[发明专利]一种导电型石墨烯浆料的制备装置及石墨烯生产方法

说明书

本发明公开了一种导电型石墨烯浆料的制备装置，包括混料罐和高压反应釜，所述混料罐包括罐体，罐体内部设有搅拌桨，罐体顶部设有进料口，罐体底部对应进料口位置设有喷雾口；所述高压反应釜顶部设有第一进料口和第二进料口，所述第一进料口与混料罐的出料口连通；所述第一进料口与第二进料口分别与第一进料通道和第二进料通道连通，所述第一进料通道与第二进料通道与预混室的进料口连通，预混室的直径小于第一进料通道和第二进料通道的管径，预混室的出料口与混合室的进料口连通，混合室沿纵轴线设有搅拌器，沿混合室内壁安装有螺旋输送器，所述螺旋输送器绕混合室轴线旋转，混合室内部设有与进气管道连通的进气孔，所述混合室底部设有出料口。

技术领域

本发明涉及石墨烯生产技术领域，具体涉及一种导电型石墨烯浆料的制备装置及石墨烯生产方法。

背景技术

石墨烯具有优良的导电性能、机械性能和光学性能。在石墨烯中电子的迁移速率极高，远远优于传统的半导体和导体，而且电子能量不会因为与原子的碰撞而以热的形式释放出来而被损耗。虽然二维石墨烯具有高比表面积以及优异的电导性，但是由于石墨烯片之间存在强烈的范德华力和π-π作用，因此在石墨烯制备以及保存过程中二维石墨烯片极易形成片层堆砌复合，极大的限制了二维石墨烯在锂电池的应用。

锂离子电池是指分别用两个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的活性物质作为正负极构成的二次电池。电池充电时，锂离子从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，放电时，锂离子则从负极脱出，插入正极。锂离子电池是由电极材料、电解质和隔膜等部分组成，其性能在很大程度上取决于电池组成材料的性能和制备工艺，尤其是正极和负极材料。锂离子在石墨烯平面上的扩散系数为10^-7～10^-6cm²/s，石墨烯在锂离子电池巨大的发展潜力。

发明内容

本发明的第一个目的在于，提供一种适合工业化生产的，混合均匀，生产效率高的导电型石墨烯浆料的制备装置，该装置产率高，能耗低。

本发明的第二个目的在于，提供一种可工业化生产高品质导电型石墨烯浆料的方法，该导电型石墨烯浆料可用于锂电池的正极材料，具有良好的导电率。

为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种导电型石墨烯浆料的制备装置，包括混料罐和高压反应釜，所述混料罐包括罐体，罐体内部设有搅拌桨，罐体顶部设有进料口，罐体底部对应进料口位置设有喷雾口；所述高压反应釜顶部设有第一进料口和第二进料口，所述第一进料口与混料罐的出料口连通；所述第一进料口与第二进料口分别与第一进料通道和第二进料通道连通，所述第一进料通道与第二进料通道与预混室的进料口连通，预混室的直径小于第一进料通道和第二进料通道的管径，预混室的出料口与混合室的进料口连通，混合室沿纵轴线设有搅拌器，沿混合室内壁安装有螺旋输送器，所述螺旋输送器绕混合室轴线旋转，混合室内部设有与进气管道连通的进气孔，所述混合室底部设有出料口。

作为优选的技术方案，所述混合室为倒锥形腔室。将混合室设置为倒锥形方便物料的排出。

作为优选的技术方案，所述混料罐与高压反应釜之间的管道设有过滤装置。将混料罐未被搅拌机粉碎的大粒径石墨烯过滤掉，防止石墨烯堵塞预混室，同时控制石墨烯预混料的黏度。

作为优选的技术方案，所述第一进料口与第二进料口的管口处设有流量计。在进料口设置流量计控制反应的加料量，防止物料添加太多，尤其对于制备成本高的石墨烯原料，要节约原料的使用。

作为优选的技术方案，所述混合室底部设有超声发生装置。将超声破碎与搅拌相结合，提高反应效率。

作为优选的技术方案，所述高压反应釜的釜壁与混合室形成夹层，所述夹层中设有冷却介质。所述冷却介质可以使油或水等介质，用来控制混合室的反应温度，冷却介质通过水泵或油泵实现循环。

作为优选的技术方案，所述搅拌器和混合室内壁均设有半圆形凸起的氧化锆研磨介质层。