本发明属于锂离子二次电池领域，尤其是关于其中使用的人造石墨负极材料。
背景技术：
1、锂离子二次电池以其能量密度高，无记忆效应，广泛应用于手机，笔记本电脑，电动汽车，储能等领域，目前蓬勃发展的动力电池和储能市场要求锂离子电池具有更长的使用寿命，能量密度更高，充放电倍率特性更佳，制造成本更低。石墨粉体作为负极材料具有较高的比容量，较低的还原电位，良好的电化学可逆性，低的体积膨胀率，高的电子导电率，原料来源广泛，石墨粉体材料是目前锂离子二次电池应用主流的负极材料。
2、商业化的石墨粉体负极材料主要包括人造石墨和天然石墨；天然石墨的优点是成本低，压实密度高，主要缺点是：(1)天然石墨粉体的表面粗糙，活性位点多，比表面积大，首次充放电时在负极活性材料的表面形成sei膜的过程反应消耗浪费的锂资源较多，导致首次充放电效率低(即首效低)；(2)天然石墨的多晶体各向异性明显，sei在粉体表面反应生长后的厚度不均匀，其中较厚处的sei膜在电池充放电循环时存在开裂甚至剥离的情况，会不断消耗锂源，影响电池的循环寿命；(3)天然石墨粉体各向异性明显还会导致在充放电时负极材料的体积膨胀不容易互相抵消，电池容易鼓胀导致极组间距波动大，电池循环寿命下降较快；(4)天然石墨粉体多晶体的各向异性还导致锂离子的插入或脱出只能从天然石墨粉体多晶体的某些端面进行，导致插入或脱出的有效面积较小，电池的充放电倍率特性较差，快充时容易析锂，电池安全性不佳。
3、目前动力电池和储能电池行业主流是采用人造石墨粉体作为负极活性材料，如全部由中间相碳微球或者由煅烧后的针状焦作为原料，在2900-3100℃高温区间进行高温石墨化处理，冷却后进行粉碎整形后得到的人造石墨粉体，与鳞片状天然石墨粉体的晶体结构的晶体取向呈现各向异性特征相比，人造石墨粉体的多晶体结构晶体取向呈现各向同性特征，粉体的表面相对光滑，粉体表面的活性位点相对较少，比表面积小，电池首效比天然石墨的高，循环寿命长，倍率特性佳，人造石墨粉体作为负极材料的主要缺点是人造石墨必须进行高温石墨化处理，加工周期长，能耗高；传统人造石墨的高温石墨化温度高达2900-3100℃，传统人造石墨提高石墨化度的主要技术原理是利用高温下碳原子的热扩散重新参与结晶来提高石墨前驱体的石墨化度，高温石墨化装置通常采用经典的艾奇逊石墨化炉，石墨前驱体原材料粉体松装于石墨坩埚内，振实密度一般小于1.10g/cm3；对石墨坩埚之间充填上碳素类的电阻颗粒料，加热热量的70-80％都是用于这些坩埚，电阻料，保温材料等工艺辅料，为了生产产品的均匀性，加热及保温时间需要近15天，冷却时间近10天，一炉的加工周期接近一个月，整体能耗高，能源有效利用率低下，加工周期长，资金占用周期长，成为人造石墨降低成本的瓶颈环节。
4、作为动力电池和储能电池使用的长寿命负极材料，某些人造石墨粉体采用核壳结构的包覆型产品结构，如采用沥青或糠醛树脂等碳素前驱体将天然石墨粉体或者针状焦粉体进行包覆改性，然后进行中温碳化及中温石墨化处理制造人造石墨，期望得到具有低结晶度和低石墨化度的碳素材料表层，期望降低粉体表面与电解液初始接触时反应形成sei膜的厚度，并期望提高sei生长成膜的均匀性，提升电池的首效和循环寿命；传统的人造石墨包覆工艺存在以下缺点：(1)工艺复杂，产品制造周期长，整体能耗仍然偏高；(2)传统包覆型人造石墨粉体材料的壳和核之间的界面强度有限，制造负极极片时在强力辊压时，包覆壳层容易被压溃，导致电池首效仍然不够满意，循环寿命存在质量波动，电池一致性也有待改善；(3)传统包覆方法制造人造石墨粉体的第三个缺点是包覆碳层的均匀性很难控制，在包覆以及高温碳化后需要采用粉碎工艺，粉碎后形成的粉体破裂表面具有较高的反应活性，影响比表面积和首次效率，以及sei膜的成膜均匀性。
5、为克服传统人造石墨负极材料高温石墨化及包覆后碳化制造方法的缺点，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明人于中国发明专利申请cn202210708922.2，cn202210702022.7，cn202210889452.4中提出了采用高低温铁水孕育方法制造新型人造石墨负极材料的技术方法及其制造装置，高低温铁水孕育方法制造新型人造石墨负极材料的基本技术思路是利于高温铁水对石墨前驱体精粉具有较好的润湿性，高温铁水对碳元素在1750-2150℃高温下具有相对较高的饱和溶解度；与碳多晶体其中的结晶部分相对比而言，高温铁水对石墨前驱体精粉多晶体其中的非晶态的高活性碳以及对粉体表面的高活性碳具有优选溶解的特性，采用石墨活塞将石墨前驱体精粉进行压制并浸泡在高温铁水中，实现高温孕育处理，高温孕育处理的同时液固两相混合物中可能还存在浓度起伏和温度起伏，部分非晶态碳在溶解于高温铁水中后，还有可能重新析出，在石墨前驱体精粉多晶体的晶界或者表面的某些位置重新参与结晶；在铁水中一起降温到1350-1650℃温度区间实现低温孕育过程，其技术目的是利于降温过程中，相对低温的铁水对碳元素具有相对较低的饱和溶解度，铁水中溶解的过饱和的碳元素从铁水中动态地析出，部分析出的碳在石墨前驱体精粉的表面或者晶界处能够实现附生结晶或者沉积，在降温及低温孕育期间，形成自然包覆型核壳结构的新型人造石墨粉体，高低温铁水孕育方法制造的新型人造石墨粉体具有较高的石墨化度和较低的表面积，在锂离子电池中作为负极材料使用时，新型人造石墨粉体表面生长的sei膜相对容易均匀，电池首效高；高低温铁水孕育方法制作的新型人造石墨粉体同时还具备较高的结晶度，在不影响各向同性特征的同时，实现多晶体中非晶碳及表面的高活性碳向结晶态的高效率转变，产品具有克容量大，电池循环寿命长的优势；高低温铁水孕育方法制造新型人造石墨负极材料需要向铁水中进行特殊的投送石墨前驱体精粉原料的过程，cn202210708922.2提出采用惰性气体将石墨前驱体精粉喷吹输送进铁水中进行高低温孕育处理的技术方案，cn202210702022.7和cn202210889452.4提出采用副活塞的底部负压吸附装有石墨前驱体精粉的料筒向铁水中投送原材料的技术方案，以上发明申请提出的制造方法虽然技术上可行，但是量产的生产效率和降低生产成本还有提升空间，气体喷吹输送粉体原料存在惰性气体消耗量大，影响生产成本；较大的气体流量对铁水还存在冷却作用，生产投料的速度也慢；负压吸附料筒的方式投送原材料也同样存在投放效率不够高的缺点，使用铁皮桶投放物料还存在铁水重量积累，需要定期去除部分高温铁水的缺点；以上的高低温铁水孕育方法制造新型人造石墨负极材料还需要特殊的出料控制方法，上述三项发明专利申请对于出料都是采用负压吸尘方式，将上浮到铁水液面以上的人造石墨粉体在出料管路采用负压抽吸方式，同时从另外的位置向真空室内的浮起的人造石墨粉体提供惰性气体气源，本质上是将高温的人造石墨粉体通过出料管道采用负压抽吸，以气力输送的方式转移到真空炉外部的储料室继续冷却，前述出料方法及制造装置存在以下缺点和不足，没有很好的高温密封设计，在向真空室内及其向石墨坩埚内部吹进惰性气体时，上浮到铁水液面以上的人造石墨粉体可能会有一部分通过石墨主活塞和石墨坩埚之间的装配间隙跑到石墨坩埚的外部，影响感应加热线圈及其电连接部件的电力安全性，有短路，打火等隐患；另外在向真空炉外部负压抽吸方式排出高温人造石墨粉体物料时，高温人造石墨粉体在出料用的螺旋冷却流道中流动时容易出现局部架桥现象，粉料存在流动不畅的缺点，生产效率不够满意；针对现有高低温铁水孕育人造石墨负极材料技术方案制造新型人造石墨负极材料所存在的缺点和不足，特提出本发明。
2、本发明提出一种具有经济，环保，能源利用效率高，生产速度快，具有高的生产效率和低的制造成本，产品克容量大，首次效率高，循环寿命长，具有综合技术经济优势，更适合量产的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的新型制造装置，及其完整顺畅高效的进料，高低温孕育处理，排料的新型系统制造方法。
3、新型制造装置主要包括：装置上部布置的储料仓，其内部配置有搅拌桨，储料仓的底部配置有翻板阀同下面的上真空室相连接，储料仓的上盖配置有真空阀及充气阀，储料仓的上盖中部布置有驱动电机，用于驱动搅拌桨转动；装置中部布置的是上真空室，上真空室内部配置有对原材料粉体进行缓存并具备感应预热功能的锥形料仓，锥形料仓采用石墨材料制作，中心配置有搅拌杆，搅拌杆的上部位置配置有连通内外的水冷驱动杆，水冷驱动杆在上真空室外部的部分通过旋转接头提供循环冷却水，水冷驱动杆在上真空室外部的部分连接有驱动电机，水冷驱动杆通过轴承及水冷动密封固定安装于上真空室的盖板上，水冷驱动杆在上真空室的内部同石墨材料制作的搅拌杆相连接并固定；搅拌杆在介于锥形料仓的高度部位配置具有搅拌功能的搅拌桨叶，搅拌桨叶采用石墨棒或者石墨板制作并固定在搅拌杆上面；搅拌杆的下部接近锥形料仓的底部位置，配置有螺旋定量输送器及其石墨套管，螺旋定量输送器采用石墨材料制作，螺旋定量输送器和石墨套管组成类似于单螺杆挤出机，具备向下真空室实现定量输送高温原材料粉体的功能；对原材料粉体进行预热功能的水冷感应线圈a位于锥形石墨料仓的底部和/或石墨套管的外部，在输送原材料粉体之前或者在输送原材料粉体的同时，采用电磁感应加热方式将原材料粉体预热到1300-1800℃，预热后的原材料粉体采用螺旋定量输送器直接输送进入石墨坩埚内部的铁水中，预热后的原材料粉体便于同铁水发生快速润湿及分散，能够较快地进行高温孕育处理工序，螺旋定量输送器及其石墨套管的尾端直接浸泡在铁水中，实现所有未经处理的原材料粉体必须先经过铁水的接触实现表面高活性碳原子的熔蚀之后才能到达铁水的上部空间；装置的下部布置有同上真空室连接的下部真空炉主体，即下真空室，上下真空室之间气氛连通，共用一套真空系统；下真空室的内部配置有石墨坩埚及其保温层，保温层的外圈配置有对石墨坩埚内部的物料进行电磁感应加热及控温的水冷感应线圈b，石墨坩埚内部配置有与石墨坩埚同心的石墨材料制成的主活塞，主活塞的下部带有多组石墨棒，通过主活塞的上下位移运动，实现将原材料粉体机械分散在铁水中的功能，通过主活塞的上下位移及高度控制，还能够控制粉体在铁水中处于压制浸泡状态或者实现从铁水中上浮的状态，主活塞的上部连接配置有上下位移控制系统，主活塞与石墨坩埚内壁之间的配合间隙采用固定安装在主活塞下部的柔性碳纤维刷作为下部的第一级透气防尘密封，柔性碳纤维刷其中使用的碳纤维的单根直径小于15微米，否则影响柔性，易折断；主活塞的中心孔内部配置输送原材料粉体的螺旋定量输送器及其石墨套管，石墨套管的外壁和主活塞的中心孔的内壁之间的配合间隙，采用固定在主活塞上部的柔性碳纤维刷作为上部的第一级的透气防尘密封，主活塞的上部和石墨坩埚的上部之间采用柔性碳纤维布进行第二级的透气防尘密封，防止石墨坩埚中处理的粉体通过气流的带动泄露到石墨坩埚的外部；石墨坩埚的侧壁开有排料孔以及倾斜向上的石墨材料制作的排料管，排料管和排料用的出粉水冷螺旋输送器相连接，用于将上浮后的人造石墨粉体向炉外排料；倾斜向上的石墨排料管，其高度和倾斜度可以防止铁水进入出粉水冷螺旋输送器的内部；排料采用负压抽吸的气力输送并组合采用出粉水冷螺旋输送器的机械输送相结合；排料用的惰性气体从上真空室的充气阀导入，经过锥形料仓内部及其连接的螺旋定量输送器预热，预热后的高温惰性气体作为排料用的气源首先进入铁水中，然后再从铁水中冒出；石墨排料管处由于外部真空泵的负压抽吸形成低压力，与铁水中冒出的高温惰性气体二者之间形成压差，对上浮后的人造石墨粉体形成定向气力输送；高温的气固两相混合物进入排料管及其连接的出粉水冷螺旋输送器，经过出粉水冷螺旋输送器的壁面的强力热交换，人造石墨粉体和输送气体的气固两相混合物在出粉水冷螺旋输送器内部一起冷却到300℃以下，再进入收集系统的旋风分离器以及后级的除尘装置，气固分离后的气体通过真空泵排出，人造石墨粉体截留在旋风分离器内部及除尘器内部，继续冷却到100℃以下，然后排出，在常压大气气氛中经过后续的振动筛或者气流分级进行粒径筛洗，并除去磁性异物，即可作为成品人造石墨负极材料包装入库。
4、采用本发明的新型装置进行高低温铁水孕育人造石墨负极材料的制造方法主要包括以下步骤：
5、step1，制备真密度大于2.10g/cm3的石墨前驱体精粉，石墨前驱体精粉的原料包括针状焦的熟焦，天然石墨，中间相碳微球，冶金焦炭，无烟煤，硬碳等碳素材料中的一种或多种的组合物，控制石墨前驱体精粉的真密度大于2.10g/cm3，真密度较低的原材料粉体容易存在微孔或者微裂纹缺陷，在经过高低温铁水孕育处理后形成的成品粉体中可能会夹杂铁的杂质，因此需要控制石墨前驱体精粉的真密度大于2.10g/cm3，控制原材料粉体中的挥发分小于0.30％，灰分小于0.30％，颗粒度控制在平均粒径d50介于7-25微米，d95小于35微米；
6、step2，对石墨前驱体精粉在高温铁水中进行高温孕育，在抽真空后，将下真空室内部石墨坩埚中的铁水采用感应加热到介于1550℃至2150℃，将石墨前驱体精粉原材料在上真空室采用感应加热预热到1300-1800℃，预热后的石墨前驱体精粉原材料采用螺旋定量输送器直接输送到高温铁水中，然后将铁水和石墨前驱体精粉的液固两相混合物料一起加热到1650-2150℃的高温区间(ht)，并在此(ht)高温区间对液固混合物料进行分散加工，主活塞作可控的上下位移运动，利用主活塞底面固定的多组石墨棒对液固两相混合物料起到强制流动和局部剪切功能；在(ht)高温区间，采用主活塞将石墨前驱体精粉压制浸没在高温铁水中进行高温孕育的总时间介于30-180分钟；
7、step3，对石墨前驱体精粉在低温铁水中进行低温孕育及上浮排料，将经过高温孕育后的石墨前驱体精粉和铁水的混合物在保持压制的液固混合物状态下，一起降温到1300-1550℃的低温区间(lt)，并在此低温区间利用低温铁水进行低温孕育，总时间介于30-180分钟，随后将主活塞上移，将实现低温孕育后的人造石墨粉体自然上浮到铁水的液面以上；将排料用的惰性气体从上真空室的充气阀导入，经过锥形石墨料仓内部及其螺旋定量输送器，经过预热后的高温惰性气体作为排料用的气源直接输送进入铁水，然后再从铁水中冒出，使得从铁水中上浮后的人造石墨粉体实现流态化，同时利用负压抽吸方式将上浮后的人造石墨粉体从排料管及其连接的出粉水冷螺旋输送器向外部抽吸，出粉水冷螺旋输送器同时开启主动旋转，实现对人造石墨粉体的机械输送；将人造石墨粉体和输送气体的高温气固混合物在出粉水冷螺旋输送器中进行强制冷却后进入后继的旋风分离器和除尘器中；待石墨坩埚内上浮后的人造石墨粉体实现基本排出炉外以后，向旋风分离器及除尘器中充入惰性气体或保持真空，将主要分布于旋风分离器内部的人造石墨粉体继续冷却至100℃以下排出，低温人造石墨粉体经过后续的颗粒分选，除磁后得到负极材料；
8、step4，继续向铁水中投放下一批的石墨前驱体精粉物料，重复进行上述的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的制造过程。
9、以下对本发明的优势进行进一步阐释。
10、本发明利用1650-2150℃的温度区间采用高温铁水对石墨前驱体精粉进行高温孕育，高温孕育总时间介于30-180分钟，高温孕育的温度和处理时间远低于常规人造石墨所采用的2900-3100℃的高温石墨化温度，可以大大降低辐射热及能量的浪费；本发明的能源利用效率远高于传统的高温石墨化炉的热效率；本发明的方法大幅度降低了石墨化的加工时间，不用二次包覆及二次碳化加热，降低了总体能耗，能够得到高石墨化度和各向同性度佳的新型核壳结构为主的人造石墨负极材料。
11、本发明利用介于1300-1550℃区间的低温铁水对粉体进行低温孕育，低温孕育的总时间介于30-180分钟，通过碳元素在低温铁水中饱和溶解度的降低，从铁水中析出的碳能够在碳素粉体的晶界或者表面实现沉积，利用人造石墨粉体和低温铁水之间的润湿性变差以及二者之间巨大的密度差，在主活塞上移后，简单易行地实现了高低温铁水孕育后的人造石墨粉体从低温铁水中发生上浮和有效分离，不必采用化学腐蚀等后续工序处理工序，本发明采用的铁水仅仅作为工艺介质，基本没有材料损耗，工艺环保，节能，生产成本低，市场竞争力强。
12、本发明的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的投料方法，在真空氛围中采用螺旋定量输送器可控定量地将预热后的石墨前驱体精粉直接送入铁水，工艺简洁高效，不用消耗惰性气体，工艺高效，顺畅；螺旋定量输送器及其石墨套管的尾部插入铁水中，实现生粉和熟粉的有效物理隔离，产品质量可控。
13、本发明的出料采用负压抽吸的气力输送并组合采用外部电机驱动的出粉水冷螺旋输送器的机械输送相结合，将人造石墨粉体和输送气体的高温气固两相混合物在出粉水冷螺旋输送器内部一起充分冷却到300℃以下，再进入收集系统的旋风分离器以及后级的除尘装置，继而气固分离后的输送气体通过真空泵排出，人造石墨粉体截留在旋风分离器内部及除尘器内部；本发明的排料方法避免了单纯负压抽吸气力输送容易产生粉体架桥，堵塞管路等问题，能够在出粉水冷螺旋输送器内部实现充分的热交换和冷却，顺畅高效的实现高温人造石墨粉体的排出。
14、本发明的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的新型装置能够可控高效地向铁水中投送经过预热后的高温石墨前驱体粉料，经过高低温铁水孕育处理，高温气固两相混合物能够可控顺畅排料并实现充分冷却，新型装置能够实现全流程生产流畅，产品质量一致性好，生产效率高，批量生成的产品的克容量高于360mah/g，首次效率大于94％，颗粒外形光滑圆整。
15、附图及其说明
16、说明书附图的图1为本发明的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的新型装置的系统示意图，其中1为储料仓，具备抽真空和充惰性气体功能；2为搅拌桨；3为翻板阀；4为上真空室盖板；5为上真空室炉壳；6为搅拌杆；7为搅拌桨叶(石墨棒)；8为螺旋定量输送器，采用石墨材料制造；9为感应线圈a，通水冷却，用于石墨前驱体精粉的预热；10为导向动密封；11为上下真空室盖板；12为石墨连接板，用于固定主活塞，并将碳纤维编织布的上沿固定在卡槽中，石墨连接板同主活塞的上下升降杆相连接；13为碳纤维编织布；14为压环；15为碳刷固定压板；16为旋转接头；17为驱动电机；18为出粉水冷螺旋输送器；19为上浮后人造石墨粉体；20为石墨坩埚；21为感应线圈b，通水冷却，用于石墨坩埚及其内部物料的加热；22高温铁水；23为下真空炉体；24为耐火砖基础；25为支撑材料；26为保温材料；27为真空阀；28为石墨搅拌棒，固定连接在石墨主活塞的下部；29为主活塞，采用石墨材料制作；30为下碳刷；31为下真空室炉盖；32为上碳刷；33为压板，石墨材料制作；34为主活塞升降杆；35为料仓支撑；36为石墨料仓；37为充气阀；38为轴承及水冷动密封；39为驱动电机；40为水冷驱动杆；41为旋转接头；42为进气阀；43为真空阀。
17、说明书附图的图2为本发明的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的装置出料部分外部零部件的示意图，其中1为出粉水冷螺旋输送器；2为接管2；3为接管3；4为布袋除尘收集系统；5为真空阀；6为真空管道；7为高温蝶阀3；8为真空泵；9为高温蝶阀1；10为高温蝶阀2，11为旋风分离器1；12为旋风分离器2；13为高温蝶阀1；14为接管1。
18、说明书附图的图3为主活塞及其附属的上部碳刷和下部碳刷等零部件的示意图，其中1为上压板，采用石墨材料制作；2为上碳刷；3为主活塞；4为碳刷固定压板；5为下碳刷；6为搅拌棒。
19、说明书附图的图4为进料用的螺旋定量输送器和石墨套筒位于铁水中的部分的局部放大示意图，其中1为螺旋定量输送器；2为上浮后的人造石墨粉体；3为进气孔，排料时用于高温惰性气体向铁水中流通的分布通道；4为石墨套管，5为高温铁水。
1.高低温铁水孕育人造石墨负极材料的装置，其特征在于，装置主要包括：装置上部布置的储料仓，其内部配置有搅拌桨，储料仓的底部配置有翻板阀同下面的上真空室相连接，储料仓的上盖配置有真空阀及充气阀，储料仓的上盖中部布置有驱动电机，用于驱动搅拌桨转动；装置中部布置的是上真空室，上真空室内部配置有对原材料粉体进行缓存并具备感应预热功能的锥形料仓，锥形料仓采用石墨材料制作，锥形石墨料仓的中心配置有搅拌杆，搅拌杆的上部位置配置有连通内外的水冷驱动杆，水冷驱动杆在外部的部分通过旋转接头提供循环冷却水，水冷驱动杆在外部的部分连接驱动电机，水冷驱动杆通过轴承及水冷动密封固定安装于上真空室的盖板上，水冷驱动杆在上真空室的内部同石墨材料制作的搅拌杆相连接并固定；搅拌杆在位于锥形石墨料仓的部位配置具有搅拌功能的桨叶；搅拌杆的下部接近锥形石墨料仓的底部位置，配置有螺旋定量输送器及其石墨套管，螺旋定量输送器采用石墨材料制作，螺旋定量输送器和石墨套管组成类似于单螺杆挤出机，具备向下真空室实现定量输送高温原材料粉体的功能；对原材料粉体进行预热功能的水冷感应线圈a位于锥形石墨料仓的底部和/或石墨套管的外部，在输送原材料粉体之前进行预热，或者在输送原材料粉体的同时采用电磁感应加热方式将原材料粉体预热到1300-1800℃，预热后的原材料粉体采用螺旋定量输送器直接输送进入石墨坩埚内部的铁水中，预热后的原材料粉体便于同铁水发生快速润湿及分散，能够较快地进行高温孕育处理工序，螺旋定量输送器及其石墨套管的尾端直接浸泡在铁水中，实现所有未经处理的原材料粉体必须先经过铁水的接触实现表面高活性碳原子的熔蚀之后才能到达铁水的上部空间；装置的下部布置有同上真空室连接的下部真空炉主体，即下真空室，上下真空室之间气氛连通，共用一套真空系统；下真空室的内部配置有石墨坩埚及其保温层，保温层的外圈配置有对石墨坩埚内部的物料进行电磁感应加热及控温的水冷感应线圈b，石墨坩埚内部配置有与石墨坩埚同心的石墨材料制成的主活塞，主活塞的下部带有多组石墨棒，通过主活塞的上下位移运动，实现将原材料粉体机械分散在铁水中的功能，通过主活塞的上下位移及高度控制，还能够控制粉体在铁水中处于压制浸泡状态或者实现从铁水中上浮的状态，主活塞的上部连接配置有上下位移控制系统，主活塞与石墨坩埚内壁之间的配合间隙采用固定安装在主活塞下部的柔性碳纤维刷作为下部的第一级透气防尘密封，主活塞的中心孔内部配置输送原材料粉体的螺旋定量输送器及其石墨套管，石墨套管的外壁和主活塞的中心孔的内壁之间的配合间隙，采用固定在主活塞上部的柔性碳纤维刷作为上部的第一级的透气防尘密封，主活塞的上部和石墨坩埚的上部之间采用柔性碳纤维布进行第二级的透气防尘密封，防止石墨坩埚中处理的粉体通过气流的带动泄露到石墨坩埚的外部；石墨坩埚的侧壁开有排料孔以及倾斜向上的石墨材料制作的排料管，排料管和排料用的出粉水冷螺旋输送器相连接，用于将上浮后的人造石墨粉体向炉外排料；倾斜向上的石墨排料管，其高度和倾斜度可以防止铁水进入出粉水冷螺旋输送器的内部；排料采用负压抽吸的气力输送并组合采用出粉水冷螺旋输送器的机械输送相结合；排料用的惰性气体从上真空室的充气阀导入，经过锥形料仓内部及其连接的螺旋定量输送器预热，预热后的高温惰性气体作为排料用的气源首先进入铁水中，然后再从铁水中冒出；石墨排料管处由于外部水环真空泵的负压抽吸形成低压力，与铁水中冒出的高温惰性气体二者之间形成压差，对上浮后的人造石墨粉体形成定向气力输送；气固两相混合物进入排料管及其连接的出粉水冷螺旋输送器，经过出粉水冷螺旋输送器的壁面的强力热交换，人造石墨粉体和输送气体的气固两相混合物在出粉水冷螺旋输送器内部一起冷却到300℃以下，再进入收集系统的旋风分离器以及后级的除尘装置，气固分离后的气体通过真空泵排出，人造石墨粉体截留在旋风分离器内部及除尘器内部，继续冷却到100℃以下，然后排出，在常压大气气氛中经过后续的振动筛或者气流分级进行粒径筛洗，并除去磁性异物，即可作为成品人造石墨负极材料。
2.根据权利要求1所述的高低温铁水孕育人造石墨负极材料的装置，采用该装置进行高低温铁水孕育人造石墨负极材料的制造方法，其特征在于，主要包括以下步骤：
