[實(shí)用新型]一種快充負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202020174613.8
• 申請(qǐng)日: 2020-02-17
• 公開（公告）號(hào): CN212025259U
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張功多;陳雪;和鳳祥;李強(qiáng)生;武全宇;孫剛;劉書林;屈濱;王守凱
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中鋼集團(tuán)鞍山熱能研究院有限公司
• 主分類號(hào): C10C3/00
• 分類號(hào): C10C3/00;C10G7/00;H01M10/0525;H01M4/36
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務(wù)所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種快充負(fù)極材料生產(chǎn)裝置，包括斗式提升機(jī)、料倉(cāng)、熔化罐、加壓塔、蒸餾塔、破碎機(jī)、篩分機(jī)、高溫炭化爐，所述斗式提升機(jī)連接料倉(cāng)，所述料倉(cāng)通過螺旋給料機(jī)向熔化罐給料，所述熔化罐連接加壓塔，所述加壓塔的輕相采出口連接蒸餾塔，所述加壓塔的出焦口向破碎機(jī)送料，破碎機(jī)向篩分機(jī)送料，篩分機(jī)向高溫炭化爐送料。本實(shí)用新型將不同的瀝青原料，通過粗破或直接熔化后進(jìn)入加壓塔焦化，出焦后破碎篩分后進(jìn)入高溫炭化爐內(nèi)炭化得到電化學(xué)性能優(yōu)異、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的負(fù)極材料。本實(shí)用新型制備的高容量快充負(fù)極材料，電池安全性能高、容量高、倍率性能好、循環(huán)性能優(yōu)良、抗衰減能力突出，是鋰離子、鈉離子電池、快充電池設(shè)備的優(yōu)良原料。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于負(fù)極材料領(lǐng)域，尤其涉及一種快充負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置。

背景技術(shù)

隨著信息技術(shù)設(shè)備在日常生活中的應(yīng)用，人類對(duì)鋰離子電池的性能提出了更高的要求，發(fā)展快充負(fù)極材料成為鋰電池發(fā)展的重要研究方向之一。與此同時(shí)鋰離子電池在可充電電池中占據(jù)主導(dǎo)地位，但是由于鋰離子電池存在鋰資源有限、成本高的缺點(diǎn)，對(duì)于資源儲(chǔ)量豐富、成本更低的鈉離子電池研究也是能源存儲(chǔ)技術(shù)重要的研究方向。

基于快充負(fù)極材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的特點(diǎn)，其具有倍率特性優(yōu)異、循環(huán)壽命長(zhǎng)、可逆比容量高、生產(chǎn)成本低、循環(huán)穩(wěn)定性好、嵌鋰電位高和安全性能高等特點(diǎn)，同時(shí)具有較高的Li+擴(kuò)散系數(shù)和較寬的嵌理電位區(qū)間，便于Li+快速嵌入而不會(huì)析出金屬鋰，更適合大電流密度的充放電。快充負(fù)極材料也可在鈉離子電池得以應(yīng)用，鈉離子電池被科學(xué)家認(rèn)為是能夠替代鋰離子電池作為下一代動(dòng)力汽車動(dòng)力源與大型電站配套電源的理想選擇之一，因此，快充負(fù)極材料在鋰離子和鈉離子電池負(fù)極中都具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。

專利文件CN106099109A以中溫瀝青為原料對(duì)苯二甲醇為交聯(lián)劑，對(duì)苯磺酸為催化劑對(duì)瀝青進(jìn)行交聯(lián)改性，再加入氯化鈉模板等進(jìn)行炭化制得瀝青基硬炭納米片，該工藝制備的硬炭負(fù)極材料可逆容量?jī)H為270mAh/g，工藝步驟繁瑣，瀝青改性時(shí)又添加了多種有機(jī)添加劑，對(duì)環(huán)境及運(yùn)營(yíng)成本上都會(huì)帶來相應(yīng)的問題，且產(chǎn)業(yè)化困難。專利文件CN103011127A將軟化點(diǎn)低于280℃的瀝青破碎固化、炭化的方式制取硬炭，所得負(fù)極材料比表面積過高，使得首次充放電不可逆容量增加，降低了電極材料的充放電效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種快充負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置，將不同的瀝青原料，通過粗破或直接熔化后進(jìn)入加壓塔焦化，出焦后破碎篩分后進(jìn)入高溫炭化爐內(nèi)炭化得到電化學(xué)性能優(yōu)異、材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的負(fù)極材料。本實(shí)用新型制備的高容量快充負(fù)極材料，電池安全性能高、容量高、倍率性能好、循環(huán)性能優(yōu)良、抗衰減能力突出，且工藝方法簡(jiǎn)單可行且連續(xù)生產(chǎn)，是鋰離子、鈉離子電池、快充電池設(shè)備的優(yōu)良原料。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種快充負(fù)極材料的生產(chǎn)裝置，包括斗式提升機(jī)、料倉(cāng)、熔化罐、加壓塔、蒸餾塔、破碎機(jī)、篩分機(jī)、高溫炭化爐，所述斗式提升機(jī)連接料倉(cāng)，所述料倉(cāng)通過螺旋給料機(jī)向熔化罐給料，所述熔化罐連接加壓塔，所述加壓塔的輕相采出口連接蒸餾塔，所述加壓塔的出焦口向破碎機(jī)送料，破碎機(jī)向篩分機(jī)送料，篩分機(jī)向高溫炭化爐送料。

所述加壓塔為兩個(gè)，焦化、出焦交替使用，實(shí)現(xiàn)連產(chǎn)。

與現(xiàn)有的技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是：

1)采用本實(shí)用新型制備的高容量快充負(fù)極材料通過控制預(yù)炭化工藝參數(shù)得到特殊的微觀片狀結(jié)構(gòu)，大功率密度條件下進(jìn)行充放電，材料結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，是快充電池設(shè)備優(yōu)異的原料；

2)本實(shí)用新型制備的負(fù)極材料具有優(yōu)異的電化學(xué)性能，可以廣泛應(yīng)用于鋰離子、鈉離子電池設(shè)備上；

3)本實(shí)用新型制備的負(fù)極材料，電池安全性能高、容量高、倍率性能好、循環(huán)性能優(yōu)良、抗衰減能力突出；

4)本實(shí)用新型中加壓塔為連續(xù)式生產(chǎn)裝置，實(shí)現(xiàn)連產(chǎn)，保障產(chǎn)能的最大化；