[發(fā)明專利]一種鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)用碳化裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011106501.X
• 申請日: 2020-10-16
• 公開（公告）號: CN112225195A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬偉斌;張洋岳;張權(quán);楊錦
• 申請（專利權(quán)）人: 焦作熔創(chuàng)石墨科技有限公司
• 主分類號: C01B32/05
• 分類號: C01B32/05;H01M4/36;H01M4/587;H01M4/62;H01M10/0525
• 代理公司: 焦作市科彤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 41133
• 代理人: 聶智良

本發(fā)明涉及鋰電池負(fù)極材料處理技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)用碳化裝置，包括碳化箱，碳化箱上設(shè)置可拆卸的箱蓋，碳化箱側(cè)壁由內(nèi)壁、夾層、保溫層和外壁組成，夾層內(nèi)設(shè)有加熱線圈；箱蓋上中心固定設(shè)有連接攪拌軸的減速電機；攪拌軸兩側(cè)分別設(shè)有一列攪拌葉片組，碳化箱內(nèi)壁內(nèi)側(cè)上固定設(shè)有兩列擋片組，攪拌葉片組與擋片組運動不干涉；碳化箱一側(cè)設(shè)有氮氣罐，氮氣罐通過氣管與碳化箱底板中心連通；箱蓋設(shè)有加料漏斗；箱蓋上固定設(shè)有儲液箱和排氣孔，排氣孔通過排氣管與儲液箱連通。有益效果為：結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，石墨粉料與液體包覆材料混合均勻，碳化效果好，大大提高了反應(yīng)的產(chǎn)率以及產(chǎn)品的質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋰電池負(fù)極材料處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)用碳化裝置。

背景技術(shù)

鋰離子電池負(fù)極材料主要有碳材料、過渡金屬的氧化物、合金材料、硅材料及其他含硅材料。其中碳材料是一種技術(shù)比較成熟的負(fù)極材料，碳材料的主要成分為石墨，石墨為層狀堆垛結(jié)構(gòu)，層間距為0.335nm，同層的碳原子以sp2雜化形成共價鍵結(jié)合，石墨層間以范德華力結(jié)合。在每一層上，碳原子之間都呈六元環(huán)排列方式并向二維方向無限延伸。石墨的這種層狀結(jié)構(gòu)可以使鋰離子很容易的嵌入和脫出，并且在充放電過程中其結(jié)構(gòu)可保持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。石墨負(fù)極材料的理論容量為372mAh/g，但實際比容量為330～370mAh/g；石墨具有明顯的低電位充放電平臺(0.01～0.2V)，大部分嵌鋰容星都在該電壓區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生，充放電平臺對應(yīng)著石墨層間化合物L(fēng)iC₆的形成和分解，這有利于給鋰電池提供高而平穩(wěn)的工作電壓。但是石墨負(fù)極材料也有一定的缺陷，在充放電過程中它易與電解液反應(yīng)生成SEIl膜，使得鋰離子電池首次庫倫效率較低；此外，石墨負(fù)極與電解液的相容性較差，容易與電解液中的有機溶劑發(fā)生共嵌入情況，這會導(dǎo)致負(fù)極石墨層膨脹剝落，進而使得鋰離子電池循環(huán)穩(wěn)定性降低。針對此類問題，目前的解決辦法是在石墨表面包覆一層無定形碳材料，以提高其振實密度，使電池充放電容量增大。

現(xiàn)有的包覆方法一般是先將石墨分散于液體包覆材料或熔化的包覆材料中，然后將溶劑或包覆材料蒸發(fā)使無定形炭前驅(qū)體包覆在石墨材料表面，然后進行炭化。在加工的過程中由于目前碳化爐的設(shè)備構(gòu)造，存在攪拌不均勻及碳化效果差等缺點，造成能量的巨大損失，生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)上存在的不足，本發(fā)明提供一種鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)用碳化裝置。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種鋰離子電池負(fù)極材料生產(chǎn)用碳化裝置，包括碳化箱，碳化箱上設(shè)置可拆卸的箱蓋，所述碳化箱側(cè)壁和底板由內(nèi)壁、保溫層和外壁組成，側(cè)壁的內(nèi)壁和保溫層之間設(shè)有夾層，夾層內(nèi)設(shè)有纏繞內(nèi)壁的加熱線圈；所述箱蓋上中心固定設(shè)有減速電機，減速電機的輸出軸穿透箱蓋后與攪拌軸固定連接；所述攪拌軸兩側(cè)分別設(shè)有一列攪拌葉片組，所述碳化箱內(nèi)壁內(nèi)側(cè)上固定設(shè)有兩列擋片組，攪拌葉片組與擋片組運動不干涉；所述碳化箱一側(cè)設(shè)有氮氣罐，氮氣罐通過氣管與碳化箱底板中心連通，氣管上設(shè)置有逆止閥和引風(fēng)機；所述箱蓋上位于減速電機一側(cè)設(shè)有加料漏斗，加料漏斗下部貫穿箱蓋并且與箱蓋密封固定連接，加料漏斗上設(shè)有開關(guān)閥；所述箱蓋上固定設(shè)有儲液箱和排氣孔，排氣孔通過排氣管與儲液箱連通，儲液箱頂板上設(shè)有出氣口，出氣口內(nèi)固定設(shè)有過濾網(wǎng)，出氣口連接有出氣管，出氣管上設(shè)有抽風(fēng)機。

優(yōu)選的，攪拌葉片組包括多個豎直方向等距分布在攪拌軸上的攪拌葉片，兩列攪拌葉片組的攪拌葉片在水平方向上相互錯位；擋片組包括多個豎直方向等距分布在碳化箱內(nèi)壁內(nèi)側(cè)上的擋片，其中一列擋片組的擋片在水平方向上與其中一列攪拌葉片組的攪拌葉片相對應(yīng)，另外一列擋片組的擋片在水平方向上與另外一列攪拌葉片組的攪拌葉片相對應(yīng)。

優(yōu)選的，所述儲液箱外壁上纏繞有冷凝管。