[發(fā)明專利]包覆改性、碳化一體化連續(xù)生產(chǎn)鋰電池負(fù)極材料的工藝及設(shè)備

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• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107857246A
• 公開（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孔繁寶;李安民;周生棟
• 申請（專利權(quán)）人: 山西水木新碳材科技有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01M4/583;H01M10/052
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本發(fā)明涉及一種包覆改性、碳化一體化連續(xù)生產(chǎn)鋰電池負(fù)極材料的工藝及設(shè)備，屬于新材料領(lǐng)域。

技術(shù)背景：正如火車由燃煤的汽輪機到燃油的內(nèi)燃機，再到電氣化的發(fā)展趨勢一樣，電動汽車取代燃油汽車已是大勢所趨，世界各發(fā)達(dá)國家相繼出臺了燃油汽車的淘汰時間表。電池是電動汽車的重要部件，也是制約電動汽車發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸。包覆改性和碳化是鋰電池負(fù)極材料生產(chǎn)環(huán)節(jié)必不可少的工序。傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝包覆改性和碳化是分別在兩個不同的設(shè)備中進(jìn)行的，碳化工序的主要設(shè)備碳化爐主要有推板窯和輥道窯兩種，推板窯容易發(fā)生拱窯事故，輥道窯易發(fā)生斷輥事故，以上兩種工藝都要用到坩堝，都存在裝、卸坩堝的復(fù)雜勞動和粉塵污染生產(chǎn)環(huán)境的問題。

本發(fā)明的目的是提供一種包覆改性、碳化一體化連續(xù)生產(chǎn)鋰電池負(fù)極材料的工藝及設(shè)備，以解決現(xiàn)有工藝技術(shù)存在的不足之處。

發(fā)明內(nèi)容：本發(fā)明所述的一種包覆改性、碳化一體化連續(xù)生產(chǎn)鋰電池負(fù)極材料的工藝及設(shè)備包括下列步驟：

(1)、將原料碳微球和包覆瀝青按照一定的比例自一體化反應(yīng)器的上部加料倉加入，一體化反應(yīng)器是由耐熱內(nèi)膽、螺帶攪拌器和電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)組成的，加料過程在攪拌下進(jìn)行；

(2)在氮氣保護(hù)下開啟加熱系統(tǒng)逐漸升溫，溫度升至500～700℃，并在此溫度下保持1～5小時，完成熱包覆工序；

(3)等包覆工序完成后，繼續(xù)升溫至900～1300℃，并在此溫度下保持1～3小時，完成碳化工序；

(4)當(dāng)碳化工序完成后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)，使一體化反應(yīng)器自然降溫；

(5)等一體化反應(yīng)器自然降溫至300℃以下時，打開下料閥，將物料放入冷卻釜繼續(xù)降溫，冷卻釜由內(nèi)膽、攪拌和夾套組成，夾套內(nèi)通冷卻水；

(6)當(dāng)冷卻釜內(nèi)的物料冷卻至40℃以下時，打開卸料閥將物料卸出包裝；

(7)重復(fù)上述步驟，實現(xiàn)包覆改性和碳化的一體化連續(xù)生產(chǎn)鋰電池負(fù)極材料。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、實現(xiàn)了包覆改性和碳化的一體化，生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定；

2、由于包覆改性和碳化是在同一設(shè)備中完成的，沒有了中間卸料、裝料的過程，生產(chǎn)效率相對提高，生產(chǎn)環(huán)境更好；

3、由于包覆改性和碳化是在同一設(shè)備中連續(xù)完成的，沒有了中間降溫、升溫的過程，因此更加節(jié)能。

本發(fā)明所述的一種包覆改性、碳化一體化連續(xù)生產(chǎn)鋰電池負(fù)極材料的工藝及的設(shè)備是：由加料倉(1)、加料閥(2)、一體化反應(yīng)器(3)、下料閥(4)、冷卻釜(5)、卸料閥(6)等組成，其中加料倉(1)通過管道與加料閥(2)連接，加料閥(2)通過管道與加料倉(1)和一體化反應(yīng)器(3)連接，一體化反應(yīng)器(3)上部通過管道與加料閥(2)，下部通過管道與下料閥(4)連接，下料閥(4)通過管道與一體化反應(yīng)器(3)連接及冷卻釜(5)連接，冷卻釜(5)通過管道與下料閥(4)及卸料閥(6)連接。

附圖說明如下：

附圖是本發(fā)明的工藝設(shè)備原理圖，其中(1)是加料倉，(2)是加料閥，(3)是一體化反應(yīng)器，(4)是下料閥，(5)是冷卻釜，(6)是卸料閥。

下面通過實施例進(jìn)一步評述：

實施例：

(1)、將原料碳微球和包覆瀝青按照1比9的比例自一體化反應(yīng)器的上部加料倉加入，一體化反應(yīng)器是由耐熱內(nèi)膽、螺帶攪拌器和電磁感應(yīng)加熱系統(tǒng)組成的，加料過程在攪拌下進(jìn)行；

(2)在氮氣保護(hù)下開啟加熱系統(tǒng)逐漸升溫，溫度升至600℃，并在此溫度下保持2小時，完成熱包覆工序；

(3)等包覆工序完成后，繼續(xù)升溫至1200℃，并在此溫度下保持2小時，完成碳化工序；

(4)當(dāng)碳化工序完成后，關(guān)閉加熱系統(tǒng)，使一體化反應(yīng)器自然降溫；

(5)等一體化反應(yīng)器自然降溫至300℃以下時，打開下料閥，將物料放入冷卻釜繼續(xù)降溫，冷卻釜由內(nèi)膽、攪拌和夾套組成，夾套內(nèi)通冷卻水；

(6)當(dāng)冷卻釜內(nèi)的物料冷卻至40℃以下時，打開卸料閥將物料卸出包裝。