一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺及设备制造技术

本发明专利技术公布了一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺及设备，它包括以下步骤：(一)生产碳碳板和三角支撑的生产工艺：S1：采用无纬碳布和碳丝按试制胶浸渍编制成长板后放入压模中，保温保压后脱模成热压板；S2：第一次浸渍/碳化；S3:第二次浸渍/碳化；S4、将平板进行加工成所需成品形状；(二)碳碳螺栓生产工艺：S1:碳碳平板预制；S2、CVI沉积；S3、浸渍/碳化；S4、将平板进行加工成所需成品形状；(三)组装。一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺及设备，生产出的碳碳产品使用寿命长，减少更换部件的次数，从而提高设备的利用率，减少维护成本。减少维护成本。减少维护成本。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺及设备


[0001]本专利技术涉及电缆运输
，具体为一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺及设备。

技术介绍

[0002]锂离子电池具有比容量高、无充放电记忆效应、绿色环保、无污染等优点，不仅广泛应用于便携式电子产品中，还被应用于航天航空、军事、电动汽车和储能等领域。人造石墨材料具有比容量高、循环性能好、嵌脱锂平台低、成本低廉等优点，成为最具有商业价值的动力锂离子电池负极材料。
[0003]经过整形和分级处理的人造石墨，虽然粒径分布较窄、颗粒形状接近球形、比表面积大幅度降低，但由于不可避免地保留了原石墨中的孔洞、沟槽、裂纹等缺陷，因此存在比表面积偏高、首次库仑效率偏低等问题，通常需要进行表面炭包覆改性处理。目前商业化的人造石墨负极材料大多采用“干法”包覆沥青炭。采用“干法”包覆沥青炭时需要用到采用匣钵作为石墨负极材料焙烧容器。
[0004]传统匣钵采用石墨作为原材料进行制造，其主要有以下缺点：
[0005]1、石墨在反复高温热震下易产生裂纹，容易导致部件破损，造成安全事故；
[0006]2、在制备大直径的产品时，传统石墨热场材料成型困难，而且纯度要求高、制备成本高昂、制备和交货周期长。
[0007]3、寿命短，仅6个月。
[0008]因此，需提出一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺解决以上技术问题。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是针对以上问题，。
[0010]为实现以上目的，本专利技术采用的技术方案是：一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺，它包括以下步骤：
[0011](一)、碳碳板和三角支撑的生产工艺：
[0012]S1、采用无纬碳布和碳丝按试制胶浸渍编制成长板后放入压模中，缓慢提升压力至10
‑
30MPa，保障压缩量在20
‑
40％后，开始加热设置温度，保温保压后脱模成热压板；编制体初始密度0.4g/cm3，模压后密度0.8g/cm3；
[0013]S2、第一次浸渍/碳化，浸渍工艺碳碳板现在预热炉预热200
‑
400℃后采用低压沥青浸渍，压力为0.1Mpa
‑
1Mpa，温度为200
‑
400℃，开始保温保压；浸渍完成后进行碳化；碳化温度900℃
‑
1200℃保温2
‑
10h。
[0014]S3、第二次浸渍/碳化，浸渍工艺碳碳板现在预热炉预热200
‑
400℃后采用高压沥青浸渍，压力为2Mpa
‑
10Mpa，温度为200
‑
400℃，开始保温保压；浸渍完成后进行碳化；碳化温度900℃
‑
1200℃，保温2
‑
10h后将温度提升至1500
‑
2000℃，时长5
‑
10h，进行高温处理；保
障两种材料密度在1.4
‑
1.6g/cm3左右；
[0015]S4、将平板进行加工成所需成品形状；
[0016](二)、碳碳螺栓生产工艺：
[0017]S1、碳碳平板预制体采用整体式炭布花瓣铺层/网胎针刺+单纱纤维缠绕/网胎针刺，径向连续针剌而成，碳碳平板初始密度0.45g/cm3；
[0018]S2、CVI采用天然气作为沉积的原材料，氮气作为辅助气体，温度为900
°
C
‑
1200℃，炉压2000pa
‑
5000pa。出炉密度0.8
‑
1.0g/cm3左右；
[0019]S3、浸渍/碳化，浸渍工艺碳碳板现在预热炉预热200
‑
400℃后采用高压沥青浸渍，压力为2Mpa
‑
10Mpa，温度为200
‑
400℃，保温保压；浸渍完成后进行碳化；碳化温度900℃
‑
1200℃，保温2
‑
10h后将温度提升至1500
‑
2000℃，时长5
‑
10h，进行高温处理。保障两种材料密度在1.4
‑
1.68g/cm3左右；
[0020]S4、将平板进行加工成所需成品形状；
[0021](三)、组装：采用高温胶和螺栓进行连接。其中高温胶采用树脂+酒精+碳粉照一定比例搅拌，搅拌24h，其可耐3000℃高温；拼装上胶完成后，在100
‑
300℃固化1
‑
10h。
[0022]进一步的，碳碳板和三角支撑的生产工艺S1中开始加热到100
‑
400℃，保温保压1
‑
5min后脱模成热压板。
[0023]进一步的，碳碳板和三角支撑的生产工艺中S2的第一次浸渍/碳化保温保压时长为1
‑
5h；S3第二次浸渍/碳化中保温保压时长为5
‑
10h。
[0024]进一步的，碳碳螺栓生产工艺的S3浸渍/碳化中保温保压时长5
‑
10h。
[0025]一种用于石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产设备，它包括固定杆，固定杆的下端设置有固定板，固定板设置为正方形；固定板的中部设置有双杆气缸，双杆气缸的两端分别铰接有两个第一连接杆，第一连接杆的另一端铰接有第二连接杆，第二连接杆的另一端设置有滑块，滑块设置在导向块组件内，滑块的另一端设置有活动板，活动板内穿插有活动轴，活动轴的下端设置有集胶盒，集胶盒的下端与出胶块连通，出胶块的形状设置为与三角支撑相配合的三角形；活动轴的上端设置有用于旋转活动轴的驱动装置。
[0026]进一步的，导向块组件包括两个对立设置的导向块，导向块的内侧设置有与滑块相配合的凹槽。
[0027]进一步的，集胶盒包括集胶盒壳体，壳体的下端设置有多个与出胶块连通的通孔，壳体的一侧设置有阀门和进胶口。
[0028]进一步的，阀门设置为L型，阀门的上端与电动气缸连接，电动气缸设置在壳体的上端。
[0029]进一步的，出胶块内设置有多条流胶通道，流胶通道与壳体的下端的通孔连通。
[0030]进一步的，驱动装置包括电机，电机的输出端与绕线筒连接，绕线筒上缠绕设置有牵引绳，牵引绳的另一端设置在连接棒的一端圆环上，连接棒的另一端与齿条连接，齿条的下端设置在滑套座内，齿条的一侧与活动轴上的齿轮啮合连接；滑套座设置在活动板的上端；电机通过支撑座设置在固定板的上端。
[0031]本专利技术的有益效果：
[0032]1、本专利技术采用碳碳产品使用寿命长，减少更换部件的次数，从而提高设备的利用率，减少维护成本；可以做得更薄，从而可以利用现有设备生产直径更大的产品，节约新设
备投资费用；安全性高，在反复高温热震下不易产生裂纹；大型石墨材料成型困难，而碳基复合材料可设计性强，在大直径系统领域具有明显的优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨负极材料沥青包覆的碳碳匣钵的生产工艺，其特征在于，它包括以下步骤：(一)、碳碳板和三角支撑的生产工艺：S1、采用无纬碳布和碳丝按试制胶浸渍编制成长板后放入压模中，缓慢提升压力至10
‑
30MPa，保障压缩量在20
‑
40％后，开始加热设置温度，保温保压后脱模成热压板；编制体初始密度0.4g/cm3，模压后密度0.8g/cm3；S2、第一次浸渍/碳化，浸渍工艺碳碳板现在预热炉预热200
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400℃后采用低压沥青浸渍，压力为0.1Mpa
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1Mpa，温度为200
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400℃，开始保温保压；浸渍完成后进行碳化；碳化温度900℃
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1200℃保温2
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10h；S3、第二次浸渍/碳化，浸渍工艺碳碳板现在预热炉预热200
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400℃后采用高压沥青浸渍，压力为2Mpa
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10Mpa，温度为200
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400℃，开始保温保压；浸渍完成后进行碳化；碳化温度900℃
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1200℃，保温2
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10h后将温度提升至1500
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2000℃，时长5
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10h，进行高温处理；保障两种材料密度在1.4
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1.6g/cm3左右；S4、将平板进行加工成所需成品形状；(二)、碳碳螺栓生产工艺：S1、碳碳平板预制体采用整体式炭布花瓣铺层/网胎针刺+单纱纤维缠绕/网胎针刺，径向连续针剌而成，碳碳平板初始密度0.45g/cm3；S2、CVI沉积：CVI采用天然气作为沉积的原材料，氮气作为辅助气体，温度为900℃
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1200℃，炉压2000pa
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5000pa；出炉密度0.8
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1.0g/cm3左右；S3、浸渍/碳化，浸渍工艺碳碳板现在预热炉预热200
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400℃后采用高压沥青浸渍，压力为2Mpa
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10Mpa，温度为200
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400℃，保温保压；浸渍完成后进行碳化；碳化温度900℃
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1200℃，保温2
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10h后将温度提升至1500
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2000℃，时长5
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10h，进行高温处理；保障两种材料密度在1.4
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1.68g/cm3左右；S4、将平板进行加工成所需成品形状；(三)、组装：采用高温胶和螺栓进行连接。其中高温胶采用树脂+酒精+碳粉照一定比例搅拌，搅拌24h，其可耐3000℃高温；拼装上胶完成后，在100
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300℃固化1
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10h。2.根据权利要求1所述的一种石墨负极材料...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘俊锋，熊赢超，王雄，
申请(专利权)人：湖南碳谷新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：