一种石墨化炉及其电极结构制造技术

本申请涉及一种石墨化炉及其电极结构，炉头具有安装孔，安装孔的内壁设置有绝缘套，绝缘板设置于安装孔朝向炉头外侧的端口，安装孔朝向炉头内侧的端口外缘设置有绝缘环板，碳砖板设置于安装孔朝向炉头内侧的端口，绝缘板和碳砖板均开设有多根供电极穿设的开孔，绝缘板、碳砖板和绝缘套形成填充空间，填充空间内填充有压实度大于90％的导电粉体。该电极结构绝缘性好，且使得石墨化炉内的电场分布均匀，能够保证负极材料石墨化工艺过程的稳定性，还能够有效防止电极尖端放电，减少电极上的电流密度，防止电极发热严重，有效保护电极，碳砖板代替了原有的炉头耐火砖，从而能够避免电阻料产生的高温容易将炉头烧坏，节省财力物力人力。力。力。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨化炉及其电极结构


[0001]本申请涉及石墨化炉
，特别是涉及一种石墨化炉及其电极结构。

技术介绍

[0002]在锂离子电池材料中，负极材料属于重要的组成部分，能够对整体电池的性能产生较大影响。目前，负极材料主要为碳材料，碳材料需要进行石墨化处理才能够使用。负极材料的石墨化是指高温下将碳原子由杂乱不规则排列转变为规则排列的六方平面网状结构，即石墨微晶结构，其目的是获得石墨高导电、高导热、耐腐蚀、耐摩擦等的性能。石墨化炉是将负极材料石墨化的重要设备，已工业化应用的有艾奇逊石墨化炉、内串石墨化炉、竖式石墨化炉等。
[0003]现有的艾奇逊石墨化炉通常由炉壁10、炉头20和电极30构成（参见图1），电极30穿过在炉头20中部并凸出设置，在通电石墨化过程中，凸出的电极30插入到电阻料40中进行放电，以使电阻料40在通电后产生2000~3000℃的高温，由于电阻料40直接与炉头20接触，而炉头20一般由耐火砖砌筑而成，电阻料40产生的高温容易将炉头20烧坏，而炉头20价值较大，炉头20维修需要耗费大量时间，耗费大量财力物力人力。
[0004]同时，由于电极插设在炉头20中并凸出，在通电石墨化过程中，凸出的电极30易出现尖端放电，导致该石墨化炉内的电场分布不均匀（一般为中心电场强，电阻料40温度高，越靠近炉壁10电场越弱，电阻料40温度低），导致该石墨化炉内温度分布不均匀，在此中温度环境中，负极材料石墨化工艺过程的稳定性无法得到保障，致使最终产品的均匀性以及成品率均比较低，且由于凸出的电极30尖端放电，电极30上的电流密度较大，电极30发热严重，容易烧损，电极30维修更换同样也需要耗费大量时间，耗费大量财力物力人力。

技术实现思路

[0005]基于此，有必要针对现有技术中石墨化炉的炉头容易被电阻料产生的热量烧损，导致耗费大量财力物力人力，同时由于凸出的电极30易出现尖端放电，致使最终产品的均匀性以及成品率均比较低，以及电极30发热严重容易烧损的问题。本申请提供一种石墨化炉及其电极结构，能够解决现有技术中的上述问题。
[0006]一种石墨化炉的电极结构，安装于石墨化炉的炉头，其特征在于，包括多根电极、绝缘板和碳砖板，所述炉头具有安装孔，所述安装孔的内壁设置有绝缘套，所述绝缘板设置于所述安装孔朝向所述炉头外侧的端口，所述安装孔朝向所述炉头内侧的端口外缘设置有绝缘环板，所述碳砖板设置于所述安装孔朝向所述炉头内侧的端口，所述绝缘板和所述碳砖板均开设有多根供所述电极穿设的开孔，多根供所述电极与多个开孔一一对应设置，且所述电极朝向所述炉头内侧的端部凸出所述碳砖板5cm至10cm，所述绝缘板、所述碳砖板和所述绝缘套形成填充空间，所述填充空间内填充有压实度大于90％的导电粉体。
[0007]优选地，上述一种石墨化炉的电极结构中，所述电极的数量为9根，分3行、每行3根均匀排布，且任意一根所述电极与其相邻的所述电极之间距离相等。
[0008]优选地，上述一种石墨化炉的电极结构中，在竖直方向上，任意相邻两根所述电极之间以及所述电极与所述绝缘套之间均设置有支撑导电块。
[0009]优选地，上述一种石墨化炉的电极结构中，所述碳砖板的所述开孔内壁与所述电极之间填充有导电密封胶。
[0010]优选地，上述一种石墨化炉的电极结构中，所述导电粉体为乙炔炭黑，且所述导电粉体的粒径小于0.05mm。
[0011]优选地，上述一种石墨化炉的电极结构中，所述绝缘环板包括绝缘层和隔热层，所述隔热层位于所述绝缘层与所述炉头内侧之间。
[0012]一种石墨化炉，包括如上所述的一种石墨化炉的电极结构。
[0013]优选地，上述一种石墨化炉中，包括所述炉头和炉体，所述电极结构安装于所述炉头，所述炉体的底部设置有炉底保温层，所述碳砖板底部与所述炉体底部之间的距离小于所述炉底保温层的厚度，所述炉体的侧壁设置有侧壁保温层，所述碳砖板侧部与同一侧所述炉体侧壁之间的距离小于所述侧壁保温层的厚度。
[0014]本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0015]本申请实施例公开的一种石墨化炉及其电极结构中，绝缘套环绕电极、导电粉体以及碳砖板，起到绝缘效果，避免大电流传导至炉头而浪费及出现安全事故，且绝缘板盖设在安装孔朝向炉头外侧的端口，也就将导电粉体覆盖，起到绝缘效果，绝缘板还能够用于形成填充空间。绝缘环板的设置是为了避免电流通过电阻料传导至炉头而浪费及出现安全事故，且能够起到一定的隔热效果，防止电阻料产生的高温容易将炉头烧坏。在工作时，石墨化炉两个炉头上安装的电极结构形成平行板电容，以使石墨化炉内形成匀强电场，使得石墨化炉内的电场分布均匀，从而使得石墨化炉内温度分布均匀，在此中温度环境中，能够保证负极材料石墨化工艺过程的稳定性，进而使得最终产品的均匀性以及成品率均较高。电极端部凸出碳砖板最大不超过10cm，且每根电极周侧的碳砖板也用于传导电流，能够有效防止电极尖端放电，同时导电粉体以及碳砖板能够减少电极上的电流密度，防止电极发热严重，有效保护电极，避免其容易被烧损，节省财力物力人力。在工作时，电阻料与碳砖板直接接触，碳砖板代替了原有的炉头耐火砖，电阻料接触不到耐火砖，且碳砖板具有较高的隔热性能，从而能够避免电阻料产生的高温容易将炉头烧坏，节省财力物力人力。
附图说明
[0016]图1为现有技术中石墨化炉的结构示意图，其中：炉壁10、炉头20、电极30、电阻料40；
[0017]图2为本申请实施例公开的一种石墨化炉的结构示意图；
[0018]图3为本申请实施例公开的一种石墨化炉在另一视角下的示意图；
[0019]图4为本申请实施例公开的炉头及炉体的结构示意图；
[0020]图5为本申请实施例公开的一种石墨化炉的部分结构示意图。
[0021]其中：炉头100、安装孔110、绝缘套120、绝缘环板130、电极200、绝缘板300、碳砖板400、开孔500、支撑导电块600、炉体700、炉底保温层710、侧壁保温层720。
实施方式
[0022]为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。
[0023]需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
[0024]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨化炉的电极结构，安装于石墨化炉的炉头（100），其特征在于，包括多根电极（200）、绝缘板（300）和碳砖板（400），所述炉头（100）具有安装孔（110），所述安装孔（110）的内壁设置有绝缘套（120），所述绝缘板（300）设置于所述安装孔（110）朝向所述炉头（100）外侧的端口，所述安装孔（110）朝向所述炉头（100）内侧的端口外缘设置有绝缘环板（130），所述碳砖板（400）设置于所述安装孔（110）朝向所述炉头（100）内侧的端口，所述绝缘板（300）和所述碳砖板（400）均开设有多根供所述电极（200）穿设的开孔（500），多根供所述电极（200）与多个开孔（500）一一对应设置，且所述电极（200）朝向所述炉头（100）内侧的端部凸出所述碳砖板（400）5cm至10cm，所述绝缘板（300）、所述碳砖板（400）和所述绝缘套（120）形成填充空间，所述填充空间内填充有压实度大于90％的导电粉体。2.根据权利要求1所述的一种石墨化炉的电极结构，其特征在于，所述电极（200）的数量为9根，分3行、每行3根均匀排布，且任意一根所述电极（200）与其相邻的所述电极（200）之间距离相等。3.根据权利要求2所述的一种石墨化炉的电极结构，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新强，
申请(专利权)人：宁夏碳谷能源科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：