石墨包覆層碳化爐的製作方法
2023-05-23 12:27:36
專利名稱：石墨包覆層碳化爐的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及石墨加工設備，尤其是涉及一種石墨包覆層碳化爐。
背景技術：
鋰離子電池的主要組成部分有正極、負極、可以傳導鋰離子的電解質以及把正負極隔開的隔膜。天然石墨用作鋰離子電池負極材料的優點是來源廣，價格便宜，充放電電壓平臺低，可逆容量高。但用石墨作電池的負極材料也存在許多缺點與溶劑相容性差，大電流充放電性能不好，首次充放電時因溶劑分子的共嵌入使石墨層發生剝離，從而導致電極壽命降低。常用的解決方法是對石墨材料表面進行改性處理，改性的出發點主要有兩個首先是改變天然石墨的表面結構性質，減小因形成過多的SEI膜所造成的不可逆損失以及溶劑分子的共嵌入而導致石墨的層狀剝離；改變石墨的結構、形態，以提高石墨的充放電容量。包覆法能製備一種具有「核-殼」結構的複合石墨完全可以在含溶劑PC的電解液中使 用，並且能得到較高的容量(200-320mAh/g)。「核一殼"模型包覆法以石墨類材料作為「核芯」，在其表面包覆一種無定形的碳材料的「殼」，從而提高石墨材料的大電流充放電性能。
發明內容為克服上述天然石墨作為電池負極與電解液的相容性差、首次充放電可逆容量低、不適合大電流充放電、循環性能差的缺點，本實用新型目的在於提供一種製備體積比容量高、與電解液的相容性好、電流充放電大的無定形碳包覆層的石墨包覆層碳化爐。本實用新型的目的是通過以下技術措施實現的，一種石墨包覆層碳化爐，包括碳化爐體、連接碳化爐體二端的外軌道以及多個在碳化爐體內與外軌道上滑動的碳化匣；所述外軌道的一端設置有一進匣口和一出匣口，該出匣口正對的滑道為出爐滑道，所述出爐滑道連接外軌道與碳化爐體的一端，另一端連接外軌道與碳化爐體的滑道為入爐滑道；所述爐體包括靠近入爐滑道的升溫區、靠近出爐滑道的降溫區以及中部的保溫區，所述爐體內設置有爐內滑道，所述升溫區和保溫區的底部設有加熱裝置。作為一種優選方式，所述進匣口設置有一平行外軌道在外軌道上滑動的進匣推軸，所述入爐滑道內設置有一垂直外軌道在入爐滑道上滑動的進爐推軸，所述出爐滑道內設置有一垂直外軌道在出爐滑道上滑動的出爐推軸，所述爐內滑道靠近入爐滑道端設置有一平行爐內軌道在爐內軌道上滑動的主推軸。作為一種優選方式，所述爐內滑道為平行的二條，每條爐內滑道靠近入爐滑道端分別設置有一平行爐內軌道在爐內軌道上滑動的主推軸。作為一種優選方式，所述入爐滑道設置有一清洗室。作為一種優選方式，所述碳化爐體設置有一保護氣體進氣管，所述升溫區和保溫區的底部設有多根連接進氣管的排氣管，出氣管向爐體內開有多個排氣孔。作為一種優選方式，所述碳化爐體內還分布有多個熱電偶。作為一種優選方式，所述外軌道上設置有多條滾動軸。[0011]利用本實用新型加工製備的無定形碳包覆層石墨具有體積比容量聞、與電解液的相容性好、電流充放電大的優點。
圖I為本實用新型的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合實施例並對照附圖對本實用新型作進一步詳細說明。如圖1，一種石墨包覆層碳化爐，包括碳化爐體14、連接碳化爐體14 二端的外軌道7以及多個在爐內軌道22與外軌道7上滑動的內裝有包覆石墨球的碳化匣6，爐內軌道22與外軌道7上均勻分布有便於碳化匣6滑動的滾動軸；外軌道7的一端設置有一進匣口 4和一出匣口 5，該出匣口 5正對的滑道為出爐滑道3，所述出爐滑道3連接外軌道7與碳化 爐體14的一端，另一端連接外軌道7與碳化爐體14的滑道為入爐滑道11 ;爐體14包括靠近入爐滑道11的升溫區20、靠近出爐滑道3的降溫區15以及中部的保溫區16，所述爐體內設置有爐內雙滑道22。工作時，將包覆有機物層的石墨球裝在碳化匣6內，再將碳化匣6從進匣口 4放置在外軌道7上，在進匣推軸I推動下，外軌道7上的碳化匣6在滾動軸上滑動；當碳化匣6向前推到頭時，第一進爐推軸9推著碳化匣6向前滑動，到頭後，第一進爐推軸9退回原位，待進匣推軸I再推I塊碳化匣6到頭，第一進爐推軸9再推另一塊碳化匣；當第一進爐推軸9推完第2塊碳化匣(碰到第一塊碳化匣6)後退回，水平進爐推軸8推著兩塊碳化匣6進清洗室11，推到頭後，水平進爐推軸8退回原位；第二進爐推軸10推著兩碳化匣向前走，推到頭退回，再由兩個主推軸23、24各推一碳化匣在雙滑道22往前走；碳化爐體14的升溫區20和保溫區16都有很多矽碳棒19用來加熱，熱電偶17用來控溫；碳化爐體14下方通過進氣管21連通有很多向爐體內開有多個排氣孔的出氣管18，用來通氮氣(保護氣氛)，清洗室11也有氮氣管道通向其內；升溫區20和保溫區16沒有固定的長度，是可根據工藝需要調節的；碳化匣6內石墨球的包覆有機物層在升溫區20和保溫區16被碳化為無定形碳，通過降溫區15降低溫度後由第一出爐推軸12推出爐體14，推到頭退回；水平出爐推軸I將碳化匣6在出爐滑道水平推到頭退回，最後由第二出爐推軸13將碳化匣6由出匣口 5推出。以上是對本實用新型石墨包覆層碳化爐進行了闡述，用於幫助理解本實用新型，但本實用新型的實施方式並不受上述實施例的限制，任何未背離本實用新型原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護範圍之內。
權利要求1.一種石墨包覆層碳化爐，其特徵在於包括碳化爐體、連接碳化爐體二端的外軌道以及多個在碳化爐體內與外軌道上滑動的碳化匣；所述外軌道的一端設置有一進匣口和一出匣口，該出匣口正對的滑道為出爐滑道，所述出爐滑道連接外軌道與碳化爐體的一端，另一端連接外軌道與碳化爐體的滑道為入爐滑道；所述爐體包括靠近入爐滑道的升溫區、靠近出爐滑道的降溫區以及中部的保溫區，所述爐體內設置有爐內滑道，所述升溫區和保溫區的底部設有加熱裝置。
2.根據權利要求I所述的石墨包覆層碳化爐，其特徵在於所述進匣口設置有一平行外軌道在外軌道上滑動的進匣推軸，所述入爐滑道內設置有一垂直外軌道在入爐滑道上滑動的進爐推軸，所述出爐滑道內設置有一垂直外軌道在出爐滑道上滑動的出爐推軸，所述爐內滑道靠近入爐滑道端設置有一平行爐內軌道在爐內軌道上滑動的主推軸。
3.根據權利要求I或2所述的石墨包覆層碳化爐，其特徵在於所述爐內滑道為平行的二條，每條爐內滑道靠近入爐滑道端分別設置有一平行爐內軌道在爐內軌道上滑動的主推軸。
4.根據權利要求2所述的石墨包覆層碳化爐，其特徵在於所述入爐滑道設置有一清洗室。
5.根據權利要求I所述的石墨包覆層碳化爐，其特徵在於所述碳化爐體設置有一保護 氣體進氣管，所述升溫區和保溫區的底部設有多根連接進氣管的排氣管，出氣管向爐體內開有多個排氣孔。
6.根據權利要求I所述的石墨包覆層碳化爐，其特徵在於所述碳化爐體內還分布有多個熱電偶。
7.根據權利要求I所述的石墨包覆層碳化爐，其特徵在於所述外軌道和爐內滑道上設置有多條滾動軸。
專利摘要本實用新型涉及石墨加工設備，公開了一種石墨包覆層碳化爐，包括碳化爐體、連接碳化爐體二端的外軌道以及多個在碳化爐體內與外軌道上滑動的碳化匣；所述外軌道的一端設置有一進匣口和一出匣口，該出匣口正對的滑道為出爐滑道，所述出爐滑道連接外軌道與碳化爐體的一端，另一端連接外軌道與碳化爐體的滑道為入爐滑道；所述爐體包括靠近入爐滑道的升溫區、靠近出爐滑道的降溫區以及中部的保溫區，所述爐體內設置有爐內滑道，所述升溫區和保溫區的底部設有加熱裝置。利用本實用新型加工的複合石墨材料作為鋰電池負極具有體積比容量高、與電解液的相容性好、電流充放電大的優點。
文檔編號C01B31/02GK202558639SQ20122015104
公開日2012年11月28日 申請日期2012年4月11日 優先權日2012年4月11日
發明者趙東輝, 戴濤, 周鵬偉 申請人:深圳市翔豐華科技有限公司