一种石墨化厢式炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种石墨化厢式炉，包括由两端导电端墙、两侧石墨板、顶部盖板以及底部石墨板组成的厢体，在两端导电端墙上对称设置有导电电极，导电电极一端伸入厢体内，另一端位于厢体外用于与供电装置连接，在厢体内，两端的导电电极之间设有由多个石墨梯形电极块拼接而成一体的中间电极，相邻的两个石墨梯形电极拼接处设有石墨垫块；厢体内围绕石墨梯形电极和石墨垫块的四周填充负极材料。本申请采用石墨梯形电极块和石墨垫块替代现有厢式炉的占据空间较大的围成小厢体的石墨板，可以使得炉内各处电流密度更加均衡，各处负极材料受热更加均匀，提升厢式炉加工的负极材料的一致性，同时可以提升负极材料的装载量。同时可以提升负极材料的装载量。同时可以提升负极材料的装载量。

【技术实现步骤摘要】
一种石墨化厢式炉


[0001]本技术属于人造石墨
，具体涉及一种石墨化厢式炉。

技术介绍

[0002]现有广泛使用的人造石墨负极材料石墨化设备有坩埚炉和厢式炉两种。
[0003]其中厢式炉传统工艺如图1～2所示，是炉芯空间用石墨板分开若干等容积腔室，将负极材料直接放置在围成的小厢体空间中，装满后在最上层覆盖保温料。相比于坩埚炉，厢式炉有效容积增加，产能增加约100％，产品单位耗电量降低约40～50％，但是这种结构下所采用的竖立石墨板较多，而石墨板本身容易烧蚀磨损，炉内电流流经石墨板时电流密度出现差异分布，使得整体物料受热不均匀，一致性较差，且挥发分排出不规律，导致局部喷炉现象，所产物料比表面积也比坩埚炉高25～40％。比表面积是负极材料重要的理化性能之一，比表面积过大，不仅导致电极制作中的匀浆、涂布中出现团聚、划线，而且在电池充放电过程中，负极材料和电解液发生的副反应增加，导致消耗更多电解液，生成更多SEM膜，首次循环容量的损失增加，而且匀浆时需要粘接剂增加，导致界面电化学阻抗增加。

技术实现思路

[0004]本技术的目的就在于为解决现有技术的不足而提供一种石墨化厢式炉。
[0005]本技术的目的是以下述技术方案实现的：
[0006]一种石墨化厢式炉，包括由两端导电端墙、两侧石墨板、顶部盖板以及底部石墨板组成的厢体，在所述两端导电端墙上对称设置有导电电极，所述导电电极一端伸入所述厢体内，另一端位于所述厢体外用于与供电装置连接，在所述厢体内，两端的所述导电电极之间设有由多个石墨梯形电极块拼接而成一体的中间电极，相邻的两个所述石墨梯形电极拼接处设有石墨垫块；所述厢体内围绕所述石墨梯形电极和所述石墨垫块的四周填充负极材料。
[0007]优选的，所述导电电极和所述中间电极为多组。
[0008]优选的，所述顶部盖板的上表面水平方向上交替设置有细保温料填充区域和粗保温料填充区域，分别用于填充细保温料和粗保温料。
[0009]优选的，所述细保温料的粒径为7～9μm，所述粗保温料的粒径为10～12mm。
[0010]优选的，所述粗保温料填充区域的顶部，在送电完成后还覆盖有细保温料。
[0011]优选的，所述细保温料填充区域宽度为5～8米，所述粗保温料填充区域宽度为30～60mm。
[0012]优选的，所述负极材料与所述顶板盖板之间设有石墨毡。
[0013]优选的，所述底部石墨板、所述两侧石墨板的外侧设有耐火墙体，所述底部石墨板、所述两侧石墨板与所述耐火墙体之间填充有炭黑。
[0014]优选的，所述两侧石墨板与所述耐火墙体之间的炭黑填充高度低于所述两侧石墨板，在炭黑的上方填充细保温料。
[0015]优选的，多个所述石墨梯形电极块组成的中间电极厚度大于110mm。
[0016]本申请采用石墨梯形电极块和石墨垫块替代现有厢式炉的占据空间较大的围成小厢体的石墨板，可以使得炉内各处电流密度更加均衡，各处负极材料受热更加均匀，提升厢式炉加工的负极材料的一致性，同时可以提升负极材料的装载量。
附图说明
[0017]图1是现有技术中典型的厢式炉的正视结构示意图；
[0018]图2是图1的俯视图；
[0019]图3是本申请提供的厢式炉的主视结构示意图；
[0020]图4是图3的侧视图。
[0021]其中，1
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导电端墙；2
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耐火墙体；3
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导电电极；4
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小厢体；5
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保温料；6
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负极材料；7
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两侧石墨板；8
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顶部盖板；9
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底部石墨板；10
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石墨梯形电极块；11
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石墨垫块；12
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细保温料；13
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粗保温料；14
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石墨毡；15
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炭黑。
具体实施方式
[0022]本技术提供了一种石墨化厢式炉，如图3～4所示，包括由两端导电端墙1、两侧石墨板7、顶部盖板8以及底部石墨板9组成的厢体，在两端导电端墙上对称设置有导电电极3，导电电极3一端伸入厢体内，另一端位于厢体外，用于与供电装置连接。在厢体内，两端的导电电极之间设有由多个石墨梯形电极块10拼接而成一体的中间电极，相邻的两个石墨梯形电极拼接处设有石墨垫块11；厢体内围绕石墨梯形电极和石墨垫块的四周填充负极材料6。
[0023]多个石墨梯形电极块通过拼接形成长电级与两端的导电电极连通，在拼接处使用石墨垫块支撑，防止电极拼接不牢固。石墨梯形电极块厚度优选不少于110mm。供电后石墨梯形电极块和石墨垫块导电产生热量，同时负极材料为石墨材料，自身也发热，在温度升高的过程中负极材料逐渐发生晶格重排从而完成石墨化，此过程种伴随着碳氢化合物、硫化物等挥发分的挥发排出。本申请采用多个石墨梯形电极块通过拼接形成长电级，可防止直接采用长石墨电极容易发生断裂的问题，而且，采用梯形电极块拼接，相比采用矩形块拼接，在相邻的梯形电极块接触斜面上，同时具有向下重力和向上的反作用力，拼接更牢固。导电电极和中间电极可设置为多组，如图3和4所示，为两组，有利于提高负极材料的受热均匀性。
[0024]本申请采用石墨梯形电极块和石墨垫块替代现有厢式炉的占据空间较大的围成小厢体的石墨板，可以使得炉内各处电流密度更加均衡，各处负极材料受热更加均匀，提升厢式炉加工的负极材料的一致性，同时可以提升负极材料的装载量。
[0025]优选的，顶部盖板8的上表面水平方向上交替设置有细保温料填充区域和粗保温料填充区域，分别用于填充细保温料12和粗保温料13。其中，细保温料的粒径优选为7～9μm，粗保温料的粒径为10～12mm。通过设置不同粒径的保温料，其中的细保温料粒度小，颗粒之间孔隙也小，可以起到良好的保温作用，粗保温料粒度大，颗粒间孔隙也大，可引导挥发分和气体排出，防止局部正压大导致喷炉或者起火，同时也可改善负极材料受热均匀性。
[0026]在送电完成后，为了隔绝外部空气，防止物料发生氧化，优选在粗保温料填充区域
的顶部覆盖细保温料，覆盖厚度为10～30mm。
[0027]优选的，细保温料填充区域宽度为5～8米，粗保温料填充区域宽度为30～60mm。
[0028]两侧和底部石墨板材应具有一定抗折强度，厚度不得少于50mm。
[0029]顶部盖板主要用于隔开负极材料和保温料，材料优选为炭板或石墨板，厚度优选为40～50mm。
[0030]优选的，负极材料与顶板盖板之间设有石墨毡14。石墨毡密度远比石墨板低，一般为0.1～0.2g/cm3(石墨密度为2～2.3g/cm3)，孔隙率高，透气性好，而且是柔性材料，并且灰分低，不会有杂质引入。挥发分向上排出时，到达厢体顶部的时候，石墨毡的孔隙结构可以作为缓冲地带，使得挥发分可以有空间向两边扩散本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种石墨化厢式炉，包括由两端导电端墙、两侧石墨板、顶部盖板以及底部石墨板组成的厢体，在所述两端导电端墙上对称设置有导电电极，所述导电电极一端伸入所述厢体内，另一端位于所述厢体外用于与供电装置连接，其特征在于，在所述厢体内，两端的所述导电电极之间设有由多个石墨梯形电极块拼接而成一体的中间电极，相邻的两个所述石墨梯形电极拼接处设有石墨垫块；所述厢体内围绕所述石墨梯形电极和所述石墨垫块的四周填充负极材料。2.如权利要求1所述的石墨化厢式炉，其特征在于，所述导电电极和所述中间电极为多组。3.如权利要求1所述的石墨化厢式炉，其特征在于，所述顶部盖板的上表面水平方向上交替设置有细保温料填充区域和粗保温料填充区域，分别用于填充细保温料和粗保温料。4.如权利要求3所述的石墨化厢式炉，其特征在于，所述细保温料的粒径为7～9μm，所述粗保温料的粒径为10～...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩健华，赵泽泓，豆君，郑兴龙，苏光明，乔丽莎，
申请(专利权)人：河南中炭新材料科技有限公司，
类型：新型
国别省市：