【技术实现步骤摘要】
本技术涉及氧化亚硅制备，具体来讲，涉及一种硅氧负极预锂化装置。
技术介绍
1、随着双碳政策的实施带来的新能源行业的发展，社会各界对储能的要求越来越高，动力电池能量密度的提升越来越受重视，石墨负极已经不能满足动力电池能量密度上的要求。因此，越来越多的行业人士，将实现动力电池能量密度突破的希望，寄托到硅碳上来。石墨的理论能量密度是372mah/g，而硅负极理论能量密度高达4200mah/g，是石墨的十余倍。因此，在石墨材料中加入硅以提升电池能量密度，成为业界主要的研究方向之一。硅材料具有与石墨相似的电压特性，同时具有高的储锂比容量。目前硅基材料的主要研究/应用形式包括纯si、氧化亚硅、硅碳和硅合金。相对而言，氧化亚硅和硅碳更为成熟一些。其中，理论氧化亚硅的比容量约为2600mah/g，市场上开发的氧化亚硅比容量大致集中在1300-1700mah/g。氧化亚硅在首次嵌锂过程会生成氧化锂和硅酸锂等不可逆产物，因此首次库伦效率一般低于纯si。但是嵌锂过程生成的氧化锂和硅酸锂等产物可作为缓冲基质，减缓材料在充放电过程中的体积膨胀，因此氧化亚硅材料的循环性能普遍优于纯si材料。
2、为了解决晶体硅材料在充放电过程中的体积膨胀大的问题，折中的解决办法就是制备氧化亚硅sio材料。相比于晶体硅材料，氧化亚硅材料在嵌锂过程中的体积膨胀大大减小，因此循环性能也得到了极大的提升，但是氧化亚硅也存在着致命的问题——首次效率低，由于氧化亚硅材料在嵌锂的过程中会生成li2o和li4sio4非活性产物，从而导致部分li失去活性，因此sio材料的首次效
技术实现思路
1、本技术的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。例如，本技术的目的之一在于提供一种硅氧负极预锂化装置，克服了传统加热方式热转换效率低下、升温缓慢的技术问题；另外也给硅氧材料预锂化工艺的产业化提供了一种新的思路。
2、为了实现上述目的，本技术提供了一种硅氧负极预锂化装置，可包括反应单元、混合进料单元和出料单元，混合进料单元和出料单元都可与反应单元相连通，混合进料单元能够将原料混合均匀并输入至反应单元中，原料能够在反应单元中进行反应并被输入至出料单元收集；反应单元可包括保温层、感应线圈、反应炉和旋转底盘，感应线圈可缠绕在反应炉的外侧，用于对反应炉加热；保温层可包覆在感应线圈的外侧，用于对加热后的反应炉保温；旋转底盘可安装在反应炉的一端，用于转动反应炉；反应单元能够被转动使反应单元与混合进料单元连接的一端的高度高于另一端以便于将原料维持在反应炉的底部进行充分反应，反应单元也能够被转动使反应单元与混合进料单元连接的一端的高度等于或低于另一端以便于将反应后的物料输入至出料单元进行收集。
3、可选择地，所述混合进料单元可包括混合罐和进料管，进料管的一端连接在混合罐的下端，进料管的另一端伸入至所述反应炉中，进料管中安装有螺旋轴，原料能够在混合罐中混合后被螺旋轴通过进料管输入至所述反应炉中。
4、可选择地，所述出料单元可包括物料收集器，物料收集器与所述反应单元的连接处靠近所述反应单元与混合进料单元连接的一端，当所述反应单元转动使所述反应单元与混合进料单元连接的一端的高度等于或低于另一端时，反应后的物料能够被输入至物料收集器中收集。
5、可选择地，所述预锂化装置还可包括真空单元，真空单元与所述反应单元相连接，真空单元能够将所述反应单元抽真空，提供真空的反应环境以利于原料在所述反应单元中进行反应。
6、可选择地，所述预锂化装置还可包括升降单元，所述反应单元、混合进料单元和出料单元都安装在升降单元中，升降单元能够转动所述反应单元以控制所述反应单元与水平方向的倾斜角度。
7、可选择地，所述预锂化装置还可包括气源，气源通过管线连接在所述混合进料单元的一端。
8、可选择地，所述预锂化装置还可包括用于对所述预锂化装置进行参数控制的电控单元，电控单元与所述反应单元、混合进料单元和出料单元连接。
9、可选择地，所述电控单元能够控制所述感应线圈对所述反应炉进行中频或高频加热。
10、可选择地，所述原料可包括硅氧材料和锂源，所述反应包括预锂化反应。
11、可选择地，所述反应炉的内壁上可安装有搅拌片，搅拌片能够正转以维持所述原料在所述反应炉的底部进行反应，搅拌片也能够反转以将反应完成后的物料运输至所述反应炉的炉口。
12、与现有技术相比，本技术的有益效果包括以下内容中的至少一项：
13、1、无论是气氛预锂化还是真空预锂化，对于温度的要求都是及其苛刻的，预锂化过程在不同的温度会有不同的硅酸锂相。采用高频加热会使得升温速率较传统热辐射模式得到极大地提升，电热转换效率更高，更节能且高效，同时也大大降低硅氧材料在临界低温区间的停留时间，使得预锂化后的产物一致性更好。对于产业化而言，高频加热模式，让电能和时间都能得到充分利用，前景极佳。
14、2、反应单元采用了异形搅拌片和升降机构，在上升时，反应炉正转维持物料在底部进行预锂化反应，避免了局部锂残余，使预锂化反应的更充分和均匀。在下降时，反应炉反转，将物料推向出料单元，提高了收集效率。
15、3、增加了混合进料单元，避免了传统预锂化装置需要额外对原料进行混合的冗余工作。
16、4、采用多级动密封结构，使得本装置可适配真空预锂化工艺和气氛预锂化工艺，适用范围更广。
17、5、真空单元采用多级泵分级真空工艺，稳定地控制了反应在每一个真空数量级区间的瞬时压降，确保粉体不会因气流作用而弥散，甚至进入真空装置导致设备损坏。
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1.一种硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置包括反应单元、混合进料单元和出料单元，其中，
2.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述混合进料单元包括混合罐和进料管，进料管的一端连接在混合罐的下端，进料管的另一端伸入至所述反应炉中，进料管中安装有螺旋轴，原料能够在混合罐中混合后被螺旋轴通过进料管输入至所述反应炉中。
3.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述出料单元包括物料收集器，物料收集器与所述反应单元的连接处靠近所述反应单元与混合进料单元连接的一端，当所述反应单元转动使所述反应单元与混合进料单元连接的一端的高度等于或低于另一端时，反应后的物料能够被输入至物料收集器中收集。
4.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置还包括真空单元，真空单元与所述反应单元相连接，真空单元能够将所述反应单元抽真空，提供真空的反应环境以利于原料在所述反应单元中进行反应。
5.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置还包括升降单元，所述反应单元、混合进料单元
6.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置还包括气源，气源通过管线连接在所述混合进料单元的一端。
7.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置还包括用于对所述预锂化装置进行参数控制的电控单元，电控单元与所述反应单元、混合进料单元和出料单元连接。
8.根据权利要求7所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述电控单元能够控制所述感应线圈对所述反应炉进行中频或高频加热。
9.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述原料包括硅氧材料和锂源，所述反应包括预锂化反应。
10.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述反应炉的内壁上安装有搅拌片，搅拌片能够正转以维持所述原料在所述反应炉的底部进行反应，搅拌片也能够反转以将反应完成后的物料运输至所述反应炉的炉口。
...【技术特征摘要】
1.一种硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置包括反应单元、混合进料单元和出料单元，其中，
2.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述混合进料单元包括混合罐和进料管，进料管的一端连接在混合罐的下端，进料管的另一端伸入至所述反应炉中，进料管中安装有螺旋轴，原料能够在混合罐中混合后被螺旋轴通过进料管输入至所述反应炉中。
3.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述出料单元包括物料收集器，物料收集器与所述反应单元的连接处靠近所述反应单元与混合进料单元连接的一端，当所述反应单元转动使所述反应单元与混合进料单元连接的一端的高度等于或低于另一端时，反应后的物料能够被输入至物料收集器中收集。
4.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂化装置还包括真空单元，真空单元与所述反应单元相连接，真空单元能够将所述反应单元抽真空，提供真空的反应环境以利于原料在所述反应单元中进行反应。
5.根据权利要求1所述的硅氧负极预锂化装置，其特征在于，所述预锂...
【专利技术属性】
技术研发人员：王明珊，宋冯乐，钟凯，
申请(专利权)人：四川天诺聚能新能源开发有限公司，
类型：新型
国别省市：
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