[发明专利]包覆改性、碳化一体化连续生产锂电池负极材料的工艺及设备

说明书

本发明涉及一种包覆改性、碳化一体化连续生产锂电池负极材料的工艺及设备，属于新材料领域。

技术背景：正如火车由燃煤的汽轮机到燃油的内燃机，再到电气化的发展趋势一样，电动汽车取代燃油汽车已是大势所趋，世界各发达国家相继出台了燃油汽车的淘汰时间表。电池是电动汽车的重要部件，也是制约电动汽车发展的关键瓶颈。包覆改性和碳化是锂电池负极材料生产环节必不可少的工序。传统的生产工艺包覆改性和碳化是分别在两个不同的设备中进行的，碳化工序的主要设备碳化炉主要有推板窑和辊道窑两种，推板窑容易发生拱窑事故，辊道窑易发生断辊事故，以上两种工艺都要用到坩埚，都存在装、卸坩埚的复杂劳动和粉尘污染生产环境的问题。

本发明的目的是提供一种包覆改性、碳化一体化连续生产锂电池负极材料的工艺及设备，以解决现有工艺技术存在的不足之处。

发明内容：本发明所述的一种包覆改性、碳化一体化连续生产锂电池负极材料的工艺及设备包括下列步骤：

(1)、将原料碳微球和包覆沥青按照一定的比例自一体化反应器的上部加料仓加入，一体化反应器是由耐热内胆、螺带搅拌器和电磁感应加热系统组成的，加料过程在搅拌下进行；

(2)在氮气保护下开启加热系统逐渐升温，温度升至500～700℃，并在此温度下保持1～5小时，完成热包覆工序；

(3)等包覆工序完成后，继续升温至900～1300℃，并在此温度下保持1～3小时，完成碳化工序；

(4)当碳化工序完成后，关闭加热系统，使一体化反应器自然降温；

(5)等一体化反应器自然降温至300℃以下时，打开下料阀，将物料放入冷却釜继续降温，冷却釜由内胆、搅拌和夹套组成，夹套内通冷却水；

(6)当冷却釜内的物料冷却至40℃以下时，打开卸料阀将物料卸出包装；

(7)重复上述步骤，实现包覆改性和碳化的一体化连续生产锂电池负极材料。

本发明具有如下优点：

1、实现了包覆改性和碳化的一体化，生产过程相对稳定；

2、由于包覆改性和碳化是在同一设备中完成的，没有了中间卸料、装料的过程，生产效率相对提高，生产环境更好；

3、由于包覆改性和碳化是在同一设备中连续完成的，没有了中间降温、升温的过程，因此更加节能。

本发明所述的一种包覆改性、碳化一体化连续生产锂电池负极材料的工艺及的设备是：由加料仓(1)、加料阀(2)、一体化反应器(3)、下料阀(4)、冷却釜(5)、卸料阀(6)等组成，其中加料仓(1)通过管道与加料阀(2)连接，加料阀(2)通过管道与加料仓(1)和一体化反应器(3)连接，一体化反应器(3)上部通过管道与加料阀(2)，下部通过管道与下料阀(4)连接，下料阀(4)通过管道与一体化反应器(3)连接及冷却釜(5)连接，冷却釜(5)通过管道与下料阀(4)及卸料阀(6)连接。

附图说明如下：

附图是本发明的工艺设备原理图，其中(1)是加料仓，(2)是加料阀，(3)是一体化反应器，(4)是下料阀，(5)是冷却釜，(6)是卸料阀。

下面通过实施例进一步评述：

实施例：

(1)、将原料碳微球和包覆沥青按照1比9的比例自一体化反应器的上部加料仓加入，一体化反应器是由耐热内胆、螺带搅拌器和电磁感应加热系统组成的，加料过程在搅拌下进行；

(2)在氮气保护下开启加热系统逐渐升温，温度升至600℃，并在此温度下保持2小时，完成热包覆工序；

(3)等包覆工序完成后，继续升温至1200℃，并在此温度下保持2小时，完成碳化工序；

(4)当碳化工序完成后，关闭加热系统，使一体化反应器自然降温；

(5)等一体化反应器自然降温至300℃以下时，打开下料阀，将物料放入冷却釜继续降温，冷却釜由内胆、搅拌和夹套组成，夹套内通冷却水；

(6)当冷却釜内的物料冷却至40℃以下时，打开卸料阀将物料卸出包装。