一种锂离子电池正极材料快速制备炉的制作方法

1.本实用新型属于锂离子正极材料技术领域，具体涉及一种锂离子电池正极材料快速制备炉。


背景技术：

2.锂离子电池正极材料中磷酸铁锂正极材料因比容量高、价格低廉、无环境污染、安全性和热稳定性好等优点，而成为一种最具前途的新一代安全环保型锂离子动力电池正极材料，可广泛应用于新能源汽车、储能设备、不间断电源、电动工具等领域，市场前景十分广阔。
3.目前磷酸铁锂正极材料工业化生产选择的大多数还是高温固相合成法：将锂盐、铁盐、磷盐等主要原料和一些添加剂按化学计量比混合均匀后，在氩气或氮气等惰性气氛保护下，于300℃左右使混合物初步分解，然后升温到600～800℃，保温12 h以上，就可以得到lifepo4正极材料。
4.国内外磷酸铁锂正极材料的大规模生产大多数采用惰性气氛保护炉（如网带炉、推板炉、回转窑等设备），这些生产设备在整个材料生产过程中需要始终通入大量的氮气、氩气等保护气体；材料不是在全密封状态下合成，炉内氧含量不宜控制，二价铁离子和包覆碳易氧化；材料合成时间长，温度高，能耗大；材料合成过程中产生的二氧化碳等废气不能实现集中排放，会造成一定程度的环境污染。磷酸铁锂材料在合成过程中如何防止二价铁的氧化及保证产品的一致性是产业化的重点。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在提供一种锂离子电池正极材料快速制备炉，克服惰性气体气量大、能耗高、二价铁离子易氧化、包覆碳含量损失大、批次稳定性差、污染环境等缺点，并能节省设备投资。
6.本发明的目的是这样实现的，包括炉壳、加热体、导轨、第一密闭室和第二密闭室，所述炉壳设置于第一密闭室顶部，两者之间通过固定连接孔连接，第一密闭室和第二密闭室并排设置，所述导轨设置在第一密闭室内且贯穿至第二密闭室内，第一密闭室和第二密闭室之间由可上下滑动的梭门将两者隔开；
7.所述的导轨上设置升降机可沿着导轨滑动，所述升降机顶部设置有升降台，其上为料盒支架；
8.所述的炉壳为两层结构，内层和外层之间形成空腔，所述的加热体环绕设置于炉壳的空腔内，所述炉壳内顶部设置有保温层；
9.所述的第一密闭室底部设置有惰性气体入口，所述炉壳顶部设置有抽真空口和真空压力表。
10.与现有技术相比，本实用新型具备下列优点和效果：
11.本实用新型将加热室和冷却室（第二密闭室）独立分开设置，加热完的物料将其直
接转移到单独的冷却室（第二密闭室）进行冷却，加热室可接着烧结另一炉物料。冷却室（第二密闭室）为密封充氮结构，保证了在冷却过程中不与空气接触，既加快了炉料冷却速度，也防止了炉料氧化。通过这种加热室和冷却室（第二密闭室）的分离，大大缩短了材料烧结时间，实现了锂离子电池正极材料的快速制备，节省了能耗和气耗，还降低了设备投资成本。
附图说明
12.图1为本实用新型整体结构装配图（剖视图）；
13.图2为本实用新型内部结构立体示意图；
14.图3为本实用新型的外部结构示意图；
15.图4为本实用新型料盒立体结构示意图；
16.图中，1-炉壳，2-保温层、3-料盒支架、4-升降机，41-升降台，5-限位台，6-加热体，7-料盒，71-凹槽，72-凸条，8-导轨，9-第一密闭室，10-第二密闭室，11-真空压力表，12-吊把，13-固定连接孔，14-物料送入口，15-物料取出口，16-弹簧卡钩。
具体实施方式
17.下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
18.如附图1~3所示，本实用新型包括炉壳1、加热体6、导轨8、第一密闭室9和第二密闭室10，所述炉壳1设置于第一密闭室9顶部，两者之间通过固定连接孔13连接，第一密闭室9和第二密闭室10并排设置，所述导轨8设置在第一密闭室9内且贯穿至第二密闭室10内，第一密闭室9和第二密闭室10之间由可上下滑动的梭门将两者隔开；
19.所述的导轨8上设置升降机4可沿着导轨8滑动，所述升降机4顶部设置有升降台41，其上为料盒支架3；
20.所述的炉壳1为两层结构，内层和外层之间形成空腔，所述的加热体6环绕设置于炉壳1的空腔内，所述炉壳1内顶部设置有保温层2；
21.所述的第一密闭室9底部设置有惰性气体入口，所述炉壳1顶部设置有抽真空口和真空压力表11。
22.所述的升降台41上设置有限位台5，所述限位台5为圆盘结构。
23.所述的第一密闭室9底部设置有惰性气体入口，所述炉壳1顶部设置有抽真空口和真空压力表11。
24.所述的料盒7上设置有凹部61，所述的凹部61与料盒支架3配合。
25.所述的炉壳1顶部设置有吊把12。
26.所述的导轨8与驱动电机和控制器电性连接。
27.所述的第一密闭室9上设置有物料送入口14，第二密闭室10上设置有物料取出口15。
28.所述的物料送入口14和物料取出口15处设置密闭门。
29.所述的第二密闭室10内定设置弹簧卡钩16。当加热好的物料被升降机下降到第一密闭室9后，启动导轨工作，将其转移到第二密闭室10内，然后升降机稍微向上运动然后再
归位的过程中，物料支架被卡进弹簧挂钩16内，升降机继而回到第一密闭室9内继续下一组动作。
30.本实用新型的工作原理及工作过程
31.首先将配好的物料放入料盒内，将料盒放入料盒支架上，料盒底部的凸条滑入料盒支架上的料盒卡槽内，将料盒支架放置于升降机的升降平台上，将炉壳部分放置在第一密闭室上，用螺栓将其固定，启动升降机，将物料上升到炉壳内，接着用真空泵先将炉内抽至高真空后关闭，然后再通过炉底底部的惰性气体孔注入氮气、氩气等惰性气体至微真空，如此反复循环直至炉内氧含量在10
×
10-6
(10ppm)以下；之后关闭惰性气体管道，启动加热装置开始升温，升温过程中炉内产生的废气通过真空管道抽出后集中进行排污处理，温度升到指定温度、恒温焙烧数小时后，关闭加热装置，然后再次启动升降机，将物料从炉壳内下降至第一密闭室内，然后将梭门向上拉开，将第一密闭室和第二密闭室连通，启动滑动轨道，将已经加热过的物料转移到第二密闭室内，这样就保证了物料在一个相对密闭的环境中进行冷却，同时升降机回到第一密闭室重复上述步骤进行第二组物料的加热，以此可以提升物料的加热效率，达到快速制备锂离子正极材料的目的。
32.以上结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是实用新型的保护范围并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。


技术特征：
1.一种锂离子电池正极材料快速制备炉，包括炉壳（1）、加热体（6）、导轨（8）、第一密闭室（9）和第二密闭室（10），其特征在于所述炉壳（1）设置于第一密闭室（9）顶部，两者之间通过固定连接孔（13）连接，第一密闭室（9）和第二密闭室（10）并排设置，所述导轨（8）设置在第一密闭室（9）内且贯穿至第二密闭室（10）内，第一密闭室（9）和第二密闭室（10）之间由可上下滑动的梭门将两者隔开；所述的导轨（8）上设置升降机（4）可沿着导轨（8）滑动，所述升降机（4）顶部设置有升降台，其上为料盒支架（3）；所述的炉壳（1）为两层结构，内层和外层之间形成空腔，所述的加热体（6）环绕设置于炉壳（1）的空腔内，所述炉壳（1）内顶部设置有保温层（2）；所述的第一密闭室（9）底部设置有惰性气体入口，所述炉壳（1）顶部设置有抽真空口和真空压力表（11）。2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的升降台（41）上设置有限位台（5），所述限位台（5）为圆盘结构。3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的料盒（7）上设置有凹部（61），所述的凹部（61）与料盒支架（3）配合。4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的炉壳（1）顶部设置有吊把（12）。5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的导轨（8）与驱动电机和控制器电性连接。6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的第一密闭室（9）上设置有物料送入口（14），第二密闭室（10）上设置有物料取出口（15）。7.根据权利要求6所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的物料送入口（14）和物料取出口（15）处设置密闭门。8.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料快速制备炉，其特征在于所述的第二密闭室（10）内设置弹簧卡钩（16）。

技术总结
本实用新型提供了一种锂离子电池正极材料快速制备炉，包括炉壳、加热体、导轨、第一密闭室和第二密闭室，所述炉壳设置于第一密闭室顶部，两者之间通过固定连接孔连接，第一密闭室和第二密闭室并排设置，所述导轨设置在第一密闭室内且贯穿至第二密闭室内，第一密闭室和第二密闭室之间由可上下滑动的梭门将两者隔开；所述的升降机设置在导轨上且可沿着导轨滑动，所述升降机顶部设置有升降台，其上为料盒支架；所述的炉壳为两层结构，内层和外层之间形成空腔，所述的加热体环绕设置于炉壳的空腔内，所述炉壳内顶部设置有保温层；所述的第一密闭室底部设置有惰性气体入口，所述炉壳顶部设置有抽真空口和真空压力表。设置有抽真空口和真空压力表。设置有抽真空口和真空压力表。


技术研发人员：姚耀春
受保护的技术使用者：云南润久科技有限公司
技术研发日：2021.08.31
技术公布日：2022/5/25