本发明专利技术涉及石墨制品制备技术领域，具体涉及一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺及装置，工艺包括如下步骤：(1)将8～12μm针状焦微粉加入混捏锅中加热，温度控制在120～130℃，并不断搅拌使针状焦微粉受热均匀；(2)分段控制加热温度，将0.5g/L～1g/L石墨烯水溶液分多次均匀喷洒到针状焦微粉中，持续搅拌；(3)脱水完成后，冷却至室温，得到含石墨烯的针状焦微粉包覆料，装袋并密封保存。本发明专利技术将石墨烯水溶液分多次均匀喷洒到温度较高的针状焦微粉中，使混合更均匀，包覆效果较好，缓慢提高加热温度，以提高石墨烯的活化程度，使石墨烯能更好地包覆针状焦微粉。而且前期温度略低，使水分不会快速排出，有助于保障安全。有助于保障安全。有助于保障安全。
【技术实现步骤摘要】
一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺及装置
[0001]本专利技术涉及石墨制品制备
，具体涉及一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺及装置。
技术介绍
[0002]近十年来，锂离子电池技术发展迅速，以嵌锂炭材料代替金属锂作负极材料，具有高电压、高比能、循环寿命长、无环境污染等优点。对于锂离子电池产业来说，电极材料一直是研究与开发的重点，而用于储能的负极材料是锂离子电池的四大关键材料之一。锂离子电池负极材料多以石油焦、针状焦、中间相碳微球为原料，经过磨粉、包覆、石墨化、筛分等工序制成。
[0003]针状焦是制造高功率和超高功率电极的优质材料，用针状焦制成的石墨电极具有耐热冲击性能强、机械强度高、氧化性能好、电极消耗低及允许的电流密度大等优点。石墨烯是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维碳纳米材料，具有优异的光学、电学、力学特性。使用石墨烯对针状焦进行包覆，可进一步提高针状焦的性能，可以大大提高石墨电极的充电效率，并且提高电池容量。
[0004]现有的石墨烯包覆针状焦微粉工艺中，直接将针状焦微粉与石墨烯水溶液在混捏锅混合，不断搅拌使之混合均匀，在搅拌过程中加热脱水，直至水分完全脱除。由于针状焦微粉和石墨烯都有很强的团聚倾向，利用石墨烯包覆针状焦微粉时，易出现石墨烯分布不均匀、包覆效果不理想的现象，影响最终石墨电极的质量。
技术实现思路
[0005]针对石墨烯包覆针状焦微粉时，石墨烯分布不均匀、包覆效果差的技术问题，本专利技术提供一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺及装置。
[0006]第一方面，本专利技术提供一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺，包括如下步骤：
[0007](1)将8～12μm针状焦微粉加入混捏锅中加热，温度控制在120～130℃，并不断搅拌使针状焦微粉受热均匀；
[0008](2)分段控制加热温度，将0.5g/L～1g/L石墨烯水溶液分多次均匀喷洒到针状焦微粉中，持续搅拌；
[0009](3)脱水完成后，冷却至室温，得到含石墨烯的针状焦微粉包覆料，装袋并密封保存。
[0010]进一步的，步骤(1)中，针状焦微粉的加热时间为1～1.5h。
[0011]进一步的，针状焦微粉与石墨烯水溶液质量比为1～1.2:1。
[0012]进一步的，步骤(2)具体包括：
[0013]阶段Ⅰ，加热温度为100～110℃，加入占总量40％～50％的石墨烯水溶液；
[0014]阶段Ⅱ，加热温度为110～115℃，加入占总量30％～40％的石墨烯水溶液；
[0015]阶段Ⅲ，加热温度为115～120℃，加入占总量10％～20％的石墨烯水溶液；
[0016]阶段Ⅳ，加热温度为120℃，加入剩余的石墨烯水溶液。
[0017]包覆过程中，分阶段加入石墨烯水溶液，使混合更均匀，包覆效果较好，缓慢提高加热温度，以提高其活化程度，使石墨烯能更好地包覆针状焦微粉。前期温度略低，使水分不会快速排出，以保障安全。
[0018]进一步的，以石墨烯水溶液初次加入时间为0时刻，0～10h为阶段Ⅰ，10～20h为阶段Ⅱ，20～25h为阶段Ⅲ，25～30h为阶段Ⅳ。
[0019]进一步的，在步骤(1)、(2)的搅拌过程中，每隔1h更换一次搅拌方向，使石墨烯和针状焦微粉混合更均匀，包覆效果更好。
[0020]第二方面，本专利技术还提供一种用于上述石墨烯包覆针状焦微粉工艺的装置，包括混捏锅，混捏锅的锅盖内侧设置有喷淋管，喷淋管上均匀分布有若干个喷淋头，喷淋管通过输送管与存储石墨烯水溶液的储液罐连通，输送管上设置有用于控制喷淋流速的喷淋泵。
[0021]该装置可以实现将石墨烯水溶液多次均匀喷洒到针状焦微粉中，使混合更均匀，包覆效果较好。
[0022]进一步的，储液罐底部设置有质量测量仪，通过储液罐底部的质量测量仪监测石墨烯水溶液的加入量，实现良好的质量控制。
[0023]进一步的，混捏锅上设置有泄压阀，避免加热过程中水分快速汽化造成混捏锅内憋压，压力达到一定程度时进行泄压，提高安全性。
[0024]本专利技术的有益效果在于：
[0025]本专利技术提供的石墨烯包覆针状焦微粉工艺及装置，将石墨烯水溶液分多次均匀喷洒到温度较高的针状焦微粉中，使混合更均匀，包覆效果较好，缓慢提高加热温度，以提高石墨烯的活化程度，使石墨烯能更好地包覆针状焦微粉。而且前期温度略低，使水分不会快速排出，有助于保障安全。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本专利技术实施例1用于石墨烯包覆针状焦微粉工艺的装置的结构示意图。
[0028]图中，1、混捏锅；2、锅盖；3、泄压阀；4、喷淋管；5、喷淋头；6、输送管；7、储液罐；8、喷淋泵；9、质量测量仪。
具体实施方式
[0029]为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0030]实施例1
[0031]一种用于石墨烯包覆针状焦微粉工艺的装置，包括混捏锅1，混捏锅1规格为200L，
混捏锅1的锅盖2内侧设置有喷淋管4，喷淋管4为两路喷淋分布管，每路均匀分布有五个喷淋头5，喷淋管4通过输送管6与存储石墨烯水溶液的储液罐7连通，输送管6上设置有用于控制喷淋流速的喷淋泵8，储液罐7底部设置有质量测量仪9。混捏锅上还设置有泄压阀3。
[0032]实施例2
[0033]使用实施例1装置制备石墨烯包覆针状焦微粉，包括如下工艺步骤：
[0034](1)将50kg 8～12μm针状焦微粉加入混捏锅中加热，温度控制在120℃，并不断搅拌使之受热均匀，加热1h；
[0035](2)分段控制加热温度，将50kg 0.5g/L石墨烯水溶液分多次均匀喷洒到针状焦微粉中，持续搅拌，具体过程如下：
[0036]加入25kg石墨烯水溶液，加热温度为105℃，加热10h；加入15kg石墨烯水溶液，加热温度为110℃，加热10h；加入5kg石墨烯水溶液，加热温度为115℃，加热5h；加入5kg石墨烯水溶液，加热温度为120℃，加热5h后，完成脱水。在加热脱水过程中，持续搅拌，每隔1h更换一次搅拌方向，不断搅拌，石墨烯与针状焦微粉混合更均匀，取得更好的包覆效果。
[0037](3)脱水完成后，缓慢降至室温，得到被石墨烯均匀包覆的针状焦，装袋密封保存。
[0038]实施例3
[0039]使用实施例1装置制备石墨烯包覆针状焦微粉，包括如下工艺步骤：本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺，其特征在于，包括如下步骤：(1)将8～12μm针状焦微粉加入混捏锅中加热，温度控制在120～130℃，并不断搅拌使针状焦微粉受热均匀；(2)分段控制加热温度，将0.5g/L～1g/L石墨烯水溶液分多次均匀喷洒到针状焦微粉中，持续搅拌；(3)脱水完成后，冷却至室温，得到含石墨烯的针状焦微粉包覆料，装袋并密封保存。2.如权利要求1所述的一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺，其特征在于，步骤(1)中，针状焦微粉的加热时间为1～1.5h。3.如权利要求1所述的一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺，其特征在于，针状焦微粉与石墨烯水溶液质量比为1～1.2:1。4.如权利要求1所述的一种石墨烯包覆针状焦微粉工艺，其特征在于，步骤(2)具体包括：阶段Ⅰ，加热温度为100～110℃，加入占总量40％～50％的石墨烯水溶液；阶段Ⅱ，加热温度为110～115℃，加入占总量30％～40％的石墨烯水溶液；阶段...
【专利技术属性】
技术研发人员：廖虎，岳远会，徐金城，
申请(专利权)人：山东益大新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。