一种正极材料的烧结匣钵、烧结装置及烧结方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于正极材料烧结设备技术领域，具体而言，涉及一种正极材料的烧结匣钵、烧结装置及烧结方法，方法包括以将导热导气支架放入烧结匣钵内，装入正极材料待焙烧产品；装料后在正极材料上覆盖一层耐火毡和保温材料；将装好的烧结匣钵装在车底式炉的炉车上，车底式炉的炉壳与炉底之间利用合车水密封槽进行密封；然后通过车底式炉炉壳两侧内壁上设置的多个烧嘴进行升温，严格按照升温曲线升温至设定焙烧温度，保温后按照降温曲线降至室温；装置包括多个车底式炉，多个车底式炉通过管道与集气烟道连通，集气烟道同时与中央焚烧炉相连，中央焚烧炉上连接有烟囱，本发明专利技术的技术方案通过设计一种正极材料烧结方法，使得正极材料焙烧方法简单、经济、环保、生产效率高，能够实现锂离子电池正极材料规模化工业生产。

Sintering saggar, sintering device and sintering method of a positive material

【技术实现步骤摘要】
一种正极材料的烧结匣钵、烧结装置及烧结方法
本专利技术属于正极材料烧结设备
，具体而言，涉及一种正极材料的烧结匣钵、烧结装置及烧结方法。
技术介绍
目前，在锂离子电池的组成中，正极材料的质量是决定锂离子电池的电化学性能、安全性能的重要因素。目前，正极材料生产过程中，为了生产出反应均匀、高结晶品质、孔隙均匀、表面积小、视比重大、电化学性能稳定的锂离子电池正极材料产品，常常要利用结晶学原理和空气动力学原理，对正极材料进行焙烧处理。目前，现有技术的正极材料焙烧多采用辊道炉窑、推板炉窑或者专用的箱式气氛炉进行，此炉型结构简单，导致正极材料焙烧不均匀，结晶品质差，严重影响了正极材料的电化学性能的稳定性；需要全过程气氛保护，成本比较高；装炉量比较小，难以大批量生产；尾气直接排放污染环境。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于一种正极材料的烧结匣钵、烧结装置及烧结方法，以解决现有技术的车底式炉烧结装置存在结构简单，导致正极材料焙烧不均匀，结晶品质差，严重影响了正极材料的电化学性能的稳定性；需要全过程气氛保护，成本比较高；装炉量比较小，难以大批量生产；尾气直接排放污染环境等问题。为了解决上述问题，本专利技术提供一种正极材料烧结匣钵，包括圆柱形罐体、设置在罐体底部的罐底和可拆卸的覆盖在罐体顶部的罐盖，在罐体内可拆卸的安装有导热导气支架，所述导热导气支架包括多层水平布置的导热网和多根竖直布置的导气管；导热网沿着导气管等距布置，导热网采用多根支架导热片垂直交错布置而成；所述导气管设置于水平布置的导热片交叉处，导气管壁上钻有多个细孔。进一步地，所述细孔布满整个导气管壁，细孔处覆盖有耐高温纱网。进一步地，所述支架与罐盖之间的罐体内构成保温空腔，保温空腔内填充有保温材料。进一步地，所述支架顶部设置有耐火毡，耐火毡将保温空腔与支架隔。一种包含权利要求1～5任一项所述的正极材料烧结匣钵的烧结装置,包括多个车底式炉，多个车底式炉通过管道与集气烟道连通，集气烟道同时与中央焚烧炉相连，中央焚烧炉上连接有烟囱，所述车底式炉包括炉底、炉壳和炉门，炉壳呈下方开口的矩形盒体，在盒体的尾端安装炉门，炉壳扣装在炉底上；炉壳与炉底接触处设置有环绕炉底的合车水密封槽，炉壳的下边缘放置于合车水密封槽内；炉壳的两个侧壁上设置有一定数量的烧嘴，炉壳的顶壁上安装有多个搅拌风机；炉壳内设置有炉车，炉车下方安装有车轮，炉车上方并排的设置有多个炉墩，炉墩上放置有烧结匣钵。进一步地，所述车底式炉与集气烟道之间的管道上设置有小挡板阀，所述集气烟道与中央焚烧炉的管道上设置有大挡板阀。一种基于权利要求6所述的正极材料烧结装置的烧结方法,包括以下步骤：步骤一：将导热导气支架放入烧结匣钵内，装入正极材料待焙烧产品；步骤二：装料后在正极材料上方自下而上依次铺设一层耐火毡保和200mm厚的温材料；步骤三：将装好的烧结匣钵装在车底式炉的炉车上，车底式炉的炉壳与炉底之间利用合车水密封槽进行水密封；步骤四：通过车底式炉的炉壳两侧内壁上设置的多个烧嘴进行升温，严格按照升温曲线升温至设定焙烧温度，保温后按照降温曲线降至室温。进一步地，所述升温曲线和降温曲线的温度偏差控制在±2℃以内。进一步地，所述步骤四中焙烧过程中产生的尾气排入到中央焚烧炉内进行焚烧。进一步地，所述步骤四中焙烧过程中启动车底式炉炉壳顶部的多台搅拌风机将热空气从顶部吹向底部，然后通过炉墩间的空隙运动到侧面，然后向上运动，从而使热空气形成稳定的热气流温度场，保证炉室内温差≤20℃。。本专利技术的有益效果是：本专利技术的技术方案通过设计一种正极材料烧结方法，使得正极材料焙烧方法简单，经济，环保，生产效率高，能够实现锂离子电池正极材料规模化工业生产；焙烧曲线采用850℃曲线，总周期98小时，正极材料出炉后未氧化，正极材料焙烧均匀，结晶品质高，大提高了正极材料的电化学性能的稳定性。正极材料烧结装置采用车底式炉来实现，车底式炉采用集气烟道将尾气集中至中央焚烧炉内进行尾气处理，避免了尾气直接排放污染空气，同时，车底式炉与集气烟道之间设置小挡板阀将车底式炉与集气烟道进行隔开，使得中央焚烧炉能够同时与任意数量车底式炉配合使用，同时在集气烟道和中央焚烧炉之间设置大挡板阀，能够在冷却过程中保持中央焚烧炉与车底式炉全部断开连接，避免空气进入或者泄露。车底式炉内放置有烧结匣钵，烧结匣钵包括罐底、罐体和罐盖，在烧结钵内设置有导热导气专用支架；导热导气包括导热片和导气管，支架的导热片与罐体接触，用来进行导热，从而达到均匀受热的效果；支架的下贯通的不锈钢管导气管上钻有240个孔径为3mm的细孔，孔表面包覆有超细孔的耐高温纱网，使得正极材料的挥发份可以通过纱网进行导气管内导出烧罐，纱网却能阻止正极材料进入钢管内，从而避免导气管堵塞。本专利技术设计的正极材料烧结匣钵能够保证正极材料焙烧均匀，结晶品质好，极大地提高了正极材料的电化学性能的稳定性；此外，本专利技术结构简单，维护方便，经济实用，使用过程中变形量小，寿命长。附图说明在附图中：图1为本专利技术的装置整整体连接构示意图；图2为本专利技术的车底式炉结构示意图；图3为本专利技术的烧结匣钵装填正极材料结构示意图；图4为本专利技术的烧结匣钵结构示意图；图5为本专利技术的导热导气支架俯视结构示意图；图中，1为烟囱，2为烟道，3为中央焚烧炉，4为大挡板阀，5为小挡板阀，6为集气烟道，7为炉壳，8为搅拌风机，9为烧结匣钵，901为罐盖，902为罐体，903为导热片，904为导气管，905为罐底，906为保温材料，907为耐火毡，908为正极材料，10为炉墩，11为合车水密封槽，12为炉底，13为车轮，14为车底，15为炉门，16为烧嘴。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1至图5所示，一种正极材料烧结匣钵，包括烧结匣钵9包括圆柱形罐体902、设置在罐体902底部的罐底905和可拆卸的覆盖在罐体902顶部的罐盖901，罐体902为圆柱形筒体，在罐体902内可拆卸的安装有导热导气支架，导热导气支架包括多层水平布置的导热网和多根竖直布置的导气管904；导热网沿着导气管904等距布置，导热网采用多根导热片903垂直交错布置而成；导气管904设置于水平布置的导热片903交叉处，导气管904的管壁上钻有多个细孔。具体来讲，六根导热片903三横三竖的垂直交叉组成导热网，在导热片903横竖交叉处设置有导气管904，导热片903本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种正极材料烧结匣钵，包括圆柱形罐体、设置在罐体底部的罐底和可拆卸的覆盖在罐体顶部的罐盖，其特征在于：在罐体内可拆卸的安装有导热导气支架，所述导热导气支架包括多层水平布置的导热网和多根竖直布置的导气管；导热网沿着导气管等距布置，导热网采用多根支架导热片垂直交叉布置而成；所述导气管设置于导热片交叉处，导气管壁上开设多个细孔。

【技术特征摘要】
1.一种正极材料烧结匣钵，包括圆柱形罐体、设置在罐体底部的罐底和可拆卸的覆盖在罐体顶部的罐盖，其特征在于：在罐体内可拆卸的安装有导热导气支架，所述导热导气支架包括多层水平布置的导热网和多根竖直布置的导气管；导热网沿着导气管等距布置，导热网采用多根支架导热片垂直交叉布置而成；所述导气管设置于导热片交叉处，导气管壁上开设多个细孔。2.根据权利要求1所述的正极材料烧结匣钵，其特征在于：所述细孔布满整个导气管壁，细孔处覆盖有耐高温纱网。3.根据权利要求1所述的正极材料烧结匣钵，其特征在于：所述支架与罐盖之间的罐体内构成保温空腔，保温空腔内填充有保温材料。4.根据权利要求3所述的正极材料烧结匣钵，其特征在于：所述支架顶部设置有耐火毡，耐火毡将保温空腔与支架隔开。5.一种包含权利要求1～5任一项所述的正极材料烧结匣钵的烧结装置,包括多个车底式炉，多个车底式炉通过管道与集气烟道连通，集气烟道同时与中央焚烧炉相连，中央焚烧炉上连接有烟囱，其特征在于：所述车底式炉包括炉底、炉壳和炉门，炉壳呈下方开口的矩形盒体，在盒体的尾端安装炉门，炉壳扣装在炉底上；炉壳与炉底接触处设置有环绕炉底的合车水密封槽，炉壳的下边缘放置于合车水密封槽内；炉壳的两个侧壁上设置有一定数量的烧嘴，炉壳的顶壁上安装有多个搅拌风机；炉壳内设置有炉车，炉车下方安...

【专利技术属性】
技术研发人员：万建民，冯俊杰，张胜恩，路培中，张奇，杜爱芳，吕红兵，周浩，
申请(专利权)人：中国平煤神马集团开封炭素有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41