CN105289806B - 一种锂电池材料微波辅助球磨设备及研磨方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池材料微波辅助球磨设备及研磨方法,包括外壳体,所述外壳体的中部具有球磨罐放置腔体,外壳体的外侧壁上固定有多个微波发射器,微波发射器上通接有波导管,波导管通接球磨放置腔体,球磨罐插套在球磨罐放置腔体中,盖体盖合在外壳体的顶部,盖体的底面边部具有向下延伸的连接柱,外壳体的顶端面上具有与连接柱相对应的插孔,插孔的底面固定有强磁块,连接柱插套在插孔中并吸附在强磁块上;它设备简单,体积小巧,运行稳定,球磨和微波加热及材料干燥功能集中在同一设备中,大大提高新材料制备的效率。
Description
技术领域:
本发明涉及微波研磨设备技术领域,更具体的说涉及一种锂电池材料微波辅助球磨设备及研磨方法。
背景技术:
微波是一种高效而又环保的新型加热能源,具有选择性加热的特性,从而在物质分离、矿石粉碎等方面也发挥了其优异的特性。微波加热法与常规的热辐射加热方法相比有很多的优点,合成材料简单快速,材料生成颗粒均匀且具有均匀的空隙;此外,微波方法对控制大规模的合成特别有效,因为它能最大限度的减少热梯度的影响。
球磨法是目前世界上在工业上应用于制备纳米粉末的主流方法。然而球磨法在制备纳米粉末中主要存在球磨作用时间长,产物力度大,颗粒大小不均匀,重复性差等主要缺点,成为了限制球磨法在工业上广泛应用于纳米粉末制备的瓶颈。两者的结合可以大大提高研磨的效果,然而现有的研磨设备体积大,研磨和加热分开,大大影响了材料制备效率。
发明内容:
本发明的目的是克服现有技术的不足,提供一种锂电池材料微波辅助球磨设备及研磨方法,它设备简单,体积小巧,运行稳定,球磨和微波加热及材料干燥功能集中在同一设备中,大大提高新材料制备的效率。
本发明解决所述技术问题的方案是:
一种锂电池材料微波辅助球磨设备,包括外壳体,所述外壳体的中部具有球磨罐放置腔体,外壳体的外侧壁上固定有多个微波发射器,微波发射器上通接有波导管,波导管通接球磨罐放置腔体,球磨罐插套在球磨罐放置腔体中,盖体盖合在外壳体的顶部,盖体的底面边部具有向下延伸的连接柱,外壳体的顶端面上具有与连接柱相对应的插孔,插孔的底面固定有强磁块,连接柱插套在插孔中并吸附在强磁块上;
盖体的中部顶面固定有驱动电机,驱动电机的输出轴上固定有偏心轴,偏心轴穿过盖体并伸入球磨罐中,偏心轴的偏心轴部的外壁固定有限位杆,限位杆插套在球磨罐的内侧壁上具有的限位凹槽中,所述盖体的顶面还固定有真空泵,真空泵的进气管穿过盖体与球磨罐相通,盖体上还设有通孔,通孔上固定有堵头。
所述外壳体的顶面的内侧壁上具有环形限位凹槽,球磨罐的顶部具有向外延伸的限位边,限位边与环形限位凹槽相对应。
所述球磨罐放置腔体的内侧壁上固定有弹性块体,球磨罐的外壁与弹性块体相对应,环形限位凹槽的底面和侧壁均固定有耐磨块。
所述盖体的中部底面固定有上弹性块体,上弹性块体压靠在球磨罐的顶端面上。
所述球磨罐放置腔体的底面中部具有支撑凹槽,支撑凹槽的中部具有向下延伸的连接孔,连接套铰接在连接孔中,下弹性块体的中部底面具有向下延伸的支撑柱,支撑柱中插套有缓冲弹簧,缓冲弹簧和支撑柱插套在连接套中,缓冲弹簧的一端着力于连接套的底面、另一端着力于下弹性块体上,下弹性块体压靠在球磨罐的底面上。
所述外壳体中还设有温度传感器。
所述球磨罐的外壁和内壁具有保温层,球磨罐为二氧化锆材料制成。
所述保温层包括外层、中部层和内层,外层和内层均为氧化铝层,中部层为碳化硅层。
一种采用上述球磨设备的研磨方法,包括以下步骤:
(1)、将研磨原材料按照配比要求混合,计算所需材料的用量并称量,精确到0.0001g;
(2)、将研磨原材料加入上述设备的球磨罐(30),加入酒精,开启设备,选择球磨速度为100r/min至200r/min,球磨时间5至6小时;设定温度600℃,加热时间20min;
(3)、***自动控制加热时间和球磨速度,完成后,设定加热温度60℃,时间20min,进行干燥,完成后取出样品,制成锂电池电极材料。
本发明的突出效果是:
与现有技术相比,它设备简单,体积小巧,运行稳定,球磨和微波加热及材料干燥功能集中在同一设备中,大大提高新材料制备的效率。
同时,其具有的真空泵可以将球磨罐进行抽真空,从而减少研磨时的氧化反应,从而提高研磨的纯度和效果。
附图说明:
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明的局部放大图;
图3是本发明的保温层的局部结构示意图。
具体实施方式:
实施例,见如图1至图3所示,一种锂电池材料微波辅助球磨设备,包括外壳体10,所述外壳体10的中部具有球磨罐放置腔体11,外壳体10的外侧壁上固定有多个微波发射器20,微波发射器20上通接有波导管21,波导管21通接球磨罐放置腔体11,球磨罐30插套在球磨罐放置腔体11中,盖体40盖合在外壳体10的顶部,盖体40的底面边部具有向下延伸的连接柱41,外壳体10的顶端面上具有与连接柱41相对应的插孔12,插孔12的底面固定有强磁块13,连接柱41插套在插孔12中并吸附在强磁块13上;
盖体40的中部顶面固定有驱动电机42,驱动电机42的输出轴上固定有偏心轴421,偏心轴421穿过盖体40并伸入球磨罐30中,偏心轴421的偏心轴部的外壁固定有限位杆43,限位杆43插套在球磨罐30的内侧壁上具有的限位凹槽31中,所述盖体40的顶面还固定有真空泵45,真空泵45的进气管穿过盖体40与球磨罐30相通,盖体40上还设有通孔46,通孔46上固定有堵头47。
进一步的说,所述外壳体10的顶面的内侧壁上具有环形限位凹槽130,球磨罐30的顶部具有向外延伸的限位边32,限位边32与环形限位凹槽130相对应。
进一步的说,所述球磨罐放置腔体11的内侧壁上固定有弹性块体14,球磨罐30的外壁与弹性块体14相对应,环形限位凹槽130的底面和侧壁均固定有耐磨块15。
进一步的说,所述盖体40的中部底面固定有上弹性块体48,上弹性块体48压靠在球磨罐30的顶端面上。
进一步的说,所述球磨罐放置腔体11的底面中部具有支撑凹槽16,支撑凹槽16的中部具有向下延伸的连接孔17,连接套18铰接在连接孔17中,下弹性块体19的中部底面具有向下延伸的支撑柱191,支撑柱191中插套有缓冲弹簧192,缓冲弹簧192和支撑柱191插套在连接套18中,缓冲弹簧192的一端着力于连接套18的底面、另一端着力于下弹性块体19上,下弹性块体19压靠在球磨罐30的底面上。
进一步的说,所述外壳体10中还设有温度传感器50。
进一步的说,所述球磨罐30的外壁和内壁具有保温层1,球磨罐30为二氧化锆材料制成。
进一步的说,所述保温层1包括外层1a、中部层1b和内层1c,外层1a和内层1c均为氧化铝层,中部层1b为碳化硅层。
一种采用上述球磨设备的研磨方法,包括以下步骤:
(1)、将研磨原材料按照配比要求混合,计算所需材料的用量并称量,精确到0.0001g;
(2)、将研磨原材料加入上述设备的球磨罐(30),加入酒精,开启设备,选择球磨速度为100r/min至200r/min,球磨时间5至6小时;设定温度600℃,加热时间20min;其中,球磨速度是根据放置的材料的不同选择相适应的速度控制,其范围是100r/min至200r/min,而球磨时间也是根据不同的材料选择项适应的时间,其范围一般为5至6小时,而设定温度600℃,加热时间20min也是可以根据不同的材料选择不同的温度和加热时间,而一般均设定温度600℃,加热时间20min。
(3)、***自动控制加热时间和球磨速度,完成后,设定加热温度60℃,时间20min,进行干燥,完成后取出样品,制成锂电池电极材料。
本实施例中,通过盖体40盖合在外壳体10的顶部,盖体40的底面边部具有向下延伸的连接柱41,外壳体10的顶端面上具有与连接柱41相对应的插孔12,插孔12的底面固定有强磁块13,连接柱41插套在插孔12中并吸附在强磁块13上,使得其盖体40盖合密封而且盖合牢固,而其上设有的真空泵45可以对球磨罐30进行抽真空处理,从而使得其在球磨时减少氧化反应的可能,提高研磨的效果。
而需要进气时,只需要将堵头47从通孔46中取出即可,堵头47采用螺接的方式固定在通孔46的侧壁上。
而本实施例中的缓冲弹簧192可以使得球磨罐30处于球磨罐放置腔体11中时与盖体40之间压靠紧密,从而大大提高其转动效果,而且保证密封。而通过偏心轴421可以使得球磨罐30实现偏心转动,从而使得球磨罐30中的研磨球进行研磨,使得研磨效果更好。
最后,以上实施方式仅用于说明本发明,而并非对本发明的限制,有关技术领域的普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围的情况下,还可以做出各种变化和变型,因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴,本发明的专利保护范围应由权利要求限定。
Claims (9)
1.一种锂电池材料微波辅助球磨设备,包括外壳体(10),其特征在于:所述外壳体(10)的中部具有球磨罐放置腔体(11),外壳体(10)的外侧壁上固定有多个微波发射器(20),微波发射器(20)上通接有波导管(21),波导管(21)通接球磨罐放置腔体(11),球磨罐(30)插套在球磨罐放置腔体(11)中,盖体(40)盖合在外壳体(10)的顶部,盖体(40)的底面边部具有向下延伸的连接柱(41),外壳体(10)的顶端面上具有与连接柱(41)相对应的插孔(12),插孔(12)的底面固定有强磁块(13),连接柱(41)插套在插孔(12)中并吸附在强磁块(13)上;
盖体(40)的中部顶面固定有驱动电机(42),驱动电机(42)的输出轴上固定有偏心轴(421),偏心轴(421)穿过盖体(40)并伸入球磨罐(30)中,偏心轴(421)的偏心轴部的外壁固定有限位杆(43),限位杆(43)插套在球磨罐(30)的内侧壁上具有的限位凹槽(31)中,所述盖体(40)的顶面还固定有真空泵(45),真空泵(45)的进气管穿过盖体(40)与球磨罐(30)相通,盖体(40)上还设有通孔(46),通孔(46)上固定有堵头(47)。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述外壳体(10)的顶面的内侧壁上具有环形限位凹槽(130),球磨罐(30)的顶部具有向外延伸的限位边(32),限位边(32)与环形限位凹槽(130)相对应。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述球磨罐放置腔体(11)的内侧壁上固定有弹性块体(14),球磨罐(30)的外壁与弹性块体(14)相对应,环形限位凹槽(130)的底面和侧壁均固定有耐磨块(15)。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述盖体(40)的中部底面固定有上弹性块体(48),上弹性块体(48)压靠在球磨罐(30)的顶端面上。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述球磨罐放置腔体(11)的底面中部具有支撑凹槽(16),支撑凹槽(16)的中部具有向下延伸的连接孔(17),连接套(18)铰接在连接孔(17)中,下弹性块体(19)的中部底面具有向下延伸的支撑柱(191),支撑柱(191)中插套有缓冲弹簧(192),缓冲弹簧(192)和支撑柱(191)插套在连接套(18)中,缓冲弹簧(192)的一端着力于连接套(18)的底面、另一端着力于下弹性块体(19)上,下弹性块体(19)压靠在球磨罐(30)的底面上。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述外壳体(10)中还设有温度传感器(50)。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述球磨罐(30)的外壁和内壁具有保温层(1),球磨罐(30)为二氧化锆材料制成。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池材料微波辅助球磨设备,其特征在于:所述保温层(1)包括外层(1a)、中部层(1b)和内层(1c),外层(1a)和内层(1c)均为氧化铝层,中部层(1b)为碳化硅层。
9.一种采用权利要求1至8中任一项所述的锂电池材料微波辅助球磨设备的研磨方法,其特征在于:包括以下步骤:
(1)、将研磨原材料按照配比要求混合,计算所需材料的用量并称量,精确到0.0001g;
(2)、将研磨原材料加入上述设备的球磨罐(30),加入酒精,开启设备,选择球磨速度为100r/min至200r/min,球磨时间5至6小时;设定温度600℃,加热时间20min;
(3)、***自动控制加热时间和球磨速度,完成后,设定加热温度60℃,时间20min,进行干燥,完成后取出样品,制成锂电池电极材料。
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