一种中高频加热式硅氧负极流化CVD装置制造方法及图纸

技术编号:40399697 阅读:4 留言:0更新日期:2024-02-20 22:25
本技术提供了一种中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,所述CVD装置包括:进料单元、反应单元、分离器、收集单元、电控单元和气源单元,其中,进料单元与反应单元的入口通过管道连接,进料单元包括进料仓和分级构件。其中,分级构件设置在位于所述进料仓内并与管道连通,分级构件用于控制物料的粒径区间;所述分离器与收集单元和尾气处理器相连接,用于分离包覆后的物料和尾气;电控单元被配置为控制流化系统的参数;气源单元通过输气管与进料单元和反应单元连接,提供惰性气源和碳源气。本技术提供的CVD装置能够提高温度的稳定性和上升速率,解决了粒度不同的颗粒包覆程度不同的问题,确保物料反应的均匀性和一致性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及硅氧材料预处理装置,具体的,涉及一种中高频加热式硅氧负极流化cvd装置。


技术介绍

1、电动汽车要想在全球汽车市场占据主导地位就需要锂离子电池(libs)具有更高的能量密度。传统的lib使用石墨作为阳极的活性材料,但其理论极限引起了学术界和工业界对替代候选材料的兴趣,如硅。由于硅材料的体积变化率为300%,而碳材料膨胀仅为12%,硅负极材料在脱嵌锂过程中易反复膨胀收缩,致使负极材料粉化、脱落,并最终导致负极材料失去电接触而使电池彻底失效。同时会导致电隔离和不稳定的且不断增厚的固体-电解质界面相(sei),这导致了不对称的循环性能。尽管许多研究已经努力缓解这一问题,但其在行业中的应用仍不确定。

2、取代纯硅,氧化亚硅被认为是一个可行的候选材料。作为电化学活性硅含量较低的回报,几乎不活跃的氧化亚硅基体作为硅纳米畴之间的缓冲层,将体积膨胀降低到150%。因此,氧化亚硅负极表现出比硅负极更好的循环稳定性,同时提供比石墨负极更大的理论容量。然而,考虑到实用性,它的循环稳定性仍然不够,不能单独用作负极材料,因此只能部分替代可靠的石墨。在石墨阳极中添加氧化亚硅是目前提高电池能量密度的有利策略,电池行业一直希望将石墨/氧化亚硅复合阳极适应市场。在这种情况下,对氧化亚硅进行碳包覆成为了不错的选择。流化cvd工艺包碳不仅避免了因物料堆积而出现的积碳现象,也避免了因高温烧结而出现的粉体再次团聚的问题。


技术实现思路

1、针对现有技术中存在的不足,本技术的目的在于解决上述现有技术中存在的一个或多个问题。例如,本技术的目的之一在于提供一种解决传统加热装置升温速率缓慢,电热转换效率低下、改善流化工艺中对粒度要求的苛刻性、使流化cvd工艺包覆的硅氧材料更稳定且均匀,用于硅氧材料的流化床工艺碳包覆的中高频加热式硅氧负极流化cvd装置。

2、为了实现上述目的,本技术提供了一种中高频加热式硅氧负极流化cvd装置,所述装置包括:进料单元、反应单元、分离器、收集单元、电控单元和气源单元,其中,所述进料单元与反应单元的入口通过管道连接,所述进料单元包括进料仓和分级构件,其中,分级构件设置在位于所述进料仓内并与所述管道连通,所述分级构件用于控制物料的粒径区间;所述分离器与收集单元和尾气处理器相连接,用于分离包覆后的物料和尾气;所述电控单元被配置为控制流化系统的参数;所述气源单元通过输气管与进料单元和反应单元连接,提供惰性气源和碳源气。

3、根据本技术的一个或多个示例性实施例,分级构件可包括:高速分级器,通过离心旋转速度的不同控制物料的粒径区间。

4、根据本技术的一个或多个示例性实施例,反应单元底部可设有防堆积构件,能够使物料不堆积在反应单元的底部。

5、根据本技术的一个或多个示例性实施例,反应单元外壁可环绕有加热单元,加热单元可采用中频或高频的感应方式加热。

6、根据本技术的一个或多个示例性实施例,加热单元可为感应线圈,感应线圈可为中空状,其内部通有循环冷却水。

7、根据本技术的一个或多个示例性实施例,感应线圈可为铜质感应线圈。

8、根据本技术的一个或多个示例性实施例,分离器可为旋风分离器。

9、根据本技术的一个或多个示例性实施例,旋风分离器可为陶瓷材质。

10、根据本技术的一个或多个示例性实施例,进料单元、反应单元、分离器、收集单元、尾气处理单元和气源单元之间采用多级动密封连接,多级动密封为填料动密封、迷宫动密封和油封动密封中的一种或多种。

11、根据本技术的一个或多个示例性实施例,反应单元的基材为310s不锈钢、314s不锈钢、钼合金、钨镧合金和导电陶瓷中的一种或多种。

12、与现有技术相比,本技术的有益效果包括以下内容中至少一项:

13、(1)本技术采用中高频感应加热,具有极快且可控制的升温速率,同时能够使得物料受热更均匀、更稳定。而传统的流化床采用电热丝辐射加热,升温速率极慢同时会造成电能的浪费。

14、(2)本技术减少了物料在流化区存在的时间,保证了物料不会磨损反应炉,提高了产物的纯度,进而提高了生产效率、节约成本。

15、(3)本技术在进料单元设有分级单元,用来控制物料的粒径区间,解决了传统流化cvd装置由于原料粒度不均带来的安息角无法确定的问题,同时也解决了粒度不同的颗粒包覆程度不同的问题。

16、(4)本技术在反应单元底部增加了可旋转的陶瓷网结构,解决了流化过程中,气孔间基材容易堆积物料的问题。

本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述装置用于对氧化亚硅进行碳包覆,所述装置包括:进料单元、反应单元、分离器、收集单元、电控单元和气源单元,其中,

2.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述分级构件包括:高速分级器,通过离心旋转速度的不同控制物料的粒径区间。

3.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述反应单元底部设有防堆积构件,能够使物料不堆积在反应单元的底部。

4.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述反应单元外壁环绕有加热单元,所述加热单元采用中频或高频的感应方式加热。

5.根据权利要求4所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述加热单元为感应线圈,感应线圈为中空状,其内部通有循环冷却水。

6.根据权利要求5所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述感应线圈为铜质感应线圈。

7.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述分离器为旋风分离器。

8.根据权利要求7所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述旋风分离器为陶瓷材质。

9.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述进料单元、反应单元、分离器、收集单元、尾气处理单元和气源单元之间采用多级动密封连接,多级动密封为填料动密封、迷宫动密封和油封动密封中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化CVD装置,其特征在于,所述反应单元的基材为310S不锈钢、314S不锈钢、钼合金、钨镧合金和导电陶瓷中的一种。

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【技术特征摘要】

1.一种中高频加热式硅氧负极流化cvd装置,其特征在于,所述装置用于对氧化亚硅进行碳包覆,所述装置包括:进料单元、反应单元、分离器、收集单元、电控单元和气源单元,其中,

2.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化cvd装置,其特征在于,所述分级构件包括:高速分级器,通过离心旋转速度的不同控制物料的粒径区间。

3.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化cvd装置,其特征在于,所述反应单元底部设有防堆积构件,能够使物料不堆积在反应单元的底部。

4.根据权利要求1所述的中高频加热式硅氧负极流化cvd装置,其特征在于,所述反应单元外壁环绕有加热单元,所述加热单元采用中频或高频的感应方式加热。

5.根据权利要求4所述的中高频加热式硅氧负极流化cvd装置,其特征在于,所述加热单元为感应线圈,感应线圈为中空状,其...

【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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