一种锂离子电池材料微波烧结炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种锂离子电池材料微波烧结设备。一种锂离子电池材料微波烧结炉，包括炉体，炉盖，微波加热系统，微波加热系统包括微波管、过渡波导和控制装置，所述炉膛为圆筒形，炉盖和炉底形状为和炉膛上、下端匹配的球冠形，微波管和过渡波导沿炉体四周均匀布置，在炉体或炉盖上设有伸入炉膛内的测温元件，所述测温元件输出信号连接控制装置，所述控制装置输出信号连接微波管。本实用新型专利技术锂离子电池材料微波烧结炉，结构简单，设计合理，热效率高。炉膛为圆筒形，炉盖和炉底为半球形，保证了微波场强度的均匀性、连续性，能够最大限度地降低被烧结区域的温度梯度，不但使微波能有效利用率最优化，而且能够提高产品品质，缩短生产周期。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种电池材料烧结设备，特别是涉及一种锂离子电池材料微波烧结炉。
技术介绍
锂离子电池具有放电倍率高、使用温度范围宽、循环性能优良、安全性好、环保无污染等优点，自问世以来已广泛应用于移动电话、手提电脑、小型摄像机等便携式电子设备中，作为新一代能源材料，在电动汽车、卫星、航天及军事等领域中的应用也不断推进，应用前景广阔。正、负极材料作为锂离子电池的重要组成部分，是研究和开发高性能锂离子电池的关键所在。传统的锂离子电池材料制备方法主要有以下几种高温固相烧结法、碳热还原法、 溶胶-凝胶法、共沉淀法、水热法等。以上各种制备方法烧结周期长，生产成本高，效率低下，实际生产烧结中，一般使用气氛保护推板炉、气氛保护回转炉、可控气氛钟罩烧结炉等设备，这些烧结设备一般为电加热方式，发热元件为电阻丝、硅碳棒，这种加热方式热损失大，能耗高，且温度梯度大，容易造成产品成份及粒度不均勻；同时设备结构复杂，成本高， 占地面积大。微波烧结主要是利用微波能与材料的偶合，由材料的介电损耗和磁介损耗产生的内耗转变成热能直接加热材料至烧结温度，被烧结材料本身就是发热体，因而热损失小，且因微波的穿透深度大，温度梯度非常小，能够快速地升温和降温，从而使整个烧结过程被大幅度缩短，不存在阴影效应，现在微波技术已经成为最具发展前景的烧结技术之一。目前有关技术人员已经提出了用于粉体材料烧结的微波炉，但多数结构仍然较复杂，用于锂离子电池材料烧结仍然存在温度梯度大，容易造成产品成份及粒度不均勻的问题，效果不是很理想。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题本技术针对现有技术不足，提供一种结构简单、设计合理的锂离子电池材料微波烧结设备，解决了现有微波烧结设备温度梯度大，容易造成产品成份及粒度不均勻的问题，提高了产品品质，缩短了生产周期。本技术所采用的技术方案一种锂离子电池材料微波烧结炉，包括炉体(4)，炉盖(1 )，微波加热系统，炉体内部为炉膛，炉盖(1)置于炉膛上部，微波加热系统包括微波管(2)、过渡波导(3)和控制装置，所述炉膛为圆筒形，炉盖和炉底形状为和炉膛上、下端匹配的球冠形，所述微波管(2)和过渡波导(3)沿炉体(4)四周均勻布置，过渡波导(3)伸入炉膛内，在炉体(4)或炉盖(1)上设有伸入炉膛内的测温元件(6)，所述测温元件(6)输出信号连接控制装置(8)，所述控制装置(8)输出信号连接微波管(2)。所述的锂离子电池材料微波烧结炉，在炉体(4)下部连通所述炉膛设置有至少一组排气/排水口( 9 )，在炉盖(1)或炉体(4)上部设置有至少一组进气口(10 )，所述进气口、 排气/排水口上均设置有不锈钢微孔过滤装置。所述的锂离子电池材料微波烧结炉，微波管(2)和过渡波导(3)分别为3 10个， 微波管(2)和过渡波导(3)对应相连，均勻布置于炉膛四周，所述微波管功率为0. 8飞kw。所述的锂离子电池材料微波烧结炉，炉体(4)和炉盖(1)为不锈钢材质，炉体(4) 和炉盖(1)之间设置有橡胶密封圈(12)和铜网带微波屏蔽圈(13)。所述的锂离子电池材料微波烧结炉，控制装置采用PLC程序控制器，测温元件采用红外测温仪或热电偶，红外测温仪或热电偶输出信号接入PLC程序控制器。所述的锂离子电池材料微波烧结炉，炉盖(1)或炉体(4)上设有连通炉膛的观察孔(7)。本专利技术的有益效果1、本技术锂离子电池材料微波烧结炉，结构简单，设计合理，热效率高。炉膛为圆筒形，炉盖和炉底为半球形，保证了微波场强度的均勻性、连续性，能够最大限度地降低被烧结区域的温度梯度，不但使微波能有效利用率最优化，而且能够提高产品品质，缩短生产周期。2、本技术锂离子电池材料微波烧结炉，在炉盖设置有一组进气口、炉底设置有一组排气/排水口，各口上均设置有微孔过滤装置，既便于输入、排除保护或反应气氛及反应过程产生的水，又有效地频蔽了微波泄漏。3、本技术锂离子电池材料微波烧结炉，结构简单，实施成本低，生产效率高， 节能环保，可以产业化规模生产；与传统窑炉相比，具有极高的推广价值。通过采用PLC对微波源进行控制，可以根据各种物料的工艺要求任意设置烧结程序，保证最佳工艺的实现。附图说明图1为锂离子电池材料微波烧结炉炉体侧视结构示意图；图2为锂离子电池材料微波烧结炉炉体俯视图；图3为锂离子电池材料微波烧结炉控制系统示意图。图中，1为炉盖，2为微波管，3为过渡波导，4为炉体，6为测温仪，7观察孔，8为控制系统，9为排气/排水口，10为进气口，12为橡胶密封圈，13为铜网带微波屏蔽圈。五具体实施方式实施例一参见图1、图2、图3，本技术锂离子电池材料微波烧结炉，包括炉体 4，炉盖1，微波加热系统，炉体内部为炉膛，炉盖1置于炉膛上部，所述微波加热系统包括微波管2、过渡波导3和控制装置，所述炉膛形状为圆筒形，炉盖和炉底形状为和炉膛上、下端匹配的球冠形，微波管2和过渡波导3沿炉体4四周均勻布置，过渡波导3伸入炉膛内，在炉体4或炉盖1上设有伸入炉膛内的测温元件6，所述测温元件6输出信号连接控制装置 8，所述控制装置8输出信号连接微波管2。所述锂离子电池材料微波烧结炉，在炉体4下部连通所述炉膛设置有至少一组排气/排水口 9，在炉盖1或炉体4上部设置有至少一组进气口 10，所述进气口、排气/排水口上均设置有不锈钢微孔过滤装置。炉体4和炉盖1为不锈钢材质，炉体4和炉盖1之间设置有橡胶密封圈12和铜网带微波屏蔽圈13。本技术锂离子电池材料微波烧结炉，微波管2和过渡波导3可以采用3 10 个，微波管2和过渡波导(3)对应相连，均勻布置于炉膛四周，微波管功率为0. 8飞kw。本实施例采用4个过渡波导均勻地设置在炉膛5周围；微波管2安装在过渡波导3上，测温元件6采用热电偶。微波管采用普通的家用微波炉的松下2M167B-M11松下微波管(频率 2455mhz ；输出功率900w.波导输出方式)。测温元件6和微波管2联接到西门子PLC上， 组成微波烧结炉的控制系统。PLC采用西门子S7-200。烧结时，只要把物料放入坩埚内，坩埚外加上保温层后放入炉膛内，盖上炉盖，装上测温元件，密封好。然后打开电源，设置好程序后，微波烧结炉便可以自动运行了。炉盖 1或炉体4上设有连通炉膛的观察孔7。实施例二 参见图1、图2、图3，本实施例锂离子电池材料微波烧结炉，与实施例一不同的是，测温元件采用红外测温仪，过渡波导3和微波管2各为6个，微波管采用韩国的 0M75-31 (输出功率1500w 频率2450MHZ)，PLC 采用台达 DVP16EH00R2-16。实施例三参见图1、图2、图3，本实施例锂离子电池材料微波烧结炉，与实施例一或实施例二不同的是，过渡波导3和微波管2各为8个，微波管采用MH2000S-218BB (输出功率3000w 频率2450MHZ)，PLC 换成台达 LG K120S。权利要求1.一种锂离子电池材料微波烧结炉，包括炉体(4)，炉盖(1)，微波加热系统，炉体内部为炉膛，炉盖(1)置于炉膛上部，微波加热系统包括微波管(2)、过渡波导(3)和控制装置， 其特征是所述炉膛为圆筒形，炉盖和炉底形状为和炉膛上、下端匹配的球冠形，所述微波管(2)和过渡波导(3)沿炉体(4)四周均勻布置，过渡本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂离子电池材料微波烧结炉，包括炉体（４），炉盖（１），微波加热系统，炉体内部为炉膛，炉盖（１）置于炉膛上部，微波加热系统包括微波管（２）、过渡波导（３）和控制装置，其特征是：所述炉膛为圆筒形，炉盖和炉底形状为和炉膛上、下端匹配的球冠形，所述微波管（２）和过渡波导（３）沿炉体（４）四周均匀布置，过渡波导（３）伸入炉膛内，在炉体（４）或炉盖（１）上设有伸入炉膛内的测温元件（６），所述测温元件（６）输出信号连接控制装置（８），所述控制装置（８）输出信号连接微波管（２）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新保，贾晓林，蔡俊明，陈晨，
申请(专利权)人：郑州德朗能电池有限公司，
类型：实用新型
国别省市：41