[發明專利]一種導電型石墨烯漿料的制備裝置及石墨烯生產方法

在審

• 申請號: 201810876555.0
• 申請日: 2018-08-03
• 公開（公告）號: CN109078562A
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（設計）人: 戴加龍;戴中秋
• 申請（專利權）人: 無錫泰科納米新材料有限公司
• 主分類號: B01F13/10
• 分類號: B01F13/10;B01F7/18;B01F11/02;B01J3/04;H01M4/62
• 代理公司: 江陰義海知識產權代理事務所(普通合伙) 32247
• 代理人: 孫霞

本發明公開了一種導電型石墨烯漿料的制備裝置，包括混料罐和高壓反應釜，所述混料罐包括罐體，罐體內部設有攪拌槳，罐體頂部設有進料口，罐體底部對應進料口位置設有噴霧口；所述高壓反應釜頂部設有第一進料口和第二進料口，所述第一進料口與混料罐的出料口連通；所述第一進料口與第二進料口分別與第一進料通道和第二進料通道連通，所述第一進料通道與第二進料通道與預混室的進料口連通，預混室的直徑小于第一進料通道和第二進料通道的管徑，預混室的出料口與混合室的進料口連通，混合室沿縱軸線設有攪拌器，沿混合室內壁安裝有螺旋輸送器，所述螺旋輸送器繞混合室軸線旋轉，混合室內部設有與進氣管道連通的進氣孔，所述混合室底部設有出料口。

技術領域

本發明涉及石墨烯生產技術領域，具體涉及一種導電型石墨烯漿料的制備裝置及石墨烯生產方法。

背景技術

石墨烯具有優良的導電性能、機械性能和光學性能。在石墨烯中電子的遷移速率極高，遠遠優于傳統的半導體和導體，而且電子能量不會因為與原子的碰撞而以熱的形式釋放出來而被損耗。雖然二維石墨烯具有高比表面積以及優異的電導性，但是由于石墨烯片之間存在強烈的范德華力和π-π作用，因此在石墨烯制備以及保存過程中二維石墨烯片極易形成片層堆砌復合，極大的限制了二維石墨烯在鋰電池的應用。

鋰離子電池是指分別用兩個能可逆地嵌入與脫嵌鋰離子的活性物質作為正負極構成的二次電池。電池充電時，鋰離子從正極脫嵌，經過電解質嵌入負極，放電時，鋰離子則從負極脫出，插入正極。鋰離子電池是由電極材料、電解質和隔膜等部分組成，其性能在很大程度上取決于電池組成材料的性能和制備工藝，尤其是正極和負極材料。鋰離子在石墨烯平面上的擴散系數為10^-7～10^-6cm²/s，石墨烯在鋰離子電池巨大的發展潛力。

發明內容

本發明的第一個目的在于，提供一種適合工業化生產的，混合均勻，生產效率高的導電型石墨烯漿料的制備裝置，該裝置產率高，能耗低。

本發明的第二個目的在于，提供一種可工業化生產高品質導電型石墨烯漿料的方法，該導電型石墨烯漿料可用于鋰電池的正極材料，具有良好的導電率。

為實現上述目的，本發明的技術方案是提供一種導電型石墨烯漿料的制備裝置，包括混料罐和高壓反應釜，所述混料罐包括罐體，罐體內部設有攪拌槳，罐體頂部設有進料口，罐體底部對應進料口位置設有噴霧口；所述高壓反應釜頂部設有第一進料口和第二進料口，所述第一進料口與混料罐的出料口連通；所述第一進料口與第二進料口分別與第一進料通道和第二進料通道連通，所述第一進料通道與第二進料通道與預混室的進料口連通，預混室的直徑小于第一進料通道和第二進料通道的管徑，預混室的出料口與混合室的進料口連通，混合室沿縱軸線設有攪拌器，沿混合室內壁安裝有螺旋輸送器，所述螺旋輸送器繞混合室軸線旋轉，混合室內部設有與進氣管道連通的進氣孔，所述混合室底部設有出料口。

作為優選的技術方案，所述混合室為倒錐形腔室。將混合室設置為倒錐形方便物料的排出。

作為優選的技術方案，所述混料罐與高壓反應釜之間的管道設有過濾裝置。將混料罐未被攪拌機粉碎的大粒徑石墨烯過濾掉，防止石墨烯堵塞預混室，同時控制石墨烯預混料的黏度。

作為優選的技術方案，所述第一進料口與第二進料口的管口處設有流量計。在進料口設置流量計控制反應的加料量，防止物料添加太多，尤其對于制備成本高的石墨烯原料，要節約原料的使用。

作為優選的技術方案，所述混合室底部設有超聲發生裝置。將超聲破碎與攪拌相結合，提高反應效率。

作為優選的技術方案，所述高壓反應釜的釜壁與混合室形成夾層，所述夾層中設有冷卻介質。所述冷卻介質可以使油或水等介質，用來控制混合室的反應溫度，冷卻介質通過水泵或油泵實現循環。

作為優選的技術方案，所述攪拌器和混合室內壁均設有半圓形凸起的氧化鋯研磨介質層。