一种用于制备硅碳复合材料的反应装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及应用化工设备领域，特别公开了一种用于制备硅碳复合材料的反应装置。该用于制备硅碳复合材料的反应装置，包括顶部设置进料口、底部设置出料口、内部安装搅拌器的混料系统，其特征在于：所述混料系统外表面设置有夹层，夹层上设置有位于底部的进油口和位于顶端的出油口，进油口和出油口分别通过管线连接导热油储罐，管线上设置有输送泵，储罐外壁上设置有加热用电阻丝。本实用新型专利技术避免了有机溶剂的使用，增加了硅与碳材料的粘结强度，提高了硅在复合材料中的分散均匀性，解决了产品一致性差、实验重复率不高的问题。

A reaction device for the preparation of silicon carbon composites

The utility model relates to the application of chemical equipment, in particular a reaction device for the preparation of silicon carbon composite materials. The reaction device for preparing silicon carbon composite materials, including the top is provided with a feeding port, bottom outlet, internal mixing system stirrer, which is characterized in that the mixing system is arranged on the outer surface of the sandwich, sandwich is located at the bottom of the oil inlet and a top out the oil outlet, an oil inlet and an oil outlet are connected by a pipeline oil tank, pipeline is arranged on the pump tank is arranged on the outer wall of the resistance wire heating. The utility model avoids the use of organic solvents, increases the bonding strength of silicon and carbon materials, improves the dispersion uniformity of silicon in composite materials, and solves the problems of poor product consistency and low repetition rate.

【技术实现步骤摘要】
一种用于制备硅碳复合材料的反应装置（一）
本技术涉及应用化工设备领域，特别涉及一种用于制备硅碳复合材料的反应装置。（二）
技术介绍
当今社会石油资源日益枯竭、生态环境不断恶化，严重制约了经济社会的可持续发展。电动汽车具有无污染、零排放、环境友好等有点，是公认的解决上述问题的有效方法之一。作为电动汽车的核心部件，锂离子电池的性能决定着电动汽车的性能，锂离子电池的能量密度决定着电动车的行驶里程。国家节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）明确指出，到2020年电池的能量密度要达到300Wh/kg。目前常用的锂离子电池的负极材料一般为石墨，但石墨的理论比容量只有372mAh/g，无法满足高能量密度锂离子电池的需求。硅作为负极材料具有极高的理论比容量（4200mAh/g），但硅材料在循环过程中存在严重的体积效应，可逆容量不高，不可逆容量损失较大，库仑效率非常低，循环稳定性不好。碳类材料具有相对弹性的结构，是良好的锂离子和电子导体，因此将硅与碳材料进行复合可以有效解决上述问题。目前制备硅碳材料的普遍方法是现将树脂或沥青溶于有机溶剂中，接着向溶剂中加入碳粉和硅粉，然后将溶剂挥发，利用树脂或沥青将硅粉和碳粉粘到一起，最后将材料碳化即可得到硅碳复合材料。但这种方法所用的有机溶剂会对环境造成极大污染，不易于生产。（三）
技术实现思路
本技术为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作方便、自动化程度高、生产成本低的用于制备硅碳复合材料的反应装置。本技术是通过如下技术方案实现的：一种用于制备硅碳复合材料的反应装置，包括顶部设置进料口、底部设置出料口、内部安装搅拌器的混料系统，其特征在于：所述混料系统外表面设置有夹层，夹层上设置有位于底部的进油口和位于顶端的出油口，进油口和出油口分别通过管线连接导热油储罐，管线上设置有输送泵，储罐外壁上设置有加热用电阻丝。本技术通过在混料系统外面设计导热油夹层，可以将沥青直接软化在硅粉和碳粉表面，避免了有机溶剂的使用，而且后续材料无需溶剂挥发的过程，降低了能耗，从而更加环保节能；在混料系统内部的搅拌器可以将软化的沥青与石墨粉、硅粉强力融合到一起，增加了三种材料的粘结力，提高硅在复合材料中的分散均匀性。本技术的更优技术方案为：所述搅拌器包括安装在混料系统上方的电机，电机通过伸入混料系统内部的连接杆安装有若干个搅拌叶片，搅拌叶片在连接杆上对称安装，实现了混料系统内沥青与石墨粉、硅粉的强力混合。所述混料系统顶端安装有测温器A，储罐内部安装有测温器B，对混料系统内的混合原料和储罐内导热油的温度进行有效检测，随时掌控；另外，测温器B要深入导热油液体内部，以便于准确测量。所述搅拌叶片为方形、半圆形或菱形，优选菱形。所述混料系统的进料口为带有玻璃视窗的圆形进料口。所述管线上安装有阀门，且管线为PVC管、合金管或不锈钢管，优选不锈钢无缝钢管。所述测温器A和测温器B为温度计、温度表或电热偶，优选数显温度表。本技术避免了有机溶剂的使用，增加了硅与碳材料的粘结强度，提高了硅在复合材料中的分散均匀性，解决了产品一致性差、实验重复率不高的问题，可以自动控制搅拌速度、搅拌时间以及加热速度，自动化程度高，操作方便，生产成本低，可用于大规模批量生产。（四）附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1为本技术混料系统的结构示意图；图2为本技术储罐的结构示意图。图中，1电机，2连接杆，3进料口，4测温器A，5搅拌叶片，6夹层，7循环导热油，8进油口，9出油口，10出料口，11管线，12储罐，13电阻丝，14测温器B，15输送泵，16阀门。（五）具体实施方式附图为本技术的一种具体实施例。该实施例包括顶部设置进料口3、底部设置出料口10、内部安装搅拌器的混料系统，所述混料系统外表面设置有夹层6，夹层6上设置有位于底部的进油口8和位于顶端的出油口9，进油口8和出油口9分别通过管线11连接导热油储罐12，管线11上设置有输送泵15，储罐12外壁上设置有加热用电阻丝13；所述搅拌器包括安装在混料系统上方的电机1，电机1通过伸入混料系统内部的连接杆2安装有若干个搅拌叶片5，搅拌叶片5在连接杆2上对称安装；所述混料系统顶端安装有测温器A4，储罐12内部安装有测温器B14；所述搅拌叶片5为方形、半圆形或菱形；所述混料系统的进料口3为带有玻璃视窗的圆形进料口；所述管线11上安装有阀门16，且管线11为PVC管、合金管或不锈钢管；所述测温器A4和测温器B14为温度计、温度表或电热偶。如附图1所示，混料系统顶部设有进料口3，反应所需的硅粉、碳粉以及沥青粉末均由此口加入，测温器A4用来监测粉料的反应温度；混料系统内的搅拌叶片5由电机1通过连接杆2带动旋转，搅拌叶片5呈对称分布，确保粉料混合均匀；混料系统的外面设有夹层6，夹层6内装有循环导热油7，用以对粉料进行加热；在夹层6底部设有进油口8、夹层6顶部设有出油口9，使导热油充分流动，避免出现加热不均的现象；混料系统底部设有出料口10，用以产品的放出。如附图2所示，储罐12外设有加热电阻丝13，用以加热储罐12内的导热油，油温通过内置测温器B14测定；达到预定温度的导热油通过输送泵15、管线11进入混料料系统外部的夹层6；管线11上装有阀门16，用来控制导热油流量。具体操作过程；首先打开混料系统顶部的进料口3，依次加入硅粉、碳粉以及沥青粉末；接着开启电机1，电机1通过连接杆2带动搅拌叶片5旋转，使材料混合均匀；然后对加热电阻丝13通电，加热储罐12内的导热油；待储罐12内的测温器B14到达设定温度后，开启输送泵15并调节阀门16开度，导热油通过管线11从储罐12进入夹层6；受热后的沥青开始与碳粉和硅粉反应；反应后的产品由出料口10放出。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备硅碳复合材料的反应装置，包括顶部设置进料口（3）、底部设置出料口（10）、内部安装搅拌器的混料系统，其特征在于：所述混料系统外表面设置有夹层（6），夹层（6）上设置有位于底部的进油口（8）和位于顶端的出油口（9），进油口（8）和出油口（9）分别通过管线（11）连接导热油储罐（12），管线（11）上设置有输送泵（15），储罐（12）外壁上设置有加热用电阻丝（13）。

【技术特征摘要】
1.一种用于制备硅碳复合材料的反应装置，包括顶部设置进料口（3）、底部设置出料口（10）、内部安装搅拌器的混料系统，其特征在于：所述混料系统外表面设置有夹层（6），夹层（6）上设置有位于底部的进油口（8）和位于顶端的出油口（9），进油口（8）和出油口（9）分别通过管线（11）连接导热油储罐（12），管线（11）上设置有输送泵（15），储罐（12）外壁上设置有加热用电阻丝（13）。2.根据权利要求1所述的用于制备硅碳复合材料的反应装置，其特征在于：所述搅拌器包括安装在混料系统上方的电机（1），电机（1）通过伸入混料系统内部的连接杆（2）安装有若干个搅拌叶片（5），搅拌叶片（5）在连接杆（2）上对称安装。3.根据权利要求1所述的用于制备硅碳复合材料的反应装置，其特征在于：所述混...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐其伟，王丽，赵成龙，王瑛，田海燕，于恒杰，田崇社，张朋，
申请(专利权)人：山东玉皇新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：山东,37