1.本发明涉及锂电池负极材料加工技术领域，具体为一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置及其制备方法。
背景技术：2.人造石墨被广泛用于锂电池负极材料，前驱体石墨化前需做预处理，主要包括通过球化处理均化粒径和形态，从而提高堆积密度和容量，表面修饰碳涂层包覆以减少表面积，并减少还原性电解质的分解并进一步抑制溶剂的共嵌来改善库伦效率等，其中表面修饰碳涂层包覆为技术关键。
3.这一技术一般采用将球化后的颗粒与一定比列的高熔点沥青混批后放入包覆釜中进行炭涂层包覆，随着包覆釜的升温，沥青在炭颗粒表面逐步软化、溶化，在釜内搅拌的作用下颗粒表面形成碳涂层，并浸入颗粒表面裂隙，实现颗粒表面涂层修饰，随着釜内的进一步升温颗粒表面涂层沥青被部分焦化，并具有一定的表壳强度，沥青的融化还使部分小粒径颗粒相互粘结成颗粒团，改善了材料的粒度分布。目前的锂电池负极材料包覆和炭化过程中存在以下缺陷：1、由于现行的包覆设备物料在包覆的过程中物料升温一般不超过450℃，这样沥青在颗粒表面形成的包覆层不能完全炭化，只能待进入石墨化工序时完成二次炭化；2、石墨化工序一般采用箱式炉或艾奇逊炉制作完成，由于颗粒没有形成完全炭化，物料升温后沥青再次融化，使得颗粒浸入沟痕处的沥青析出，包覆层被部分破坏，析出后的沥青还会出现部分堆集形成结块，使包覆效果大打折扣。
4.针对以上技术问题，本方案提供了一种包覆炭化连续装置及其制备方法，使得包覆和炭化分段实施并实现连续作业，石墨化中二次炭化带来的问题得以解决，材料的技术品质大大提升。
技术实现要素：5.（一）解决的技术问题针对现有技术的不足，本发明提供了一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置及其制备方法，具备颗粒包覆处理更具理想化，炭化度提升等优点，解决了包覆工序和炭化工序不是连续作业，产品质量差的问题。
6.（二）技术方案为实现上述颗粒包覆处理更具理想化，炭化度提升目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，包括包覆釜、炭化釜和冷却釜，所述包覆釜、炭化釜和冷却釜从上至下依次垂直设置，所述包覆釜和炭化釜之间、炭化釜和冷却釜之间均固定安装有高温阀门，所述包覆釜、炭化釜和冷却釜内均设置有搅拌装置，所述包覆釜的顶部设置有上料装置，所述冷却釜的底部固定安装有出料仓，所述包覆釜、炭化釜和冷却釜的顶部均贯穿设置有排气装置。
7.优选的，所述包覆釜的釜胆为不锈钢材质，所述包覆釜内配备的搅拌装置为螺旋
搅拌机构。
8.优选的，所述包覆釜的釜胆外设有包覆加热炉，该包覆加热炉的炉腔温度可升至750℃，炉胆内物料可加热至500℃。
9.优选的，所述包覆釜内的包覆加热炉的炉胆与上料装置1的底端连通，所述上料装置为真空上料装置。
10.优选的，所述排气装置的另一端设置有尾气收集系统。
11.优选的，所述炭化釜及其组件是不锈钢材质，耐温至1100℃，所述炭化釜的釜胆外设置有电炉，该电炉及其组件按耐温1300℃设计，进入炭化釜釜胆内的物料经过连续升温，物料温度升至700~800℃。
12.优选的，所述冷却釜采用水冷却的方式对物料进行冷却至70~80℃。
13.优选的，该装置的制备方法，具体步骤如下：s1、包覆工序：所述包覆釜升温曲线依物料包覆特性而确定，物料经混批后进入包覆釜内，所述包覆釜内的初始温度一般设定在300℃左右，高融化点的沥青进入包覆釜便开始软化、融化，在搅拌装置搅拌的作用下开始包覆，约120分钟可完成包覆，此阶段物料的温度可升温450℃，然后再经过120分钟保温，物料挥发分降至5%以下，振实升至7g/cm
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，左右时包覆工序完成；s2、完成包覆工序后，包覆釜内的物料经包覆釜下方高温阀门向炭化釜放料，一般需在20分钟内完成放料；s3、炭化工序：所述炭化釜放入物料后釜内温度一般在600℃以上，然后设定温度曲线用120分钟将温度升至700~800℃，然后物料在此温度下保温120分钟，保温结束后物料挥发分可将至1%左右，振实升至0.90/cm
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以上，炭化完成；s4、完成炭化后的物料经炭化釜下方的高温阀门防入冷却釜，经冷却后放至出料仓。
14.（三）有益效果与现有技术相比，本发明提供了一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置及其制备方法，具备以下有益效果：该锂电池负极材料包覆炭化连续装置及其制备方法，通过连续包覆、炭化装置使颗粒包覆处理更具理想化，炭化度提升，即避免了石墨化过程对颗粒表面的破坏，使包覆效果得以保证，另外由于物料挥发分的降低、振实的提升，增大了装炉量，杜绝了喷炉和结块现象，使得石墨化的成本降低20%以上。
附图说明
15.图1为本发明提出的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置及其制备方法的包覆炭化连续装置结构示意图。
16.图中：1、上料装置；2、包覆釜；3、搅拌装置；4、高温阀门；5、炭化釜；6、冷却釜；7、出料仓；8、排气装置。
具体实施方式
17.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
18.请参阅图1，一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，包括包覆釜2、炭化釜5和冷却釜6，包覆釜2、炭化釜5和冷却釜6从上至下依次垂直设置，包覆釜2和炭化釜5之间、炭化釜5和冷却釜6之间均固定安装有高温阀门4，包覆釜2、炭化釜5和冷却釜6内均设置有搅拌装置3，包覆釜2的釜胆为不锈钢材质，包覆釜2内配备的搅拌装置3为螺旋搅拌机构，包覆釜2的釜胆外设有包覆加热炉，该包覆加热炉的炉腔温度可升至750℃，炉胆内物料可加热至500℃，包覆釜2的顶部设置有上料装置1，包覆釜2内的包覆加热炉的炉胆与上料装置1的底端连通，上料装置1为真空上料装置，冷却釜6的底部固定安装有出料仓7，包覆釜2、炭化釜5和冷却釜6的顶部均贯穿设置有排气装置8，排气装置8的另一端设置有尾气收集系统，包覆釜2和炭化釜5的釜胆内物料升温后产生的挥发性气体经炉体上方的排气阀排入尾气收集系统，炭化釜5及其组件是由耐高温不锈钢制作，耐温可至1100℃，炭化釜5的釜胆外设置有电炉，该电炉及其组件按耐温1300℃设计，进入炭化釜5釜胆内的物料经过连续升温，物料温度升至700~800℃，进而完成在炭化釜的炭化（一般煅后焦制作的负极材料在此温度下可完成炭化），冷却釜6采用水冷却的方式对物料进行冷却至70~80℃。
19.在使用时，该装置的制备方法，具体步骤如下：s1、包覆工序：包覆釜2升温曲线依物料包覆特性而确定，物料经混批后进入包覆釜2内，包覆釜2内的初始温度一般设定在300℃左右，高融化点的沥青进入包覆釜2便开始软化、融化，在搅拌装置3搅拌的作用下开始包覆，约120分钟可完成包覆，此阶段物料的温度可升温450℃，然后再经过120分钟保温，物料挥发分降至5%以下一般生焦在7%以下，振实升至7g/cm
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一般生焦在5g/cm
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，左右时包覆工序完成；s2、完成包覆工序后，包覆釜内的物料经包覆釜2下方高温阀门4向炭化釜5放料，一般需在20分钟内完成放料；s3、炭化工序：炭化釜5放入物料后釜内温度一般在600℃以上，然后设定温度曲线用120分钟将温度升至700~800℃，然后物料在此温度下保温120分钟，保温结束后物料挥发分可将至1%左右，振实升至0.90/cm
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以上，炭化完成；s4、完成炭化后的物料经炭化釜5下方的高温阀门4防入冷却釜6，经冷却后放至出料仓7，进而完成物料的包覆、炭化、冷却的连续过程，连续包覆、炭化、冷却作业每阶段工序一般不超过300分钟，每天一套装置可生产4.8釜。
20.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
技术特征：1.一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，包括包覆釜（2）、炭化釜（5）和冷却釜（6），其特征在于：所述包覆釜（2）、炭化釜（5）和冷却釜（6）从上至下依次垂直设置，所述包覆釜（2）和炭化釜（5）之间、炭化釜（5）和冷却釜（6）之间均固定安装有高温阀门（4），所述包覆釜（2）、炭化釜（5）和冷却釜（6）内均设置有搅拌装置（3），所述包覆釜（2）的顶部设置有上料装置（1），所述冷却釜（6）的底部固定安装有出料仓（7），所述包覆釜（2）、炭化釜（5）和冷却釜（6）的顶部均贯穿设置有排气装置（8）。2.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于：所述包覆釜（2）的釜胆为不锈钢材质，所述包覆釜（2）内配备的搅拌装置（3）为螺旋搅拌机构。3.根据权利要求2所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于：所述包覆釜（2）的釜胆外设有包覆加热炉，该包覆加热炉的炉腔温度可升至750℃，炉胆内物料可加热至500℃。4.根据权利要求3所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于：所述包覆釜（2）内的包覆加热炉的炉胆与上料装置（1）的底端连通，所述上料装置（1）为真空上料装置。5.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于：所述排气装置（8）的另一端设置有尾气收集系统。6.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于：所述炭化釜（5）及其组件是不锈钢材质，耐温至1100℃，所述炭化釜（5）的釜胆外设置有电炉，该电炉及其组件按耐温1300℃设计，进入炭化釜（5）釜胆内的物料经过连续升温，物料温度升至700~800℃。7.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于：所述冷却釜（6）采用水冷却的方式对物料进行冷却至70~80℃。8.根据权利要求1所述的一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，其特征在于，该装置的制备方法，具体步骤如下：s1、包覆工序：所述包覆釜（2）升温曲线依物料包覆特性而确定，物料经混批后进入包覆釜（2）内，所述包覆釜（2）内的初始温度一般设定在300℃左右，高融化点的沥青进入包覆釜（2）便开始软化、融化，在搅拌装置（3）搅拌的作用下开始包覆，约120分钟可完成包覆，此阶段物料的温度可升温450℃，再经过120分钟保温，物料挥发分降至5%以下，振实升至7g/cm
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，左右时包覆工序完成；s2、完成包覆工序后，包覆釜内的物料经包覆釜（2）下方高温阀门（4）向炭化釜（5）放料，一般需在20分钟内完成放料；s3、炭化工序：所述炭化釜（5）放入物料后釜内温度一般在600℃以上，然后设定温度曲线用120分钟将温度升至700~800℃，然后物料在此温度下保温120分钟，保温结束后物料挥发分可将至1%左右，振实升至0.90/cm
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以上，炭化完成；s4、完成炭化后的物料经炭化釜（5）下方的高温阀门（4）防入冷却釜（6），经冷却后放至出料仓（7）。
技术总结本发明涉及锂电池负极材料加工技术领域，且公开了一种锂电池负极材料包覆炭化连续装置，包括包覆釜、炭化釜和冷却釜，所述包覆釜、炭化釜和冷却釜从上至下依次垂直设置，所述包覆釜和炭化釜之间、炭化釜和冷却釜之间均固定安装有高温阀门，所述包覆釜、炭化釜和冷却釜内均设置有搅拌装置，所述冷却釜的底部固定安装有出料仓，所述包覆釜、炭化釜和冷却釜的顶部均贯穿设置有排气装置。通过连续包覆、炭化装置使颗粒包覆处理更具理想化，炭化度提升，即避免了石墨化过程对颗粒表面的破坏，使包覆效果得以保证，另外由于物料挥发分的降低、振实的提升，增大了装炉量，杜绝了喷炉和结块现象，使得石墨化的成本降低20%以上。使得石墨化的成本降低20%以上。使得石墨化的成本降低20%以上。
技术研发人员：王士戈
受保护的技术使用者：王士戈
技术研发日：2022.07.22
技术公布日：2022/11/1
