[發明專利]一種基于硫代硫酸鈉和酸反應的硫正極復合材料制備裝置及控制方法

有效

• 申請號: 201710017225.1
• 申請日: 2017-01-06
• 公開（公告）號: CN107195868B
• 公開（公告）日: 2019-08-13
• 發明（設計）人: 李婷;范美強;安艷玲;田光磊
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: H01M4/36
• 分類號: H01M4/36;H01M4/38;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于硫代硫酸鈉和酸反應的硫正極復合材料制備裝置，包括混合系統、噴射系統和收集系統；其特征在于：混合系統包括固體加料管、攪拌器、固液混合槽；固體加料管為S形不銹鋼管，設有進料口和出料口，固體加料管進料口呈漏斗形狀，漏斗底部連接進液管、控制閥、流量計、微型泵和硫代硫酸鈉儲液罐；固體加料管出料口四周設置10～50個直徑介于0.01～1毫米的微孔；固體加料管進料口頂端固定攪拌桿、動力裝置；固體加料管出料口底端設有葉片；固液混合槽側壁一側設有噴射進液管，噴射進液管連接噴射系統；噴射系統包括酸液儲罐、控制閥、酸液出液管、流量計、高壓罐、噴射閥和高壓噴射管；酸液儲罐連接控制閥、酸液出液管、流量計、高壓噴射管和噴射進液管，高壓噴射管設有噴射閥，連接高壓罐；固液混合槽側壁另一側設有出液管和控制閥，出液管向下傾斜2～10°，并與收集系統相連；收集系統包括分離漏斗、過濾膜、洗滌蓋、洗滌噴頭和廢液收集槽；固液混合槽出液管設在分離漏斗正上方；過濾膜覆在分離漏斗表面，洗滌蓋設在分離漏斗和固液混合槽出液管的上端；洗滌蓋表面均勻分布0.01～0.1毫米的微孔；洗滌蓋連接進水管、控制閥，并設有洗滌噴頭；分離漏斗底部連接廢液收集槽。

2.一種基于硫代硫酸鈉和酸反應的硫正極復合材料制備裝置控制方法，其包括以下步驟：

1)按一定比例稱量多孔導電載體放入固體加料管進料口；開啟硫代硫酸鈉儲液罐的控制閥、固體加料管進液管，初步混合多孔導電載體與硫代硫酸鈉溶液；

2)啟動固體加料管頂端的動力裝置，攪拌混合多孔導電載體與硫代硫酸鈉溶液0.5～10h；

3)開啟酸液儲罐控制閥、高壓噴射管處噴射閥，將酸液噴入多孔導電載體與硫代硫酸鈉混合溶液；酸液與硫代硫酸鈉溶液的摩爾比值為2～3；噴射壓力為2～40MPa；

4)關閉硫代硫酸鈉儲液罐的控制閥、酸液儲罐控制閥、高壓噴射管處噴射閥；開啟固液混合槽出液管處的控制閥，收集硫正極復合材料；待硫正極復合材料與反應液分離后，開啟洗滌噴頭，洗滌5～30min。

3.根據權利要求2所述的一種基于硫代硫酸鈉和酸反應硫正極復合材料制備裝置控制方法，其特征在于：所述的多孔導電載體與硫的質量比為0.01～1；多孔導電載體為碳材料、金屬骨架化合物、導電聚合物、導電合金的一種或兩種；碳材料為納米碳管、石墨烯、石墨、炭微球、炭黑的一種；金屬骨架化合物的金屬為鋰、鎳、鋅、鉻、鈷和銅元素的一種，金屬骨架化合物的有機配體為苯二甲酸、苯三甲酸、咪唑羧酸、雙咪唑羧酸、冠醚羧酸的一種或兩種；導電合金為鎳、銅、鋁、鎂、鋰的雙元或多元合金。

4.根據權利要求2所述的一種基于硫代硫酸鈉和酸反應硫正極復合材料制備裝置控制方法，其特征在于：所述的酸液為0.1～5mol/l鹽酸、硫酸、硝酸、苯甲酸、乙酸、甲酸、苯甲酸、苯二甲酸、苯三甲酸、羥基乙酸、羥基苯甲酸、羥基苯二甲酸、羥基苯三甲酸的乙醇水溶液的一種；乙醇與水的體積比為0～10。