CN111442647A - 用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及盾体制造技术领域，具体涉及一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，包括坩埚以及导热电极，所述坩埚设置为竖向；导热电极设置在所述坩埚内部，且与所述坩埚的壁面接触或紧邻，所述导热电极与坩埚内的负极材料接触且用于加热负极材料。本发明的石墨化炉用坩埚能使负极材料加热均匀，加热时间短，坩埚大型化突破现有坩埚Φ600以下的极限，可解决Φ600以上的坩埚由外向内传热慢且坩埚心部温度低、外部高的弊端。
Description
技术领域
本发明涉及坩埚制造技术领域，具体涉及一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚。
背景技术
石墨化炉主要用于石墨粉料提纯等高温处理。它的使用温度高达2800℃。生产效率高，节能省电。负极材料是指电池中构成负极的原料，石墨化炉内的负极材料装在坩埚内，通过坩埚外的电阻料加热坩埚内的负极材料，传统石墨坩埚是以石墨化焦或煅后石墨焦制成的圆型坩埚或方型坩埚。现有Φ400, Φ500，Φ600，高度为800-1200之间的石墨坩埚的传热过程为，由碳制电阻料发热传递到石墨坩埚内的负极材料，是由外向内的一种传热过程，传热慢且不均匀、心部温度低，且限制了坩埚向大向高的发展，所以需要发明一种新型坩埚结构以解决前述问题。
发明内容
本发明的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，能使负极材料加热均匀，加热时间短，坩埚大型化突破现有坩埚Φ600以下的极限，可解决Φ600以上的坩埚由外向内传热慢且坩埚心部温度低、外部高的弊端。
为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：
一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，包括坩埚以及导热电极，所述坩埚设置为竖向；导热电极设置在所述坩埚内部，且与所述坩埚的壁面接触或紧邻，所述导热电极与坩埚内的负极材料接触且用于加热负极材料。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述导热电极设置为电极棒，所述电极棒的两端与所述坩埚的壁面连接，所述坩埚内布置有多条所述电极棒。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述电极棒的两端插入设置在坩埚壁面上的连接孔内，所述连接孔的孔壁与电极棒之间设有密封材料。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述电极棒为圆柱形电极棒或方柱形电极棒。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述导热电极设置为竖向电极板，多块竖向电极板竖直连接在所述坩埚内。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述竖向电极板的下端与坩埚的底部连接，上端与坩埚的上端平齐，以将坩埚分为多个区间。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述导热电极设置为横向电极板，多块横向电极板作为隔板将坩埚内的负极材料间隔为多层，所述横向电极板的侧壁与所述坩埚的内壁紧邻。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述横向电极板侧壁与所述坩埚的内壁相距1mm。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述坩埚为空心圆柱形坩埚或空心方柱形坩埚。
进一步地，在上述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚中，所述导热电极为碳材料电极。
本发明的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的有益效果：
1、使用本发明的石墨坩埚后，石墨化炉通电加热方式由外部电阻料通电加热坩埚内负极材料，变成外部电阻料通电加热石墨坩埚内负极材料和石墨坩埚内部电极通电加热石墨坩埚内负极材料的加热方式，使坩埚内部的负极材料加热均一并加热时间缩短20%，并节约电能10%；
2、使用本发明坩埚，可以突破现有坩埚Φ600以下的极限，可使用Φ600以上或600*600以上的大型坩埚，并能解决由外向内传热慢，不均一的缺点，使大型坩埚内部负极材料均一性不好的问题得到解决，同一炉子小型坩埚数量多，使用本发明的坩埚后，可以通过增大坩埚尺寸，使同一炉子内坩埚数量大幅减少，能够降低工人劳动强度、增加生产效率。
附图说明
图1是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的俯视半剖结构示意图之一。
图2是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之一。
图3是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之二。
图4是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的俯视半剖结构示意图之二。
图5是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之三。
图6是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之四。
图7是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的俯视半剖结构示意图之三。
图8是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之五。
图9是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的俯视半剖结构示意图之四。
图10是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之六。
图11是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的俯视半剖结构示意图之五。
图12是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之七。
图13是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的俯视半剖结构示意图之六。
图14是根据本发明实施例的用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚的主视半剖结构示意图之八。
图中：101是空心圆柱形坩埚，102是空心方柱形坩埚，201是圆柱形电极棒，202是方柱形电极棒，203是竖向电极板，204是横向电极板。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体的实施方式对本发明的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚做更加详细的描述。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、 “外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
参见图1-图14，本实施例公开了一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，包括坩埚以及导热电极，坩埚设置为竖向；导热电极设置在坩埚内部，且与坩埚的壁面接触或紧邻，导热电极与坩埚内的负极材料接触且用于加热负极材料。常规的石墨化炉的通电加热方式是由炉体两端的电极通电，然后由外坩埚部电阻料通电加热坩埚内负极材料，本申请通过在坩埚内设置导热电极，并使导热电极的电阻小于负极材料的电阻，导热电极的导电传热速率大，能够使石墨化炉通电加热方式由外部电阻料通电加热坩埚内负极材料，变成外部电阻料通电加热石墨坩埚内负极材料和石墨坩埚内部电极通电加热石墨坩埚内负极材料的加热方式，然后进一步使坩埚内的电极均匀布置，能使负极材料加热均匀，加热时间短，传统坩埚石墨化炉送电时间为40-60小时，使用本发明的坩埚可缩短送电时间20%，并节约电能10%，可解决Φ600以上的坩埚由外向内传热慢且坩埚心部温度低、外部高的弊端，使坩埚内部负极材料均一性好，从而使坩埚大型化能够突破现有坩埚Φ600以下的极限。
本实施例中，可选地，坩埚内的导电电极可以设置为多种形式，本实施例中优选可以设置为以下几种：
导电电极的第一种可选的实施方式为：导热电极设置为电极棒，电极棒的两端与坩埚的壁面连接，坩埚内布置有多条电极棒，优选地，电极棒的两端插入设置在坩埚壁面上的连接孔内，连接孔的孔壁与电极棒之间设有密封材料，电极棒的两端与坩埚外的电阻料接触，从而使电极棒导电，电极棒可以从上到下在坩埚内均布设置，能够使坩埚内的负极材料加热更均匀。
本实施例中，具体地，电极棒为圆柱形电极棒或方柱形电极棒，优选为圆柱形电极棒，方便在坩埚上加工放置电极棒的连接孔，如图1-2所示，为在空心方柱形坩埚内设置方柱形电极棒，如图1和图3所示，为在空心方柱形坩埚内设置圆柱形电极棒，如图4和图5所示，为在空心圆柱形坩埚内设置方柱形电极棒，如图4和图6所示，为在空心圆柱形坩埚内设置圆柱形电极棒。
导电电极的第二种可选的实施方式为：导热电极设置为竖向电极板，多块竖向电极板竖直连接在坩埚内，竖向电极板的两侧与坩埚内壁接触从而导电，优选地，竖向电极板的下端与坩埚的底部连接，上端与坩埚的上端平齐，多块竖向电极板在坩埚内均布，以将坩埚分为多个竖向区间，从而使坩埚内的负极材料能够从上到下与竖向电极板均匀接触，能使负极材料被均匀加热，如图7和图8所示，为在空心方柱形坩埚内设置竖向电极板，如图9和图10所示，为在空心圆柱形坩埚内设置竖向电极板。
导电电极的第三种可选的实施方式为，导热电极设置为横向电极板，多块横向电极板作为隔板将坩埚内的负极材料间隔为多层，横向电极板的侧壁与坩埚的内壁紧邻从而能够导电，使用时，先在坩埚底部放一层负极材料，然后在负极材料上概述横向电极板，然后再放一层负极材料，再放横向电极板，以此类推，最上层的负极材料无需再放横向电极板，等负极材料加热完成后，可使用吸盘将横向电极板吸出；优选地，横向电极板侧壁与坩埚的内壁相距1mm，既能保证横向电极板能够放入坩埚内，又使横向电极板的侧壁与坩埚的内壁足够近能够导电加热负极材料，如图11和图12所示，为在空心方柱形坩埚内放置横向电极板，如图13和图14所示，为在空心圆柱形坩埚内放置横向电极板。
本实施例中，优选地，导热电极为碳材料电极，能够与坩埚和坩埚外的电阻料电阻相当，同时也大于负极材料的电阻，能够使负极材料受热更均匀。
除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本申请说明书以及权利要求书中如使用“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，如使用“一个”或者“一”等类似词语也不必然表示数量限制。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
上文中参照优选的实施例详细描述了本发明的示范性实施方式，然而本领域技术人员可理解的是，在不背离本发明理念的前提下，可以对上述具体实施例做出多种变型和改型，且可以对本发明提出的各技术特征、结构进行多种组合，而不超出本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，包括：
坩埚，其设置为竖向；以及
导热电极，其设置在所述坩埚内部，且与所述坩埚的壁面接触或紧邻，所述导热电极与坩埚内的负极材料接触且用于加热负极材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述导热电极设置为电极棒，所述电极棒的两端与所述坩埚的壁面连接，所述坩埚内布置有多条所述电极棒。
3.根据权利要求2所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述电极棒的两端插入设置在坩埚壁面上的连接孔内，所述连接孔的孔壁与电极棒之间设有密封材料。
4.根据权利要求2所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述电极棒为圆柱形电极棒或方柱形电极棒。
5.根据权利要求1所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述导热电极设置为竖向电极板，多块竖向电极板竖直连接在所述坩埚内。
6.根据权利要求5所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述竖向电极板的下端与坩埚的底部连接，上端与坩埚的上端平齐，以将坩埚分为多个区间。
7.根据权利要求1所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述导热电极设置为横向电极板，多块横向电极板作为隔板将坩埚内的负极材料间隔为多层，所述横向电极板的侧壁与所述坩埚的内壁紧邻。
8.根据权利要求7所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述横向电极板侧壁与所述坩埚的内壁相距1mm。
9.根据权利要求1-8任一条所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述坩埚为空心圆柱形坩埚或空心方柱形坩埚。
10.根据权利要求1-8任一条所述的一种用于负极材料高温提纯的石墨化炉用坩埚，其特征在于，所述导热电极为碳材料电极。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN113501717A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-15 | 常州富烯科技股份有限公司 | 用于石墨化炉的石墨坩埚及其制备石墨烯导热膜的方法 |
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2020
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| CN113501717A (zh) * | 2021-07-22 | 2021-10-15 | 常州富烯科技股份有限公司 | 用于石墨化炉的石墨坩埚及其制备石墨烯导热膜的方法 |
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