气相沉积炉及生产氧化亚硅的方法技术

本发明专利技术公开了一种气相沉积炉及生产氧化亚硅的方法，包括炉体，其特征在于，还包括炉体内设置的：加热腔室，用于加热原料反应生成产物并使得产物变成气体；沉积腔室，与加热腔室密封连接，且与加热腔室连通，沉积腔室内设置有用于沉积产物的沉积机构，沉积机构包括可转动的滚筒，升华的产物沉积到滚筒外表面，沉积腔室开设有沉积腔室开口，通过沉积腔室开口调节沉积腔室内的气氛；刮取机构，用于刮取滚筒外表面的沉积产物；接收机构，用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物。本发明专利技术的滚筒可转动，从而使得沉积机构上沉积的产物均匀分布，相对于现有技术中的平面的沉积机构，本发明专利技术中的滚筒的侧面积大，从而大大增加了单位体积的滚筒上的沉积面积。

Vapor Deposition Furnace and the Method of Producing Silicous Oxide

【技术实现步骤摘要】
气相沉积炉及生产氧化亚硅的方法
本专利技术属于氧化亚硅
，具体涉及一种气相沉积炉及生产氧化亚硅的方法。
技术介绍
近年来锂二次电池具有较镍镉电池或镍氢电池更高的能量密度，且每单位重量的能量密度更高。锂离子电池由于具有高电压、高能量密度和长循环寿命的优势，成为应用最广的电池之一。随着互联网时代的到来，智能手机、智能设备以及电动汽车等设备逐步普及使用，对于锂电池的能量密度提出来越来越高的要求为了满足这一日益提高的要求，达到更高的充放电容量，更高效的氧化亚硅(SiOx，其中，0＜x＜2)作为负极材料的活性物质备受关注。用于生产SiOx的设备设计缺陷和控制不平稳，导致氧化亚硅形态分布较宽，质量均一性较差，也难以满足市场需求。因此，现有技术无法很好地实现工业化生产，需要进一步优化技术。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种气相沉积炉及生产氧化亚硅的方法，本专利技术中的气相沉积炉中的沉积机构的滚筒可转动，本专利技术中的圆筒状的滚筒的侧面积大，从而大大增加了单位体积的滚筒上的沉积面积，提高了沉积效率。解决本专利技术技术问题所采用的技术方案是提供一种气相沉积炉，包括炉体，还包括炉体内设置的：加热腔室，用于加热原料反应生成产物并使得产物变成气体；沉积腔室，与加热腔室密封连接，且与加热腔室连通，沉积腔室内设置有用于沉积产物的沉积机构，沉积机构包括可转动的滚筒，升华的产物沉积到滚筒外表面，沉积腔室开设有沉积腔室开口，通过沉积腔室开口调节沉积腔室内的气氛；刮取机构，用于刮取滚筒外表面的沉积产物；接收机构，用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物。优选的是，刮取机构包括刮片，刮片的刮取端与滚筒的外表面相切，刮片设置在滚筒转动的线速度方向上。优选的是，沉积机构包括两个滚筒，两个滚筒的外表面相切，两个滚筒的转轴在同一水平面上。优选的是，两个滚筒做方向相反的转动，每个滚筒的上表面的线速度朝向各自对着的沉积腔室的内壁。更优选的是，两个滚筒转动的角速度大小相同。优选的是，滚筒的正投影视图的边界区域与接收机构的用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物的开口的正投影视图有交集。优选的是，滚筒具有中空的滚筒腔体，用于通入冷源冷却滚筒表面。优选的是，所述的气相沉积炉还包括驱动机构，滚筒通过转轴与驱动机构连接，驱动机构用于驱动滚筒转动，转轴内设置有冷源通道，冷源通道与滚筒腔体连通，冷源通过冷源通道进入到滚筒腔体内对滚筒进行冷却。优选的是，沉积腔室设置于加热腔室上方，沉积腔室与加热腔室通过连通通道连通。优选的是，滚筒的下表面朝向通向沉积腔室的连通通道的开口。优选的是，通向沉积腔室的连通通道的开口的正投影视图在滚筒的正投影视图内。优选的是，连通通道包括：朝向沉积腔室的第一开口、朝向加热腔室的第二开口，第一开口的开口面积小于第二开口的开口面积。优选的是，接收机构为接收盘，连通通道穿过接收盘的底部。优选的是，接收机构为夹层结构，夹层结构内的空隙用于通入冷源冷却接收机构。本专利技术还提供一种使用上述的气相沉积炉生产氧化亚硅的方法，包括以下步骤：(1)将含硅和/或碳的材料、与含二氧化硅的材料放入到加热腔室中，通过沉积腔室开口抽真空；(2)通过加热腔室加热原料，反应生成氧化亚硅并升华，氧化亚硅沉积于转动的滚筒上，刮取机构刮取滚筒外表面的沉积产物，接收机构接收刮取机构刮取下来的沉积产物。优选的是，所述步骤(1)中抽真空至100～500Pa。优选的是，所述步骤(2)中加热温度为1250～1600℃，达到加热温度后的维持时间为2～10h。优选的是，所述含硅和/或碳的材料、与含二氧化硅的材料的摩尔比为(1～3):1。本专利技术中的气相沉积炉中的沉积机构的滚筒可转动，从而使得沉积机构上沉积的产物均匀分布，提高了沉积产物的一致性，产物具有较高的质量稳定性，满足工业化生产需求。本专利技术中的沉积机构的滚筒呈圆筒状，反应生成的产物主要沉积在滚筒的侧面，相对于现有技术中的平面的沉积机构，本专利技术中的圆筒状的滚筒的侧面积大，从而大大增加了单位体积的滚筒上的沉积面积，提高了沉积效率。通过本专利技术中的气相沉积炉可以一次制备大量的氧化亚硅，有效降低氧化亚硅的制造成本，提高制造效率。使用本专利技术的方法有效提高氧化亚硅的产出比例，氧化亚硅产出率稳定在74～82％，氧化亚硅形貌分布均匀一致，氧化亚硅粒径几乎一致。由于使用本专利技术的方法的产出物里氧化亚硅含量较高，比例越高使得产品活性越高，经过测试产出的氧化亚硅活性相较以往方法产出活性提高至少50％。附图说明图1是本专利技术实施例2中的气相沉积炉的结构示意图；图2是本专利技术实施例2中的滚筒的结构示意图；图3是本专利技术实施例2中的滚筒的结构示意图；图4是本专利技术实施例2中的生产氧化亚硅的方法生产得到的氧化亚硅的扫描电镜照片。图中：1-加热腔室；2-沉积腔室；3-沉积腔室开口；4-接收机构；5-第一滚筒；6-第二滚筒；7-第一刮片；8-第二刮片；9-滚筒腔体；10-转轴；11-冷源通道；12-冷源输入管；13-连通通道；14-第一开口；15-第二开口；16-沉积腔室的底壁；17-加热腔室入口。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。实施例1本实施例提供一种气相沉积炉，包括炉体，还包括炉体内设置的：加热腔室，用于加热原料反应生成产物并使得产物变成气体；沉积腔室，与加热腔室密封连接，且与加热腔室连通，沉积腔室内设置有用于沉积产物的沉积机构，沉积机构包括可转动的滚筒，升华的产物沉积到滚筒外表面，沉积腔室开设有沉积腔室开口，通过沉积腔室开口调节沉积腔室内的气氛；刮取机构，用于刮取滚筒外表面的沉积产物；接收机构，用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物。本实施例中的气相沉积炉中的沉积机构的滚筒可转动，从而使得沉积机构上沉积的产物均匀分布，提高了沉积产物的一致性，产物具有较高的质量稳定性，满足工业化生产需求。本实施例中的沉积机构的滚筒呈圆筒状，反应生成的产物主要沉积在滚筒的侧面，相对于现有技术中的平面的沉积机构，本实施例中的圆筒状的滚筒的侧面积大，从而大大增加了单位体积的滚筒上的沉积面积，提高了沉积效率。通过本实施例中的气相沉积炉可以一次制备大量的氧化亚硅，有效降低氧化亚硅的制造成本，提高制造效率。实施例2如图1所示，本实施例提供一种气相沉积炉，包括炉体，还包括炉体内设置的：加热腔室1，用于加热原料反应生成产物并使得产物变成气体；沉积腔室2，与加热腔室1密封连接，且与加热腔室1连通，沉积腔室2内设置有用于沉积产物的沉积机构，沉积机构包括可转动的滚筒，升华的产物沉积到滚筒外表面，沉积腔室2开设有沉积腔室开口3，通过沉积腔室开口3调节沉积腔室2内的气氛；刮取机构，用于刮取滚筒外表面的沉积产物；接收机构4，用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物。本实施例中的气相沉积炉中的沉积机构的滚筒可转动，从而使得沉积机构上沉积的产物均匀分布，提高了沉积产物的一致性，产物具有较高的质量稳定性，满足工业化生产需求。本实施例中的沉积机构的滚筒呈圆筒状，反应生成的产物主要沉积在滚筒的侧面，相对于现有技术中的平面的沉积机构，本实施例中的圆筒状的滚筒的侧面积更大，从而大大增加了单位体积的滚筒上的沉积面积，提高了沉积效率。通过本实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种气相沉积炉，包括炉体，其特征在于，还包括炉体内设置的：加热腔室，用于加热原料反应生成产物并使得产物变成气体；沉积腔室，与加热腔室密封连接，且与加热腔室连通，沉积腔室内设置有用于沉积产物的沉积机构，沉积机构包括可转动的滚筒，升华的产物沉积到滚筒外表面，沉积腔室开设有沉积腔室开口，通过沉积腔室开口调节沉积腔室内的气氛；刮取机构，用于刮取滚筒外表面的沉积产物；接收机构，用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物。

【技术特征摘要】
1.一种气相沉积炉，包括炉体，其特征在于，还包括炉体内设置的：加热腔室，用于加热原料反应生成产物并使得产物变成气体；沉积腔室，与加热腔室密封连接，且与加热腔室连通，沉积腔室内设置有用于沉积产物的沉积机构，沉积机构包括可转动的滚筒，升华的产物沉积到滚筒外表面，沉积腔室开设有沉积腔室开口，通过沉积腔室开口调节沉积腔室内的气氛；刮取机构，用于刮取滚筒外表面的沉积产物；接收机构，用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物。2.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，刮取机构包括刮片，刮片的刮取端与滚筒的外表面相切，刮片设置在滚筒转动的线速度方向上。3.根据权利要求1所述的气相沉积炉，其特征在于，沉积机构包括两个滚筒，两个滚筒的外表面相切，两个滚筒的转轴在同一水平面上。4.根据权利要求3所述的气相沉积炉，其特征在于，两个滚筒做方向相反的转动，每个滚筒的上表面的线速度朝向各自对着的沉积腔室的内壁。5.根据权利要求3所述的气相沉积炉，其特征在于，滚筒的正投影视图的边界区域与接收机构的用于接收刮取机构刮取下来的沉积产物的开口的正投影视图有交集。6.根据权利要求1～5任意一项所述的气相沉积炉，其特征在于，滚筒具有中空的滚筒腔体，用于通入冷源冷却滚筒表面。7.根据权利要求6所述的气相沉积炉，其特征在于，还包括驱动机构，滚筒通过转轴与驱动机构连接，驱动机构用于驱动滚筒转动，转轴内设置有冷源通道，冷源通道与滚筒腔体连通，冷源通过冷源通道进入到滚筒腔体内对滚筒进行冷却。8.根据权利要求1～5任意一项所述的气相沉积炉，其特征在于，沉积腔室设置于加热腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱文博，银波，范协诚，王文，夏高强，薛明华，
申请(专利权)人：新特能源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆,65