本實(shí)用新型屬于鋰離子電池領(lǐng)域，特別是涉及一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備裝置。

背景技術(shù)：

鋰離子電池具有高電壓、比能量大、壽命長(zhǎng)及無記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，因而近年來，在3C產(chǎn)品、電動(dòng)自行車、儲(chǔ)能系統(tǒng)，特別是電動(dòng)汽車中得到廣泛應(yīng)用。石墨類負(fù)極材料是目前商業(yè)化鋰離子電池的主導(dǎo)負(fù)極材料，它具有較低的鋰嵌入/脫出電位、較高的可逆容量且資源豐富、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。

鋰離子電池負(fù)極材料目前主要是具有石墨結(jié)構(gòu)的材料，其中人造石墨發(fā)展迅速。中間相炭微球是人造石墨的一種，它結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，比表面積小，循環(huán)性能及安全性好，但是其制作成本高，一直以來被作為高端鋰離子負(fù)極材料來使用。一般的人造石墨粉形狀不規(guī)則，比表面積大，各向異性度較高，導(dǎo)致材料加工性能差，極片反彈、電芯脹氣、形變等問題突出。因此降低比表面積、提高各向同性度，改善電芯的循環(huán)性能及安全性一直是人造石墨類炭負(fù)極材料研究開發(fā)的重點(diǎn)。

目前，鋰離子電池負(fù)極材料的制備需經(jīng)過整形、包覆、二次造粒、混捏、焙燒等綜合作用，產(chǎn)率在70～85％左右，并且生產(chǎn)能耗高。中國(guó)專利CN201410325202.3通過將物料物理加工、混合、模壓處理、焙燒處理及球化整形等工序制得一種人造石墨負(fù)極材料，物料周轉(zhuǎn)損失大，生產(chǎn)效率低，能耗大，工藝復(fù)雜。中國(guó)專利CN02125715.9利用噴霧造粒的方法在石墨微粉表面包覆一層炭，得到內(nèi)部為石墨，外部為炭的核殼結(jié)構(gòu)的炭包覆石墨微粉，首次不可逆容量較低，循環(huán)性能較好，但該方法工藝復(fù)雜，能耗大，生產(chǎn)成本高。中國(guó)專利CN200510029448.7在人造石墨微粉表面包覆有機(jī)碳源后經(jīng)過焙燒等處理得到的人造石墨負(fù)極材料，需選擇蒽油和洗油等芳香族溶劑作為反應(yīng)助劑，蒽油和洗油中含有蒽、萘、高沸點(diǎn)酚類、重質(zhì)吡啶堿類、苊、芴等有毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境不友好。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的就是還要解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)缺陷，提供一種負(fù)極材料的制備裝置，使在制備鋰離子電池負(fù)極材料過程中，達(dá)到連續(xù)、高效，周期短的目的。

本實(shí)用新型具體提供了如下技術(shù)方案：一種鋰離子電池負(fù)極材料的制備裝置，包括進(jìn)料口、出料口、攪拌區(qū)、升溫區(qū)、恒溫區(qū)、冷卻區(qū)和進(jìn)排氣口組成。其中進(jìn)料口與攪拌區(qū)直接相連，物料進(jìn)入后直接由攪拌區(qū)攪拌混合；攪拌區(qū)、升溫區(qū)、恒溫區(qū)與冷卻區(qū)處于同一筒狀鋼體結(jié)構(gòu)之中，其中溫度控制各自分開，能夠分別對(duì)每個(gè)區(qū)域的溫度進(jìn)行控制，待物料在溫度區(qū)整形、包覆、二次造粒及焙燒處理完成后，由冷卻區(qū)冷卻之后經(jīng)出料口出料。

所述的攪拌區(qū)、升溫區(qū)、恒溫區(qū)和冷卻區(qū)的滾筒內(nèi)部都設(shè)置有螺旋絞刀，螺旋絞刀之間的距離為10～80cm，高度為5～40cm。

還設(shè)置保護(hù)及保溫外殼(11)，溫度控制裝置分別被置于各自區(qū)域所在的保護(hù)及保溫殼內(nèi)部，且由不同的控制裝置控制。溫度范圍為20～1100℃。

所述的滾筒進(jìn)料口(2)比出料口(9)高，有利于物料傳遞，其傾角為0～30°。

本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

1、該制備裝置將整形、包覆、二次造粒、混捏、焙燒等工序綜合進(jìn)行，減少了物料的周轉(zhuǎn)和設(shè)備殘留損失，產(chǎn)率高，工序簡(jiǎn)單，能耗低，環(huán)保，物料表面包覆效果均勻，一致性高。

2、對(duì)原材料的取向問題解決的比較好，宏觀各向同性，鐵雜質(zhì)含量低，制得的鋰離子電池負(fù)極材料，首次不可逆容量低，體積膨脹小，吸液性好，循環(huán)性能好、性價(jià)比高，綜合性能優(yōu)良。

3、本實(shí)用新型相比于現(xiàn)有技術(shù)的鋰離子電池負(fù)極材料的制備裝置，在原材料的管控、工藝的一體化、溫度制度、包覆工藝等方面做了一定的創(chuàng)新，從而實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的以下優(yōu)點(diǎn)：

①多項(xiàng)功能綜合進(jìn)行，減少了物料的周轉(zhuǎn)和設(shè)備殘留損失，生產(chǎn)效率高，能耗低，產(chǎn)率高(≥92％)，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單。

②對(duì)物料表面整形、包覆效果好，一致性高，二次混捏使原料取向問題得到很好的解決。

③制備的負(fù)極材料粒度均一(D50在5～25μm范圍內(nèi))，整形包覆效果好，形狀規(guī)則，比表面積低，鐵雜質(zhì)含量低，宏觀各向同性，吸液性能好，體積膨脹小，首次放電效率高，循環(huán)性能好。

附圖說明

圖1本實(shí)用新型反應(yīng)器的設(shè)備示意圖

圖2為滾筒內(nèi)螺旋絞刀的分布示意圖

附圖標(biāo)記為：進(jìn)氣口(1)、進(jìn)料口(2)、設(shè)備基座(3)、攪拌區(qū)(4)、升溫區(qū)(5)、恒溫區(qū)(6)、冷卻區(qū)(7)、排氣口(8)、出料口(9)、螺旋絞刀(10)、保護(hù)及保溫外殼(11)、驅(qū)動(dòng)裝置(12)

具體實(shí)施方式

為了進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型的內(nèi)容、特點(diǎn)及顯著功效，茲列舉以下實(shí)施例，并結(jié)合附圖進(jìn)行說明，但本實(shí)用新型的實(shí)施例不限于此。

圖1所示為一種生產(chǎn)負(fù)極材料的裝置示意圖，包括進(jìn)、出料裝置(2，9)、驅(qū)動(dòng)裝置(12)、溫控裝置(4，5，6，7)、螺旋絞刀(10)以及通氣裝置(2，8)等組成。其中，絞刀以螺旋式焊接到滾筒內(nèi)壁。

物料從進(jìn)料口(2)利用螺旋進(jìn)料器進(jìn)入到腔體中，經(jīng)由攪拌區(qū)(4)送料和攪拌，物料順著螺旋絞刀進(jìn)入到升溫區(qū)(5)加熱升溫，溫度是由保護(hù)及保溫外殼(11)進(jìn)行提供和保溫，并在每一段設(shè)有不同的溫控裝置，可以任意調(diào)節(jié)溫度。

所述螺旋絞刀(10)是焊接到滾筒內(nèi)壁，并且如圖2所示螺旋焊接，物料可以由于絞刀螺旋轉(zhuǎn)動(dòng)而可將物料推送至下一區(qū)域。

所述保護(hù)及保溫外殼(11)為鋼結(jié)構(gòu)外殼，并且內(nèi)里設(shè)置有電加熱絲，以及填充保溫棉進(jìn)行保溫，

升溫處理后的物料從升溫區(qū)(5)由螺旋絞刀推送至恒溫區(qū)(6)進(jìn)行保溫若干時(shí)間，最后經(jīng)至冷卻區(qū)(7)進(jìn)行降溫處理，然后成品物料由出料口(9)出料，然后裝袋包裝處理。其中，(1)，(8)分別為進(jìn)氣口和排氣口，通入相應(yīng)的保護(hù)氣體或反應(yīng)氣體。

本裝置可實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)出料要求，能有效地提高效率和產(chǎn)能。