一种生产硅碳复合材料的专用设备的制造方法

文档序号:10689478
一种生产硅碳复合材料的专用设备的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种生产硅碳复合材料的专用设备,由支架、混合腔体和密封盖构成主体结构,密封盖的上端部设有防爆旋转电机,防爆旋转电机与转子进行固定连接,转子设置在混合腔体的内部,所述转子上还设置有搅拌桨,密封盖上对称设置有通气口和排气口,通气口的侧边设置有一雾化喷嘴,排气口的侧边设置有加料口,混合腔体的下端部还设置有一出料口,出料口与收料桶进行固定连接。本设备可以满足混合、固相裂解和化学气相沉积等多种方法制备硅碳复合材料,可以大大减少操作的复杂性和设备的数量,从而降低生产成本;通过特制的搅拌桨搅拌可以保证混合均匀,裂解完全,沉积均一,从而保证制备的硅碳复合材料性能优良。
【专利说明】
一种生产硅碳复合材料的专用设备
技术领域
[0001]本发明涉及一种用于锂离子电池负极硅碳复合材料的生产制备,具体涉及一种生产硅碳复合材料的专用设备。
【背景技术】
[0002]硅材料作为锂离子电池负极材料时,室温下具有高达3580mAh/g的比容量,但硅与锂合金化时会产生的巨大体积膨胀导致自身粉化,同时硅材料作为半导体,自身电子导电性较差,严重影响了硅材料在电池中的性能。
[0003]将硅基材料与碳材料复合是解决硅基材料循环性能差和导电性差的有效方法,在众多的复合方法中,将硅基材料与碳材料混合、固相裂解、化学气相沉积是目前常用的方法。目前大部分的硅碳复合材料制备工艺中都会用上这几种方法,往往采用分开的工艺步骤和不同的设备,操作复杂,设备较多,成本较高。而且目前的固相裂解包碳都采用静态烧结,存在烧结温度不稳定,裂解的碳不均一等问题,化学气相沉积包碳为保证碳包覆层完全和均匀,也需要使用旋转炉或者回转窑。

【发明内容】

[0004]本发明的目的在于针对现有技术的不足,现提供一种可以同时实现硅基材料混合、固相裂解和化学气相沉积的硅碳复合材料专用生产设备,混合效果好、烧结完全、沉积均一的生产硅碳复合材料的专用设备。
[0005]为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:一种生产硅碳复合材料的专用设备,其创新点在于:由支架、混合腔体和密封盖构成主体结构,所述密封盖的上端部设有防爆旋转电机,所述防爆旋转电机与转子进行固定连接,所述转子设置在混合腔体的内部,所述转子上还设置有搅拌桨,所述密封盖上对称设置有通气口和排气口,所述通气口的侧边设置有一雾化喷嘴,所述排气口的侧边设置有加料口,所述混合腔体的下端部还设置有一出料口,所述出料口与收料桶进行固定连接。
[0006]进一步的,所述搅拌桨的结构为常见的多层搅拌桨叶结构,所述每层桨叶与混合腔体内壁间距为1-3mm。
[0007]进一步的,所述通气口、排气口、雾化喷嘴和加料口均设置在密封盖的上表面。
[0008]进一步的,所述混合腔体固定安装在支架上,所述密封盖设置在混合腔体的上端部,所述混合腔体内还设置有一加热装置。
[0009]本发明的有益效果如下:
(I)本设备可以满足混合、固相裂解和化学气相沉积等多种方法制备硅碳复合材料,可以大大减少操作的复杂性和设备的数量,从而降低生产成本。
[0010](2)本发明通过多层搅拌桨搅拌可以保证混合均匀,裂解完全,沉积均一,从而保证制备的硅碳复合材料性能优良。
[0011](3)本发明通过在密封盖设置雾化喷嘴,可以通入改性剂进行硅碳材料表面改性,进一步提升制备的硅碳材料性能。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的结构示意图。
【具体实施方式】
[0013]以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式,熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
[0014]如图1所示为本发明的结构示意图,一种生产硅碳复合材料的专用设备,由支架
11、混合腔体I和密封盖2构成主体结构,密封盖2的上端部设有防爆旋转电机5,防爆旋转电机5与转子3进行固定连接,转子3设置在混合腔体I的内部,转子3上还设置有搅拌桨4,密封盖2上对称设置有通气口 7和排气口 10,通气口 7的侧边设置有一雾化喷嘴8,排气口 10的侧边设置有加料口 9,混合腔体I的下端部还设置有一出料口 12,出料口 12与收料桶6进行固定连接,搅拌桨4的结构为常见的多层搅拌桨叶结构,每层桨叶与混合腔体I内壁间距为1-3mm ο
[0015]工作原理:将10g粒径为200nm的一氧化硅粉末和3g聚乙烯吡咯烷酮加入100g乙醇中,采用高速分散机进行混合分散Ih,转速为100rpm,得到浆料;将500g平均粒径为20微米的人造石墨通过进料口 9加入混合腔体I中,盖上密封盖2,开启旋转电机5进行搅拌,使转子3转速为150rpm,然后通过通气口 7和排气口 10通入氩气,排尽空气;接着开启混合腔体I的加热,以10°C/min升温至100°C,然后将配制的浆料通过喷雾8喷洒在石墨表面进行包覆。接着以50C/min升温至900°C,通入乙烯,流量为2.5L/min,沉积3小时;最后关闭加热和气相碳源,待温度降至室温后从出料口 6出料收集得到最终的硅碳复合材料。
[0016]本设备可以满足混合、固相裂解和化学气相沉积等多种方法制备硅碳复合材料,可以大大减少操作的复杂性和设备的数量,从而降低生产成本,通过特制的搅拌桨4搅拌可以保证混合均匀,裂解完全,沉积均一,从而保证制备的硅碳复合材料性能优良,同时密封盖2带有的雾化喷嘴8还可以通入改性剂进行硅碳材料表面改性,进一步提升制备的硅碳材料性能。
[0017]上述实施例只是本发明的较佳实施例,并不是对本发明技术方案的限制,只要是不经过创造性劳动即可在上述实施例的基础上实现的技术方案,均应视为落入本发明专利的权利保护范围内。
【主权项】
1.一种生产硅碳复合材料的专用设备,其特征在于:由支架、混合腔体和密封盖构成主体结构,所述密封盖的上端部设有防爆旋转电机,所述防爆旋转电机与转子进行固定连接,所述转子设置在混合腔体的内部,所述转子上还设置有搅拌桨,所述密封盖上对称设置有通气口和排气口,所述通气口的侧边设置有一雾化喷嘴,所述排气口的侧边设置有加料口,所述混合腔体的下端部还设置有一出料口,所述出料口与收料桶进行固定连接。2.根据权利要求1所述的一种生产硅碳复合材料的专用设备,其特征在于:所述搅拌桨的结构为常见的多层搅拌桨叶结构,所述每层桨叶与混合腔体内壁间距为1_3_。3.根据权利要求1所述的一种生产硅碳复合材料的专用设备,其特征在于:所述通气口、排气口、雾化喷嘴和加料口均设置在密封盖的上表面。4.根据权利要求1所述的一种生产硅碳复合材料的专用设备,其特征在于:所述混合腔体固定安装在支架上,所述密封盖设置在混合腔体的上端部,所述混合腔体内还设置有一加热装置。
【文档编号】H01M4/1395GK106058255SQ201610557191
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月15日
【发明人】贺劲鑫, 郑媛媛, 靳承铀, 薛驰, 缪永华, 薛群山
【申请人】中天储能科技有限公司
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