一种超级电容炭活化剂研磨装置的制作方法

本实用新型属于超级电容炭制备技术领域，具体涉及一种超级电容炭活化剂研磨装置。

背景技术：

随着世界对新能源技术的重视，超级电容器得到越来越多的应用。与锂电池相比，超级电容器有充放电速度快、功率密度高、寿命长、免维护、绿色环保等特点，虽然能量密度、仍然远远低于锂电池，但在功率密度方面能够弥补锂电池的短板，成为锂电池及其它二次电池的有力补充，在通信、军事、新能源汽车、国家电网、港口机械等多个领域得到了成功的应用。

超级电容器的储电能力主要取决于电极材料可用于储电的比表面积和电荷密集程度。从理论上说，电极表面积越大，电荷越密集，其容量就越大。由于多孔碳具有化学稳定性、高比表面积等特点，是目前超级电容器领域应用最广泛的材料，而活性炭又是最常用的超级电容器电极材料。

高比表面积活性炭(当用作超级电容器电极材料时即为超级电容炭，又称为超容碳或者超容碳)因具有丰富的微孔结构和超大的吸附容量而被广泛应用在燃气存储、气体分离、催化反应和超级电容器等领域。近年来，对于高比表面积活性炭的需求也日益增加。制备高比表面积活性炭的方式除采用水蒸气和二氧化碳对活性炭进行活化外，碱性活化剂例如碱金属氢氧化物对高比表面积活性炭十分关键。因此碱性活化剂的质量好坏关系到目标产物的性质和收率。现有碱性活化剂例如氢氧化钾通常为片状结构，需要对其进行研磨，而氢氧化钾性质不稳定，研磨过程中极易与空气中的二氧化碳反应生成碳酸盐或碳酸氢盐，或者与空气中的水蒸气反应，因而无法满足生产需求。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种超级电容炭活化剂研磨装置，所述装置包括：研磨罐、研磨罐盖体、研磨杆、研磨叶片、磨球、驱动装置、进气管、出气管、进水管和出水管；

所述研磨罐包括内腔、外壁，及内腔和外壁之间的夹层；所述内腔呈圆筒状，其上方设有开口，底部为弧形结构；

所述磨球置于所述内腔中；

所述研磨罐盖体位于研磨罐的正上方；所述研磨杆穿过研磨罐盖体，且靠近内腔的一端与所述研磨叶片相连，另一端与驱动装置相连，所述驱动装置用于驱动所述研磨叶片旋转从而进行研磨；

所述进气管和出气管与所述研磨罐盖体相连；

所述外壁上相对设有两开口，一个开口设置于靠近研磨罐盖体，另一个开口设置于靠近研磨罐底部；所述进水管与靠近研磨罐底部的开口相连，所述出水管与靠近研磨罐盖体处的开口相连。

根据本实用新型优选的实施方案，所述内腔底端外侧壁设置有向内凹陷弧形结构。优选地，所述弧形结构弧度角直径不低于3厘米，例如弧形结构弧度角直径为4厘米。采用直径不低于3厘米的弧度角保证了弧度角处不会堆积活化剂，从而达到使活化剂充分研磨的目的。

根据本实用新型优选的实施方案，所述内腔上设置有耐磨层，耐磨层材质为尼龙、聚氨酯、聚四氟乙烯、不锈钢、硬质合金或氧化锆。

根据本实用新型优选的实施方案，对所述磨球的直径没有限定，可以根据需要研磨的粉末粒径大小进行选择。所述磨球可采用锻打钢球。

根据本实用新型优选的实施方案，所述研磨罐盖体包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体与所述内腔适配，所述第二盖体与所述外壁适配。所述研磨罐盖体材质为尼龙、聚氨酯、聚四氟乙烯、不锈钢、硬质合金或氧化锆。

根据本实用新型优选的实施方案，所述装置还包括设置于研磨罐盖体与内腔之间的密封垫。

根据本实用新型优选的实施方案，所述密封垫为环形结构，且密封垫内圈直径略大于第一盖体的直径。所述密封垫材质为硅胶或橡胶材料，采用密封垫可以进一步对罐体内腔进行密封。

根据本实用新型优选的实施方案，所述装置还包括设置在第一盖体上的的温度传感器和设置在外壁表面的PLC控制器，所述温度传感器通过导线与PLC控制器电性连接，所述PLC控制器进一步与所述驱动装置电性相连。所述温度传感器用于检测内腔的温度，当检测内腔温度过高时，PLC控制器控制所述驱动装置，进一步控制研磨叶片的搅拌频率。

根据本实用新型优选的实施方案，所述进气管、出气管、进水管或出水管上设置有阀门。通过所述阀门可以控制管道的开度。

根据本实用新型优选的实施方案，所述进气管与能产生惰性气体的装置相连，例如与能产生氮气、氩气的装置相连。

有益效果

本实用新型的装置可以向研磨罐内腔通入惰性气体，避免活化剂与空气中的水蒸气和二氧化碳接触，使活化剂变质失活。其次，本实用新型的装置内腔为弧形结构，可避免研磨过程中活化剂堆积在内腔角落，从而可以提高研磨效率。此外，本实用新型的装置可以通入循环水，避免活化剂在活化过程中放热严重，导致生产隐患，并且循环水采用下进上出的方式，从而使得冷却性能更好。本实用新型采用研磨叶片和磨球对活化剂进行研磨，研磨叶片在旋转研磨过程中可对活化剂进行研磨，同时磨球也处于转动状态，因此可实现同时研磨，使研磨得更为彻底。最后本实用新型的装置还设有温度温度传感器，可以检测研磨过程中活化剂的放热情况，进一步确保安全生产。

附图说明

图1为实施例1中超级电容炭活化剂研磨装置的结构图；其中各附图标记含义如下：1-研磨罐、2-研磨罐盖体、3-研磨叶片、3-1-研磨杆、3-2-磨球、4-驱动装置、5-进气管、6-出气管、7-进水管、8-出水管、9-温度传感器、10-PLC控制器、1-1-内腔、1-2-外壁、5-1-阀门、6-1-阀门、7-1-阀门、8-1-阀门、11-1-导线和11-2-导线。

具体实施方式

下文将结合具体实施例对本实用新型的技术方案做更进一步的详细说明。下列实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。凡基于本实用新型上述内容所实现的技术均涵盖在本实用新型旨在保护的范围内。

实施例1

本实施例中一种超级电容炭活化剂研磨装置的结构如图1所示，所述装置包括研磨罐1、研磨罐盖体2、研磨叶片3、研磨杆3-1、磨球3-2、驱动装置4、进气管5、出气管6、进水管7和出水管8；

所述研磨罐1包括内腔1-1、外壁1-2，及内腔1-1和外壁1-2之间的夹层；所述内腔1-1呈圆筒状，其上方设有开口，底部为弧形结构；

所述研磨罐盖体2位于研磨罐1的正上方；所述研磨杆3-1穿过研磨罐盖体2，且靠近内腔1-1的一端与所述研磨叶片3相连，另一端与驱动装置4相连，所述驱动装置4用于驱动所述研磨杆3-1和研磨叶片3旋转从而进行研磨；

所述进气管5和出气管6与所述研磨罐盖体2相连；

所述外壁1-2上相对设有两开口，一个开口设置于靠近研磨罐盖体2，另一个开口设置于靠近研磨罐底部；进水管7与靠近研磨罐底部的开口相连，出水管8与靠近研磨罐盖体处的开口相连。

所述内腔1-1底端外侧壁设置有向内凹陷弧形结构，所述弧形结构弧度角直径为4厘米，采用直径为4厘米的弧度角保证了弧度角处不会堆积活化剂氢氧化钾，从而达到使氢氧化钾充分研磨的目的。所述内腔1-1上设置有耐磨层，耐磨层材质为聚四氟乙烯。所述磨球3-2置于所述内腔1-1中。

所述研磨罐盖体2包括第一盖体和第二盖体，所述第一盖体与所述内腔1-1适配，所述第二盖体与所述外壁1-2适配。所述研磨罐盖体2材质为聚四氟乙烯。

所述装置还包括设置于第一盖体四周的平板密封垫(未示出)，所述密封垫为环形结构，且密封垫内圈直径略大于第一盖体的直径。所述密封垫材质为硅胶或橡胶材料，采用密封垫可以进一步对罐体内腔进行密封。

所述装置还包括设置在第一盖体上的温度传感器9和设置在外壁1-2表面的PLC控制器10，所述温度传感器9通过导线11-1与PLC控制器10电性连接，所述PLC控制器10进一步通过导线11-2与所述驱动装置4电性相连。所述温度传感器9用于检测内腔1-1的温度，当检测内腔1-1温度过高时，PLC控制器10控制所述驱动装置4，降低研磨叶片3的搅拌频率。

所述进气管5、出气管6、进水管7和出水管8上分别设有阀门5-1、6-1、7-1和8-1，通过所述阀门控制管道的开度。

本实施例的超级电容炭活化剂研磨装置的工作原理为：

开启研磨罐盖体2，将活化剂氢氧化钾加入内腔1-1中，盖上研磨罐盖体2，同时开启进气管5和出气管6上的阀门，向内腔1-1中输入氮气，通入一段时间后，待排除完内腔1-1中的氧气关闭阀门6-1和5-1，使内腔1-1中的气体置换为氮气。

同时可以打开进水管7和出水管8上的阀门，向夹层通入冷凝水。开启驱动装置4，驱动装置4带动研磨叶片3对氢氧化钾进行旋转研磨，研磨叶片3同时带动磨球对氢氧化钾进行研磨。研磨过程中，温度传感器9检测内腔1-1中的温度，当检测温度过高时，PLC控制器10可以控制驱动装置4，驱动装置4进一步降低研磨叶片3的旋转速度，防止内腔1-1中温度过高，从而引起安全隐患。

以上，对本实用新型的实施方式进行了说明。但是，本实用新型不限定于上述实施方式。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。