一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及锂离子电池负极材料技术领域，特别涉及一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺，设置的通气组件，通过气泵将惰性气体源源不断地进行加压输送进入主输气管中，再由均匀设置的均匀喷气件能够将惰性气体均匀充满于回转筒体内，使得物料能够与惰性气体进行充分接触，促进物料进行充分的化学反应与结合；设置的内壁清理组件，在回转筒体进行物料煅烧与输送的过程中，通过往复滑动件的往复运动配合回转筒体的转动，以实现清理刷毛对回转筒体内壁进行刮扫清理，确保清理刷毛对回转筒体内壁可能粘结的物料进行彻底

【技术实现步骤摘要】
一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺


[0001]本专利技术涉及锂离子电池负极材料
，具体为一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺
。

技术介绍

[0002]为解决日益严峻的环境问题，对锂离子电池的性能要求越来越高
。
而作为锂离子电池负极材料的氧化亚硅基，因其高比容量
(2600mAh/g)、
相对低的工作电压
(<0.5V)、
自然储量丰富以及价格低廉等优点，被众多的科研机构和电池材料生产厂家广泛研究
。
[0003]但氧化亚硅基负极材料自身仍存在不导电
、
与电解液相容性差等缺点，为了解决此技术难题，人们在氧化亚硅基负极材料中掺杂氮元素，掺杂氮的结构不仅可以有效缩短
Li+
的扩散距离，提高离子和电子的扩散速度，而且有利于电解液渗透
、
提供更多活性位点，从而增强氧化亚硅基负极材料的稳定性
。
因此，在利用氧化亚硅与碳制备锂离子电池负极材料的基础上，再向其中添加氮掺杂剂，制成含氮的碳包覆氧化亚硅负极材料
。
[0004]现有技术在对含氮的碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体进行煅烧时，存在以下问题：
1、
在对投入煅烧装置内的物料进行锻烧时，会从一端向煅烧装置内直接通入惰性气体，以提供具有惰性气体的煅烧环境来辅助物料形成稳定的碳包覆结构，但直接通入的惰性气体的方式导致煅烧装置内的惰性气体不够均匀，通常是通入端的惰性气体密度依次大于后续段，使得惰性气体与材料接触不够充分，生成的碳包覆结构不够稳定，导致制成的氧化亚硅基负极材料的性能不够理想
。
[0005]2、
一般进行煅烧工作，常使用能够对物料进行回转式输送的煅烧装置，在利用回转筒体对物料进行边输送边煅烧时，物料会在筒体内壁有一定的粘附，导致物料在煅烧过程中相互之间的结合不完全，同时积攒附着在回转筒体内表面的物料会影响后续的接触供热，不对粘附在筒体内壁的物料进行及时处理，会影响生成的物料质量
。
[0006]因此，为了解决物料与惰性气体接触不充分导致碳包覆结构不稳定及粘附在回转筒体内壁的物料导致物料之间的结合不完全等问题，本专利技术提供一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺
。

技术实现思路

[0007]本专利技术提供一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺，以解决相关技术中的物料与惰性气体接触不充分导致碳包覆结构不稳定及粘附在回转筒体内壁的物料导致物料之间的结合不完全的问题
。
[0008]本专利技术提供了一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺，其使用了一种锂离子电池用硅基负极材料制备装置，该锂离子电池用硅基负极材料制备装置包括支撑底架与煅烧单元，所述支撑底架上端设置有煅烧单元，采用上述一种锂离子电池用硅基负极材料制备装置制备锂离子电池用硅基负极材料时的具体工艺如下：
[0009]S1、
原料准备：首先准备较细的氧化亚硅颗粒作为负极材料原料的基础
。
[0010]S2、
包覆碳层：将氧化亚硅颗粒
、
酚醛树脂
、
氮掺杂剂按照一定比例混合均匀，并将得到的混合物放入球磨机中进行球磨，通过球磨机的机械碰撞和摩擦作用使混合物均匀混合并形成掺杂氮的碳包覆氧化亚硅颗粒
。
[0011]S3、
烘干处理：将掺杂氮的碳包覆氧化亚硅颗粒放置在适宜的温度下进行干燥处理，得到碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体，去除颗粒中的水分或其他挥发性物质，以避免在高温煅烧过程中引起颗粒的不均匀热胀冷缩，从而可能导致颗粒破裂或结构变化
。
[0012]S4、
高温煅烧；将碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体在煅烧单元中进行高温煅烧，煅烧过程中均匀的充入惰性气体，有助于碳与
SiO
颗粒之间的化学反应和结合，形成稳定的碳包覆层
。
[0013]S5、
粉碎研磨：将煅烧得到碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体在粉碎研磨机构进行粉碎研磨作业，得到碳包覆氧化亚硅负极材料
。
[0014]所述煅烧单元包括安装防护件，支撑底架上端中部固定安装有安装防护件，安装防护件内设置有回转窑，安装防护件与回转窑上共同设置有通气组件与内壁清理组件，且内壁清理组件位于通气组件前侧，支撑底架上端且位于安装防护件左侧固定安装有
L
形固定件，
L
形固定件上固定安装有进料组件，支撑底架上端且位于安装防护件右侧设置有出料组件
。
[0015]所述通气组件包括主输气管，安装防护件与回转窑上共同固定安装有主输气管，主输气管上沿轴向均匀固定安装有密封定位圈，密封定位圈周向均均匀固定安装有与主输气管相连通的均匀喷气件，
L
形固定件水平段上端固定安装有气泵，气泵出气管与主输气管固定连接
。
[0016]在其中一个实施例中，所述回转窑包括密封对接件一，安装防护件内底端左侧固定安装有密封对接件一，安装防护件内底端右侧固定安装有密封对接件二，密封对接件一与密封对接件二之间共同转动连接有回转筒体，回转筒体外端左右对称固定安装有光滑轮圈，回转筒体外端中部固定安装有齿轮圈，安装防护件内底端左右对称设置有托轮限位件，光滑轮圈均与相应的托轮限位件之间滑动配合，安装防护件内底端且位于托轮限位件之间设置有驱动电机组，齿轮圈与驱动电机组之间啮合传动
。
[0017]在其中一个实施例中，所述内壁清理组件包括固定滑套，密封对接件一与密封对接件二之间共同固定安装有位于回转筒体内的固定滑套，固定滑套上以滑动配合的方式连接有往复滑动件，且往复滑动件与安装防护件之间滑动配合，往复滑动件上且靠近回转筒体内壁的一端均匀设置有清理刷毛，往复滑动件上左右对称固定安装有靠近安装防护件内壁的定位环，定位环与固定滑套之间均固定连接有套设于往复滑动件上的弹簧，往复滑动件的左端固定连接有往复驱动组件
。
[0018]在其中一个实施例中，所述往复驱动组件包括安装连接件，往复滑动件的左端固定安装有安装连接件，安装防护件的左端且位于通气组件前侧固定安装有定位支撑板，定位支撑板上端通过电机座固定安装有电动机二，电动机二的输出轴上固定安装有圆转盘，圆转盘后端固定安装有偏心连接件，偏心连接件上铰接有传动连接件，传动连接件另一端与安装连接件相铰接
。
[0019]在其中一个实施例中，所述进料组件包括圆柱管，
L
形固定件上固定安装有圆柱管，且圆柱管穿过安装防护件并与之固定连接，圆柱管上转动连接有转动轴，转动轴上固定
安装有螺旋输送叶，圆柱管上端左侧固定安装有进料漏斗，圆柱管后端右侧固定安装有出料管，
L
形固定件的竖直板的左端通过电机座固定安装有电动机一，电动机一输出轴与转动轴固定连接
。
[0020]在其中一个实施例中，所述均匀喷气件包括喷气头，密封定位圈周向均均匀固本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺，其使用了一种锂离子电池用硅基负极材料制备装置，该锂离子电池用硅基负极材料制备装置包括支撑底架
(1)
与煅烧单元
(2)
，所述支撑底架
(1)
上端设置有煅烧单元
(2)
，其特征在于：采用上述一种锂离子电池用硅基负极材料制备装置制备锂离子电池用硅基负极材料时的具体工艺如下：
S1、
原料准备：首先准备较细的氧化亚硅颗粒作为负极材料原料的基础；
S2、
包覆碳层：将氧化亚硅颗粒
、
酚醛树脂
、
氮掺杂剂按照一定比例混合均匀，并将得到的混合物放入球磨机中进行球磨，通过球磨机的机械碰撞和摩擦作用使混合物均匀混合并形成掺杂氮的碳包覆氧化亚硅颗粒；
S3、
烘干处理：将掺杂氮的碳包覆氧化亚硅颗粒放置在适宜的温度下进行干燥处理，得到碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体，去除颗粒中的水分或其他挥发性物质，以避免在高温煅烧过程中引起颗粒的不均匀热胀冷缩，从而可能导致颗粒破裂或结构变化；
S4、
高温煅烧：将碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体在煅烧单元
(2)
中进行高温煅烧，煅烧过程中均匀的充入惰性气体，有助于碳与
SiO
颗粒之间的化学反应和结合，形成稳定的碳包覆层；
S5、
粉碎研磨：将煅烧得到碳包覆氧化亚硅负极材料前驱体在粉碎研磨机构进行粉碎研磨作业，得到碳包覆氧化亚硅负极材料；所述煅烧单元
(2)
包括安装防护件
(21)
，支撑底架
(1)
上端中部固定安装有安装防护件
(21)
，安装防护件
(21)
内设置有回转窑
(22)
，安装防护件
(21)
与回转窑
(22)
上共同设置有通气组件
(23)
与内壁清理组件
(24)
，且内壁清理组件
(24)
位于通气组件
(23)
前侧，支撑底架
(1)
上端且位于安装防护件
(21)
左侧固定安装有
L
形固定件
(25)
，
L
形固定件
(25)
上固定安装有进料组件
(26)
，支撑底架
(1)
上端且位于安装防护件
(21)
右侧设置有出料组件
(27)
；所述通气组件
(23)
包括主输气管
(231)
，安装防护件
(21)
与回转窑
(22)
上共同固定安装有主输气管
(231)
，主输气管
(231)
上沿轴向均匀固定安装有密封定位圈
(232)
，密封定位圈
(232)
周向均均匀固定安装有与主输气管
(231)
相连通的均匀喷气件
(233)
，
L
形固定件
(25)
水平段上端固定安装有气泵
(234)
，气泵
(234)
出气管与主输气管
(231)
固定连接
。2.
根据权利要求1所述的一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺，其特征在于：所述回转窑
(22)
包括密封对接件一
(221)
，安装防护件
(21)
内底端左侧固定安装有密封对接件一
(221)
，安装防护件
(21)
内底端右侧固定安装有密封对接件二
(222)
，密封对接件一
(221)
与密封对接件二
(222)
之间共同转动连接有回转筒体
(223)
，回转筒体
(223)
外端左右对称固定安装有光滑轮圈
(224)
，回转筒体
(223)
外端中部固定安装有齿轮圈
(225)
，安装防护件
(21)
内底端左右对称设置有托轮限位件
(226)
，光滑轮圈
(224)
均与相应的托轮限位件
(226)
之间滑动配合，安装防护件
(21)
内底端且位于托轮限位件
(226)
之间设置有驱动电机组
(227)
，齿轮圈
(225)
与驱动电机组
(227)
之间啮合传动
。3.
根据权利要求1所述的一种锂离子电池用硅基负极材料制备工艺，其特征在于：所述内壁清理组件
(24)
包括固定滑套
(241)
，密封对接件一
(221)
与密封对接件二
(222)
之间共同固定安装有位于回转筒体
(22...

【专利技术属性】
技术研发人员：弓景耀，李轶，张培，李东方，
申请(专利权)人：博路天成新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：