[发明专利]碳硅复合材料的制备装置

说明书

本发明提供了一种碳硅复合材料的制备装置。该制备装置包括多晶硅制备装置、石墨供应装置、混料装置和焙烧单元，多晶硅制备装置设置有无定型硅粉供应口，用于供应无定型硅粉；石墨供应装置设置有石墨供应口，用于供应石墨；混料装置设置有加料口和混料出口，加料口分别与无定型硅粉供应口和石墨供应口相连通，同时加料口也用于添加碳源和有机溶剂；焙烧单元设置有混料入口，混料出口与混料入口通过混料输送管路相连通。采用上述制备装置制得的碳硅复合材料具有较小的硅源体积膨胀率和较大的电池容量。此外上述制备装置还具有流程短，能耗低，对环境友好等优点。

技术领域

本发明涉及多晶硅生产领域，具体而言，涉及一种碳硅复合材料的制备装置。

背景技术

近年来，随着人们生活水平的提高和对环境保护意识的增强，可重复使用的二次电池的使用越来越广泛，对电池容量的要求也越来越高。另一方面，随着相关法律法规相继出台以及国家政策支持力度的加强，对推广高容量电池的应用也起到了很好的推动作用。

目前，限制电池容量提高的主要因素是普遍使用的碳负极材料的容量太低，无法使电池容量达到相关规定，只有采用容量更高的新型负极材料才能使电池容量达到要求，而在所有的负极材料中，硅碳复合材料是最有希望取代碳负极材料的。因此，研发低成本、高容量的硅碳复合材料成了当前热门课题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种碳硅复合材料的制备装置，以解决现有硅负极材料存在硅材料体积膨胀较大的问题。

为了实现上述目的，根据本发明提供了一种碳硅复合材料的制备装置，该制备装置包括多晶硅制备装置、石墨供应装置、混料装置和焙烧单元，多晶硅制备装置设置有无定型硅粉供应口，用于供应无定型硅粉；石墨供应装置设置有石墨供应口，用于供应石墨；混料装置设置有加料口和混料出口，加料口分别与无定型硅粉供应口和石墨供应口相连通，同时加料口也用于添加碳源和有机溶剂；焙烧单元设置有混料入口，混料出口与混料入口通过混料输送管路相连通。

进一步地，焙烧单元包括：焙烧装置和研磨筛分装置，焙烧装置设置有混料入口和焙烧产物出口；及研磨筛分装置设置有焙烧产物入口，焙烧产物入口与焙烧产物出口相连通。

进一步地，研磨筛分装置设置有筛分物料出口，上述制备装置还包括洗涤单元，洗涤单元包括：氢氟酸供应装置、洗涤装置和过滤装置，氢氟酸供应装置设置有氢氟酸供应口；洗涤装置设置有洗涤液入口、筛分物料入口和洗涤物料出口，筛分物料入口与筛分物料出口相连通，洗涤液入口与氢氟酸供应口相连通；及过滤装置设置有洗涤物料入口，洗涤物料入口与洗涤物料出口相连通。

进一步地，过滤装置设置有固相出口，上述洗涤单元还包括烘干装置，烘干装置设置有待烘干物料入口，待烘干物料入口与将固相出口相连通，用于烘干经固相出口排出的物料。

进一步地，上述焙烧单元还设置有温度控制装置，温度控制装置用于控制焙烧装置中的温度。

进一步地，上述制备装置还包括加料计量装置，加料计量装置用于控制无定型硅粉、石墨、碳源及有机溶剂的加入量。

进一步地，上述制备装置还包括碳源供应装置和第一控制阀，碳源供应装置设置有碳源供应口，碳源供应口与加料口通过碳源供应管路相连通，第一控制阀设置在碳源供应管路上，且第一控制阀与加料计量装置电连接。

进一步地，上述制备装置还包括有机溶剂供应装置和第二控制阀，有机溶剂供应装置设置有有机溶剂供应口，有机溶剂供应口与加料口通过有机溶剂供应管路相连通，第二控制阀设置在有机溶剂供应管路上，且第二控制阀与加料计量装置电连接。

进一步地，硅粉供应口与加料口通过硅粉供应管路相连通，上述制备装置包括第三控制阀，第三控制阀设置在硅粉供应管路上，且第三控制阀与加料计量装置电连接。