一种全自动负极材料滚珠造粒设备的制作方法

本实用新型涉及一种锂离子电池负极材料的制造方法，尤其是一种全自动负极材料滚珠造粒设备。

背景技术：

随着社会不断进步，人们对电子产品的要求日益苛刻，储能产品成为人们越来越 关心的话题。能源危机的不断加剧，人们不只是对电子产品的储能提出要求，渐渐将注意力 也投入其他行业，如生活电力、公共交通、通讯等，这就需要有一种能够提供大规模能量的 载体设备。

目前科技阶段，锂离子二次电池成为首选，因为锂离子二次电池能量密度大，重量 轻，电压高，安全性好。因此众多国家的科学家和社会企业界研究锂离子电池的相关材料和 制造工艺。

在锂离子电池的负极材料方面，自从90年代，日本索尼公司发现碳可以作为锂离 子二次的电池的负极材料以来，人们不断的在负极方面开拓创新。

目前市场有以下几种负极材料在大规模运用，但各有优缺点：

1 )天然石墨：因为具有充放电容量高、充放电平台好、原料来源广成本较低，并且 材料经提纯后纯度高的优点而得到的广泛应用。然而正是由于天然石墨结晶度高，其六方 晶系的晶体底面和端面物化性质差别很大，若是天然石墨不经过表面改造处理，易于与锂 电电解液发生副反应，导致电池胀气，负极材料内部塌陷，电池电性能整体衰减很快。因此一般负极材料都是经过制成球形石墨后，进行表面化学处理或热化学表面处 理，使得天然球形石墨表面的活性基团或暴露在外部的端面部分进行钝化处理。这种处理 方法耗费的电量较高，工艺比较复杂，该产品一般用于高端电子产品，在动力型产品上，因 为其稳定性方面欠佳，没有得到推广。

2 )人造石墨：一般是采用石油焦或石墨碎类产品，经过一系列加工达到锂电行业 适合的指标要求，该材料最终来源是石油行业，这些负极产品目前一般用于国内普通电子 产品电池的负极材料。

3 )中间相碳微球：是一种比较高端的锂电负极产品，其来源也是石油工业或煤化 工，是由石油沥青或煤沥青经过中间相阶段、通过热聚合反应和分离技术，将中间相沥青碳 微球分离出来，这种负极材料，循环性能好，稳定性高，但是容量较小，造价最高，是目前用 于动力型产品的负极材料。

整体看来，在锂离子电池负极材料行业，传统的天然石墨、人造石墨和中间相碳微 球，分别有各自的优点和缺点：传统天然石墨负极产品加工过程复杂，能耗高，收率低；人造 石墨性能表现一般；中间相碳微球能耗高，原料来源昂贵，因此需要有一种工艺方法，使天 然石墨的容量得到发挥，使其使用寿命和稳定性得到加强。

技术实现要素：

为了克服目前锂离子电池负极材料生产的工艺复杂、能耗高昂，收率低，产品稳定 性差等问题，本实用新型旨在提供造粒成球与表面改性的锂离子电池负极材料的制造设 备。

一种全自动负极材料滚珠造粒设备，其内部包括依次连接的加料装置、球形化装置、增压装置、螺旋融合装置和冷却出料装置，球形化装置包括至少一组与传动轴同轴的磨盘，增压装置包括至少一组与传动轴同轴的涡轮片，螺旋融合装置包括与传动轴同轴的输料螺旋，所述的输料螺旋的旋片之间设置有碾压滚珠，冷却出料装置包括与传动轴同轴的螺旋，再冷却出料装置的出料口处设置有出料口，在出料口处设置有滤网装置，在出料口的侧面设置有循环料仓，所述的循环料仓通过管路与加料装置相连接，在管路内部设置有压力泵。

优选的是：球形化装置包括三组平行设置的磨盘，第一磨盘与传动轴同速转动，第 二和第三磨盘随物料自由转动。

优选的是：从设备入口到出口方向，三个磨盘的速度比为1:0 .8-0 .5:0 .7-0 .4。

优选的是：三个磨盘直径均与设备内径相同，磨盘上设置通料孔。

优选的是：通料孔对称分布于磨盘圆心，每个磨盘设两个同样的通料孔，孔的直径 大小为磨盘半径的1/5。

优选的是：输料螺旋最大直径与设备内径相同。

优选的是：增压装置所处的设备处设置氮气入口。

优选的是：球形化装置、螺旋融合装置和冷却出料装置外分别设置加热与温控装 置，加热与温控装置包括设置在球形化装置、螺旋融合装置和冷却出料装置外的加热管。

优选的是：冷却出料装置出口连接负压集料系统，通过气力输送粉料，既可以起到 收集物料作用，又可以继续将产品降到室温。

本实用新型的有益效果是：

1)将锂离子电池负极材料复杂的表面改性工艺，在前期造粒阶段同步完成，减少 了后续的表面改性的生产工艺。

2)造粒时通过加入碾压港珠，大大提高收率，对于锂离子电池负极材料来说，生产成本可显著降低，同时，采用机械化学原理，可以有效控制表面改性的程度，解决了负极材料 包覆改性过程中不可控这一难题。

3)出料时通过通过滤网装置对研磨完成的负极材料进行出料，研磨细度不够的的材料进入循环料仓通过压力泵输送到进料装置进行二次研磨造粒。

附图说明

图1是本实用新型设备的结构示意图。

其中，1加料装置，2球形化装置，3增压装置，4螺旋融合装置，5冷却出料装置，6传动轴，21第一磨盘，22第二磨盘，23第三磨盘，31氮气入口，32涡轮片，41输料螺旋，42碾压滚珠，51螺旋，52出料口，53循环料仓。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型进一步详细说明。

一种全自动负极材料滚珠造粒设备，其内部包括依次连接的加料装置1、球形化装置2、增压装置3、螺旋融合装置4和冷却出料装置5，球形化装置包括至少一组与传动轴同轴的磨盘，增压装置包括至少一组与传动轴6同轴的涡轮片32，螺旋融合装置包括与传动轴6同轴的输料螺旋41，所述的输料螺旋41的旋片之间设置有碾压滚珠42，冷却出料装置包括与传动轴同轴的螺旋，再冷却出料装置的出料口处设置有出料口52，在出料口处设置有滤网装置，在出料口的侧面设置有循环料仓53，所述的循环料仓通过管路与加料装置相连接，在管路内部设置有压力泵。球形化装置包括三组平行设置的磨盘，第一磨盘21与传动轴同速转动，第二磨盘22和第三磨盘23随物料自由转动。从设备入口到出口方向，三个磨盘的速度比为1:0.8-0.5:0.7-0.4。三个磨盘直径均与设备内径相同，磨盘上设置通料孔。通料孔对称分布于磨盘圆心，每个磨盘设两个同样的通料孔，孔的直径 大小为磨盘半径的1/5。输料螺旋最大直径与设备内径相同。增压装置所处的设备处设置氮气入口31。球形化装置、螺旋融合装置和冷却出料装置外分别设置加热与温控装 置，加热与温控装置包括设置在球形化装置、螺旋融合装置和冷却出料装置外的加热管。冷却出料装置出口连接负压集料系统，通过气力输送粉料，既可以起到 收集物料作用，又可以继续将产品降到室温。

本实用新型的有益效果是：

1)将锂离子电池负极材料复杂的表面改性工艺，在前期造粒阶段同步完成，减少 了后续的表面改性的生产工艺。

2）造粒时通过加入碾压港珠，大大提高收率，对于锂离子电池负极材料来说，生产成本可显著降低，同时，采用机械化学原理，可以有效控制表面改性的程度，解决了负极材料 包覆改性过程中不可控这一难题。

3）出料时通过通过滤网装置对研磨完成的负极材料进行出料，研磨细度不够的的材料进入循环料仓通过压力泵输送到进料装置进行二次研磨造粒。

以上通过实施例对本实用新型的进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。