[发明专利]复合材料制备装置与方法有效

专利信息
申请号: 202011222490.1 申请日: 2020-11-05
公开(公告)号: CN112705150B 公开(公告)日: 2022-12-23
发明(设计)人: 严大洲;杨涛;刘诚;孙强;万烨;司文学;张升学 申请(专利权)人: 中国恩菲工程技术有限公司
主分类号: B01J19/24 分类号: B01J19/24;B01J19/28;B01J19/00;B01J8/10;B01J8/08;B01J8/00;B01J4/02;B01J4/00
代理公司: 北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙) 11201 代理人: 刘虎
地址: 100038*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 复合材料 制备 装置 方法
【说明书】:

本申请提出一种复合材料制备装置与方法,其中,本发明中通过升降装置调节装置基座和装置主体之间的角度,并通过固体进料装置将固体原料输入反应器,并以预设比例从端部进气单元向主反应区通入主反应气、辅助气和载气,气体反应生成活性物质沉积于固体颗粒表面,并从中部进气单元向后处理反应区通入后处理反应气体,在活性物质表面生成功能层;制备的复合材料粉体经反应器的尾部出料口进入收集装置,通过收集装置将复合材料粉体从气‑固混合物中分离出来并收集,尾气由收集装置的排气歧管出口排出并经过滤器过滤后排入废气处理系统。由此,实现以固体和气体为原料制备了复合材料,对高性能复合负极材料生产和应用具有重要意义。

技术领域

本申请涉及材料制备技术领域,尤其涉及一种复合材料制备装置与方法。

背景技术

通常,复合材料制备工艺是一类重要的材料生产技术,对具有特殊功能的异质结构材料具有重要意义,也是解决硅基负极材料应用瓶颈的重要途径,但现存的工艺仍然存在诸多缺陷,如产品复合效果差、生产效率低、生产成本高等。

相关技术中,通常基于化学气相沉积的方式制备硅基复合材料,然而工艺在连续规模生产方面存在诸多问题:(1)硅烷原料属于高危化学品,大规模用于生产存在极高安全隐患;(2)硅烷原料价格昂贵,难以控制生产成本;(3)工序多、连续性差,生产效率低,运行成本较高。因此,需要开发一种更安全、高效、低成本的复合材料制备方法与装置。

发明内容

为此,本申请提出一种复合材料制备方法与装置,提供了一种更安全、高效、低成本的复合材料制备方法与装置,从而实现以固体料和气体为原料制备复合材料,对高性能复合负极材料生产和应用具有重要意义。

本申请一方面提出了一种复合材料制备装置,所述装置包括装置基座、装置主体和设置在所述装置基座上的升降装置,其中:所述升降装置,用于调节所述装置基座和所述装置主体之间的角度;所述装置主体包括固体料仓、进气单元、加热模块、反应器、收集装置、排气单元和控制单元,其中,所述控制单元分别与所述固体料仓、进气单元、加热模块、反应器、收集装置和排气单元连接;所述固体料仓内部设置有固体进料装置,所述反应器与所述固体进料装置、所述收集装置之间通过磁流体装置连接与密封;所述进气单元包括端部进气单元和中部进气单元;所述反应器的端部设置有端部进料口,并且中部设置有中部进料口,其中,所述端部进料口分别与所述固体进料装置和所述端部进气单元连接,所述中部进料口与所述中部进气单元连接,所述反应器的尾部设置有出料口,所述出料口与所述收集装置相连;所述反应器以所述中部进料口为界,上下区域分别为主反应区和后处理反应区;所述加热模块将所述反应器包裹于其内部,所述加热模块用于将所述反应区和所述处理反应区分别升温至响应的反应温度,并维持温度恒定;所述收集装置,用于将产品从气-固混合物中分离出来并收集;所述排气单元,与所述收集装置的排气歧管出口连接,所述排气单元包括真空泵和过滤器,所述真空泵,用于排气并维持所述反应器内压力恒定和调控反应器内压力,所述过滤器用于阻挡尾气中的粉料。

在本申请的一个实施例中,所述反应器为管式反应器,所述管式反应器内壁均布翅片,所述翅片用以搅拌固体粉料,使所述固体粉料与气体反应物充分接触。

在本申请的一个实施例中,所述管式反应器绕中心轴旋转。

在本申请的一个实施例中,所述管式反应器的材质为石英或刚玉;所述管式反应器的出料口为锥形变径结构。

在本申请的一个实施例中,所述加热模块包括加热元件,所述加热元件为硅钼棒,采取多温区独立多段智能程控布置,以及所述加热模块的外壳为钢制可开启式,与所述反应器之间填充氧化铝纤维保温隔热材料。

在本申请的一个实施例中,所述收集装置包括静电收集器、旋风分离器。

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