锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉，涉及高温石墨化碳管炉领域，它包括支架，装在该支架上的炉体，加热该炉体的升温加热系统，冷却该炉体的循环冷却水系统；所述炉体内设有中空石墨管，该中空石墨管的两端分别与进料管和出料管相连；所述升温加热系统的结构为，一配电器，该配电器通过导线分别与设置在所述炉体两端的电极相连。本实用新型专利技术升温、降温速度快；石墨材料在烧制过程中可以连续式推进，生产速度更快，生产效率高，且成本低。本实用新型专利技术可用于烧制锂离子电池用负极材料，包括天然石墨和人造石墨，以及其他需要烧制温度２０００℃以上的材料。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种高温石墨化碳管炉炉体，更具体说是一种锂离子电池用石墨 负极材料高温石墨化碳管炉。
技术介绍
目前，锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化，通用的方法是用艾奇逊型石墨化 炉和内热式串接石墨化炉。中国专利CN200610072517公开了一种艾奇逊型石墨化炉，该艾奇逊型石墨化炉 是使炭化后炭质材料(炭化物)石墨结晶发达的一种热处理炉，在炭化物的周围填充填料焦 炭，间接通电利用焦炭的电阻发热，最终使被加热物本身也产生电阻发热的石墨化炉。每台 艾奇逊型石墨化炉炭化物的装入量约为10—100吨，在耐火砖制的长方形炉体内将炭化物 纵向或横向并列，周围充满填料焦炭，在其外围再用焦粉、炭黑、硅砂，焦炭，碳化硅混合物 等衬料进行热屏蔽以隔热，在炭化物周围充满填料焦炭，对焦炭在炉体的长度方向通电升 温至3000°C左右。由于艾奇逊型石墨化炉要加热大量的填料焦炭，故而电力单耗比其它类 型的LWG炉多25%以上。所耗电能按变量单耗为20— 40GJ/T，随处理材料的品种，大小等 有所不同。石墨化过程在通电加热时只需2—7天，但还要使大量的填料焦炭冷却，故要2 周左右的较长时间。中国专利CN200420(^9679. 9公开了一种内热式串接石墨化炉，该内热式串接石 墨化炉是一种不用电阻料、电流直接通过由数根焙烧品纵向串接的电极柱产生高温使焙烧 品石墨化的设备。19世纪末，美国人喀斯特纳专利技术了内热串接石墨化，经过西方国家多年的 努力，先后解决了串接、加压和通电技术，20世纪80年代开始，西德、美国、日本等国的碳素 厂生产大规格高功率、超高功率电极多数都采用内热串接石墨化工艺，内热串接石墨化炉 比艾奇逊炉节约电能。节能的主要原因是内热串接石墨化炉完全利用装入的焙烧半成品的 自身电阻发热，而艾奇逊石墨化炉大量电力用于加热电阻料，主要由电阻料的电阻发热使 焙烧品达到高温。
技术实现思路
针对现有高温石墨化炉升温速度慢、空气冷却速度慢及不能连续化生产的缺陷， 本技术旨在提拱一种锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉，该石墨化碳管炉 在烧制过程中升温速度快、冷却速度快、可实现连续式生产，效率高。为实现上述的目的，本技术采用的技术方案是所述锂离子电池用石墨负极 材料高温石墨化碳管炉包括支架，装在该支架上的炉体，加热该炉体的升温加热系统，其特 点是，还包括冷却该炉体的循环冷却水系统；所述炉体内设有中空石墨管，该中空石墨管的 两端分别与进料管和出料管相连；所述升温加热系统的结构为，一配电器，该配电器通过 导线分别与设置在所述炉体两端的电极相连。所述中空石墨管外套有碳黑保温层，该碳黑保温层外套有石棉保温层；所述炉体外套有保温水套，该炉体顶部设有至少一个保温材料进料口。所述进料管内设有推杆，该进料管上设有废气出口，该进料管外部分套装有保温水套。所述出料管外套装有冷却水套，该出料管上设有保护气入口。所述炉体与进料管之间由三片法兰连接，相邻两法兰之间设有绝缘层；所述电极 设在在绝缘层和中间的法兰之间。所述炉体与进料管之间由三片法兰连接，相邻两法兰之 间设有绝缘层；所述电极设在在绝缘层和中间的法兰之间。所述中空石墨管与电极之间由群套联接，群套起联接和支撑作用，能延长高温中 空石墨管的使用寿命。所述高温石墨化碳管炉还包括一循环冷却水系统，该循环冷却水系统的结构为， 所述进料管外部分套装有保温水套，所述保温水套下端设有水套循环水入口、保温水套上 端设有水套循环水出口 ；连接中空石墨管与电极的群套外套有连接水套，该连接水套下端 设有法兰连接处水套循环水入口，连接水套上端设有法兰连接处水套循环水出口 ；用于连 接中空石墨管与进料管和出料管的述法兰外设有法兰降温水套，该法兰降温水套下端设有 法兰降温水套循环水入水口，法兰降温水套上端设有法兰降温水套循环水出水口 ；炉体外 套有保温水套，该炉体保温水套下端设有炉身水套循环水入水口，炉体保温水套上端设有 炉身水套循环水出水口 ；所述出料管外套装有冷却水套，该冷却水套下端设有炉尾降温区 水套循环水入水口，该冷却水套上端设有炉尾降温区水套循环水出水口。进一步地，所述炉体顶部设有至少一个保温材料进料口，该炉顶部进保温材料进 料口外设有保温料入料口水套，该保温料入料口水套下端设有保温料入口循环水入水口， 该保温料入料口水套上端设有保温料入口循环水出水口。工作时，由配电器输送出大电流3000—6000A，通过铜导线，进入铜电极，通过中空 高温石墨管，利用大电流进行加热，此加热方式加热温度最高可达到^00-300(TC，温度达 到要求值后，石墨负极材料可装入石墨舟从入料管进入，再将石墨舟慢慢推入炉体内，停留 规定时间后，再慢慢从出料管边冷却边推出，出来的石墨材料就是经过高温石墨化的锂离 子电池负极材料。通过以上的叙述可知，本技术的炉体，由于将进料管、中空石墨管和出料管设 置在一条直接上，形成了可以连续式生产的石墨化炉，且整个系统利用了水循环系统，使得 升温速度快，降温速度快，提高了生产速度，克服了一般石墨化炉升温速度慢、空气冷却速 度慢及不能连续化生产的缺点，使得生产工艺更加简单。与目前应用最多的艾奇逊石墨化炉相比，本技术的生产周期更短，从进料到 出料，不到M小时；在耗能上，由于冷却时间更短，比艾奇逊石墨化炉节能30—40% ；在生产 灵活性上更具有优势，此种石墨化碳管炉可以小批量生产，随时可以停止生产。以下结合附图和实施例对本技术做进一步阐述。附图说明图1是本技术所述高温石墨化碳管炉的结构示意图；图2是本技术所述的循环冷却水系统示意图；图3是图1的左视图。在图中1-炉头推进区、2-炉身高温区、3-炉尾降温区、4-配电器、5-推杆、6-入料口、7-废气出保护气入口、8-保温水套、9，14，28，33，64，68-法兰、10，15，27，32-绝缘层、11，31-电极、12，30-连接处水套、13，29-法兰降温水套、16-碳黑保温层、17-炉身水套、18，21-炉顶部进保温材料进料口、19，20，22，23-保温料入料口水套、24-高温中空石墨管、25-群套、26-三层石棉保温层、34-降温通道、35-冷却水套、36-保护气入废气出口、37-出料口、38-铜导线、39-推进区水套循环水入口、40-推进区水套循环水出口、41，57-法兰连接处水套循环水入口、42，58-法兰连接处水套循环水出口、43，55-法兰降温水套循环水入水口、44，56-法兰降温水套循环水出水口、45-炉身水套循环水入水口、46-炉身水套循环水出水口、47，51，50，53-炉身保温料入口循环水入水口、 61-支架、48，52，49，54-炉身保温料入口循环水出水口、 70-进料管、59-炉尾降温区水套循环水入水口、60-炉尾降温区水套循环水出水口。具体实施方式一种锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉炉体，参照附图1和3所示，包 括支架61，装在该支架61上的炉体，加热该炉体的升温加热系统，还包括冷却该炉体的循 环冷却水系统；所述炉体内设有中空石墨管24，该中空石墨管M的两端分别与进料管70 和出料管34相连；所述升温加热系统的结构为，一配电器4，该配电器4通过导线分别与设 置在所述炉体两端的电极11本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种锂离子电池用石墨负极材料高温石墨化碳管炉，包括支架（６１），装在该支架（６１）上的炉体，加热该炉体的升温加热系统，其特征在于，还包括冷却该炉体的循环冷却水系统；所述炉体内设有中空石墨管（２４），该中空石墨管（２４）的两端分别与进料管（７０）和出料管（３４）相连；所述升温加热系统的结构为，一配电器（４），该配电器（４）通过导线分别与设置在所述炉体两端的电极（１１，３１）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：许晓落，贺小红，
申请(专利权)人：长沙海容新材料有限公司，
类型：实用新型
国别省市：43[中国|湖南]