一种生产锂离子电池正极材料的推板炉制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于生产锂离子电池正极材料的推板炉，该推板炉包括有加热装置、保温层、推进轨道、推板推进装置、测温仪和控温仪，炉体上有气体进出口，其特征是炉体内腔长度大于２４米，优选值为２４～１００米。本实用新型专利技术的推板炉结构简单、操作简便，具有生产效率高、单位产品能耗低的特点，而且还可以严格分段控制正极材料的阶梯烧结，提高产品合格率。（*该技术在2016年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种推板炉，特别是一种生产锂离子电池正极材料的推板炉。
技术介绍
众所周知，锂离子电池是目前最具优势性能的充电电池(参见吴宇平等，《锂离子电池-应用与实践》，2004年，化学工业出版社，北京)。随着应用的不断推广，对锂离子电池正极材料的需求量不断增加。目前制备锂离子电池所采用的正极材料主要是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、Li(CoxNiyMn1-x-y)O2(O＜x，y＜1)、LiFePO4及其掺杂或改性物，而生产它们的主要设备是推板炉(也有人称为烧结炉或窑炉)，在生产过程中，由于这些氧化物正极材料对于温度的升高和降低有比较严格的要求，因此在高温范围内(700-1100℃)必须进行一定时间的热处理。目前国内外企业使用的推板炉大部分包括有加热装置、保温层、推进轨道、推板推进装置、测温仪和控温仪，炉体内依次设有升温区、恒温区和降温区，炉体上有气体进出口，由于比推进轨道长度略小的炉体内腔长度均不超过23米，因此推板的推进速度不能大于1米/小时，推进速度慢，生产效率低，能耗大。如果超过1米/小时，这些氧化物正极材料在高温下的烧结的时间不够，形成的晶型不完善，导致电化学性能劣化，无法满足实际应用要求。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种可以提高锂离子电池正极材料的生产效率、且能耗低的推板炉。本技术以如下技术方案解决上述技术问题本推板炉与现有技术的推板炉包含的零部件相同，但炉体内腔长度大于24米，优选值为24米～100米。本技术的推板炉结构简单、操作简便，具有生产效率高、单位产品能耗低的特点，而且还可以严格分段控制正极材料的阶梯烧结，提高产品合格率。附图说明图1是本技术生产锂离子电池正极材料的推板炉的结构示意图。具体实施方式本技术推板炉的炉体1内腔长度大于24米，优选值为24米～100米，其它部件如加热装置、保温层、推进轨道2、推板推进装置3、测温仪5、控温仪4和气体进出口6等均与传统推板炉相同，炉体内的升温区、恒温区及降温区的长度可以根据不同的需要任意调整；推进轨道可以采用单推式，也可以采用双推式。由于炉体内腔的长度较长，在保证氧化物正极材料在炉体内烧结所需的时间和温度要求下可以提高推板的推进速度，从而使生产效率得到大大提高，单位产品的能耗也降低。实施例1 生产LiCoO2采用单推板炉，炉体内腔长度为30米、宽80厘米、高80厘米，包括有一个升温区、一个恒温区和一个降温区，加热装置为电阻丝，加热方式为上面和下面加热，保温层采用常见的耐火砖，测温仪采用热电偶，分布为每一米一个，控温仪采用PID控温仪，利用热电偶测温的数据进行控温，单推的推进轨道长度为32米，宽度为30厘米，采用液压的推进装置，其它进出口分布为上方和下方，即下方进气，上方出气，采用炉架将推板炉固定在平坦的水泥地面，并安装外围传送带，用于推板的输入和输出。生产性能测试恒温区为800℃，其长度为20米，推板的推进速度为2米/小时，进出口排出的气体为空气。结果表明，该推板炉每小时的产量为20公斤LiCoO2，每公斤LiCoO2的能耗为1.8kWh。若采用炉体内腔长度为20米、单推的推进轨道长度为22米、恒温区长度为10米、其它条件与实施例1相同的传统推板炉生产LiCoO2，其推进速度为1米/小时，每小时的产量仅为10公斤LiCoO2，每公斤LiCoO2的能耗为2.2kWh。实施例2 生产LiMn2O4采用双推板炉，炉体内腔长度为26米、宽110厘米、高80厘米，包括有一个升温区、一个恒温区和一个降温区，加热装置为硅碳棒，保温层采用耐火砖，测温仪采用热电偶，分布为每一米一个，控温仪采用PID控温仪，利用热电偶测温的数据进行控温，双推的推进轨道长度为28米，宽度为60厘米，其它条件与实施例1相同。生产性能测试恒温区为800℃，其长度为18米，推板的推进速度为1.8米/小时。结果表明，该推板炉每小时的产量为36公斤LiMn2O4，每公斤LiMn2O4的能耗为1.72kWh。若采用炉体内腔长度为12米、双推的推进轨道长度为14米、恒温区长度为6米、其它条件与实施例2相同的传统推板炉生产LiMn2O4，其推进速度为0.6米/小时，每小时的产量仅为12公斤LiMn2O4，每公斤LiMn2O4的能耗为1.92kWh。实施例3 生产LiO2采用双推板炉，炉体内腔长度为50米、宽80厘米、高80厘米，包括有两个升温区、两个恒温区和一个降温区，加热装置为硅碳棒，保温层采用耐火砖，测温仪采用热电偶，分布为每一米一个，控温仪采用PID控温仪，利用热电偶测温的数据进行控温，双推的推进轨道长度为52米，宽度为30厘米，其它条件与实施例1相同。生产性能测试低温恒温区为700℃，其长度为16米，高温恒温区为950℃，其长度为28米，推板的推进速度为2.6米/小时。结果表明，该推板炉每小时的产量为26公斤LiO2，每公斤LiO2的能耗为2.67kWh。若采用炉体内腔长度为18米、双推的推进轨道长度为20米、低温恒温区长度为5米、高温恒温区长度为7米，其它条件与实施例3相同的传统推板炉生产LiO2，其推进速度为0.7米/小时，每小时的产量仅为6.9公斤LiO2，每公斤LiO2的能耗为3.61kWh。实施例4 生产LiFePO4采用双推板炉，炉体内腔长度为100米、宽80厘米、高80厘米，包括有两个升温区、两个恒温区和一个降温区，加热装置为电阻丝，保温层采用耐火砖，测温仪采用热电偶，分布为每一米一个，控温仪采用PID控温仪，利用热电偶测温的数据进行控温，双推的推进轨道长度为102米，宽度为30厘米，其它条件与实施例1相同。生产性能测试低温恒温区为400℃，其长度为34米，高温恒温区为750℃，其长度为60米，推板的推进速度为6米/小时，进出口进入和排出的为含5％(体积)氢气的氩气。结果表明，该推板炉每小时的产量为30公斤LiFePO4，每公斤LiFePO4的能耗为0.95kWh。若采用炉体内腔长度为18米、双推的推进轨道长度为20米、低温恒温区长度为5米、高温恒温区长度为7米，其它条件与实施例4相同的传统推板炉生产LiFePO4，其推板的推进速度为0.875米/小时，每小时的产量仅为4.4公斤LiFePO4，每公斤LiFePO4的能耗为1.51kWh。权利要求1.一种生产锂离子电池正极材料的推板炉，包括有加热装置、保温层、推进轨道、推板推进装置、测温仪和控温仪，炉体上有气体进出口，其特征是炉体内腔长度大于24米。2.如权利要求1所述的生产锂离子电池正极材料的推板炉，其特征是炉体内腔长度为24～100米。专利摘要本技术涉及一种用于生产锂离子电池正极材料的推板炉，该推板炉包括有加热装置、保温层、推进轨道、推板推进装置、测温仪和控温仪，炉体上有气体进出口，其特征是炉体内腔长度大于24米，优选值为24～100米。本技术的推板炉结构简单、操作简便，具有生产效率高、单位产品能耗低的特点，而且还可以严格分段控制正极材料的阶梯烧结，提高产品合格率。文档编号F27B5/00GK2929614SQ20062009802公开日2007年8月1日 申请日期2006年7月21日 优先权日2006年7月21日专利技术者成志, 吴宇平 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产锂离子电池正极材料的推板炉，包括有加热装置、保温层、推进轨道、推板推进装置、测温仪和控温仪，炉体上有气体进出口，其特征是炉体内腔长度大于２４米。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：成志，吴宇平，
申请(专利权)人：成志，吴宇平，
类型：实用新型
国别省市：45[中国|广西]