一种用于Si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置

本实用新型涉及抽滤设备技术领域，具体涉及一种用于si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置。

背景技术：

进入21世纪，新能源及其材料的研发愈加重要，锂离子电池作为新能源重要载体，在手机、便携式计算机、数码相机、航空航天等领域应用广泛；其中，负极材料是关键部分，商业化石墨材料已接近理论容量（370ma·h/g），不能满足高能电池的需求，因此急需研发高能量、高循环性能的负极材料，硅因其理论容量可达4200ma·h/g，是石墨的10倍以上，成为最具希望的下一代锂离子电池负极材料；

然而，硅负极在形成锂硅合金的过程中，高达400%的体积变化不仅引起硅片与集流体的破裂和颗粒粉化，而且还不断形成电解质中间相（sei），使新的硅表面暴露于电解质之中，导致明显容量损失；

硅/石墨烯复合薄膜是解决硅在电池充放电过程中粉化的有效途径之一，在一定程度上改善了硅负极的电化学性能，但是在硅和石墨烯混合过程中，由于硅自身会发生团聚，使得复合薄膜性能大大降低，因此，让硅在石墨烯中充分的分散是现有技术迫切需要解决的问题。

为了有效解决这一问题，现有技术中有实用新型发明(专利号cn202020161665.1)采用机械搅拌的方法解决硅在石墨烯中的分散问题，但是由于实验过程中抽滤时间较长，硅在抽滤过程中还是重新发生团聚；现有技术中有实用新型发明（专利号cn201720325542.5）采用物理搅拌加超声的办法来使石墨烯中的物质更好的分散，但是对操作的要求较高，且超声的耗能较大。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种用于si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置，该装置在制作硅/石墨烯自支撑薄膜时能够边分散边抽滤，有效避免了在抽滤时间长的情况下硅再次发生团聚，且耗能小，易操作。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案为：

一种用于si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置，包括连接有真空泵的抽滤瓶，抽滤瓶上设有砂芯漏斗，砂芯漏斗内设有砂芯滤片，砂芯漏斗上设有搅拌装置，搅拌装置包括套扣在砂芯漏斗上的顶盖，顶盖内设有旋转电机，旋转电机连接有竖直设置的旋转轴，旋转轴的自由端设有升降叶片，升降叶片与旋转轴滑动连接，升降叶片深入到砂芯漏斗内；升降叶片包括水平设置的长条形的上叶片，上叶片底端设有月牙形的下叶片，上叶片上对称分布有空心菱形刀片组和实心菱形刀片组。

进一步地，上叶片为水平设置的直四棱柱结构；空心菱形刀片组和实心菱形刀片组对称分布在上叶片的长度方向上；空心菱形刀片组包括多个沿上叶片长度方向依次设置的刀孔，刀孔的截面为菱形，两个相邻的刀孔共用一个侧棱；实心菱形刀片组包括多个沿上叶片长度方向依次设置的刀块，刀块的截面为菱形，两个相邻的刀块共用一个侧棱。

进一步地，上叶片顶端设有圆柱形的导柱，导柱上连接有连接柱，导柱与连接柱通过螺纹可拆卸连接；旋转轴为圆柱体，旋转轴轴线处设有与导柱配合的升降孔，旋转轴自由端设有与上叶片配合的长条形的限位孔，限位孔为方形且沿旋转轴径向设置。

进一步地，上叶片顶端设有圆柱形的导柱，导柱上连接有连接柱，连接柱的顶端设有横杆，导柱与连接柱通过螺纹可拆卸连接；旋转轴为圆柱体，旋转轴轴线处设有与导柱配合的升降孔，旋转轴上还设有与横杆配合的长条形的限位孔，限位孔为方形且沿旋转轴径向设置。

进一步地，旋转轴为四棱柱形，上叶片上设有与旋转轴配合的矩形的安装孔，旋转轴底端设有圆柱形的限位凸台，限位凸台的直径大于上叶片上安装孔的长度。

进一步地，下叶片为两个，分别设置在上叶片底端的两侧，其中一个下叶片为另一个下叶片在水平面旋转180度得到。

进一步地，顶盖包括外壳，外壳为底端开口的圆筒形结构，外壳内设有垂直于外壳轴线的横板，横板将外壳分为上腔室和下腔室，旋转电机设置在上腔室内，下腔室的内径与砂芯漏斗的外径相同，砂芯漏斗与下腔室套接。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

（1）抽滤瓶对滤液进行抽滤的同时，搅拌装置的升降叶片对砂芯漏斗内的滤液进行搅拌，且升降叶片的下叶片为月牙形，升降叶片与旋转轴滑动连接，在遇到固结在砂芯滤片上的固结体时能够给升降叶片一个向上的力，驱动升降叶片向上移动，在离开固结体时升降叶片靠自重回落，有效避免了固结体在搅拌时再次溶入滤液，保证了抽滤过程中硅在石墨烯中始终保持均匀的分散状态。

（2）上叶片包括实心菱形刀片组和空心菱形刀片组，实心菱形刀片组和空心菱形刀片组的设计保证了上叶片能够对滤液进行充分搅拌，搅拌更加均匀、充分。

（3）下叶片设置为两个，其中一个下叶片为另一个下叶片在水平面旋转180度得到，保证了在同一旋转方向内两个下叶片都能够发挥作用，结构更加合理。

（4）顶盖上的外壳为底端开口的圆筒形，顶盖套扣在抽滤瓶上，有效避免了外界的杂质进入到抽滤瓶内污染滤液。

附图说明

图1为实施例1中本实用新型的爆炸图；

图2为实施例1中本实用新型的半剖视图；

图3为实施例1中升降叶片与顶盖滑动连接的结构示意图；

图4为实施例1中顶盖的结构示意图；

图5为实施例1中升降叶片的结构示意图；

图6为实施例2中升降叶片与顶盖滑动连接的结构示意图；

图7为实施例3中升降叶片与顶盖滑动连接的结构示意图。

图中：顶盖1，外壳101，旋转轴102，升降孔103，旋转电机104.限位孔105，限位凸台106，升降叶片2，导柱201，连接柱202，上叶片203，空心菱形刀片组204，实心菱形刀片组205，下叶片206，横杆207，砂芯滤片3，砂芯漏斗4，抽滤瓶5，真空泵6。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能够更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型作进一步的解释说明。

实施例1

参见图1-图5，一种用于si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置，包括连接有真空泵6的抽滤瓶5，抽滤瓶5上设有砂芯漏斗4，砂芯漏斗4内设有砂芯滤片3，砂芯漏斗4上设有搅拌装置，搅拌装置包括套扣在砂芯漏斗4上的顶盖1，顶盖1包括外壳101，外壳101为底端开口的圆筒形结构，外壳101内设有垂直于外壳101轴线的横板，横板将外壳101分为上腔室和下腔室，下腔室的内径与砂芯漏斗4的外径相同，砂芯漏斗4与下腔室套接；上腔室内设有旋转电机104，旋转电机104的动力输出端连接有旋转轴102，旋转轴102为圆柱形结构，旋转轴102的自由端设有升降叶片2，升降叶片2深入到砂芯漏斗4内，升降叶片2与旋转轴102滑动连接；

升降叶片2包括水平设置的长条形的上叶片203，上叶片203为水平设置的直四棱柱结构，沿着直四棱柱的长度方向可平分为左半部分和右半部分，其中左半部分为前后两端开口的矩形框体结构，矩形框体内设有实心菱形刀片组205，实心菱形刀片组205为多个沿上叶片203长度方向依次设置的刀块，刀块的截面为菱形，两个相邻的刀块共用一个侧棱；直四棱柱的右半部分为实心结构，沿上叶片203长度方向依次设置有多个刀孔，刀孔的截面为菱形，两个相邻的刀孔共用一个侧棱，由此构成空心菱形刀片组204；上叶片203底端设有一对月牙形的下叶片206，两个下叶片206分别设置在上叶片203底端的两侧，其中一个下叶片206为另一个下叶片206在水平面内旋转180度得到；

上叶片203顶端设有圆柱形的导柱201，导柱201上连接有连接柱202，导柱201与连接柱202通过螺纹可拆卸连接；旋转轴砂芯漏斗44102轴线处设有与导柱201配合的升降孔103，旋转轴102自由端设有与上叶片203配合的长条形的限位孔105，限位孔105为方形且沿旋转轴102径向设置。

本实用新型的工作过程为：将滤液导入砂芯漏斗4中，盖上顶盖1，旋转电机104工作，旋转电机104带动升降叶片2旋转，升降叶片2搅拌滤液，然后打开真空泵6，抽滤瓶5对滤液进行抽滤，由此实现边搅拌边抽滤的目的。

实施例2

参见图6，一种用于si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置，与实施例1的区别仅在于，上叶片203顶端设有圆柱形的导柱201，导柱201上连接有连接柱202，连接柱202的顶端设有横杆207，导柱201与连接柱202通过螺纹可拆卸连接；旋转轴102轴线处设有与导柱201配合的升降孔103，旋转轴102上还设有与横杆207配合的长条形的限位孔105，限位孔105为方形且沿旋转轴102径向设置。

实施例3

参见图7，一种用于si/石墨烯复合薄膜动态分散抽滤装置，与实施例1的区别仅在于，旋转轴102为直四棱柱形，上叶片203上设有与旋转轴102配合的矩形的安装孔，旋转轴102底端设有圆柱形的限位凸台106，限位凸台106的直径大于上叶片203上矩形安装孔最长边的长度。