[发明专利]一种多尺度锂球的快速制备方法

权利要求书

1.一种多尺度锂球的快速制备方法，其特征在于：包括有惰性气体储气瓶(1) 、熔锂罐(6) 和烧杯(14) ，在所述的熔锂罐(6) 上设有进气口和出气口，在熔锂罐(6) 的顶端设有投料口(4) ，所述的惰性气体储气瓶(1) 的出气口通过气管一(8) 连接熔锂罐(6) 的进气口，在气管一(8) 上安装有充气阀(2) 和直通阀(3) ，熔锂罐(6) 的出气口连接有气管二(9) ，在气管二(9) 上安装有放气阀(5) ，在熔锂罐(6) 的外面安装有加热器(7) ，在熔锂罐(6) 的底部出口连接有锂管(10) ，在锂管(10) 上安装有锂阀(11) ，在锂管(10) 的下端连接有堵头(12) ，在堵头(12) 的底部开有激光孔(15) ，在堵头(12) 的下方设有所述的烧杯(14) ，在烧杯(14) 内部设有冷却剂，操作步骤如下：

①关闭投料口(4)、放气阀(5)，依次打开锂阀(11)、直通阀(3)和充气阀(2)，通过气管一(8)向制备装置中通入0.02MPa氩气，开启加热器(7)，给熔锂罐(6)、锂管(10)、锂阀(11)和堵头(12)烘烤出气，烘烤温度设定为300℃，连续进行12h；

②关闭锂阀(11)，氩气气压调至0.2MPa，打开投料口(4)，在氩气氛围保护下向熔锂罐(6)中投入90g锂棒，关闭投料口(4)，然后打开放气阀(5)放出熔锂罐(6)中多余氩气；

③投料后，由于固体锂棒的熔化，熔锂罐(6)的温度会先降后升，待熔锂罐(6)、锂管(10)和堵头(12)的温度均升至预设温度300℃，并维持稳定；

④将烧杯(14)置于堵头(12)正下方，堵头(12)伸进烧杯(14)中且距离杯口约1/4处，然后将液体石蜡(13)缓慢倒入烧杯(14)中，使液面在与堵头(12)表面刚好接触；

⑤关闭直通阀(3)，打开充气阀(2)，预设好一定的气压值，打开放气阀(5)放空熔锂罐(6)中升温而升高的气压；

⑥打开锂阀(11)，并迅速打开直通阀(3)，受压后的液态锂经过堵头(12)的激光孔(15)快速喷射到液体石蜡(13)中，生成锂球；

⑦锂管(10)中液态锂喷完后关闭锂阀(11)，收集液体石蜡(13) 表面漂浮的锂球；

⑧调节步骤③预设温度、步骤⑤预设气压和激光孔(15)的孔径都可以控制锂球的尺寸；

⑨生产出来的锂球表面涂有石蜡，用正己烷混合洗涤，静置24h溶液分层，上层为密度较低的锂球，下层为密度较大的正己烷溶剂，过滤后在手套箱中氩气氛围下干燥；

在惰性气体氛围保护下，通过投料口(4) 向熔锂罐(6) 中投入锂原料，再通过加热器(7) 将其加热到一定温度，利用充气阀(2) 、直通阀(3) 和放气阀(5) 调节适当气压的惰性气体挤压锂管(10) 中的液态锂，经过堵头(12) 的小孔喷射到冷却剂中，迅速冷却固化得到锂球，调节通入气体的气压可以生产出亚毫米量级不同直径的锂球，再经后续处理得到洁净的多尺度锂球；

所述的惰性气体储气瓶(1) 为氩气瓶，惰性气体为氩气；

所述的熔锂罐(6) 是SUS316无缝管，在所述的投料口(4) 处安装有手动插板阀；

所述的锂管(10) 是SUS316无缝管，两端分别与熔锂罐(6) 和锂阀(11) 连接；所述的气管一(8) 和气管二(9) 均为SUS316无缝管，气管一(8) 和气管二(9) 均是通过焊接与熔锂罐(6) 连接的；

所述的锂阀( 11) 为波纹管阀，阀体材料为SUS316，通过卡套管接头将锂管(10) 和堵头(12) 密封连接；

所述的充气阀(2) 包括有减压阀和压力表，减压阀进气口与惰性气体储气瓶(1) 相连，出气口与气管一(8) 连接，压力表测量减压后的惰性气体气压；所述的直通阀(3) 是球阀；所述的放气阀(5) 是带法兰接口的角阀，通过法兰与气管二(9) 对接，另一法兰敞开与大气连通；

所述的加热器(7) 包括有直流电源和多根铠装加热丝，所述的直流电源的技术参数是AC 220V/10A输入，三路DC 0-220V/0-10A输出；多根铠装加热丝分别缠绕在熔锂罐(6) 、锂管(10) 和堵头(12) 的外侧，且分别布置热电偶测温，然后用铝箔纸包裹；

所述的堵头(12) 是一端开口的空心SUS316圆柱体，开口端与锂阀(11) 连接，另一端采用激光打孔的工艺穿蚀激光孔(15) ，可以根据需要更换圆孔直径不同的堵头(12) ；

所述的冷却剂是液体石蜡(13) ，锂不溶于液体石蜡(13) ，两者稳定存在而不发生反应，此外，可以保护锂球不与空气反应。