[实用新型]一种用于制备硅碳复合材料的反应装置

说明书

（一）技术领域

本实用新型涉及应用化工设备领域，特别涉及一种用于制备硅碳复合材料的反应装置。

（二）背景技术

当今社会石油资源日益枯竭、生态环境不断恶化，严重制约了经济社会的可持续发展。电动汽车具有无污染、零排放、环境友好等有点，是公认的解决上述问题的有效方法之一。作为电动汽车的核心部件，锂离子电池的性能决定着电动汽车的性能，锂离子电池的能量密度决定着电动车的行驶里程。国家节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）明确指出，到2020年电池的能量密度要达到300Wh/kg。目前常用的锂离子电池的负极材料一般为石墨，但石墨的理论比容量只有372mAh/g，无法满足高能量密度锂离子电池的需求。

硅作为负极材料具有极高的理论比容量（4200mAh/g），但硅材料在循环过程中存在严重的体积效应，可逆容量不高，不可逆容量损失较大，库仑效率非常低，循环稳定性不好。碳类材料具有相对弹性的结构，是良好的锂离子和电子导体，因此将硅与碳材料进行复合可以有效解决上述问题。

目前制备硅碳材料的普遍方法是现将树脂或沥青溶于有机溶剂中，接着向溶剂中加入碳粉和硅粉，然后将溶剂挥发，利用树脂或沥青将硅粉和碳粉粘到一起，最后将材料碳化即可得到硅碳复合材料。但这种方法所用的有机溶剂会对环境造成极大污染，不易于生产。

（三）发明内容

本实用新型为了弥补现有技术的不足，提供了一种操作方便、自动化程度高、生产成本低的用于制备硅碳复合材料的反应装置。

本实用新型是通过如下技术方案实现的：

一种用于制备硅碳复合材料的反应装置，包括顶部设置进料口、底部设置出料口、内部安装搅拌器的混料系统，其特征在于：所述混料系统外表面设置有夹层，夹层上设置有位于底部的进油口和位于顶端的出油口，进油口和出油口分别通过管线连接导热油储罐，管线上设置有输送泵，储罐外壁上设置有加热用电阻丝。

本实用新型通过在混料系统外面设计导热油夹层，可以将沥青直接软化在硅粉和碳粉表面，避免了有机溶剂的使用，而且后续材料无需溶剂挥发的过程，降低了能耗，从而更加环保节能；在混料系统内部的搅拌器可以将软化的沥青与石墨粉、硅粉强力融合到一起，增加了三种材料的粘结力，提高硅在复合材料中的分散均匀性。

本实用新型的更优技术方案为：

所述搅拌器包括安装在混料系统上方的电机，电机通过伸入混料系统内部的连接杆安装有若干个搅拌叶片，搅拌叶片在连接杆上对称安装，实现了混料系统内沥青与石墨粉、硅粉的强力混合。

所述混料系统顶端安装有测温器A，储罐内部安装有测温器B，对混料系统内的混合原料和储罐内导热油的温度进行有效检测，随时掌控；另外，测温器B要深入导热油液体内部，以便于准确测量。

所述搅拌叶片为方形、半圆形或菱形，优选菱形。

所述混料系统的进料口为带有玻璃视窗的圆形进料口。

所述管线上安装有阀门，且管线为PVC管、合金管或不锈钢管，优选不锈钢无缝钢管。

所述测温器A和测温器B为温度计、温度表或电热偶，优选数显温度表。

本实用新型避免了有机溶剂的使用，增加了硅与碳材料的粘结强度，提高了硅在复合材料中的分散均匀性，解决了产品一致性差、实验重复率不高的问题，可以自动控制搅拌速度、搅拌时间以及加热速度，自动化程度高，操作方便，生产成本低，可用于大规模批量生产。

（四）附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。

图1为本实用新型混料系统的结构示意图；

图2为本实用新型储罐的结构示意图。

图中，1电机，2连接杆，3进料口，4测温器A，5搅拌叶片，6夹层，7循环导热油，8进油口，9出油口，10出料口，11管线，12储罐，13电阻丝，14测温器B，15输送泵，16阀门。

（五）具体实施方式