一種臥式冷卻釜的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種臥式冷卻釜,包括釜體、左端蓋和右端蓋、主軸;主軸水平貫穿釜體內部,兩端伸出釜體外,主軸由電動機帶動;釜體底部由托架支撐;在釜體頂部中端設有進料口,在釜體的左端蓋下部設有出料口;在釜體外套設夾套層,夾套層頂部設有冷卻水入口,底部設有冷卻水出口;在釜體內設有混合系統(tǒng),混合系統(tǒng)包括第一橫隔柱、第二橫隔柱、由螺旋方向相反的內、外螺帶構成的雙交叉式螺帶。本發(fā)明冷卻釜降低了生產過程對基礎設施的要求;釜體套設有夾套層、端蓋設計成中空夾套,增加了冷卻面與物料的接觸面積,提高冷卻效果20%以上,在保證冷卻效果情況下,冷卻時間減少至4?6小時,生產效率提高100%?120%。
【專利說明】
一種臥式冷卻釜
技術領域
[0001]本發(fā)明涉及一種臥式冷卻釜?!颈尘凹夹g】
[0002]鋰離子電池是當前最流行的可充電電池。理想的鋰電池具有壽命長,體積小,重量輕,能量密度高,安全性,環(huán)境兼容性,成本低等特點?,F有的鋰離子電池一般不能完全具有上述優(yōu)點。大部分電池實際提供的容量和能量密度遠低于其理論值。在嚴苛的操作條件下, 電池的實際使用性能更差,主要原因是電池材料存在利用率低、極化嚴重等問題。因此,有關鋰離子電池的研究應該主要集中在離子、原子或分子擴散和運輸,電子轉移,表面和界面結構優(yōu)化,調控電化學反應以及電化學能量轉換和存儲等方面。同時,我國鋰離子電池產業(yè)雖然發(fā)展迅速,但是鋰離子電池電極材料主要依賴于進口,原材料的國產化以及產業(yè)化是我國鋰離子電池滿足市場需求的關鍵問題。解決這個關鍵問題的前提條件是獨立自主的研發(fā)出高電化學性能的鋰離子電池正、負極材料,鋰離子電池的關鍵材料不突破,就會成為制約我國電池產業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。
[0003]在制造鋰離子電池負極材料生產過程中,最核心的環(huán)節(jié)就是包覆碳化,包覆碳化后需要進行快速降溫、出料,但是傳統(tǒng)負極材料生產一般采用立式反應釜,對基礎設施如生產車間的要求較高,高溫反應后直接在反應釜里面自然冷卻,冷卻時間需要12小時以上,耗時長,生產效率低下,達不到快速降溫、順暢出料、全方位攪拌無死角等效果,也成為制約生產效率、提高產能的瓶頸。在儲能鋰電池及動力鋰電池發(fā)展日新月異的今天,鋰電池的出貨量呈幾何倍數增長,負極材料作為主要原料之一,也存在供不應求的狀況,因此,快速擴能也成為諸多廠家的迫切要求。在純粹增加設備數量的同時,提高設備的生產效率就成為了一個最佳的捷徑一在不增加投入的情況下,直接實現生產廠家的增效愿景,達到了降低風險,提產增效的綜合最佳效果。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明的目的是為了實現在高溫反應釜高溫包覆反應完畢后物料的后續(xù)快速降溫、保溫、后續(xù)反應、攪拌、出料,從而提供一種臥室低溫冷卻釜。
[0005]為實現以上發(fā)明效果,本發(fā)明采用以下綜合技術實施方案:
[0006]—種臥式冷卻釜,包括釜體1、釜體1兩端的左端蓋2和右端蓋3、主軸4;所述的主軸 4水平貫穿釜體1內部,兩端伸出釜體1外,主軸2由電動機11帶動;所述的釜體1底部由托架5 支撐;在所述的釜體1頂部中端設有進料口 6,在釜體1的左端蓋2下部設有出料口 7;在所述的釜體1外套設夾套層8,夾套層8頂部設有冷卻水入口 9,底部設有冷卻水出口 10;在所述的釜體1內設有混合系統(tǒng),所述的混合系統(tǒng)包括第一橫隔柱12、第二橫隔柱13、由螺旋方向相反的內、外螺帶構成的雙交叉式螺帶,相鄰第一橫隔柱12相互平行,第一橫隔柱12不對稱地穿裝在主軸4上形成橫隔柱長端和橫隔柱短端分別用于固定外螺帶和內螺帶,第二橫隔柱 13設在相鄰第一橫隔柱12之間,并與第一橫隔柱12垂直交叉分布,第二橫隔柱13的一端固定在主軸上,另一端接近冷卻釜內壁用于固定外螺帶,相鄰第二橫隔柱13分布在主軸1的兩偵h所述的外螺帶14沿冷卻釜內壁螺旋分布并由第一橫隔柱長端和第二橫隔柱13固定,所述的內螺帶15由第一橫隔柱短端和第二橫隔柱13固定。
[0007]優(yōu)選的,所述的內螺帶的外徑為外螺帶的外徑的1/2?1/3。
[0008]優(yōu)選的,在所述的釜體1底部中端設有備用放料口 16,在遇到特殊情況無法出料時,通過備用放料口解決出料問題。
[0009]優(yōu)選的,在所述的左端蓋2的上部設有尾氣出口 17;在所述的右端蓋3上設有至少一個測溫口 18,所述的測溫口優(yōu)選為2個,2個測溫口分別設在右端蓋3的中部和下部。在右端蓋3上部設有氮氣置換口 19。在所述的釜體1的頂部設有放散口 20。
[0010]優(yōu)選的,所述的冷卻水入口設在夾套層8頂部右端,所述的冷卻水出口設在夾套層 8底部左端。包覆碳化后的鋰離子電池負極材料需要快速冷卻,通過冷卻水上進下出,加快水流速度,使得冷卻水一直是保持l〇°C左右。與傳統(tǒng)的冷卻水下進上出方式比較,避免了冷卻水進入夾套后急劇升溫,而新的低溫冷卻水不能很快的進入夾套中去產生冷卻效果的缺點。
[0011]所述的釜體1采用304不銹鋼制成,冷卻釜體內壁經500目以上鏡面拋光處理;所述的夾套層8采用碳鋼制成。[〇〇12]優(yōu)選的,所述的左端蓋2和右端蓋3均為設有中空夾套層的端蓋,在端蓋的下部設有進水口 21,在端蓋的上部設有出水口 22。
[0013]進行生產時,本發(fā)明低溫冷卻釜通過外部托架固定,位于高溫反應釜下面,經包覆碳化得到的鋰離子電池負極材料進入低溫冷卻釜,由電動機帶動主軸上的第一橫、第二橫隔柱及雙交叉式螺帶同步旋轉,外螺帶將物料向右推,內螺帶將物料向左推,從而使得物料混合均勻;釜體外通入冷卻水,通過冷卻水上進下出模式達到快速冷卻的效果。出料時打開位于附體左端蓋的出料口,物料隨攪拌系統(tǒng)轉動而推出;反應釜體設置在線測溫、氮氣保護、尾氣回收等裝置,實現DCS自動控制。
[0014]和現有技術相比,本發(fā)明的有益效果:[〇〇15]按照3m3的容積計算,傳統(tǒng)立式設計高度在2.5米左右,而本發(fā)明冷卻釜只需要1.5 米的高度,安裝高度在臥式釜環(huán)節(jié)就減少了40%,確保了整套設備(含1米的減速機起吊高度及1.5米的下料高度)高度控制在10.5米以下,降低了生產過程對基礎設施(生產車間)的要求。
[0016]本發(fā)明冷卻釜的釜體套設有夾套層、端蓋設計成中空夾套,增加了冷卻面與物料的接觸面積,提高冷卻效果20%以上。在保證冷卻效果和工藝參數要求的情況下,將傳統(tǒng)設備(傳統(tǒng)設備需要12小時以上)冷卻時間減少至4-6小時(根據工藝不同,需要的時間也有所不同),單就冷卻環(huán)節(jié),生產效率提高100%_120%。
[0017]本發(fā)明采用雙交叉式螺旋攪拌+橫隔柱的內部混合系統(tǒng),旋轉時對物料有推進的作用,混合效果佳,在出料時做到通暢無死角。
[0018]本產品做出來的成品壓實密度高,充放電量大,效率高,循環(huán)性好,能夠賣到10萬元以上一噸,屬于高端產品,而普通設備的成品只有4-5萬元一噸,屬于中低端的產品。【附圖說明】
[0019]圖1為本發(fā)明臥式冷卻釜的結構示意圖;
[0020] 圖2為圖1的A向視圖。
[0021] 圖中,1-釜體,2-左端蓋,3-右端蓋,4-主軸,5-托架,6-進料口,7-出料口,8-夾套層,9-冷卻水入口,10-冷卻水出口,11-電動機,12-第一橫隔柱,13-第二橫隔柱,14-外螺帶,15-內螺帶15,16_備用放料口,17-尾氣出口,18-測溫口 1,19_氮氣置換口,20-放散口, 21-進水口,22-出水口?!揪唧w實施方式】[〇〇22]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術方案作進一步說明。
[0023] 如圖1-2所示,一種臥式冷卻釜,包括釜體1、釜體1兩端的左端蓋2和右端蓋3、主軸 4;所述的左端蓋2和右端蓋3均為設有中空夾套層的端蓋,在端蓋的下部設有進水口 21,在端蓋的上部設有出水口 22;所述的主軸4水平貫穿釜體1內部,兩端伸出釜體1外,主軸2由電動機11帶動;所述的釜體1底部由托架5支撐;在所述的釜體1頂部中端設有進料口 6,在釜體 1頂部右端設有放散口 20,在釜體1底部中端設有備用放料口 16,在釜體1的左端蓋2下部設有出料口 7;在左端蓋2的上部設有尾氣出口 17;在右端蓋3的中部和下部分別設有測溫口, 在右端蓋3上部設有氮氣置換口 19;在所述的釜體1外套設夾套層8,夾套層8頂部右端設有冷卻水入口 9,底部左端設有冷卻水出口 10;在所述的釜體1內設有混合系統(tǒng),所述的混合系統(tǒng)包括第一橫隔柱12、第二橫隔柱13、由螺旋方向相反的內、外螺帶構成的雙交叉式螺帶, 所述的內螺帶15的外徑為外螺帶14的外徑的1/2?1/3;相鄰第一橫隔柱12相互平行,第一橫隔柱12不對稱地穿裝在主軸4上形成橫隔柱長端和橫隔柱短端分別用于固定外螺帶14和內螺帶15,第二橫隔柱13設在相鄰第一橫隔柱12之間,并與第一橫隔柱12垂直交叉分布,第二橫隔柱13的一端固定在主軸上,另一端接近冷卻釜內壁用于固定外螺帶14,相鄰第二橫隔柱13分布在主軸1的兩側;所述的外螺帶14沿冷卻釜內壁螺旋分布并由第一橫隔柱長端和第二橫隔柱13的外端固定,所述的內螺帶15螺旋分布由第一橫隔柱短端和第二橫隔柱13 固定。[〇〇24]所述的釜體1采用304不銹鋼制成,冷卻釜體內壁經500目以上鏡面拋光處理;所述的夾套層8采用碳鋼制成。
[0025] 進行生產時,本發(fā)明低溫冷卻釜通過外部托架固定,位于高溫反應釜下面,經包覆碳化得到的鋰離子電池負極材料進入低溫冷卻釜,由電動機帶動主軸上的第一橫、第二橫隔柱及雙交叉式螺帶同步旋轉,外螺帶將物料向右推,內螺帶將物料向左推,從而使得物料混合均勻,在出料時做到通暢無死角;釜體外通入l〇°C左右的冷卻水,通過冷卻水上進下出模式達到快速冷卻的效果,同時在兩個端蓋由下往上通入冷卻水,增加冷卻面與物料的接觸面積;出料時打開位于附體左端蓋的出料口,物料隨攪拌系統(tǒng)轉動而推出;反應釜體設置在線測溫、氮氣保護、尾氣回收等裝置,實現DCS自動控制。[〇〇26]本實施例臥式冷卻釜只需要1.5米的高度,冷卻效果提高了20%以上,在保證冷卻效果和工藝參數要求的情況下,與采用傳統(tǒng)設備需相比,冷卻時間減少至4-6小時,單就冷卻環(huán)節(jié),生產效率提高100%-120%。
【主權項】
1.一種臥式冷卻釜,其特征在于包括釜體(1)、釜體(1)兩端的左端蓋(2)和右端蓋(3)、 主軸(4);所述的主軸(4)水平貫穿釜體(1)內部,兩端伸出釜體(1)外,主軸(2)由電動機 (11)帶動;所述的釜體(1)底部由托架(5)支撐;在所述的釜體(1)頂部中端設有進料口(6), 在釜體(1)的左端蓋(2)下部設有出料口(7);在所述的釜體(1)外套設夾套層(8),夾套層 (8)頂部設有冷卻水入口(9 ),底部設有冷卻水出口(10);在所述的釜體(1)內設有混合系 統(tǒng),所述的混合系統(tǒng)包括第一橫隔柱(12)、第二橫隔柱(13)、由螺旋方向相反的內、外螺帶 構成的雙交叉式螺帶,相鄰第一橫隔柱(12相互平行,第一橫隔柱(12)不對稱地穿裝在主軸 (4)上形成橫隔柱長端和橫隔柱短端分別用于固定外螺帶和內螺帶,第二橫隔柱(13)設在 相鄰第一橫隔柱(12)之間,并與第一橫隔柱(12)垂直交叉分布,第二橫隔柱(13)的一端固 定在主軸上,另一端接近冷卻釜內壁用于固定外螺帶,相鄰第二橫隔柱(13)分布在主軸(1) 的兩側;所述的外螺帶(14)沿冷卻釜內壁螺旋分布并由第一橫隔柱長端和第二橫隔柱(13) 固定,所述的內螺帶(15)由第一橫隔柱短端和第二橫隔柱(13)固定。2.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于所述的內螺帶(15)的外徑為外螺帶 (14)的外徑的1/2?1/3。3.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于在所述的釜體(1)底部中端設有備用 放料口(16)。4.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于在所述的左端蓋(2)的上部設有尾氣 出口(17)〇5.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于在所述的右端蓋(3)上設有至少一個 測溫口( 18),在右端蓋(3)上部設有氮氣置換口( 19)。6.根據權利要求5所述的臥式冷卻釜,其特征在于所述的測溫口(18)為2個,2個測溫口 分別設在右端蓋(3)的中部和下部。7.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于在所述的釜體(1)的頂部設有放散口 (20)〇8.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于所述的冷卻水入口(9)設在夾套層 (8)頂部右端,所述的冷卻水出口(10)設在夾套層(8)底部左端。9.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于所述的釜體(1)的材料為304不銹鋼; 所述的夾套層(8)的材料為碳鋼。10.根據權利要求1所述的臥式冷卻釜,其特征在于所述的左端蓋(2)和右端蓋(3)均為 設有中空夾套層的端蓋,在端蓋的下部設有進水口( 21 ),在端蓋的上部設有出水口( 22)。
【文檔編號】B01J19/02GK106076236SQ201610670496
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月15日 公開號201610670496.2, CN 106076236 A, CN 106076236A, CN 201610670496, CN-A-106076236, CN106076236 A, CN106076236A, CN201610670496, CN201610670496.2
【發(fā)明人】馮一鵬, 虞益峰, 虞燕偉, 張巍, 王佳
【申請人】江蘇洪流化工機械有限公司