CN112320804B - 一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，包括反应段、冷凝段和收料段；所述反应段包括真空腔体和热处理组件，所述真空腔体内安装有反应加热热场，所述反应加热热场内设置有反应釜；所述冷凝段包括冷凝筒体，所述冷凝筒体的外圈包裹安装有冷凝加热炉；所述收料段包括收料筒体，所述收料筒体与冷凝筒体的底部相连通，所述收料筒体的通过管道连接有抽气***的进气口，所述抽气***的进气口通过真空接管与真空腔体相连接；本发明冷凝段增加了全新装置，可以控制冷凝段温度，从而能稳定的制备出需要的SiO材料，反应段、冷凝段、收料段分开，可实现产品的大批量生产，方便安装和运输。

Description

一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备
技术领域
本发明涉及电气柜技术领域，特别涉及一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备。
背景技术
随着市场对锂离子电池能量密度要求的提高，要求锂离子电池所用负极材料具有高的比容量及其循环性能，目前锂电池常用的负极主要是石墨类材料，其理论容量只有372mAh/g，远远满足不了300WH/g高比能量密度锂离子电池对负极的需求，硅材料（纳米硅、硅氧化合物）作为一种储量丰富，来源广泛，是一种理想的锂电池负极材料，现有的SiO制备设备，制备过程中稳定性不够，难以稳定的制备SiO材料，不有利于工业化的大规模生产，并且整体结构较大，不方便进行运输和安装。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，可以有效解决背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，包括反应段、冷凝段和收料段；所述反应段包括真空腔体和热处理组件，所述真空腔体内安装有反应加热热场，所述反应加热热场内设置有反应釜；所述冷凝段包括冷凝筒体，所述冷凝筒体通过导气管与反应釜相连通，所述冷凝筒体的外圈包裹安装有冷凝加热炉；所述收料段包括收料筒体，所述收料筒体与冷凝筒体的底部相连通，所述收料筒体的通过管道连接有抽气***的进气口，所述抽气***的进气口通过真空接管与真空腔体相连接。
优选的，所述导气管的外圈安装有过渡加热炉，所述过渡加热炉的两端分别与反应段和冷凝段可拆卸连接。
优选的，所述冷凝筒体的底部为漏斗形结构，所述冷凝筒体的顶部安装有密封顶盖。
优选的，所述冷凝筒体的底部与收料筒体可拆卸连接，所述收料筒体的侧壁设置有抽气口，所述抽气口与管道可拆卸连接，所述收料筒体的底部安装有滚轮。
优选的，所述抽气***为机械泵，所述管道上安装有第一控制阀，所述真空接管上安装有第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀均为电磁控制阀。
优选的，所述反应釜为密封箱体，所述反应釜内放置有坩埚，所述坩埚用于放置反应物料。
优选的，所述真空腔体的顶部设置有挂装扣，所述真空腔体的底部设置有支撑腿。
优选的，所述真空腔体的外壁为双层壳体结构，所述双层壳体之间通水冷却。
优选的，所述反应加热热场的外壁设置有保温屏。
与传统技术相比，本发明产生的有益效果是：
1、该连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，能够有效的进行SiO材料的制备，能够大规模工业化制备生产，并且本设备冷凝段增加了全新装置，可以控制冷凝段温度，从而能稳定的制备出需要的SiO材料，反应段、冷凝段、收料段分开，可实现产品的大批量生产，方便安装和运输。
2、该连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，加热热场通过发热体可对内部进行加热到1350-1450℃，使反应釜和坩埚内部的混合后的SiO2和Si粉末升华成气态的SiO，抽气***通过导气管将反应生成的SiO气体抽至冷凝筒体内进行冷凝，然后进入收料筒体，冷凝加热炉使冷凝筒体保持在600℃左右，从而使SiO冷凝成需要的片状结构，在冷凝筒体内冷凝的SiO脱落后直接掉入收料筒内，从而实现收料，实现工业化生产，生产效率较高。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明的整体结构分段后示意图。
图中：1、真空腔体；2、反应加热热场；3、反应釜；4、坩埚；5、导气管；6、过渡加热炉；7、冷凝筒体；8、冷凝加热炉；9、收料筒体；10、抽气***；11、挂装扣；12、密封顶盖；13、支撑腿；14、抽气口；15、管道。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-2所示，一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，包括反应段、冷凝段和收料段；所述反应段包括真空腔体1和热处理组件，所述真空腔体1内安装有反应加热热场2，所述反应加热热场2内设置有反应釜3；所述冷凝段包括冷凝筒体7，所述冷凝筒体7通过导气管5与反应釜3相连通，所述冷凝筒体7的外圈包裹安装有冷凝加热炉8；所述收料段包括收料筒体9，所述收料筒体9与冷凝筒体7的底部相连通，所述收料筒体9的通过管道15连接有抽气***10的进气口，所述抽气***10的进气口通过真空接管与真空腔体1相连接，通过抽气***抽真空时，可使反应釜内外压力平衡，收料时可关闭和真空腔体相连的管路，只抽反应釜内SiO气体，抽气***可通过真空接管对炉内进行抽真空到1Pa。
本实施例中，所述导气管5的外圈安装有过渡加热炉6，所述过渡加热炉6的两端分别与反应段和冷凝段可拆卸连接，方便进行拆卸运输和安装，过渡加热可升温至1400℃，使SiO气体通过导气管时保持气体状态，不会冷凝。
本实施例中，所述冷凝筒体7的底部为漏斗形结构，所述冷凝筒体7的顶部安装有密封顶盖12，方便收集，并方便对冷凝筒体进行清理，密封设置的冷凝筒体，SiO气体通过导气管进入到冷凝筒体里进行冷凝，防止泄露。
本实施例中，所述冷凝筒体7的底部与收料筒体9可拆卸连接，所述收料筒体9的侧壁设置有抽气口14，所述抽气口14与管道15可拆卸连接，所述收料筒体9的底部安装有滚轮。
本实施例中，所述抽气***10为机械泵，所述管道15上安装有第一控制阀，所述真空接管上安装有第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀均为电磁控制阀。
本实施例中，所述反应釜3为密封箱体，所述反应釜3内放置有坩埚4，所述坩埚4用于放置反应物料，使反应生成的SiO气体不会逸散到热场和真空腔体内。
本实施例中，所述真空腔体1的顶部设置有挂装扣11，所述真空腔体1的底部设置有支撑腿13，方便进行吊装和运输。
本实施例中，所述真空腔体1的外壁为双层壳体结构，所述双层壳体之间通水冷却，采用双层壳体结构，双层夹套之间通水冷却，可确保腔体表面温度低于50℃。
本实施例中，所述反应加热热场2的外壁设置有保温屏，使热场内部热量不会散失，避免热场外腔体内部温度≤150℃，影响密封。
以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，其特征在于：包括反应段、冷凝段和收料段；
所述反应段包括真空腔体和热处理组件，所述真空腔体内安装有反应加热热场，所述反应加热热场内设置有反应釜；
所述冷凝段包括冷凝筒体，所述冷凝筒体通过导气管与反应釜相连通，所述冷凝筒体的外圈包裹安装有冷凝加热炉；
所述收料段包括收料筒体，所述收料筒体与冷凝筒体的底部相连通，所述收料筒体的通过管道连接有抽气***的进气口，所述抽气***的进气口通过真空接管与真空腔体相连接；
所述冷凝筒体的底部为漏斗形结构，所述冷凝筒体的顶部安装有密封顶盖，所述冷凝筒体的底部与收料筒体可拆卸连接，所述收料筒体的侧壁设置有抽气口，所述抽气口与管道可拆卸连接，所述收料筒体的底部安装有滚轮，所述真空腔体的外壁为双层壳体结构，所述双层壳体之间通水冷却。
2.根据权利要求1所述的一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，其特征在于：所述导气管的外圈安装有过渡加热炉，所述过渡加热炉的两端分别与反应段和冷凝段可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，其特征在于：所述抽气***为机械泵，所述管道上安装有第一控制阀，所述真空接管上安装有第二控制阀，所述第一控制阀和第二控制阀均为电磁控制阀。
4.根据权利要求1所述的一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，其特征在于：所述反应釜为密封箱体，所述反应釜内放置有坩埚，所述坩埚用于放置反应物料。
5.根据权利要求1所述的一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，其特征在于：所述真空腔体的顶部设置有挂装扣，所述真空腔体的底部设置有支撑腿。
6.根据权利要求1所述的一种连续制备锂离子电池SiO负极材料的真空热处理装备，其特征在于：所述反应加热热场的外壁设置有保温屏。
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