一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜制造技术

本发明专利技术公开了一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，包括釜体，釜体两端的左端封头和右端封头、主轴；在左、右端封头内部沿封头内壁分别设置左封头刮边、右封头刮边；在釜体内沿主轴设有双向断开式搅拌系统，双向断开式搅拌系统包括分别位于主轴中点左、右两侧的第一双螺带、第二双螺带，第一双螺带、第二双螺带均包括螺旋方向相反的内、外螺带，第一双螺带的内螺带向左螺旋，第二双螺带的内螺带向右螺旋。本发明专利技术卧式反应釜通过双向断开式搅拌系统增加了螺带与物料的接触面积，杜绝了搅拌死角，确保物料混合更加均匀，热交换效果更好，对于部分天然石墨等石墨类物料包覆粒径增量高达到100‑125％。

A horizontal lithium battery anode material coated high temperature reaction kettle for granulation

The invention discloses a horizontal lithium battery negative electrode material coated granulation high temperature reaction kettle, which comprises a kettle body, a left end head and a right end head and a main shaft at both ends of the kettle body, a left head scraping edge and a right head scraping edge respectively along the inner wall of the head in the left and right end heads, and a bidirectional disconnected stirring system along the main axis in the kettle body. The two-way disconnected stirring system consists of the first twin-screw belt and the second twin-screw belt located on the left and right sides of the middle point of the spindle respectively. The first twin-screw belt and the second twin-screw belt include the inner and outer screw belts with opposite spiral directions. The inner screw belt of the first twin-screw belt is left-screw and the inner screw belt of the second twin-screw belt is right-screw. The horizontal reactor of the invention increases the contact area between the screw belt and the material through the two-way disconnected stirring system, eliminates the stirring dead angle, ensures the material mixing more evenly, and has better heat exchange effect. The particle size increment of some graphite materials such as natural graphite is as high as 100 125%.

【技术实现步骤摘要】
一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜
本专利技术涉及一种卧式包覆造粒高温反应釜，具体涉及一种生产锂电池石墨类负极材料用卧式包覆造粒高温反应釜，使石墨材料或碳材料的结构达到预期的状态，符合制造锂电池的技术要求。
技术介绍
锂电池是全球公认的绿色能源。受下游新能源汽车及储能电池需求增长的带动，全球及中国锂电池产业近几年取得了快速增长。2016年全球及中国锂电池产值分别为1850亿元和1182亿元预计2020年产值分别将达到3436亿元和2165亿元。近两年，全球3C锂电池市场日趋成熟，动力锂电池市场已经成为全球锂电池市场快速增长的最大引擎，而就区域市场来看，中国已成为全球锂电池发展最活跃的地区。统计数据显示，自2010年以来，全球锂电池总产量年均增长速度在25％以上，2016年全球锂电池总出货量达到115.4GWH，较上年同比增长21.1％。预计2020年，全球锂电池出货量将达到265.7GWH，是2016年的2.5倍。同时刚刚结束的两会政府工作报告中还对能源结构调整、节能减排和生态环境等问题进行阐述。政府工作报告指出，2018年要实现“单位国内生产总值能耗下降3％以上，主要污染物排放量继续下降的发展目标”，要继续推进污染防治，并要取得更大成效。政府工作报告指出，“坚持用市场化法治化手段，严格执行环保、质量、安全等法规标准，化解过剩产能、淘汰落后产能。”“中国制造2025”作为中国政府实施制造强国战略第一个十年的行动纲领，有着极其重要的意义。新能源汽车、新材料等产业，已经成为“中国制造2025”当前阶段的具象化表现。国家要加快制造强国建设，深入推进“中国制造2025”，对锂电池企业将提出更高的要求，同时对于整个锂电产业也将是有力的提振。政府对于新能源汽车抱有很大的期望，正在尝试将新能源汽车产业打造成为我国新的经济增长点。负极材料是新能源汽车动力电池的四大材料(正极材料、负极材料、电解液和隔膜)配套最为成熟的材料，也是影响锂电池能量密度的主要因素之一，在锂电池中的成本占比在10％～15％。理想的锂离子电池应该具备低电位、结构稳定、电位变化幅度小、锂离子脱嵌可逆性好、导电性能好、界面稳定性好及界面交流阻抗低等性能，以满足锂离子电池具有更高的能量密度及充放电功能。从2011年开始，国内动力电池同比增长超过50％，带动国内负极材料产量逐年放量，尤其是带动人造石墨的负极材料的快速增长。2016年国内负极材料的产量为12.25万吨，同比增长68％，负极材料产值为66.39亿，同比增长64％。2017全年产量达到了18.5万吨。在制造锂电池人造石墨的负极材料过程中最核心的环节就是包覆碳化的过程。首先，负极材料生产需要的反应温度越来越高，这也成为了行业的趋势；其次，锂电池负极材料行业生产用物料有粉料及沥青焦等，这些物料的搅拌混合难度十分大，流动阻力也很强。负极材料生产过程中物料的混合搅拌效果成为决定产品质量的最重要因素之一。第三，目前负极材料生产过程中反应物料的粘度、互相的粘结度都是比较大，锥形釜体的底部易出现死角，且物料容易堵住出料口，物料温度达到600℃以上，人工疏通出料也不现实，这个状况已经极大地影响了生产的效率和产品的质量。申请人申请了“一种用于制造锂离子电池负极材料的高温反应釜”，专利号为201610524002X，该反应釜采用立式结构，内部采用旋转横隔柱+双平行螺带式的混合搅拌系统，最大容积4m3，最高耐温度650℃，申请人在实际操作中发现，由于粉体的自重，该立式高温反应釜的双螺带将粉料作提升混合，行程大，混合压力大，且螺带与物料的接触面积有限，导致物料的混合效果和均匀度不够，热交换不充分，对于部分天然石墨等石墨类物料包覆粒径增量最高只能达到80-90％(例如：投料粒径8微米，包覆造粒后只能达到14-15微米)。立式高温反应釜不能适应天然石墨中的高端材料和有具体技术参数要求的负极材料的生产。
技术实现思路
本专利技术提供了一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，该反应釜用于锂电池负极材料生产，提高产品质量，提高生产效率。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的：一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，包括釜体1，釜体两端的左端封头2和右端封头3、主轴4；所述的主轴4水平贯穿釜体1内部，两端伸出釜体外，主轴4由电机5带动；在所述的釜体1顶部中部设有进料口6，在釜体1的底部中部设有出料口7，在左端封头2上设有测温口8；在所述的左、右端封头内部沿封头内壁分别设置左封头刮边91、右封头刮边92，防止传统设备封头处残留物堆积过厚的情况并保持两端封头处粉体运动混合；在釜体1内沿主轴4设有双向断开式搅拌系统，所述的双向断开式搅拌系统包括分别位于主轴4中点左、右两侧的第一双螺带、第二双螺带，第一双螺带、第二双螺带均包括螺旋方向相反的内、外螺带，第一双螺带的内螺带向左螺旋，第二双螺带的内螺带向右螺旋；所述的内、外螺带由嵌入在主轴4上的螺杆固定；相邻两根螺杆呈垂直交叉分布。所述的内螺带和外螺带的螺距相同；所述的外螺带的外径和内螺带的外径之比为2:1～1.2:1。所述的外螺带外边缘与反应釜内壁保持10-15mm的间距。优选的，所述的第一双螺带从左往右依次包括第一错位交叉式双螺带和第一交叉式双螺带；第一错位交叉式双螺带由第一内螺带111和第一外螺带112沿主轴错位螺旋一圈而成，第一交叉式双螺带由第三内螺带115和第三外螺带116沿主轴螺旋半圈而成；所述的第三内螺带115与第一内螺带111断开1/2螺距(即第三内螺带115最左端与第一内螺带111的最左端距离1/2螺距)，第三内螺带115与第三外螺带116的最右端与主轴中点位于同一平面。所述的第二双螺带从右往左依次包括第二错位交叉式双螺带和第二交叉式双螺带；第二错位交叉式双螺带由第二内螺带113和第二外螺带114沿主轴错位螺旋一圈而成，第二交叉式双螺带由第四内螺带117和第四外螺带118沿主轴螺旋半圈而成；所述的第四内螺带117与第二内螺带113断开1/2螺距(即第四内螺带117最右端与第二内螺带113的最右端距离1/2螺距)，第四内螺带117与第四外螺带118的最左端与主轴中点位于同一平面。进一步优选的，沿主轴方向，所述的第一内螺带111比第一外螺带112往左伸出1/4螺距(伸出约300mm，即螺距约为1200mm)以实现内、外螺带的错位交叉分布，第一内螺带111的最左端位于主轴4左端；沿主轴方向，所述的第二内螺带113比第二外螺带114往右伸出1/4螺距，第二内螺带113的最右端位于主轴4右端。本专利技术通过设置错位交叉式双螺带增加了螺带与物料的接触面积，与常规双交叉式螺带相比，增加了大约20％，杜绝了搅拌死角，确保物料混合效果更加均匀，热交换效果更好。本专利技术中，所述的第一、第二、第三、第四外螺带的螺距与所述的第一、第二、第三、第四内螺带的螺距相同；第一、第二、第三、第四外螺带规格相同，第一、第二、第三、第四内螺带的规格相同。所述的左端封头2与釜体1焊接固定；在所述的右端封头3与筒体1右端分别设有锻打法兰，右端封头3与筒体1之间通过锻打法兰连接；在所述的两个法兰之间设有凹槽，在凹槽内放置耐高温的石墨缠绕垫进行密封，采用高强度螺栓固定，实现隔绝空气。采用锻打法兰并设置石墨缠绕垫，便本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，包括釜体(1)，釜体两端的左端封头(2)和右端封头(3)、主轴(4)；所述的主轴(4)水平贯穿釜体(1)内部，两端伸出釜体外，主轴(4)由电机(5)带动；在所述的釜体(1)顶部中部设有进料口(6)，在釜体(1)的底部中部设有出料口(7)，在左端封头(2)上设有测温口(8)；其特征在于在所述的左、右端封头内部沿封头内壁分别设置左封头刮边(91)、右封头刮边(92)；在釜体(1)内沿主轴(4)设有双向断开式搅拌系统，所述的双向断开式搅拌系统包括分别位于主轴(4)中点左、右两侧的第一双螺带、第二双螺带，第一双螺带、第二双螺带均包括螺旋方向相反的内、外螺带，第一双螺带的内螺带向左螺旋，第二双螺带的内螺带向右螺旋；所述的内、外螺带由嵌入在主轴上的螺杆固定；相邻两根螺杆呈垂直交叉分布。

【技术特征摘要】
1.一种卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，包括釜体(1)，釜体两端的左端封头(2)和右端封头(3)、主轴(4)；所述的主轴(4)水平贯穿釜体(1)内部，两端伸出釜体外，主轴(4)由电机(5)带动；在所述的釜体(1)顶部中部设有进料口(6)，在釜体(1)的底部中部设有出料口(7)，在左端封头(2)上设有测温口(8)；其特征在于在所述的左、右端封头内部沿封头内壁分别设置左封头刮边(91)、右封头刮边(92)；在釜体(1)内沿主轴(4)设有双向断开式搅拌系统，所述的双向断开式搅拌系统包括分别位于主轴(4)中点左、右两侧的第一双螺带、第二双螺带，第一双螺带、第二双螺带均包括螺旋方向相反的内、外螺带，第一双螺带的内螺带向左螺旋，第二双螺带的内螺带向右螺旋；所述的内、外螺带由嵌入在主轴上的螺杆固定；相邻两根螺杆呈垂直交叉分布。2.根据权利要求1所述的卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，其特征在于所述的内螺带和外螺带的螺距相同；所述的外螺带的外径和内螺带的外径之比为2:1～1.2:1。3.根据权利要求1所述的卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，其特征在于所述的外螺带外边缘与反应釜内壁保持10-15mm的间距。4.根据权利要求1、2或3所述的卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，其特征在于所述的第一双螺带从左往右依次包括第一错位交叉式双螺带和第一交叉式双螺带；所述的第二双螺带从右往左依次包括第二错位交叉式双螺带和第二交叉式双螺带。5.根据权利要求4所述的卧式锂电池负极材料包覆造粒高温反应釜，其特征在于第一错位交叉式双螺带由第一内螺带(111)和第一外螺带(112)沿主轴错位螺旋一圈而成，第一交叉式双螺带由第三内螺带(115)和第三外螺带(116)沿主轴螺旋半圈而成；所述的第三...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯一鹏，张巍，虞燕伟，王佳，冯新初，
申请(专利权)人：江苏洪流化工机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32