CN217361226U - 一种石墨烯导电剂制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种石墨烯导电剂制备装置，包括料仓、剪切研磨装置、高压均质装置、浆料成品罐、喷雾干燥装置、成品收集罐，所述料仓出料口与剪切研磨装置进料口连接，所述剪切研磨装置出料口与高压均质装置进料口连接，所述高压均质装置出料口与浆料成品罐进料口连接，所述浆料成品罐出料口与喷雾干燥装置进料口连接，所述喷雾干燥装置出料口与成品收集罐连接，所述剪切研磨装置、高压均质装置、浆料成品罐均与真空管路、清洗管路和纯净水管路连接，且所述真空管路一端设有抽真空装置。本实验新型结构简单，设计合理，操作便捷，生产效率高，设备的工作生产稳定可靠，且易于清理，产品均匀且质量好。

Description

一种石墨烯导电剂制备装置

技术领域

本实用新型属于导电剂制造领域，特别涉及一种石墨烯导电剂制备装置。

背景技术

导电剂是一种为了保证电极具有良好的充放电性能，在极片制作时加入的导电物质，其在活性物质之间、活性物质与集流体之间起到收集微电流的作用，以减小电极的接触电阻加速电子的移动速率，同时也能有效地提高电极的充放电效率。其中石墨烯与碳纳米管复合的导电剂粒度小、比例均匀，且市场的需求量大，因石墨烯导电剂对原料的分散效果很高，一般的设备无法高效地生产，故亟需设计一种能够持续可靠地生产石墨烯与碳纳米管复合的导电剂的设备。

实用新型内容

实用新型目的：为了克服以上不足，本实用新型的目的是提供一种石墨烯导电剂制备装置，其结构简单，设计合理，操作便捷，生产效率高，设备的工作生产稳定可靠，且易于清理，产品均匀且质量好。

技术方案：为了实现上述目的，本实用新型提供了一种石墨烯导电剂制备装置，包括料仓、剪切研磨装置、高压均质装置、浆料成品罐、喷雾干燥装置、成品收集罐，所述料仓出料口与剪切研磨装置进料口连接，所述剪切研磨装置出料口与高压均质装置进料口连接，所述高压均质装置出料口与浆料成品罐进料口连接，所述浆料成品罐出料口与喷雾干燥装置进料口连接，所述喷雾干燥装置出料口与成品收集罐连接，所述剪切研磨装置、高压均质装置、浆料成品罐均与真空管路、清洗管路和纯净水管路连接，且所述真空管路一端设有抽真空装置。本实验新型结构简单，设计合理，操作便捷，自动化的设备有效提高了生产的效率，同样使设备的工作生产更加稳定，并且使对设备内部的清洗更加便利，其生产出的产品分散效果好，质地均匀，有优良的导电效果。

进一步的，所述剪切研磨装置包括剪切锚式反应釜、防爆转子泵、高速剪切机，所述剪切锚式反应釜进料口与料仓连接，且其出料口与防爆转子泵连接，所述防爆转子泵与高速剪切机连接，所述高速剪切机出料口与高压均质装置和剪切锚式反应釜连接。剪切研磨装置能够度物料进行初步预混合，并对其进行剪切，使物料达到要求的粒径大小，提高物料的分散效果。

进一步的，所述高压均质装置包括第一锚式反应釜、高压均质机、第二锚式反应釜，所述第一锚式反应釜进料口与高速剪切机出料口连接，所述第一锚式反应釜出料口与高压均质机进料口连接，所述高压均质机出料口与第二锚式反应釜进料口连接，所述第二锚式反应釜出料口与第一锚式反应釜和浆料成品罐连接。高压均质装置对预混合的物料进行进一步的分散，利用高压均质及倒罐处理，使物料达到要求的分散度，提高了物料混合的均匀程度。

进一步的，所述剪切锚式反应釜、第一锚式反应釜、第二锚式反应釜分别与真空管路、清洗管路和纯净水管路连接。真空管路用于控制反应釜内反应压力，使其处于安全范围内，清洗管路和纯净水管路有助于反应装置内部的清洗，提高了设备的清洁性和使用的便捷性。

进一步的，所述剪切锚式反应釜内设有锚式搅拌器、低位剪切器和高位剪切器，所述锚式搅拌器设于剪切锚式反应釜中部，所述低位剪切器和高位剪切器设于锚式搅拌器两侧，所述锚式搅拌器、低位剪切器和高位剪切器均与剪切锚式反应釜连接。剪切锚式反应釜的设计可对物料进行有效的剪切混合，有效提高了物料的预混合效果。

进一步的，所述第一锚式反应釜、第二锚式反应釜、浆料成品罐内均设有锚式搅拌器，所述锚式搅拌器分别与第一锚式反应釜、第二锚式反应釜、浆料成品罐连接。锚式搅拌器的设计有效的使各个反应釜对物料进行不同阶段的分散混合，大大提高了浆料的分散效果。

进一步的，所述高速剪切机、第二锚式反应釜的出料口均设有三通阀。三通阀有助于浆料在对应装置内进行再次细化处理，进一步提高了浆料的分散效果和质量。

上述技术方案可以看出，本实用新型具有如下有益效果：

1、本实验新型提供的石墨烯导电剂制备装置，结构简单，设计合理，操作便捷，自动化的设备有效提高了生产的效率，同样使设备的工作生产更加稳定，并且使对设备内部的清洗更加便利，其生产出的产品分散效果好，质地均匀，有优良的导电效果。

2、本实验新型提供的石墨烯导电剂制备装置，剪切研磨装置能够度物料进行初步预混合，并对其进行剪切，使物料达到要求的粒径大小，提高物料的分散效果。高压均质装置对预混合的物料进行进一步的分散，利用高压均质及倒罐处理，使物料达到要求的分散度，提高了物料混合的均匀程度。

3、本实验新型提供的石墨烯导电剂制备装置，真空管路用于控制反应釜内反应压力，使其处于安全范围内，清洗管路和纯净水管路有助于反应装置内部的清洗，提高了设备的清洁性和使用的便捷性。

4、本实验新型提供的石墨烯导电剂制备装置，剪切锚式反应釜的设计可对物料进行有效的剪切混合，有效提高了物料的预混合效果。锚式搅拌器的设计有效的使各个反应釜对物料进行不同阶段的分散混合，大大提高了浆料的分散效果。三通阀有助于浆料在对应装置内进行再次细化处理，进一步提高了浆料的分散效果和质量。

附图说明

图1为本实用新型所述的石墨烯导电剂制备装置的示意图；

图2为本实用新型所述的石墨烯导电剂制备装置的剪切研磨装置示意图；

图3为本实用新型所述的石墨烯导电剂制备装置的高压均质装置示意图；

图中：料仓1、剪切研磨装置2、高压均质装置3、浆料成品罐4、喷雾干燥装置5、成品收集罐6、真空管路10、清洗管路11、纯净水管路12、抽真空装置13、剪切锚式反应釜21、防爆转子泵22、高速剪切机23、第一锚式反应釜31、高压均质机32、第二锚式反应釜33、锚式搅拌器211、低位剪切器212、高位剪切器213。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型。

实施例

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例1

如图1所示，本实施例中的一种石墨烯导电剂制备装置，包括料仓1、剪切研磨装置2、高压均质装置3、浆料成品罐4、喷雾干燥装置5、成品收集罐6，所述料仓1出料口与剪切研磨装置2进料口连接，所述剪切研磨装置2出料口与高压均质装置3进料口连接，所述高压均质装置3出料口与浆料成品罐4进料口连接，所述浆料成品罐4出料口与喷雾干燥装置5进料口连接，所述喷雾干燥装置5出料口与成品收集罐6连接，所述剪切研磨装置2、高压均质装置3、浆料成品罐4均与真空管路10、清洗管路11和纯净水管路12连接，且所述真空管路10一端设有抽真空装置13。

如图2所示，本实施例中，所述剪切研磨装置2包括剪切锚式反应釜21、防爆转子泵22、高速剪切机23，所述剪切锚式反应釜21进料口与料仓1连接，且其出料口与防爆转子泵22连接，所述防爆转子泵22与高速剪切机23连接，所述高速剪切机23出料口与高压均质装置3和剪切锚式反应釜21连接。

如图3所示，本实施例中，所述高压均质装置3包括第一锚式反应釜31、高压均质机32、第二锚式反应釜33，所述第一锚式反应釜31进料口与高速剪切机23出料口连接，所述第一锚式反应釜31出料口与高压均质机32进料口连接，所述高压均质机32出料口与第二锚式反应釜33进料口连接，所述第二锚式反应釜33出料口与第一锚式反应釜31和浆料成品罐4连接。

本实施例中，所述高速剪切机23、第二锚式反应釜33的出料口均设有三通阀。

实施例2

如图1所示，本实施例中的一种石墨烯导电剂制备装置，包括料仓1、剪切研磨装置2、高压均质装置3、浆料成品罐4、喷雾干燥装置5、成品收集罐6，所述料仓1出料口与剪切研磨装置2进料口连接，所述剪切研磨装置2出料口与高压均质装置3进料口连接，所述高压均质装置3出料口与浆料成品罐4进料口连接，所述浆料成品罐4出料口与喷雾干燥装置5进料口连接，所述喷雾干燥装置5出料口与成品收集罐6连接，所述剪切研磨装置2、高压均质装置3、浆料成品罐4均与真空管路10、清洗管路11和纯净水管路12连接，且所述真空管路10一端设有抽真空装置13。

基于上述结构，在实施例1的基础上，本实施例中，所述剪切锚式反应釜21、第一锚式反应釜31、第二锚式反应釜33分别与真空管路10、清洗管路11和纯净水管路12连接。

本实施例中，所述剪切锚式反应釜21内设有锚式搅拌器211、低位剪切器212和高位剪切器213，所述锚式搅拌器211设于剪切锚式反应釜21中部，所述低位剪切器212和高位剪切器213设于锚式搅拌器211两侧，所述锚式搅拌器211、低位剪切器212和高位剪切器213均与剪切锚式反应釜21连接。

本实施例中，所述第一锚式反应釜31、第二锚式反应釜33、浆料成品罐4内均设有锚式搅拌器211，所述锚式搅拌器211分别与第一锚式反应釜31、第二锚式反应釜33、浆料成品罐4连接。

在使用本实用新型前，需要对工作环境进行降温和除湿，温度低于35摄氏度，相对湿度小于35%，并控制分散剂NMP（甲基吡咯烷酮）称重误差在±1%以内，PVP(聚乙烯吡咯烷酮)的含水量小于3%及称重误差在±0.5%以内。在使用本实用新型时，先启动抽真空装置13，控制反应釜中压力。随后将按比例配备NMP溶剂，根据生产需求，输送适量的溶剂到反应釜中，启动剪切锚式反应釜21中的锚式搅拌器211；再向剪切锚式反应釜21中添加定量的膨胀石墨和PVP，开启剪切锚式反应釜21中的低位剪切器212和高位剪切器213，使PVP全部溶解且膨胀石墨初步分散均匀，随即完成物料的初步混合。

然后启动防爆转子泵22和高速剪切机23，初步混合后的浆料通过防爆转子泵22被输送到高速剪切机23内进一步剪切。当浆料从高速剪切机23中流出后，若浆料中的片层片径达到一定范围后，浆料将被输送到第一锚式反应釜31中；若浆料中的片层片径没有达到要求时，则浆料将被输送回剪切锚式反应釜21中继续分散搅拌，然后经防爆转子泵22到高速剪切机23中继续细化，直到达到要求。当浆料进入第一锚式反应釜31时，浆料的预混合结束，启动第一锚式反应釜31、高压均质机32和第二锚式反应釜33，浆料接下来将在高压均质机32、第二锚式反应釜33中进行高压均质、倒罐处理。倒罐两次后，浆料从第二锚式反应釜33的出料口被输送到浆料成品罐4中，再从浆料成品罐4的出料口排出，经由喷雾干燥装置5干燥处理，控制导电剂的含水量，干燥处理后的导电剂粉料收集在导电剂成品收集罐6中。

当工作结束后，设备正常运行，开启清洗管道的开关，清洗水将对反应釜、高速剪切机23、高压均质机32、成品收集罐6、管道等进行自动清洗。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：包括料仓（1）、剪切研磨装置（2）、高压均质装置（3）、浆料成品罐（4）、喷雾干燥装置（5）、成品收集罐（6），所述料仓（1）出料口与剪切研磨装置（2）进料口连接，所述剪切研磨装置（2）出料口与高压均质装置（3）进料口连接，所述高压均质装置（3）出料口与浆料成品罐（4）进料口连接，所述浆料成品罐（4）出料口与喷雾干燥装置（5）进料口连接，所述喷雾干燥装置（5）出料口与成品收集罐（6）连接，所述剪切研磨装置（2）、高压均质装置（3）、浆料成品罐（4）均与真空管路（10）、清洗管路（11）和纯净水管路（12）连接，且所述真空管路（10）一端设有抽真空装置（13）。

2.根据权利要求1所述的石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：所述剪切研磨装置（2）包括剪切锚式反应釜（21）、防爆转子泵（22）、高速剪切机（23），所述剪切锚式反应釜（21）进料口与料仓（1）连接，且其出料口与防爆转子泵（22）连接，所述防爆转子泵（22）与高速剪切机（23）连接，所述高速剪切机（23）出料口与高压均质装置（3）和剪切锚式反应釜（21）连接。

3.根据权利要求2所述的石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：所述高压均质装置（3）包括第一锚式反应釜（31）、高压均质机（32）、第二锚式反应釜（33），所述第一锚式反应釜（31）进料口与高速剪切机（23）出料口连接，所述第一锚式反应釜（31）出料口与高压均质机（32）进料口连接，所述高压均质机（32）出料口与第二锚式反应釜（33）进料口连接，所述第二锚式反应釜（33）出料口与第一锚式反应釜（31）和浆料成品罐（4）连接。

4.根据权利要求3所述的石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：所述剪切锚式反应釜（21）、第一锚式反应釜（31）、第二锚式反应釜（33）分别与真空管路（10）、清洗管路（11）和纯净水管路（12）连接。

5.根据权利要求2所述的石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：所述剪切锚式反应釜（21）内设有锚式搅拌器（211）、低位剪切器（212）和高位剪切器（213），所述锚式搅拌器（211）设于剪切锚式反应釜（21）中部，所述低位剪切器（212）和高位剪切器（213）设于锚式搅拌器（211）两侧，所述锚式搅拌器（211）、低位剪切器（212）和高位剪切器（213）均与剪切锚式反应釜（21）连接。

6.根据权利要求4所述的石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：所述第一锚式反应釜（31）、第二锚式反应釜（33）、浆料成品罐（4）内均设有锚式搅拌器（211），所述锚式搅拌器（211）分别与第一锚式反应釜（31）、第二锚式反应釜（33）、浆料成品罐（4）连接。

7.根据权利要求4所述的石墨烯导电剂制备装置，其特征在于：所述高速剪切机（23）、第二锚式反应釜（33）的出料口均设有三通阀。

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