[實用新型]一種硬炭負極材料的生產裝置

有效

• 申請號: 202020174614.2
• 申請日: 2020-02-17
• 公開（公告）號: CN212024783U
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 陳雪;和鳳祥;武全宇;呂晗;張勇;劉書林;屈濱
• 申請（專利權）人: 中鋼集團鞍山熱能研究院有限公司
• 主分類號: C01B32/336
• 分類號: C01B32/336;C01B32/318;C01B32/33;C10G7/00;H01M4/583;H01M4/62;H01M10/0525;H01M10/054
• 代理公司: 鞍山嘉訊科技專利事務所(普通合伙) 21224
• 代理人: 張群

一種硬炭負極材料的生產裝置，包括瀝青熔化罐、樹脂熔化罐、混料罐、焦化塔、蒸餾塔、破碎機、篩分機、輥道窯、高溫炭化爐，瀝青熔化罐和樹脂熔化罐連接混料罐，混料罐連接焦化塔，焦化塔的輕相采出口連接蒸餾塔，焦化塔的出焦口向破碎機送料，破碎機向篩分機送料，篩分機向輥道窯送料，輥道窯向高溫炭化爐送料。本實用新型將瀝青原料熔化后與樹脂混合均勻進行焦化，出焦后進行活化處理，之后炭化，得到電化學性能優異、材料結構穩定的硬炭負極材料。本實用新型制備的硬炭負極材料，電池安全性能高、倍率性能好、容量高、循環性能優良、抗衰減能力突出，且工藝方法簡單可行且連續生產，是倍率型、容量型電池設備的優良原料。

技術領域

本實用新型屬于負極材料領域，尤其涉及一種硬炭負極材料的生產裝置。

背景技術

隨著化石燃料的日益枯竭及環境的逐步惡化，各國政府紛紛出臺環保措施和新能源發展規劃，迫切需要環境友好的可再生能源以替代當前正在大規模使用傳統化石能源。為此，發展新能源一度成為各國搶占未來發展制高點的重要戰略產業。鋰離子二次電池作為一種綠色新能源電池，發展源于20世紀80年代，自1992年由日本Sony公司商業化開始便迅速發展，是當今國際公認的理想化學能源，具有高電壓、能量密度高、循環壽命長、自放電率小、無記憶效應和綠色環保等眾多優點，已經在消費電子、電動工具、醫療電子等領域獲得了廣泛應用，在純電動汽車、混合動力汽車、電動自行車、軌道交通、航空航天、船舶艦艇、工業節能、綠色建筑、空間技術等領域獲得了廣泛應用，已成為新一代可持續發展的綠色能源，尤其是新能源汽車，作為動力電池的核心的負極材料的市場需求量更是與日俱增。

硬炭負極材料作為新興負極材料，由于其立體交聯結構使得它具有較高的Li⁺擴散系數和較寬的嵌鋰電位區間，適合大電流充放電，倍率性能高、比容量高，成本低等特點，同樣也被認為是將來最有潛力的鋰離子電池負極材料。但是現今負極材料市場上的硬炭負極材料皆為近無定形碳結構的熱解碳，一般20000℃處理也很難石墨化，它們一般都是有機物(如酚醛樹脂、環氧樹脂、有機化合物熱解碳、聚糖醇PEA等)經熱處理制得，存在循環保持率低、循環構成中析鋰嚴重等問題，且價格昂貴，市場利用率不高。

實用新型內容

本實用新型提供了一種硬炭負極材料的生產裝置，將不同的瀝青原料，通過粗破或直接熔化后與樹脂在混料罐混合均勻進入焦化塔焦化，出焦后破碎篩分后進入輥道窯內，進行活化處理，之后進入高溫炭化爐內炭化得到電化學性能優異、材料結構穩定的硬炭負極材料。本實用新型制備的硬炭負極材料，電池安全性能高、倍率性能好、容量高、循環性能優良、抗衰減能力突出，且工藝方法簡單可行且連續生產，是倍率型、容量型電池設備的優良原料。

為實現上述目的，本實用新型采用以下技術方案實現：

一種硬炭負極材料的生產裝置，包括瀝青熔化罐、樹脂熔化罐、混料罐、焦化塔、蒸餾塔、破碎機、篩分機、輥道窯、高溫炭化爐，所述瀝青熔化罐和樹脂熔化罐連接混料罐，所述混料罐連接焦化塔，所述焦化塔的輕相采口連接蒸餾塔，所述焦化塔的出焦口向破碎機送料，破碎機向篩分機送料，篩分機向輥道窯送料，輥道窯向高溫炭化爐送料。

所述焦化塔為兩個。

與現有的技術相比，本實用新型的有益效果是：

1)本實用新型制備的硬炭負極材料通過獨特的生產工藝有效的兼顧軟炭負極材料優異的循環性能與硬炭負極材料較高倍率性能，大功率密度條件下進行充放電，材料結構穩定，抗衰減能力突出，可以廣泛的應用于各大電池材料領域；

2)本實用新型制備的負極材料具有優異的電化學性能，可以廣泛應用于快充電池設備、鋰離子、鈉離子電池設備上；

3)本實用新型采用的焦化塔為連續式生產裝置，實現連產，保障產能的最大化，經濟效益可觀；

4)本實用新型活化工藝采用的活化工藝易于實現，活化原料具有無二次污染、成本低等特點。