一種碳納米材料純化裝置的製作方法

2023-04-24 08:48:56 1

本實用新型屬於碳納米材料純化技術領域，具體地說涉及一種碳納米材料純化裝置。

背景技術：

鋰離子電池包括鋰離子數碼電池、鋰離子動力電池作為一種新型能源，目前正在世界範圍內進行快速推廣。在我國，「十三五規劃」已經明確將發展鋰離子動力電池寫入名錄，對我國改善環境汙染、降低對進口石油資源的依賴具有重要意義。其中碳納米材料(包括導電炭黑、碳納米管、碳納米纖維(VGCF)、石墨烯等)發揮重要作用。碳納米材料包袱在正負極材料表面，加快電子在正負極和電解液之間的傳導，從而提高充放電速率。然而，如果碳納米管中含有較高含量的金屬雜質，比如鐵(Fe)雜質，較高的金屬含量易引起電池自放電，導致電池內部微短路，存在安全隱患，因此碳納米材料使用之前需要去除金屬雜質，常規方法有酸鹼溶液清洗和高溫石墨化等，但酸鹼溶液清洗很難除盡談納米材料中的金屬，而高溫石墨化雖然對金屬去除效果明顯，但會造成碳納米材料形貌變化，導致其導電性能降低，因此常規處理方法很難得高品質的碳納米材料，從而影響其在高性能鋰離子電池中應用。

技術實現要素：

針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種能在不影響碳納米材料性能的基礎上有效的去除碳納米材料中殘留的金屬雜質的系統裝置。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種碳納米材料純化裝置，包括壓塊機、電解槽、烘乾機和粉碎機，所述壓塊機、電解槽、烘乾機和粉碎機通過管道由上至下依次連接；所述電解槽內部設置有陽極槽和陰極槽，所述電解槽的陽極槽處的上部設置有進料口，下部設置有出料口，其進料口連接壓塊機的出料口，出料口連接烘乾機的進料口；所述電解槽內部設有攪拌裝置。

進一步，所述壓塊機壓實材料的尺寸與電解槽陽極槽的尺寸一致。

進一步，所述陽極槽與陰極槽均設置有電極。

進一步，所述電解槽上端設置有進液口，所述電解槽下端設置有出液口且進液口與出液口均設置有開關閥。

進一步，所述連接壓塊機、電解槽、烘乾機和粉碎機的每段管道設置有開關閥。

本實用新型的有益效果是：

1、本實用新型具有操作簡單、成本低的特點；

2、本實用新型酸性溶液進行電解，利於降低金屬溶解反應的電極電位，使反應向利於析出陽極中金屬雜質的方向進行；

3、本實用新型電解液中有攪拌裝置，可以加速電解溶液與碳納米材料進行 反應；

4、本實用新型各個裝置通過管道連接且管道設置有開關閥，可實現連續生產。

附圖說明

1為本實用新型的整體結構示意圖；

圖1中：1-壓塊機、2-電解槽、3-烘乾機、4-粉碎機、5-攪拌裝置、6-進液口、7-陰極槽、8-陽極槽、9-出液口、10-開關閥、11-電極。

具體實施方式

為了使本領域的人員更好地理解本實用新型的技術方案，下面結合本實用新型的附圖，對本實用新型的技術方案進行清楚、完整的描述，基於本申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的其它類同實施例，都應當屬於本申請保護的範圍。

下面結合附圖和較佳的實施例對本實用新型作進一步說明。

實施例一：

如圖1所示，一種碳納米材料純化裝置，包括壓塊機1、電解槽2、烘乾機3和粉碎機4，所述電解槽2內部設置有陽極槽8和陰極槽7，所述電解槽2的陽極槽8處的上部設置有進料口，下部設置有出料口，其進料口連接壓塊機1的出料口，所述壓塊機1壓實材料尺寸與陽極槽8尺寸一致，從而使製得壓實碳納米材料可 以準確置於陽極槽8，陰極槽7內設置有石墨棒，所述陽極槽8與陰極槽7均設置有電極11，用於實現電解純化碳納米材料，所述電解槽2內部溶液為酸溶液，利於降低金屬溶解反應的電極電位，使反應向利於析出陽極中金屬雜質的方向進行，所述電解槽2內部設有攪拌裝置5，所述攪拌裝置5的一端端部為扇葉狀，使電解溶液充分與碳納米材料接觸，可以加速電解溶液與碳納米材料的反應。

所述壓塊機1、電解槽2、烘乾機3和粉碎機4通過管道由上至下依次連接且連接，壓塊機1、電解槽2、烘乾機3和粉碎機4的每段管道設置有開關閥10，可實現連續生產，提高工作效率，所述電解槽2上端設置有進液口6，所述電解槽2下端設置有出液口9且進液6口與出液口9均設置有開關閥10，通過電解液進料口6和電解液出料口9將廢舊電解液進行置換。

在操作過程中，操作人員將碳納米材料置於壓塊機1中，進行壓塊，將壓塊機1與電解槽2相連管道的開關閥10打開，碳納米材料通過管道進入電解槽2的陽極槽8且在陰極槽7中放入石墨棒，通過進液口6加入酸性溶液，將電極11通電後碳納米材料進行電解純化，通過攪拌裝置5的旋轉攪拌提高電解純化的效率，電解純化完成後將出液口9的開關閥10打開，將廢舊的電解溶液進行排放，打開連接電解槽2和烘乾機3的開關閥10，碳納米材料通過管道進入烘乾機3進行烘乾，烘乾完成後，打開連接烘乾機3和粉碎機4的開關閥10，碳納米材料通過管道進入粉碎機4後進行粉碎，完成碳納米材料的純化。

以上已將本實用新型做一詳細說明，以上所述，僅為本實用新型之較佳實 施例而已，當不能限定本實用新型實施範圍，即凡依本申請範圍所作均等變化與修飾，皆應仍屬本實用新型涵蓋範圍內。