[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于生產(chǎn)石墨烯基負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810425375.0
• 申請(qǐng)日: 2018-05-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108417834A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐睿
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 福州鼎烯飛揚(yáng)科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): H01M4/583
• 分類(lèi)號(hào): H01M4/583
• 代理公司: 杭州千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

一種用于生產(chǎn)石墨烯基負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置，其包括有：混合模塊，所述混合模塊包括前后連接的真空行星攪拌機(jī)和至少一臺(tái)環(huán)形設(shè)置的反應(yīng)釜；進(jìn)料模塊，所述進(jìn)料模塊包括并列設(shè)置于所述真空行星攪拌機(jī)上游的石墨烯上料裝置、負(fù)極材料上料裝置和純凈水上料裝置；出料模塊，所述出料模塊包括位于所述反應(yīng)釜下游依次設(shè)置的分篩裝置和后處理裝置；動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置包括位于所述進(jìn)料模塊的舉升器和位于所述出料模塊的烘干器；控制中心，所述控制中心連接所述混合模塊、進(jìn)料模塊、出料模塊和動(dòng)力裝置。本發(fā)明的有益效果在于：占地面積小，便于生產(chǎn)布置；反應(yīng)效率高，產(chǎn)物質(zhì)量好；自動(dòng)化程度高，勞動(dòng)強(qiáng)度小，生產(chǎn)效率高；結(jié)構(gòu)安全、可靠。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及石墨烯基負(fù)極材料生產(chǎn)設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及一種用于生產(chǎn)石墨烯基負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

鋰離子電池以其比能量大、工作電壓高、自放電率小、體積小、重量輕等優(yōu)勢(shì),自其誕生以來(lái),便給儲(chǔ)能領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化,被廣泛應(yīng)用于各種便攜式電子設(shè)備和電動(dòng)汽車(chē)中，然而隨者人們生活水平的提高,更高的用戶(hù)體驗(yàn)對(duì)鋰離子電池提出了更高的要求。質(zhì)量更輕、循環(huán)壽命更長(zhǎng)，容量更大，使用時(shí)間更長(zhǎng)等。

為了解決上述問(wèn)題必須尋找新的性能更加優(yōu)異的電極材料， 目前商業(yè)化的鋰離子電池負(fù)極材料主要為石墨,但因其理論容量?jī)H為370mAh，已不能滿(mǎn)足用戶(hù)的迫切需求。普通的石墨材料在高倍率充放電時(shí)，循環(huán)壽命大約200-300次。因此，更快的充電速度、更高的循環(huán)壽命、更高比容量的電池的開(kāi)發(fā)，市場(chǎng)急需，因應(yīng)這種電池性能的負(fù)極材料的開(kāi)發(fā)也迫在眉睫。作為鋰離子電池負(fù)極材料，硅材料一直備受關(guān)注。其理論容量為4200mAh/g，是已商業(yè)化的石墨容量的10倍以上，且具有低的嵌鋰電位、低原子重量、高能量密度、價(jià)格較便宜、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)，因此是新代高容量負(fù)極材料的最優(yōu)選擇之一。但是由于硅材料本身導(dǎo)電性能差、且充放電過(guò)程中體積膨脹大而容易造成材料結(jié)構(gòu)破壞和機(jī)械粉碎，導(dǎo)致其循環(huán)性能衰減快，限制了其更廣泛的應(yīng)用。為了解決上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)主要有硅顆粒納米化、或者在硅碳負(fù)極材料表面進(jìn)行包覆，在限制材料體積膨脹的同時(shí),還能阻隔硅基材料與電解液直接接觸，從而在改善電池循環(huán)性能的同時(shí),減少充放電過(guò)程中硅基材料與電解液之間的副反應(yīng)。由于石墨烯材料具有獨(dú)特的柔性二維平面結(jié)構(gòu),其本身是一種優(yōu)良的包覆材料,可以包覆于硅碳負(fù)極材料表面。但是石墨烯片層之間通常結(jié)合力較弱,因此石墨烯片層構(gòu)成的包覆層無(wú)法提供足夠大的束縛力，以用于約束硅碳負(fù)極材料在充放電過(guò)程中的體積膨脹,從而影響硅碳負(fù)極材料的電化學(xué)性能。

一般現(xiàn)有技術(shù)通過(guò)反應(yīng)釜中的催化還原或者核殼反應(yīng)進(jìn)行石墨烯基負(fù)極材料的生產(chǎn)，其制備流程需要高溫高壓的環(huán)境，使得其制備設(shè)備一方面效率較低，產(chǎn)物質(zhì)量不穩(wěn)定；另一方面，其具有占地面積大、生產(chǎn)流程長(zhǎng)、操作繁瑣的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種用于生產(chǎn)石墨烯基負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置，通過(guò)該生產(chǎn)裝置，可以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，一方面具有較高的生產(chǎn)效率和產(chǎn)物質(zhì)量；另一方面占地面積小，生產(chǎn)方便，操作簡(jiǎn)單，自動(dòng)化程度高。

為實(shí)現(xiàn)發(fā)明目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

一種用于生產(chǎn)石墨烯基負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置，其包括有：混合模塊，所述混合模塊包括前后連接的真空行星攪拌機(jī)和至少一臺(tái)環(huán)形設(shè)置的反應(yīng)釜；進(jìn)料模塊，所述進(jìn)料模塊包括并列設(shè)置于所述真空行星攪拌機(jī)上游的石墨烯上料裝置、負(fù)極材料上料裝置和純凈水上料裝置；出料模塊，所述出料模塊包括位于所述反應(yīng)釜下游依次設(shè)置的分篩裝置和后處理裝置；動(dòng)力裝置，所述動(dòng)力裝置包括位于所述進(jìn)料模塊的舉升器和位于所述出料模塊的烘干器；控制中心，所述控制中心連接所述混合模塊、進(jìn)料模塊、出料模塊和動(dòng)力裝置。