一种超细球形石墨的制备装置制造方法及图纸

技术编号:12945423 阅读:130 留言:0更新日期:2016-03-02 02:42
本实用新型专利技术涉及球形石墨料,尤其涉及一种球形石墨的制备装置。一种超细球形石墨的制备装置,它包括高压气流粉碎机和械式气流粉碎机、分级机等,所述高压气流粉碎机的出料口与机械式气流粉碎机的入口连接,机械式气流粉碎机再与分级机连接,分级机与除尘器和引风机依次连接,分级机下出料口由一根管道与高压气流粉碎机的入料口连接。本实用新型专利技术不仅能使破碎颗粒直径达到8微米以下,而且能让这么小的颗粒成为球形,从而满足用户需求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术涉及球形石墨料,尤其涉及一种球形石墨的制备装置。一种超细球形石墨的制备装置,它包括高压气流粉碎机和械式气流粉碎机、分级机等,所述高压气流粉碎机的出料口与机械式气流粉碎机的入口连接,机械式气流粉碎机再与分级机连接,分级机与除尘器和引风机依次连接,分级机下出料口由一根管道与高压气流粉碎机的入料口连接。本技术不仅能使破碎颗粒直径达到8微米以下,而且能让这么小的颗粒成为球形,从而满足用户需求。【专利说明】一种超细球形石墨的制备装置
本技术涉及球形石墨料,尤其涉及一种球形石墨的制备装置。
技术介绍
锂离子电池是近几年来发展最快的绿色环保能源,它以寿命长、重量轻、体积小、能量密度大等特点逐渐受到世界各国的亲睐。现今世界各国都把发展绿色环保能源作为经济可持续发展的战略目标。尤其是近几年的空气污染,雾霾天气已经严重影响了人类的健康和生活、工作。而雾霾的罪魁祸首之一就是汽车尾气。因此发展新能源汽车成为治理空气污染的最有发展前途也是最有效的方案。 其中新能源汽车发展最快也是最成功的就是混合动力和纯电动车。因锂离子电池有以上的诸多优势,被作为主要电源应用于混合动力和纯电动车中。 碳石墨类材料因其来源广泛,价格低廉作为锂离子电池的主要负极材料应用最多,如天然鳞片石墨加工成球形石墨应用于锂离子电池其能量密度可以达到365mAh/g,其循环效率500次以后还可以达到90% ;而其加工成球形石墨之前应用于电池电化学性能较差,比容量只有260-320mAh/g,其循环效率极差,只有60-80 %,其充放电过程中电流不稳定,安全性也较差,短路现象频发。因此天然鳞片石墨应用于电池都要经过整形、高纯化、包覆、碳化等过程。而汽车用碳负极材料对安全要求则更加严格,如果负极材料中的石墨类颗粒粒径偏大或长径比偏大,在电池充放电过程中容易刺破隔膜而形成短路,因此研究工作者及生产者均想需要超细球形石墨,其粒径越小越好,达到纳米级或亚微米级较为理想。但球形石墨颗粒的加工制造主要是使用机械式粉碎,如气流涡旋粉碎机,石墨颗粒在粉碎腔内转子与定子之间经过无数次机械碰撞、摩擦、切削、揉搓成为圆球状或土豆形。而这种气流涡旋粉碎机因精度和自身的局限性其加工细度在10微米(中位径)以上其产量还可以达到100-300公斤/小时;10微米以下加工生产就十分困难,如5-8微米球形石墨,需经多次破碎且产量极小,I小时不能出I公斤,不适合工厂批量生产。 而高压气流粉碎机适合于加工超细颗粒,将石墨加工成3-5微米的产量可达100-300公斤。其工作原理:压缩空气经过滤干燥后,通过拉瓦尔喷嘴高速喷射入粉碎腔,在多股高压气流的交汇点处物料被反复碰撞、机擦、剪切而粉碎,粉碎后的物料在风机抽力作用下随上升气流运动至分级区,在高速旋转的分级涡轮产生的强大离心力作用下,使粗细物料分离,符合粒度要求的细颗粒通过分级轮进入旋风分离器和除尘器收集,粗颗粒下降至粉碎区继续粉碎。 气流粉碎机工作原理主要是利用高压气流将物料加速,在粉碎腔内相互碰撞、机擦、剪切而粉碎,其破碎后的颗粒形状多呈不规则的片状,不能形成球状石墨颗粒。而机械式气流粉碎的物料在粉碎腔内是与粉碎室内的定子与转子相互碰撞、机擦、切削、揉搓;定子是一个紧贴粉碎室壁的一个齿圈,内面有凸凹的齿牙;转子是一个在齿圈内能够高速转动的机盘,机盘上面对称均匀分布着方形机块。工作中机盘高速旋转起来后,机块的边对颗粒有一个机擦切削,同时将物料颗粒高速推向齿壁,在齿壁上猛烈的碰撞、机擦后再反射到机块上,这样物料颗粒在两者之间进行无数次的碰撞、切削、揉搓,将石墨颗粒的边角打掉,使粒度变小,同时机擦、揉搓使颗粒逐渐成土豆形或球形。 由此可见高压气流粉碎和机械式气流粉碎有巨大的区别,高压式气流粉碎只是单一的破碎,能进行超细化破碎,粒径可达2-3微米;而机械式气流粉碎在破碎颗粒的同时能将颗粒球化,但对于超细粉碎效果较差。实际生产中仅是对以上两种设备单一应用,导致超细粉碎并球化其效果差,产量极小,不适合批量化生产。
技术实现思路
本技术旨在克服现有技术的缺陷,提供一种超细球形石墨的制备装置。本技术不仅能使破碎颗粒直径达到8微米以下,而且能让这么小的颗粒成为球形,从而满足用户需求。 为了解决上述技术问题,一种超细球形石墨的制备装置,它包括高压气流粉碎机和械式气流粉碎机,所述高压气流粉碎机的出料口与机械式气流粉碎机的入口连接,机械式气流粉碎机再与分级机连接,分级机与除尘器和引风机依次连接,分级机下出料口由一根管道与高压气流粉碎机的入料口连接。 本技术将气流粉碎、机械粉碎、分级三者结合在一起,物料经高压气流粉碎后进入机械式气流粉碎中,再经分级,不合格颗粒由管道再一次返回高压气流粉碎机中,经再次粉碎,进入机械式气流粉碎机中继续粉碎制球,经过多次这样的循环直至粒度指标合格。从分级机下面出来的物料颗粒呈土豆形或球形,其颗粒大小可达D5tl小于8 μ m, D10小于3 μ m, D90小于13 μ m.长径比为I?2,比表面积9?13m2/g,振实密度0.6?0.92g/cm3,晶体层间距d002为0.335?0.338nm。 【专利附图】【附图说明】 下面结合附图对本技术作进一步的说明 图1为本技术的示意图。 【具体实施方式】 如图所示,本技术一种超细球形石墨的制备装置,它包括高压气流粉碎机I和械式气流粉碎机2,所述高压气流粉碎机的出料口与机械式气流粉碎机的入口连接,机械式气流粉碎机再与分级机3连接,分级机与除尘器4和引风机5依次连接,分级机下出料口由一根管道6与高压气流粉碎机的入料口连接。 取原料为325目的鳞片石墨500千克,投入该装置中,物料从进料口进入,经过高压气流粉碎,再进入气流涡旋粉碎机粉碎并球化,经过分级,将超细如纳米或亚微米级的边角废料分离出来,其余物料由分级机下方出料口通过管道再次进入高压气流粉碎机中进行粉碎;这样进料粒度(中位径)为45微米(325目),第一次由分级机下料口出来为18微米,经过以上装置20次以上的循环粉碎、球化、分级,最后所出物料D5tl = 6.14 μ m, D90 =10.97 μ m, D10 = 2.39 μ m ;振实密度为0.82g/ml,采用BET法测比表面积为10.34m2/g,晶体层间距在0.335?0.338nm之间。1.5万倍扫描电镜下照片其微观形貌为土豆形或近似球形。 取-100目、碳含量99.9%的原料500kg,由进料口进入该装置中,经过高压气流粉碎,气流涡旋粉碎并球化,再分级;分级后所出的粗颗粒的物料再次进入该装置,这样循环粉碎18次后最后所出物料质量指标=D50 = 7.17 μ m D10 = 4.46 μ m D9tl = 11.65 μ m ;其比表面积为10.96m2/g,振实密度为0.89g/ml.采用粉末XRD宽角衍射法测定其(Icici2为0.3360nm。采用放大2万倍的扫描电镜照片可见微观形貌为土豆形或近似球形。【权利要求】1.一种超细球形石墨的制备装置,它包括高压气流粉碎机和械式气流粉碎机,其特征在于,所述高压气流粉碎机的出料口与机械式气流粉碎机的入口连接,机本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种超细球形石墨的制备装置,它包括高压气流粉碎机和械式气流粉碎机,其特征在于,所述高压气流粉碎机的出料口与机械式气流粉碎机的入口连接,机械式气流粉碎机再与分级机连接,分级机与除尘器和引风机依次连接,分级机下出料口由一根管道与高压气流粉碎机的入料口连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:韩玉凤陈瑞陈庚王井柱崔广宏
申请(专利权)人:黑龙江省牡丹江农垦奥宇石墨深加工有限公司
类型:新型
国别省市:黑龙江;23

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