、燒結(jié)完全、沉積均一的生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備。
[0005]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，其創(chuàng)新點(diǎn)在于:由支架、混合腔體和密封蓋構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，所述密封蓋的上端部設(shè)有防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)與轉(zhuǎn)子進(jìn)行固定連接，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在混合腔體的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)子上還設(shè)置有攪拌槳，所述密封蓋上對(duì)稱設(shè)置有通氣口和排氣口，所述通氣口的側(cè)邊設(shè)置有一霧化噴嘴，所述排氣口的側(cè)邊設(shè)置有加料口，所述混合腔體的下端部還設(shè)置有一出料口，所述出料口與收料桶進(jìn)行固定連接。
[0006]進(jìn)一步的，所述攪拌槳的結(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的多層攪拌槳葉結(jié)構(gòu)，所述每層槳葉與混合腔體內(nèi)壁間距為1-3mm。
[0007]進(jìn)一步的，所述通氣口、排氣口、霧化噴嘴和加料口均設(shè)置在密封蓋的上表面。
[0008]進(jìn)一步的，所述混合腔體固定安裝在支架上，所述密封蓋設(shè)置在混合腔體的上端部，所述混合腔體內(nèi)還設(shè)置有一加熱裝置。
[0009]本發(fā)明的有益效果如下:
(I)本設(shè)備可以滿足混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積等多種方法制備硅碳復(fù)合材料，可以大大減少操作的復(fù)雜性和設(shè)備的數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本。
[0010](2)本發(fā)明通過(guò)多層攪拌槳攪拌可以保證混合均勻，裂解完全，沉積均一，從而保證制備的硅碳復(fù)合材料性能優(yōu)良。
[0011](3)本發(fā)明通過(guò)在密封蓋設(shè)置霧化噴嘴，可以通入改性劑進(jìn)行硅碳材料表面改性，進(jìn)一步提升制備的硅碳材料性能。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0014]如圖1所示為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，由支架
11、混合腔體I和密封蓋2構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，密封蓋2的上端部設(shè)有防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)5，防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)5與轉(zhuǎn)子3進(jìn)行固定連接，轉(zhuǎn)子3設(shè)置在混合腔體I的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子3上還設(shè)置有攪拌槳4，密封蓋2上對(duì)稱設(shè)置有通氣口 7和排氣口 10，通氣口 7的側(cè)邊設(shè)置有一霧化噴嘴8，排氣口 10的側(cè)邊設(shè)置有加料口 9，混合腔體I的下端部還設(shè)置有一出料口 12，出料口 12與收料桶6進(jìn)行固定連接，攪拌槳4的結(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的多層攪拌槳葉結(jié)構(gòu)，每層槳葉與混合腔體I內(nèi)壁間距為1-3mm ο
[0015]工作原理:將10g粒徑為200nm的一氧化硅粉末和3g聚乙烯吡咯烷酮加入100g乙醇中，采用高速分散機(jī)進(jìn)行混合分散Ih，轉(zhuǎn)速為100rpm，得到漿料;將500g平均粒徑為20微米的人造石墨通過(guò)進(jìn)料口 9加入混合腔體I中，蓋上密封蓋2，開(kāi)啟旋轉(zhuǎn)電機(jī)5進(jìn)行攪拌，使轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)速為150rpm，然后通過(guò)通氣口 7和排氣口 10通入氬氣，排盡空氣;接著開(kāi)啟混合腔體I的加熱，以10°C/min升溫至100°C，然后將配制的漿料通過(guò)噴霧8噴灑在石墨表面進(jìn)行包覆。接著以50C/min升溫至900°C，通入乙烯，流量為2.5L/min，沉積3小時(shí)；最后關(guān)閉加熱和氣相碳源，待溫度降至室溫后從出料口 6出料收集得到最終的硅碳復(fù)合材料。
[0016]本設(shè)備可以滿足混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積等多種方法制備硅碳復(fù)合材料，可以大大減少操作的復(fù)雜性和設(shè)備的數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本，通過(guò)特制的攪拌槳4攪拌可以保證混合均勻，裂解完全，沉積均一，從而保證制備的硅碳復(fù)合材料性能優(yōu)良，同時(shí)密封蓋2帶有的霧化噴嘴8還可以通入改性劑進(jìn)行硅碳材料表面改性，進(jìn)一步提升制備的硅碳材料性能。
[0017]上述實(shí)施例只是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過(guò)創(chuàng)造性勞動(dòng)即可在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本發(fā)明專利的權(quán)利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，其特征在于:由支架、混合腔體和密封蓋構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，所述密封蓋的上端部設(shè)有防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機(jī)與轉(zhuǎn)子進(jìn)行固定連接，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在混合腔體的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)子上還設(shè)置有攪拌槳，所述密封蓋上對(duì)稱設(shè)置有通氣口和排氣口，所述通氣口的側(cè)邊設(shè)置有一霧化噴嘴，所述排氣口的側(cè)邊設(shè)置有加料口，所述混合腔體的下端部還設(shè)置有一出料口，所述出料口與收料桶進(jìn)行固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，其特征在于:所述攪拌槳的結(jié)構(gòu)為常見(jiàn)的多層攪拌槳葉結(jié)構(gòu)，所述每層槳葉與混合腔體內(nèi)壁間距為1_3_。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，其特征在于:所述通氣口、排氣口、霧化噴嘴和加料口均設(shè)置在密封蓋的上表面。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，其特征在于:所述混合腔體固定安裝在支架上，所述密封蓋設(shè)置在混合腔體的上端部，所述混合腔體內(nèi)還設(shè)置有一加熱裝置。
【文檔編號(hào)】H01M4/1395GK106058255SQ201610557191
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月15日
【發(fā)明人】賀勁鑫, 鄭媛媛, 靳承鈾, 薛馳, 繆永華, 薛群山
【申請(qǐng)人】中天儲(chǔ)能科技有限公司