[0001] 本发明涉及负极材料技术领域，尤其是一种硅碳负极材料连续中温气相包覆系统及包覆方法。

[0002] 硅碳负极材料是一种基于硬碳支架的粉末材料，具有理论比容量4200mAh/g，可以带来20％‑50％能量密度提升，其制备方法包括溶胶凝胶法、高温热解法、机械球磨法、水热
合成法、静电电纺、化学气相沉积法等，其中化学气相沉积法(CVD)是目前业界最认可的。

[0003] 目前硅碳负极材料碳包覆工艺均为小批次间歇操作过程，为满足产能需求，需多台间歇设备并联操作，工人劳动强度大，产品质量不稳定，且存在较大安全隐患。

[0063] 下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细的描述，以更进一步了解本发明的目的、方案及功效，但并非作为本发明所附权利要求保护范围的限制。

[0064] 在说明书及后续的权利要求书中使用了某些词汇来指称特定组件或部件，本领域普通技术的员应可理解，技术使用者或制造商可以不同的名词或术语来称呼同一个组件或
部件。本说明书及后续的权利要求书并不以名称的差异来作为区分组件或部件的方式，而
是以组件或部件在功能上的差异来作为区分的准则。在通篇说明书及后续的权利要求项中
所提及的“包括”和“包含”为一开放式的用语，故应解释成“包含但不限定于”。以外，“连接”一词在此包含任何直接及间接的电性连接手段。间接的电性连接手段包括通过其它装置进
行连接。

[0065] 需要说明的是，在本发明的描述中，术语“横向”、“纵向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”以及“约”、或“大约”、“实质上”、“左右”等指示的方位或位置关系或参数等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述内容，并不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、特
定的尺寸或以特定的方位构造和操作，因此也不能理解为对本发明的限制。

[0066] 参阅图1‑2，本实施例提供了一种硅碳负极材料连续中温气相包覆系统，所述包覆系统包括：带缓冲斗的称重给料机1；及连续中温气相包覆炉2，与所述带缓冲斗的称重给料
机1相连；双层翻板阀3，与所述连续中温气相包覆炉2相连；回转冷却炉4，与所述双层翻板
阀3相连；其中，所述连续中温气相包覆炉2包括第一进料箱201、第一回转筒体202及第一出
料箱203，所述第一回转筒体202的进料端与所述第一进料箱201通过组合式密封结构5相连
接，所述第一回转筒体202的出料端与所述第一出料箱203通过组合式密封结构5相连接，所
述第一回转筒体202外侧包覆有保温炉膛204，其作用是为回转筒体提供热量及方式热量散
失。

[0067] 本实施例中所述组合式密封结构5包括补偿波纹管501及与其连接的双端面密封组件502，所述补偿波纹管501上还设有挡渣器503，所述双端面密封组件502上还设有密封
气接口504、前置气接口505及外漏气接口506，本实施例中密封结构径向和轴向均具有良好
的补偿作用，保证了密封面长期稳定运行。

[0068] 本实施例中所述保温炉膛204内部围绕第一回转筒体202上下均匀分布有多组加热元件，例如可以为6‑12组，同时分别设有多个测温元件，例如可以为6‑12个，所述测温元
件控制加热元件的输出功率，从而实现温度的精准控制，所述加热元件产生热辐射，将热量
通过回转筒体传给物料。

[0069] 本实施例中所述连续中温气相包覆炉2还包括第一前支撑205、第一后支撑206及第一传动部件207，所述第一前支撑205设于所述第一进料箱201与所述第一回转筒体202的
进料端之间，所述第一后支撑206设于所述第一出料箱203与所述第一回转筒体207的出料
端之间，所述第一传动部件207设于所述第一前支撑205与所述第一回转筒体207进料端之
间，其作用是支撑筒体以及为筒体旋转提供动力。

[0070] 所述连续中温气相包覆炉2还包括一进气管208，所述进气管208与所述第一进料箱201相连接，且伸入所述第一回转筒体202内部，所述进气管端部还设有气体分布器。其
中，所述的进气管具体为烃类气体入口管道，其作用是将烃类气体充分分散进入系统内。

[0071] 本实施例中所述连续中温气相包覆炉2整体倾斜度在0.5‑3°之间可调；所述第一回转筒体202的内部由进料端至出料端设有不同规格尺寸的抄板，靠近进料端抄板的作用
式将物料充分扬起与气相接触，靠近出料端抄板作用式将物料向出口推进、避免扬尘同时
减少物料流动死区；所述第一出料箱203设置有无焰泄爆人孔，所述第一出料箱203整体为
电伴热结构。

[0072] 本实施例中所述回转冷却炉4包括第二进料箱401、第二回转筒体402及第二出料箱403，所述第二回转筒体402的进料端与所述第二进料箱401通过组合密封式结构5相连
接，所述第二回转筒体402的出料端与所述第二出料箱403通过组合式密封结构5相连接，所
述第二回转筒体402外侧包覆有冷却夹套404，所述第二回转筒体402外表面还设有喷淋部
件405，所述喷淋部件405包括冷却喷淋管及冷却喷嘴；所述回转冷却炉4还包括第二前支撑
406、第二后支撑407及第二传动部件408，所述第二前支撑406设于所述第二进料箱401与所
述第二回转筒体402的进料端之间，所述第二后支撑407设于所述第二出料箱403与所述第
二回转体筒体402的出料端之间，所述第二传动部件408设于所述第二前支撑406与所述第
二回转筒体402进料端之间。所述回转冷却炉4的出料端下方还设有集水箱6，所述集水箱6
与一循环冷却水泵7连接。所述回转冷却炉4的作用是将碳包覆后的负极材料进行冷却。

[0073] 本实施例中所述带缓冲斗的称重给料机1包括缓冲斗101，所述缓冲斗101与螺旋给料机102连接，所述缓冲斗101外壁设有振打装置103，所述缓冲斗101上还设有称重模块
104，所述缓冲斗101上方还设有除尘器105；所述螺旋给料机102与所述连续中温气相包覆
炉2相连接。本实施例中缓冲斗101包括进料口、出料口、除尘器接口、氮气入口及相应的压
力检测口，其出料口与螺旋给料机相连接；螺旋给料机包括进料口和出料口，其出料口与连
续中温气相包覆炉相连接，所述给料机内部螺旋为断续螺旋，所述缓冲斗中采用连续进出
保持微正压操作状态。

[0074] 本实施例中所述双层翻板阀3包括气动执行机构，所述双层翻板阀3的外表面设有激振器及电伴热，具体的，所述双层翻板阀还设置有进料口、出料口，双层翻板阀的作用是
将沉积后的硅碳负极材料输送至回转冷却炉，但阻隔上游包覆炉的气相不进入回转冷却
窑。

[0075] 本发明另一实施例提供了一种硅碳负极材料连续中温气相包覆方法，采用如前述实施例所述硅碳负极材料联系中温气相包覆系统，所述包覆方法包括如下步骤：

[0076] 将公用工程的氮气与连续中温气相包覆炉的第一进料箱201烃类气进口及回转冷却炉4第二出料箱403上的氮气入口相连通，氮气被送入连续中温气相包覆炉2及回转冷却
炉4内，将包覆系统内的空气置换；当连续中温气相包覆炉2第一出料箱203上尾气出口检测
氧含量达标后，通过第一出料箱203上压力控制装置，控制连续中温气相包覆炉2第一回转
筒体202压力为50‑500Pa.g，此时具备进料条件，尾气管线排出的尾气送入后续尾气处理系
统；

[0077] 保证来自上游温度约150‑200℃，常压的负极材料经缓冲斗101中缓存后在带缓冲斗101的称重给料机的螺旋作用下，按照一定的流量，连续稳定的输送至连续中温气相包覆
炉2的的第一进料箱201，缓冲斗101设置有振打装置103，可以有效防止物料架桥；

[0078] 所述第一回转筒体202具有一定的倾角，其倾角为0.5‑3°可调节，同时第一回转筒体202在第一传动部件207作用下做低速旋转，转速0.2‑3rpm可调；物料在第一回转筒体202
倾角及转动作用下，不断的由第一进料箱201向第一出料箱203移动，并在第一回转筒体202
内的抄板的作用下分散；同时保温炉膛204内上下设置有加热元件及测温元件，可设置并控
制保温炉膛204内的加热温度，炉膛内的热量通过辐射作用，及热传导作用传递给物料，物
料在移动的过程中被不断加热，物料温度加热至550‑700℃；

[0079] 同时，C1‑C4烃类气与氮气的混合气体由连续中温气相包覆炉2第一进料箱201的进气管208连续进入第一回转筒202体内，烃类气体在高温作用下发生分解反应，生成的碳
与固体负极材料充分接触，尾气由第一出料箱203上的尾气出口排出至后续处理系统；

[0080] 包覆后的负极材料在第一回转筒体202内停留0.5‑3.5h后，经第一出料箱203上的出料口排出后进入双层翻板阀3，固相物料由双层翻板阀3出料口排出进入回转冷却炉4；

[0081] 回转冷却炉4具有1‑2.5°倾斜角度，并做回转运动，固相物料在第二回转筒体402中由进料端向出料端移动，第二回转筒体402外表面设置的喷淋部件405向第二回转筒体
402外表面进行喷淋降温，固相物料连续进连续出，最终出料口得到温度＜60℃的产品。

[0082] 本发明提供的硅碳负极材料连续中温气相包覆系统为连续包覆系统，解决了间歇包覆工艺产品质量不稳定、劳动强度大，存在安全隐患的问题。

[0083] 本发明中进料采用带缓冲斗的称重给料机连续稳定进料，称重精度±1％甚至可以更精确，缓冲斗内始终保持一定料位，且给料机为断续螺旋，可以起到料封作用，防止包
覆炉内气体外溢，缓存斗上设置有振打装置，可以有效防止物料架桥。

[0084] 本发明进出料端组合式密封结构为补偿波纹管、氮气反吹、双端面密封组件的组合式密封结构。设备在进行回转运动时，径向和轴向均有着良好的补偿作用，双端面摩擦面
结构对两相对运动件同心度偏差就进行径补偿，而波纹管对两相对运动件在轴线方向的位
移偏差进行轴线补偿，以上补偿作用保证了密封面的长期稳定运行。本密封结构还配备三
处密封气入口，分别为前置气接口、外漏气接口、密封气接口，从几处接口进入的氮气密封
气在整个密封组件与设备的环隙间形成正压保护，防止内部气体向外泄漏。

[0085] 本发明出料箱及双层翻板阀采用电伴热结构，防止气相中的焦油冷凝造成出料口及尾气出口堵塞。本发明保温炉膛采用上下加热或全包覆加热结构，保证回转炉体内部温
度均匀性，控温精准度±1°甚至更低，进一步提高产品质量及合格率。

[0086] 本发明包覆炉整体倾斜角度可调，根据生产需要调整物料停留时间在0.5‑3.5h。本发明烃类气体出口伸入回转筒体内，且出口设置有气体分布器结构，有效的实现了气体
的分散均匀。

[0087] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等
效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质
对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。