本實用新型涉及一種用于鋰離子電池負極硅碳復(fù)合材料的生產(chǎn)制備，具體涉及一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備。
背景技術(shù)：
硅材料作為鋰離子電池負極材料時，室溫下具有高達3580mAh/g的比容量，但硅與鋰合金化時會產(chǎn)生的巨大體積膨脹導(dǎo)致自身粉化，同時硅材料作為半導(dǎo)體，自身電子導(dǎo)電性較差，嚴重影響了硅材料在電池中的性能。
將硅基材料與碳材料復(fù)合是解決硅基材料循環(huán)性能差和導(dǎo)電性差的有效方法，在眾多的復(fù)合方法中，將硅基材料與碳材料混合、固相裂解、化學(xué)氣相沉積是目前常用的方法。目前大部分的硅碳復(fù)合材料制備工藝中都會用上這幾種方法，往往采用分開的工藝步驟和不同的設(shè)備，操作復(fù)雜，設(shè)備較多，成本較高。而且目前的固相裂解包碳都采用靜態(tài)燒結(jié)，存在燒結(jié)溫度不穩(wěn)定，裂解的碳不均一等問題，化學(xué)氣相沉積包碳為保證碳包覆層完全和均勻，也需要使用旋轉(zhuǎn)爐或者回轉(zhuǎn)窯。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，現(xiàn)提供一種可以同時實現(xiàn)硅基材料混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積的硅碳復(fù)合材料專用生產(chǎn)設(shè)備，混合效果好、燒結(jié)完全、沉積均一的生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用的技術(shù)方案為：一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，其創(chuàng)新點在于：由支架、混合腔體和密封蓋構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，所述密封蓋的上端部設(shè)有防爆旋轉(zhuǎn)電機，所述防爆旋轉(zhuǎn)電機與轉(zhuǎn)子進行固定連接，所述轉(zhuǎn)子設(shè)置在混合腔體的內(nèi)部，所述轉(zhuǎn)子上還設(shè)置有攪拌槳，所述密封蓋上對稱設(shè)置有通氣口和排氣口，所述通氣口的側(cè)邊設(shè)置有一霧化噴嘴，所述排氣口的側(cè)邊設(shè)置有加料口，所述混合腔體的下端部還設(shè)置有一出料口，所述出料口與收料桶進行固定連接。
進一步的，所述攪拌槳的結(jié)構(gòu)為常見的多層攪拌槳葉結(jié)構(gòu)，所述每層槳葉與混合腔體內(nèi)壁間距為1-3mm。
進一步的，所述通氣口、排氣口、霧化噴嘴和加料口均設(shè)置在密封蓋的上表面。
進一步的，所述混合腔體固定安裝在支架上，所述密封蓋設(shè)置在混合腔體的上端部，所述混合腔體內(nèi)還設(shè)置有一加熱裝置。
本實用新型的有益效果如下：
（1）本設(shè)備可以滿足混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積等多種方法制備硅碳復(fù)合材料，可以大大減少操作的復(fù)雜性和設(shè)備的數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本。
（2）本發(fā)明通過多層攪拌槳攪拌可以保證混合均勻，裂解完全，沉積均一，從而保證制備的硅碳復(fù)合材料性能優(yōu)良。
（3）本發(fā)明通過在密封蓋設(shè)置霧化噴嘴，可以通入改性劑進行硅碳材料表面改性，進一步提升制備的硅碳材料性能。
附圖說明
圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
以下由特定的具體實施例說明本實用新型的實施方式，熟悉此技術(shù)的人士可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實用新型的其他優(yōu)點及功效。
如圖1所示為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖，一種生產(chǎn)硅碳復(fù)合材料的專用設(shè)備，由支架11、混合腔體1和密封蓋2構(gòu)成主體結(jié)構(gòu)，密封蓋2的上端部設(shè)有防爆旋轉(zhuǎn)電機5，防爆旋轉(zhuǎn)電機5與轉(zhuǎn)子3進行固定連接，轉(zhuǎn)子3設(shè)置在混合腔體1的內(nèi)部，轉(zhuǎn)子3上還設(shè)置有攪拌槳4，密封蓋2上對稱設(shè)置有通氣口7和排氣口10，通氣口7的側(cè)邊設(shè)置有一霧化噴嘴8，排氣口10的側(cè)邊設(shè)置有加料口9，混合腔體1的下端部還設(shè)置有一出料口12，出料口12與收料桶6進行固定連接，攪拌槳4的結(jié)構(gòu)為常見的多層攪拌槳葉結(jié)構(gòu)，每層槳葉與混合腔體1內(nèi)壁間距為1-3mm。
工作原理：將100g粒徑為200nm的一氧化硅粉末和3g聚乙烯吡咯烷酮加入1000g乙醇中，采用高速分散機進行混合分散1h，轉(zhuǎn)速為1000rpm，得到漿料；將500g平均粒徑為20微米的人造石墨通過進料口9加入混合腔體1中，蓋上密封蓋2，開啟旋轉(zhuǎn)電機5進行攪拌，使轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)速為150rpm，然后通過通氣口7和排氣口10通入氬氣，排盡空氣；接著開啟混合腔體1的加熱，以10℃/min升溫至100℃，然后將配制的漿料通過噴霧8噴灑在石墨表面進行包覆。接著以5℃/min升溫至900℃，通入乙烯，流量為2.5L/min，沉積3小時；最后關(guān)閉加熱和氣相碳源，待溫度降至室溫后從出料口6出料收集得到最終的硅碳復(fù)合材料。
本設(shè)備可以滿足混合、固相裂解和化學(xué)氣相沉積等多種方法制備硅碳復(fù)合材料，可以大大減少操作的復(fù)雜性和設(shè)備的數(shù)量，從而降低生產(chǎn)成本，通過特制的攪拌槳4攪拌可以保證混合均勻，裂解完全，沉積均一，從而保證制備的硅碳復(fù)合材料性能優(yōu)良，同時密封蓋2帶有的霧化噴嘴8還可以通入改性劑進行硅碳材料表面改性，進一步提升制備的硅碳材料性能。
上述實施例只是本實用新型的較佳實施例，并不是對本實用新型技術(shù)方案的限制，只要是不經(jīng)過創(chuàng)造性勞動即可在上述實施例的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的技術(shù)方案，均應(yīng)視為落入本實用新型專利的權(quán)利保護范圍內(nèi)。