石墨烯包覆硅碳復合負極材料分散機，鋰離子電池制備設備研磨分散機，高剪切研磨分散機，德國進(jìn)口研磨分散機，管線(xiàn)式研磨分散機，高效率研磨分散機

SGN研磨分散機設計*，能夠延長(cháng)易損件的使用時(shí)間，因此尤其適合高硬度和高純度物料的粉碎?？梢砸粰C多用，也可以單獨使用，且粉碎粒度范圍廣，成品粒徑可以進(jìn)行調整。

鋰離子電池以其能量密度大、工作電壓高、自放電率小、體積小、重量輕，循環(huán)壽命長(cháng)等優(yōu)勢廣泛應用于各種便攜式電子設備和電動(dòng)汽車(chē)中。目前商業(yè)化的鋰離子電池負極材料主要為石墨類(lèi)負極材料，但因其理論比容量?jì)H為372mAh/g，逐漸不能滿(mǎn)足人們對高能量密度電池的需求。因此開(kāi)發(fā)高比容量、高充放電效率、高循環(huán)穩定性的新型負極材料已成當前研究的熱點(diǎn)。 近年來(lái)硅的高理論比容量(4200mAh/g)和低嵌鋰電位引起人們的廣泛關(guān)注，此外硅還具有儲量豐富，成本低，環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，有望成為下一代鋰離子電池負極材料。然而，硅負極由于其在鋰的嵌入脫嵌循環(huán)過(guò)程中要經(jīng)歷嚴重的體積膨脹和收縮，造成材料結構的破壞和機械粉碎，從而導致電極循環(huán)性能的衰退，限制其商業(yè)化應用。為了解決這些問(wèn)題，目前主要通過(guò)硅顆粒納米化，硅與其它金屬合金化，硅與惰性或活性基質(zhì)復合三種主要途徑來(lái)改善硅基負極材料循環(huán)性能。其中硅/碳復合負極材料受到了Z廣泛關(guān)注。因為碳負極材料本身在充放電過(guò)程中的體積變化較小(< 10% )，電子導電性好，且由碳基質(zhì)形成的“緩沖骨架”還能補償硅顆粒的體積膨脹，維持納米硅的結構穩定性，從而使材料的循環(huán)性能明顯改善。同時(shí)，石墨烯作為一種新型碳納米材料，由單層SP2碳原子緊密堆積成二維蜂窩狀結構。研究表明，石墨烯具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)性能，高的理論比表面積，這些特性決定了其在鋰離子電池領(lǐng)域的巨大應用潛力，已有不少研究者開(kāi)展了利用石墨烯復合來(lái)改善鋰離子電極材料電化學(xué)性能的研究。

石墨烯包覆納米硅/石墨微粉復合負極材料的制備方法，制備過(guò)程簡(jiǎn)單，材料內部納米硅和石墨微粉分布均勻，通過(guò)本發(fā)明的方法制得的材料具有可逆容量大、容量可設計、循環(huán)性能和大電流放電能力好、振實(shí)密度高的特點(diǎn)。方法包括以下步驟將納米硅和石墨微粉加入到氧化石墨烯分散液中，并加入分散劑，SGN研磨分散機處理以形成懸浮液，氧化石墨烯納米硅和石墨微粉的質(zhì)量比為I 5:20 ;將懸浮液進(jìn)行噴霧干燥造球后，在惰性保護氣氛下經(jīng)500 80(TC熱處理，得到經(jīng)熱還原的石墨烯包覆的納米硅和石墨微粉復合負極材料。納米硅和石墨微粉中納米硅的質(zhì)量分數為10% 30%。氧化石墨烯分散液采用Hrnnmer法制備得到。分散劑為聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚丙烯酰胺、聚乙二醇、丙二醇中的至少一種。
所述納米硅為I 500nm硅粉，所述石墨微粉為O. 5 5 μ m人工石墨、天然石墨或石墨化中間相碳微球中的至少一種。所述的噴霧干燥的溫度為170 200°C。所得復合負極材料，石墨烯包覆在外層，內部為納米硅和石墨微粉，顆粒形狀為類(lèi)球形。平均粒徑大小可以在5 30 (優(yōu)選為I 10 μ m)范圍內變化。

石墨烯包覆硅碳復合負極材料設備，鋰離子電池制備設備研磨分散機，高剪切研磨分散機，德國進(jìn)口研磨分散機，管線(xiàn)式研磨分散機，高效率研磨分散機

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于(1 )本發(fā)明的復合材料在制備過(guò)程中首先噴霧干燥造球將氧化石墨烯包裹納米硅和石墨微粉外層，造球過(guò)程中不需添加額外粘結劑，再經(jīng)熱處理過(guò)程中將外層氧化石墨烯熱還原為石墨烯，制備過(guò)程簡(jiǎn)單方便實(shí)用。而現有技術(shù)中的傳統方法需要先將氧化石墨烯通過(guò)化學(xué)方法還原成石墨烯，然后與其它材料進(jìn)行復合，過(guò)程復雜，且還原后的石墨烯很容易團聚，在與其它材料復合時(shí)很難分散。本發(fā)明中巧妙利用將硅、石墨材料造球后需要進(jìn)行熱處理，且體系中所含的石墨在熱處理過(guò)程中能夠形成還原性氣氛的特點(diǎn)，在熱處理過(guò)程中將氧化石墨烯還原，實(shí)現氧化石墨烯在硅碳復合材料中原位還原。

(2)采用石墨烯將石墨微粉與納米硅包裹，造球過(guò)程中不需添加粘結劑提高活性物質(zhì)含量，進(jìn)行提高材料可逆比容量。傳統方法將石墨與納米硅造粒復合時(shí)，一般要加入有機粘結劑如蔗糖、葡萄粘、樹(shù)脂等，這些有機物在后續熱過(guò)程中會(huì )分解產(chǎn)生氣體并得到熱解碳，使材料密度降低、比表面積增大，增加了材料的不可逆容量、降低*充放電效率。

(3)分散劑的加入，有利于納米硅和石墨微粉在氧化石墨烯分散液中達到良好分散，抑制納米硅的團聚效應，從而使噴霧后復合材料顆粒內部納米硅和石墨微粉分布均勻；

(4)噴霧造球后再熱處理形成外層為石墨烯，內部為納米硅/石墨微粉的類(lèi)球形結構。因石墨烯具有巨大的理論比表面積，良好的柔韌性和強度，極優(yōu)的電子導電性，該結構的形成有利于改善硅基負極材料的低電子導電性，緩解硅基負極材料在嵌脫鋰過(guò)程中的體積效應。

(5)本發(fā)明采用噴霧干燥制備納/微米級球形核殼結構顆粒時(shí)，將不溶解的納米硅和石墨微粉，在分散劑的作用下，均勻分散于氧化石墨烯分散液中，形成的懸浮液通過(guò)霧化器霧化成細小的含核液滴，并與噴入的熱空氣充分接觸，使得溶劑迅速汽化，從而收集得到復合材料前驅體，再經(jīng)熱處理，即得石墨烯包覆的類(lèi)球形核殼結構固體顆粒(見(jiàn)說(shuō)明書(shū)附圖1)。噴霧干燥還具備可一步成球，時(shí)間短、效率高、對原料的適應性強、所得球形顆粒大小可調、分散性好、操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

(6)由于噴霧干燥制得的鋰離子電池復合負極材料為球形顆粒，所以材料的振實(shí)密度得到提高，從而能量密度得到提高。

(7)硅碳復合材料中，硅的比容量很大，約為石墨類(lèi)負極材料的10倍，是決定復合材料容量的關(guān)鍵活性物質(zhì)?？筛鶕?shí)際需要，通過(guò)設計硅在復合材料中的含量來(lái)決定復合材料的容量。因此，本發(fā)明方法簡(jiǎn)單易行，實(shí)用化程度高，制備的硅碳復合材料具有可逆容量大、容量可設計、循環(huán)性能和大電流放電能力好、振實(shí)密度高等優(yōu)點(diǎn)。

上海思峻的研磨分散機特別適合于需要研磨分散均質(zhì)一步到位的物料。研磨分散機為立式分體結構，精密的零部件配合運轉平穩，運行噪音在73DB以下。同時(shí)采用德國博格曼雙端面機械密封，并通冷媒對密封部分進(jìn)行冷卻，把泄露概率降到低，保證機器連續24小時(shí)不停機運行。

GMD2000系列研磨分散機的結構：研磨式分散機是由錐體磨,分散機組合而成的高科技產(chǎn)品。

第yi級由具有精細度遞升的三級鋸齒突起和凹槽。定子可以無(wú)限制的被調整到所需要的與轉子之間的距離。在增強的流體湍流下，凹槽在每級都可以改變方向。

第二級由轉定子組成。分散頭的設計也很好地滿(mǎn)足不同粘度的物質(zhì)以及顆粒粒徑的需要。在線(xiàn)式的定子和轉子（乳化頭）和批次式機器的工作頭設計的不同主要是因為 在對輸送性的要求方面，特別要引起注意的是：在粗精度、中等精度、細精度和其他一些工作頭類(lèi)型之間的區別不光是轉子齒的排列，還有一個(gè)很重要的區別是 不同工作頭的幾何學(xué)特征不一樣。狹槽數、狹槽寬度以及其他幾何學(xué)特征都能改變定子和轉子工作頭的不同功能。根據以往的慣例，依據以前的經(jīng)驗工作頭來(lái)滿(mǎn) 足一個(gè)具體的應用。在大多數情況下，機器的構造是和具體應用相匹配的，因而它對制造出zui終產(chǎn)品是很重要。當不確定一種工作頭的構造是否滿(mǎn)足預期的應用。

從設備角度來(lái)分析，影響分散效果因素有以下幾點(diǎn)：

1.研磨頭的形式（批次式和連續式）（連續式比批次式要好）

2.研磨頭的剪切速率，（越大效果越好）

3.研磨的齒形結構（分為初齒、中齒、細齒、超細齒、越細齒效果越好）

4.物料在分散墻體的停留時(shí)間、研磨分散時(shí)間（可以看作同等電機，流量越小效果越好）

5.循環(huán)次數（越多效果越好，到設備的期限就不能再好了。）

線(xiàn)速度的計算：

剪切速率的定義是兩表面之間液體層的相對速率。

剪切速率 (s-1) =      v  速率 (m/s)   
               g 定-轉子 間距 (m)

由上可知，剪切速率取決于以下因素：

轉子的線(xiàn)速率

在這種請況下兩表面間的距離為轉子-定子 間距。 
SGN 定-轉子的間距范圍為 0.2 ~ 0.4 mm  

速率V=  3.14 X  D（轉子直徑）X 轉速 RPM  /   60

 所以轉速和分散頭結構是影響分散的一個(gè)zui重要因素，研磨分散機的高轉速和剪切率對于獲得超細微懸浮液是zui重要的

研磨分散機的優(yōu)勢：

更穩定 采用優(yōu)化設計理念，將先jin的技術(shù)與創(chuàng )xin的思維有效融合，并體現在具體的設備結構設計中，為設備穩定運行提供了保證.

新結構 通過(guò)梳齒狀定子切割破碎，縫隙疏密決定細度大小，高線(xiàn)速度的吸料式葉輪提供很強的切割力

更可靠 采用整體式機械密封，zui大程度上解決了高速運轉下的物料泄漏以及冷卻介質(zhì)污染等問(wèn)題，安裝與更換方便快捷.

新技術(shù) 采用國ji先jin的受控切割技術(shù)，將纖維類(lèi)物料粉碎細度控制在設定范圍之內，滿(mǎn)足生產(chǎn)中的粗、細及超細濕法粉碎的要求.

GMD2000系列研磨分散機設備選型表
 

流量取決于設置的間隙和被處理物料的特性，可以被調節到zui大允許量的10%

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