[发明专利]一种用于负极材料石墨化制备的环保型冷却方法

说明书

本发明公开了一种用于负极材料石墨化制备的环保型冷却方法，具体包括以下步骤：S1、首先将高温石墨化处理后的负极材料粉末倒入冷却装置中；S2、启动冷却装置中，对装置中的高温负极材料粉末进行冷却处理；S3、高温水蒸气和氮气回收再利用，并卸料，本发明涉及负极材料石墨化处理技术领域。该用于负极材料石墨化制备的环保型冷却方法，可实现通过采用对负极粉料从到外全方位快速导热冷却，很好的达到了通过将喷淋冷却和液氮导热冷却相结合的方法进行冷却处理的目的，实现了既快速又高效的进行短时间内冷却，很好的加快了石墨化负极粉料冷却速度，大大提高了生产效率，能够满足一些锂电池负极材料石墨化的量产需求。

技术领域

本发明涉及负极材料石墨化处理技术领域，具体为一种用于负极材料石墨化制备的环保型冷却方法。

背景技术

负极材料是指电池中构成负极的原料，目前常见的负极材料有碳负极材料、锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料和纳米级负极材料，锂离子电池的负极是由负极活性物质碳材料或非碳材料、粘合剂和添加剂混合制成糊状胶合剂均匀涂抹在铜箔两侧，经干燥、滚压而成，而负极材料的石墨化是将负极材料的碳原子由杂乱不规则排列转变为规则排列负极粉石墨化工艺，一般需要将负极材料经过粉碎、高温处理和冷却处理三个工序进行石墨化处理，其中高温处理需要向石墨化炉内充入氮气、氦气或其他惰性气体来隔绝空气，然后在3000℃以下高温石墨化处理负极粉末，之后对负极粉进行冷却。

参考中国专利公开号为CN102963889B的一种高效环保的石墨化炉冷却工艺，通过多功能行车对吸料温度和吸料量(重量)的反馈，可以控制冷却温度进程，防止冷却过快造成产品破坏，同时控制吸料量，保证产品表面覆盖饱和的保温料，保证产品正常冷却，防止产品氧化，利用多功能行车的配套筛分系统，对保温料等填充料进行分类，并提高填充料的利用。本发明对应服务的生产领域主要采用5-10mm和10-20mm粒度的原料，筛分系统配套5mm和10mm筛网进行筛分，解决了原料的分类和循环利用的问题

参考中国专利公开号为CN211476735U的石墨化炉强制冷却装置，通过设置冷却水管和冷却水箱，将冷却水管设置在炉腔的外壁上，能够通过水泵将冷却水箱内的冷却水输送到冷却水管中，进而通过冷却水对炉腔内部进行降温，降温效果较好，通过设置活动窗，并使活动窗的内壁伸入到保温层内设置，能够通过打开活动窗达到进一步降温的效果，通过多种方式对炉腔进行快速强制性的降温。

综合分析以上参考专利，可得出以下缺陷：

1)现有的石墨化负极粉料冷却速度慢，生产效率低，例如参考专利CN211476735U的石墨化炉强制冷却装置是采用对石墨化炉进行冷却，虽然相比于自然空气冷却的冷却时间得到缩短，但是在对一些锂电池负极材料石墨化量产仍然无法满足需求，由于石墨化炉内的负极粉料堆积在一起，而仅仅依靠对石墨化炉外表面冷却的方式仍然不佳，而参考专利CN102963889B的一种高效环保的石墨化炉冷却工艺虽然采用了多级筛选冷却的方式，但仅仅依靠筛网冷却技术难度大，且冷却效率仍然达不到所需要求，不能实现通过采用对负极粉料从到外全方位快速导热冷却，无法达到通过将喷淋冷却和液氮导热冷却相结合的方法进行冷却处理的目的，不能实现既快速又高效的进行短时间内冷却，从而给锂电池负极材料的生产带来极大的不便。

2)现有的冷却方法能量回收效率较低，单一的通过热传导的热量回收能量损失较大，不能实现通过采用水雾喷洒冷却，使水雾快速蒸发成水蒸气，来快速带走大量热量，并且水蒸气的吸热能力不在受到物质形态的束缚，可以吸收带走更高热量，无法达到通过将液氮冷却气化后的氮气集中收集导入其他石墨化炉内充当保护气体使用的目的，不能实现很好的节能环保，从而给负极材料石墨化制备节能环保的推广十分不利。

发明内容

(一)解决的技术问题