本发明涉及纳米材料，尤其涉及一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置。
背景技术：
1、随着社会经济的发展、能源危机的加剧以及环境污染的日益加重，科学界倡导的资源与能源充分利用和环境最小负荷的发展理念深入人心。锌离子电池因其资源储量丰富，使用安全水系电解液等特有优势受到越来越多科研工作者的青睐。锌离子电池的储能机制和锂离子电池相似，都是以碱金属离子在正负极之间的“摇椅式”可逆反应为基础。但是，zn2+极性高，导致其在正极材料中可逆脱嵌过程受阻、扩散速率缓慢以及循环充放电过程中材料结构崩塌等问题，这严重制约了锌离子电池的商业化进程。因此，如何设计、制备既有高能量密度又能够长时间支撑zn2+可逆脱嵌的电极材料，尤其是正极材料是解决可充锌电池发展瓶颈的关键。
2、而中空结构材料以其大比表面积、多活性位点及密度低等特点，被认为是一种在能源存储与转换系统应用中很有前途的候选材料。它独特的结构增大了活性材料与电解质溶液的活性接触面积并且降低了电解质离子在活性材料体系中的传输路径，极大的提高材料的性能。采用模板法，可以有效制备二维过渡金属二硫化物纳米片构筑的中空材料。
3、为此，我们提出一种能够解决过渡金属硫属化物放电比容量低、倍率性能不好和稳定性欠佳等问题的过渡金属硫属化物正极材料制备装置。
技术实现思路
1、为了克服过渡金属硫属化物放电比容量低、倍率性能不好和稳定性欠佳的缺点，本发明的技术问题为：提供一种能够解决过渡金属硫属化物放电比容量低、倍率性能不好和稳定性欠佳等问题的过渡金属硫属化物正极材料制备装置。
2、一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，包括有反应釜、盖子、下料组件、水热组件、限位环、放料桶、搅拌机构和过滤机构，反应釜一侧连接有能够进行拆卸的盖子，盖子上设置有用于添加不同化学原料的下料组件，反应釜上设置有用于对化学原料进行水热反应的水热组件，盖子上连接有限位环，放料桶放置于限位环内，反应釜内设置有用于加速化学原料反应的搅拌机构，下料组件与反应釜之间设有用于过滤大颗粒化学原料的过滤机构，过滤机构与搅拌机构连接，搅拌机构运作能够带动过滤机构运作，对反应釜内的化学原料及流体进行搅拌。
3、作为本发明的一种优选技术方案，下料组件包括有第一下料桶、透明板和第二下料桶，盖子上连接有两个用于添加钼酸钠和l-半胱氨酸的第一下料桶，过滤机构位于第一下料桶内，盖子一侧连接有用于添加碱的第二下料桶，第二下料桶和第一下料桶一侧均连接有透明板。
4、作为本发明的一种优选技术方案，水热组件包括有热水加压器、球阀、连接管和排水阀，反应釜一侧连接有热水加压器，热水加压器上安装有球阀，球阀转动用于打开或关闭热水加压器，热水加压器一侧连接有连接管，连接管尾端与盖子连通，反应釜一侧连接有排水阀，球阀打开后，热水加压器将流体加压后导入反应釜内。
5、作为本发明的一种优选技术方案，搅拌机构包括有伺服电机、转环、搅拌杆、直齿轮和小齿轮，反应釜一侧连接有用于为搅拌提供动力的伺服电机，伺服电机的输出轴穿入反应釜内部且与反应釜转动式相连，伺服电机的输出轴上连接有用于带动放料桶转动的转环，反应釜内转动式连接有若干个搅拌杆，搅拌杆转动能够加速反应釜内化学原料反应，伺服电机的输出轴上连接有直齿轮，搅拌杆上均连接有小齿轮，小齿轮均与直齿轮啮合，直齿轮转动带动小齿轮转动，进而使得搅拌杆自转对化学原料进行搅拌。
6、作为本发明的一种优选技术方案，过滤机构包括有转动环、导向杆、套筒、复位弹簧、麻花杆、第二滤板和第一滤板，转环上侧连接有转动环，盖子上连接有两个导向杆，导向杆上均滑动式连接有套筒，套筒均与转动环接触，转动环转动过程中会挤压套筒向上移动，套筒与相邻的导向杆之间均连接有复位弹簧，麻花杆均套设在套筒内，麻花杆一端均开有螺纹槽，螺纹槽均与套筒配合，套筒上下移动过程中通过螺纹槽带动麻花杆转动，麻花杆一端均穿入相邻的第一下料桶内，麻花杆一端均连接有第二滤板，第二滤板位于第一下料桶内，第一下料桶内均连接有用于过滤大颗粒化学原料的第一滤板，第二滤板均与相邻的第一滤板转动式连接。
7、作为本发明的一种优选技术方案，还包括有用于防止化学原料堵塞的防堵机构，防堵机构包括有第一转动浆和第二转动浆，麻花杆一端连接有第一转动浆，第一转动浆转动能够拨动第一下料桶内下部的化学原料，避免化学原料堵塞在出口处，第二滤板一侧连接有第二转动浆，第二转动浆转动能够拨动第一滤板上方的化学原料，更方便化学原料穿过第一滤板。
8、作为本发明的一种优选技术方案，还包括有用于将反应时产生的气体抽出的抽气机构，抽气机构包括有抽气泵、抽气管和排气管，反应釜一侧连接有用于为抽气提供动力的抽气泵，抽气泵与反应釜之间连接有抽气管，抽气泵上连接有排气管，抽气泵运作能够将反应釜内的气体抽出。
9、作为本发明的一种优选技术方案，还包括有用于自动将盖子打开的开盖机构，开盖机构包括有连接环、支撑架和电动推杆，盖子下部连接有连接环，反应釜两侧均连接有支撑架，支撑架内均连接有电动推杆，电动推杆均与连接环连接，电动推杆伸长依靠连接环能够使盖子向上移动打开。
10、作为本发明的一种优选技术方案，还包括有用于计时提醒工作人员的计时机构，计时机构包括有计时器和警示灯，计时器连接在反应釜一侧，计时器上连接有用于提醒工作人员的警示灯。
11、本发明具有如下优点：1、本装置利用模板法，合成由二维层状过渡金属硫属化物构筑的中空纳米材料，用于制备具有高性能的锌离子电池正极材料，通过调控中空结构和有效的导电介质材料，构建相互连通的孔道结构，可促进电解液的快速扩散，提高电解质离子在电极材料内部的扩散速率，从而增加电池的倍率性能，也将有助于缓冲材料在充放电过程中产生的体积变化，提高电池的循环稳定性。
12、2、在反应过程中，搅拌杆转动能够对反应釜内的流体进行搅拌，以加速反应时间，提高制备效率，而第一滤板能够对大颗粒物质进行过滤，提高溶解速度。
13、3、第一转动浆和第二转动浆转动能够拨动第一下料桶内的化学原料，避免发生堵塞无法进行下料。
14、4、水热反应后，抽气泵运作能够将反应釜内的气体抽出，减少碱和空气接触发生反应，导致浓度降低或结块。
15、5、电动推杆伸长缩短可实现自动打开和关闭盖子的目的。
16、6、计时器可计量反应时间，通过警示灯闪烁提醒工作人员，以防工作人员忘记时间，减少失误，提高成功率。
1.一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：包括有反应釜（1）、盖子（2）、下料组件、水热组件、限位环（10）、放料桶（11）、搅拌机构（12）和过滤机构（13），反应釜（1）一侧连接有能够进行拆卸的盖子（2），盖子（2）上设置有用于添加不同化学原料的下料组件，反应釜（1）上设置有用于对化学原料进行水热反应的水热组件，盖子（2）上连接有限位环（10），放料桶（11）放置于限位环（10）内，反应釜（1）内设置有用于加速化学原料反应的搅拌机构（12），下料组件与反应釜（1）之间设有用于过滤大颗粒化学原料的过滤机构（13），过滤机构（13）与搅拌机构（12）连接，搅拌机构（12）运作能够带动过滤机构（13）运作，对反应釜（1）内的化学原料及流体进行搅拌。
2.按照权利要求1所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：下料组件包括有第一下料桶（3）、透明板（4）和第二下料桶（5），盖子（2）上连接有两个用于添加钼酸钠和l-半胱氨酸的第一下料桶（3），过滤机构（13）位于第一下料桶（3）内，盖子（2）一侧连接有用于添加碱的第二下料桶（5），第二下料桶（5）和第一下料桶（3）一侧均连接有透明板（4）。
3.按照权利要求1所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：水热组件包括有热水加压器（6）、球阀（7）、连接管（8）和排水阀（9），反应釜（1）一侧连接有热水加压器（6），热水加压器（6）上安装有球阀（7），球阀（7）转动用于打开或关闭热水加压器（6），热水加压器（6）一侧连接有连接管（8），连接管（8）尾端与盖子（2）连通，反应釜（1）一侧连接有排水阀（9），球阀（7）打开后，热水加压器（6）将流体加压后导入反应釜（1）内。
4.按照权利要求1所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：搅拌机构（12）包括有伺服电机（120）、转环（121）、搅拌杆（122）、直齿轮（123）和小齿轮（124），反应釜（1）一侧连接有用于为搅拌提供动力的伺服电机（120），伺服电机（120）的输出轴穿入反应釜（1）内部且与反应釜（1）转动式相连，伺服电机（120）的输出轴上连接有用于带动放料桶（11）转动的转环（121），反应釜（1）内转动式连接有若干个搅拌杆（122），搅拌杆（122）转动能够加速反应釜（1）内化学原料反应，伺服电机（120）的输出轴上连接有直齿轮（123），搅拌杆（122）上均连接有小齿轮（124），小齿轮（124）均与直齿轮（123）啮合，直齿轮（123）转动带动小齿轮（124）转动，进而使得搅拌杆（122）自转对化学原料进行搅拌。
5.按照权利要求1所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：过滤机构（13）包括有转动环（130）、导向杆（131）、套筒（132）、复位弹簧（133）、麻花杆（134）、第二滤板（135）和第一滤板（136），转环（121）上侧连接有转动环（130），盖子（2）上连接有两个导向杆（131），导向杆（131）上均滑动式连接有套筒（132），套筒（132）均与转动环（130）接触，转动环（130）转动过程中会挤压套筒（132）向上移动，套筒（132）与相邻的导向杆（131）之间均连接有复位弹簧（133），麻花杆（134）均套设在套筒（132）内，麻花杆（134）一端均开有螺纹槽，螺纹槽均与套筒（132）配合，套筒（132）上下移动过程中通过螺纹槽带动麻花杆（134）转动，麻花杆（134）一端均穿入相邻的第一下料桶（3）内，麻花杆（134）一端均连接有第二滤板（135），第二滤板（135）位于第一下料桶（3）内，第一下料桶（3）内均连接有用于过滤大颗粒化学原料的第一滤板（136），第二滤板（135）均与相邻的第一滤板（136）转动式连接。
6.按照权利要求5所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：还包括有用于防止化学原料堵塞的防堵机构（14），防堵机构（14）包括有第一转动浆（140）和第二转动浆（141），麻花杆（134）一端连接有第一转动浆（140），第一转动浆（140）转动能够拨动第一下料桶（3）内下部的化学原料，避免化学原料堵塞在出口处，第二滤板（135）一侧连接有第二转动浆（141），第二转动浆（141）转动能够拨动第一滤板（136）上方的化学原料，更方便化学原料穿过第一滤板（136）。
7.按照权利要求6所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：还包括有用于将反应时产生的气体抽出的抽气机构（15），抽气机构（15）包括有抽气泵（150）、抽气管（151）和排气管（152），反应釜（1）一侧连接有用于为抽气提供动力的抽气泵（150），抽气泵（150）与反应釜（1）之间连接有抽气管（151），抽气泵（150）上连接有排气管（152），抽气泵（150）运作能够将反应釜（1）内的气体抽出。
8.按照权利要求7所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：还包括有用于自动将盖子（2）打开的开盖机构（16），开盖机构（16）包括有连接环（160）、支撑架（161）和电动推杆（162），盖子（2）下部连接有连接环（160），反应釜（1）两侧均连接有支撑架（161），支撑架（161）内均连接有电动推杆（162），电动推杆（162）均与连接环（160）连接，电动推杆（162）伸长依靠连接环（160）能够使盖子（2）向上移动打开。
9.按照权利要求8所述的一种过渡金属硫属化物正极材料制备装置，其特征是：还包括有用于计时提醒工作人员的计时机构（17），计时机构（17）包括有计时器（170）和警示灯（171），计时器（170）连接在反应釜（1）一侧，计时器（170）上连接有用于提醒工作人员的警示灯（171）。