锂离子电池正极材料真空烧结炉制造技术

技术编号:40271093 阅读:23 留言:0更新日期:2024-02-02 22:57
本申请公开一种锂离子电池正极材料真空烧结炉,所述的真空烧结炉为立式炉,炉体为圆柱形;使用时炉盖装在炉体顶上,带有真空管道、惰性气氛管道、检测管道和吊环,其上有炉盖保温板;炉胆顶部设置物料进口、底部设置下料装置;炉胆置于炉壳内,炉壳和炉胆之间有保温材料层,用于烧结时的保温;加热体由加热管组成,缠绕于炉胆外壁,用于对炉胆加热;炉胆底部设置惰性气氛管道入口。本技术旨在提供一种锂离子电池正极材料真空烧结炉,它既能克服惰性气体气量大、能耗高、二价铁离子易氧化、包覆碳含量损失大、批次稳定性差、污染环境等缺点,同时也能够使得操作人员的安全得以保障,设备结构更为简单,烧结效率更高。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于锂离子电池设备,具体涉及一种锂离子电池正极材料的真空烧结炉。


技术介绍

1、当前,锂离子电池正极材料中磷酸铁锂正极材料因比容量高、价格低廉、无环境污染、安全性和热稳定性好等优点,而成为一种最具前途的新一代安全环保型锂离子动力电池正极材料,可广泛应用于新能源汽车、储能设备、不间断电源、电动工具等领域,市场前景十分广阔。

2、国内外磷酸铁锂正极材料的大规模生产大多数采用惰性气氛保护炉 (如网带炉、推板炉、回转窑等设备),这些生产设备在整个材料生产过程中需要始终通入大 量的氮气、氩气等保护气体;材料不是在全密封状态下合成,炉内氧含量不宜控制,二价铁 离子和包覆碳易氧化;材料合成时间长,温度高,能耗大;材料合成过程中产生的氨气、一氧化碳、二氧化碳等废气不能实现集中排放,会造成一定程度的环境污染。磷酸铁锂材料在合成过程中如何防止二价铁的氧化及保证产品的一致性是产业化的重点。

3、本专利技术人参与研发的一种专用于锂离子电池正极材料的真空烧结炉,专利号为cn201820159838.9有效地解决了上述问题,但是该烧结炉在放料的时候会产生较大的工作量,取料的时候也会特别麻烦,需要人工将料盒里面的料连同支架一同提升出来,然后,再换上新的料盒和料盒支架,这样无疑会导致工作量的增加,而且更多的设备,且在物料提升的过程中,由于物料的温度过高,也很可能会有导致操作人员被烫伤的风险。因此,专利技术人经过精心研究后,决定开一款,功能全面,设备结构简单,操作方便,更高效的锂离子电池正极材料真空烧结炉,以满足上述需求。

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技术实现思路

1、本技术旨在提供一种锂离子电池正极材料真空烧结炉,它既能克服惰性气体气量大、能耗高、二价铁离子易氧化、包覆碳含量损失大、批次稳定性差、污染环境等缺点,同时也能够使得操作人员的安全得以保障,设备结构更为简单,烧结效率更高。

2、本申请所述的真空烧结炉为立式炉,炉体为圆柱形;使用时炉盖装在炉体顶上,带有真空管道、惰性气氛管道、检测管道和吊环,其上有炉盖保温板;炉胆顶部设置物料进口、底部设置下料装置;炉胆置于炉壳内,炉壳和炉胆之间有保温材料层,用于烧结时的保温;加热体由加热管组成,缠绕于炉胆外壁,用于对炉胆加热;炉胆底部设置惰性气氛管道入口。

3、所述炉胆用不锈钢制成,其顶部有翻边,用于置放密封圈。

4、所述加热体的加热管为电加热管。

5、所述的炉胆内设置承载物料板,承载物料板为螺旋叶片式物料板。

6、所述的炉胆内设置若干根管道,管道一端承接物料进口,另一端直抵炉胆底部,所述的若干根管道构成管道式料仓。现有技术的烧结炉,物料是从物料进口进入到炉胆内堆积从而进行烧结的,而本技术方案是将炉胆从一个整体用管道进行分隔后形成多个物料通道,该物料通道即构成新的料仓,管道的设置使得物料腔从一个整体变成了多个单元,物料从物料进口下落到各个管道内,物料就被均匀分散了。

7、所述的下料装置为喇叭口结构,下料装置于炉胆底部之间设置抽屉式阀门,抽屉式阀门与炉胆底部的连接要密封,当需要下料时,拉开抽屉式阀门即可进行放料。

8、所述密封圈是整体的耐高温密封橡胶圈,在炉盖和炉胆之间形成整体密封以防泄露。

9、本技术的真空烧结炉使用时,首先将配好的物料从物料进口通入炉胆内,关闭物料进口,接着连接通过炉盖上的抽真空管道用真空泵先将炉内抽至高真空后关闭,然后再通过惰性气体管口注入氮气、氩气等惰性气体至微真空,如此反复循环直至炉内氧含量在10×10-6(10ppm)以下;之后关闭惰性气体管道,继续抽真空;再通过炉壳与炉胆之间的加热体开始程序控制升温,升温过程中炉内产生的废气通过真空管道抽出后集中进行排污处理,温度升到指定温度、恒温焙烧数小时侯后,关闭升温程序,真空炉自然冷却,最后关闭抽真空管道,打开惰性气体管道,注入惰性气体,待炉内达到常压后,打开抽屉式阀门将物料放出,重复上述操作步骤进行下一轮物料烧结。

10、本技术具备下列优点和效果:

11、1、本技术通过从炉壳顶部的物料进口进行循环式进料,比现有的需要先整体将物料及支架取出操作更简单可靠;

12、2、可大幅度减少氮 气、氩气等保护气体的使用量,降低生产成本;

13、3、管道式料仓结构的设计不仅可以很好的分散物料,使得物料加热更均匀,而且物料的下料方便,不残留。

14、4、材料在全密封真空状态下合成,可以避免二价铁离子的氧化和包覆碳含量的损失。

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【技术保护点】

1.一种锂离子电池正极材料真空烧结炉,包括炉壳、炉胆和炉盖,炉体为圆柱形;炉盖与炉体之间设置炉盖保温材料层,炉顶设置真空管道、氧含量检测管道和吊环,其特征在于所述的炉体顶部设置物料进口、底部设置下料装置;炉胆置于炉壳内,炉壳和炉胆之间有保温材料层,用于烧结时的保温;所述炉胆外壁设置加热体,所述加热体由加热管组成,缠绕于炉胆外壁,用于对炉胆加热;炉胆底部设置惰性气氛管道入口。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述炉胆用不锈钢制成,其顶部有翻边,用于置放密封圈。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述加热体的加热管为电加热管。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述的炉胆内设置若干根管道,管道一端承接物料进口,另一端直抵炉胆底部,所述的若干根管道构成管道式料仓。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述的下料装置为喇叭口结构,下料装置于炉胆底部之间设置抽屉式阀门,抽屉式阀门与炉胆底部密封连接。

6.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述密封圈是整体的耐高温密封橡胶圈,在炉盖和炉胆之间形成整体密封以防泄露。

7.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述的炉胆内设置承载物料板,承载物料板为螺旋叶片式物料板。

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【技术特征摘要】

1.一种锂离子电池正极材料真空烧结炉,包括炉壳、炉胆和炉盖,炉体为圆柱形;炉盖与炉体之间设置炉盖保温材料层,炉顶设置真空管道、氧含量检测管道和吊环,其特征在于所述的炉体顶部设置物料进口、底部设置下料装置;炉胆置于炉壳内,炉壳和炉胆之间有保温材料层,用于烧结时的保温;所述炉胆外壁设置加热体,所述加热体由加热管组成,缠绕于炉胆外壁,用于对炉胆加热;炉胆底部设置惰性气氛管道入口。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述炉胆用不锈钢制成,其顶部有翻边,用于置放密封圈。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料真空烧结炉,其特征在于所述加热体的加热管为电加热管。

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【专利技术属性】
技术研发人员:姚耀春
申请(专利权)人:云南润久科技有限公司
类型:新型
国别省市:

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