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(nèi)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(shè)有進料口，在釜體的左端蓋下部設(shè)有出料口；在釜體外套設(shè)夾套層，夾套層頂部設(shè)有冷卻水入口，底部設(shè)有冷卻水出口；在釜體內(nèi)設(shè)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(nèi)、外螺帶構(gòu)成的雙交叉式螺帶。本發(fā)明冷卻釜降低了生產(chǎn)過程對基礎(chǔ)設(shè)施的要求；釜體套設(shè)有夾套層、端蓋設(shè)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(chǎn)效率提高100％?120％。
【專利說明】
一種臥式冷卻釜
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種臥式冷卻釜?！颈尘凹夹g(shù)】
[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(xiàn)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(guān)鋰離子電池的研究應(yīng)該主要集中在離子、原子或分子擴散和運輸，電子轉(zhuǎn)移，表面和界面結(jié)構(gòu)優(yōu)化，調(diào)控電化學反應(yīng)以及電化學能量轉(zhuǎn)換和存儲等方面。同時，我國鋰離子電池產(chǎn)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(chǎn)化以及產(chǎn)業(yè)化是我國鋰離子電池滿足市場需求的關(guān)鍵問題。解決這個關(guān)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(guān)鍵材料不突破，就會成為制約我國電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展的“瓶頸”。
[0003]在制造鋰離子電池負極材料生產(chǎn)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(chǎn)一般采用立式反應(yīng)釜，對基礎(chǔ)設(shè)施如生產(chǎn)車間的要求較高，高溫反應(yīng)后直接在反應(yīng)釜里面自然冷卻，冷卻時間需要12小時以上，耗時長，生產(chǎn)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(chǎn)效率、提高產(chǎn)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(shù)增長，負極材料作為主要原料之一，也存在供不應(yīng)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(shè)備數(shù)量的同時，提高設(shè)備的生產(chǎn)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(xiàn)生產(chǎn)廠家的增效愿景，達到了降低風險，提產(chǎn)增效的綜合最佳效果。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)在高溫反應(yīng)釜高溫包覆反應(yīng)完畢后物料的后續(xù)快速降溫、保溫、后續(xù)反應(yīng)、攪拌、出料，從而提供一種臥室低溫冷卻釜。
[0005]為實現(xiàn)以上發(fā)明效果，本發(fā)明采用以下綜合技術(shù)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(nèi)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(shè)有進料口 6，在釜體1的左端蓋2下部設(shè)有出料口 7;在所述的釜體1外套設(shè)夾套層8,夾套層8頂部設(shè)有冷卻水入口 9,底部設(shè)有冷卻水出口 10;在所述的釜體1內(nèi)設(shè)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(nèi)、外螺帶構(gòu)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(nèi)螺帶，第二橫隔柱 13設(shè)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(nèi)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(shè)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(shè)有尾氣出口 17;在所述的右端蓋3上設(shè)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(shè)在右端蓋3的中部和下部。在右端蓋3上部設(shè)有氮氣置換口 19。在所述的釜體1的頂部設(shè)有放散口 20。
[0010]優(yōu)選的，所述的冷卻水入口設(shè)在夾套層8頂部右端，所述的冷卻水出口設(shè)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(chǎn)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(nèi)壁經(jīng)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(shè)有中空夾套層的端蓋，在端蓋的下部設(shè)有進水口 21，在端蓋的上部設(shè)有出水口 22。
[0013]進行生產(chǎn)時，本發(fā)明低溫冷卻釜通過外部托架固定，位于高溫反應(yīng)釜下面，經(jīng)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(zhuǎn)，外螺帶將物料向右推，內(nèi)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(zhuǎn)動而推出；反應(yīng)釜體設(shè)置在線測溫、氮氣保護、尾氣回收等裝置，實現(xiàn)DCS自動控制。
[0014]和現(xiàn)有技術(shù)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(shè)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(shè)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(chǎn)過程對基礎(chǔ)設(shè)施(生產(chǎn)車間)的要求。
[0016]本發(fā)明冷卻釜的釜體套設(shè)有夾套層、端蓋設(shè)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(shù)要求的情況下，將傳統(tǒng)設(shè)備(傳統(tǒng)設(shè)備需要12小時以上)冷卻時間減少至4-6小時(根據(jù)工藝不同，需要的時間也有所不同)，單就冷卻環(huán)節(jié)，生產(chǎn)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(nèi)部混合系統(tǒng)，旋轉(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)品，而普通設(shè)備的成品只有4-5萬元一噸，屬于中低端的產(chǎn)品?！靖綀D說明】
[0019]圖1為本發(fā)明臥式冷卻釜的結(jié)構(gòu)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(nèi)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(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明的技術(shù)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(shè)有中空夾套層的端蓋，在端蓋的下部設(shè)有進水口 21，在端蓋的上部設(shè)有出水口 22;所述的主軸4水平貫穿釜體1內(nèi)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(shè)有進料口 6，在釜體 1頂部右端設(shè)有放散口 20，在釜體1底部中端設(shè)有備用放料口 16，在釜體1的左端蓋2下部設(shè)有出料口 7;在左端蓋2的上部設(shè)有尾氣出口 17;在右端蓋3的中部和下部分別設(shè)有測溫口， 在右端蓋3上部設(shè)有氮氣置換口 19;在所述的釜體1外套設(shè)夾套層8,夾套層8頂部右端設(shè)有冷卻水入口 9，底部左端設(shè)有冷卻水出口 10;在所述的釜體1內(nèi)設(shè)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(nèi)、外螺帶構(gòu)成的雙交叉式螺帶， 所述的內(nèi)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(nèi)螺帶15,第二橫隔柱13設(shè)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(nèi)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(cè);所述的外螺帶14沿冷卻釜內(nèi)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(nèi)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(nèi)壁經(jīng)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(chǎn)時，本發(fā)明低溫冷卻釜通過外部托架固定，位于高溫反應(yīng)釜下面，經(jīng)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(zhuǎn)，外螺帶將物料向右推，內(nèi)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(zhuǎn)動而推出；反應(yīng)釜體設(shè)置在線測溫、氮氣保護、尾氣回收等裝置，實現(xiàn)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(shù)要求的情況下，與采用傳統(tǒng)設(shè)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(chǎn)效率提高100%-120%。
【主權(quán)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(nèi)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(shè)有進料口(6)， 在釜體(1)的左端蓋(2)下部設(shè)有出料口(7);在所述的釜體(1)外套設(shè)夾套層(8)，夾套層 (8)頂部設(shè)有冷卻水入口(9 )，底部設(shè)有冷卻水出口(10);在所述的釜體(1)內(nèi)設(shè)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(nèi)、外螺帶 構(gòu)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(nèi)螺帶，第二橫隔柱(13)設(shè)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(nèi)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(cè);所述的外螺帶(14)沿冷卻釜內(nèi)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(nèi)螺帶(15)由第一橫隔柱短端和第二橫隔柱(13)固定。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的臥式冷卻釜，其特征在于所述的內(nèi)螺帶(15)的外徑為外螺帶 (14)的外徑的1/2?1/3。3.根據(jù)權(quán)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(shè)有備用 放料口(16)。4.根據(jù)權(quán)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(shè)有尾氣 出口(17)〇5.根據(jù)權(quán)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(shè)有至少一個 測溫口( 18)，在右端蓋(3)上部設(shè)有氮氣置換口( 19)。6.根據(jù)權(quán)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(shè)在右端蓋(3)的中部和下部。7.根據(jù)權(quán)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(shè)有放散口 (20)〇8.根據(jù)權(quán)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(shè)在夾套層 (8)頂部右端，所述的冷卻水出口(10)設(shè)在夾套層(8)底部左端。9.根據(jù)權(quán)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(jù)權(quán)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(shè)有中空夾套層的端蓋，在端蓋的下部設(shè)有進水口( 21 )，在端蓋的上部設(shè)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