CN112629247A - 一种锂电池负极材料焙烧炉及焙烧方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池负极材料焙烧炉及焙烧方法，该焙烧炉包括排焦炉和烧结炉，排焦炉包括炉体，炉体内壁通过安装耐火材料内衬形成排焦腔，排焦腔包括互相连通的预热排焦室和加热室，负极材料放置于预热排焦室内，加热室内设置有加热装置，预热排焦室内设置有循环风机，烧结炉设置于排焦炉的出料端，烧结炉的两端分别设置有用于保证烧结炉内气氛的第一置换室和第二置换室，且排焦炉和烧结炉之间设置有用于负极材料自动输送的输送装置。上述锂电池负极材料焙烧炉及焙烧方法工艺简单，设计巧妙；而且有利于节能减排，工艺成本低。
Description
技术领域
本发明属于锂电池负极材料热处理技术，尤其是涉及一种锂电池负极材料焙烧炉及焙烧方法。
背景技术
随着新能源汽车及各种交通工具的普及，新能源锂电池得以广泛的应用，锂电池负极材料的合成及品质保证显得尤为重要；锂电池负极材料隶属粉体材料的范畴。焙烧是在隔离空气和介质保护的条件下，把负极材料按一定的升温速度进行加热的热处理过程。经过焙烧的负极材料械强度稳定，并能显著提高其导热性、导电性和耐高温性，烧结过程是一个复杂的过程，伴随着许多化学变化。
焙烧炉是对负极材料进行烧结热处理的热工设备，现有的锂电池负极材料焙烧炉内一般包括排焦段、升温段、保温段和冷却段，其排焦段的工艺是：在焙烧炉内通入气氛保护气体，沥青在加热过程中进行液化、汽化后排出焙烧炉外，因沥青汽化后含有大量有害气体，故需要在焙烧炉外设置燃烧装置，通过燃烧装置将排焦段产生的气体进行燃烧并净化后再排到大气中。显然现有的锂电池负极材料焙烧炉存在工艺复杂、耗能大和工艺成本高的缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池负极材料焙烧炉，以解决现有技术中锂电池负极材料焙烧炉存在耗能大和工艺成本高的问题。
本发明的另一目的在于提供一种锂电池负极材料焙烧方法，以解决现有技术中锂电池负极材料焙烧方法存在工艺复杂、耗能大和工艺成本高的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂电池负极材料焙烧炉，其包括，
排焦炉，所述排焦炉包括炉体，所述炉体内壁通过安装耐火材料内衬形成排焦腔，所述排焦腔包括互相连通的预热排焦室和加热室，负极材料放置于所述预热排焦室内，所述加热室内设置有加热装置，所述预热排焦室内设置有循环风机，
烧结炉，设置于所述排焦炉的出料端，所述烧结炉的两端分别设置有用于保证烧结炉内气氛的第一置换室和第二置换室，且所述排焦炉和烧结炉之间设置有用于负极材料自动输送的输送装置，
所述负极材料先经排焦炉进行排焦，排焦时预热排焦室内负极材料产生的沥青烟气进入加热室内，所述加热装置对沥青烟气进行加热燃烧形成还原性烟气，还原性烟气由循环风机送至负极材料处，将所述还原性烟气作为负极材料的气氛保护气体和加热源，然后所述输送装置将经过排焦后的负极材料自动输送至烧结炉内进行高温烧结。
进一步的，所述排焦腔内平行间隔设置有两道沿长度方向延伸的隔板，通过两道隔板将排焦腔分隔成三段式结构，包括位于中间的预热排焦室，所述预热排焦室的两侧均设置有加热室。
进一步的，所述预热排焦室与加热室的上部和下部均设置有连通口。
进一步的，所述循环风机设置于所述预热排焦室的顶部，且位于所述负极材料的上方。
进一步的，所述预热排焦室内于所述循环风机的下方设置有引风罩，所述引风罩的出风口位于所述负极材料的正上方。
进一步的，所述烧结炉内沿负极材料输送方向依次设置有快速升温段、保温段和冷却段。
进一步的，所述加热装置采用电加热棒或气体燃烧器的任一种。
进一步的，所述加热室上设置有补氧管和压力调节阀，通过补氧管控制加热室内的含氧量，通过压力调节阀控制加热室内的压力，以利于产生还原性烟气。
一种锂电池负极材料焙烧方法，该锂电池负极材料焙烧方法通过上述锂电池负极材料焙烧炉进行，其包括以下步骤：
输送装置将负极材料自动送入排焦炉进行排焦，具体的排焦工艺包括：加热装置先对负极材料进行加热，使负极材料包覆的沥青汽化，产生的沥青烟气通过进入两侧的加热室，加热装置再对进入加热室内的沥青烟气进行再加热燃烧，在一定的氧含量和压力的控制下，形成主要含CO和CO2的还原性烟气，最后将还原性烟气再送到负极材料处，作为负极材料预热排焦的辅助加热源和气氛保护气体，
将排焦后的负极材料通过输送装置经第一置换室自动送入烧结炉内进行高温烧结。
进一步的，对负极材料预热排焦工序中产生的烟气进行再加热燃烧时，环境气体含氧量控制在100PPM以下，炉压控制在20psi～100psi。
本发明的有益效果为，与现有技术相比所述锂电池负极材料焙烧炉采用外置排焦炉方式，排焦炉通过对负极材料产生的沥青烟气进行再加热和燃烧形成还原性烟气(主要含CO和CO2)，再将还原性烟气送至负极材料处作为其气氛保护气体和加热源。不仅工艺简单，设计巧妙；而且有利于节能减排，工艺成本低。
附图说明
图1是本发明具体实施方式提供的锂电池负极材料焙烧炉的结构示意图；
图2是本发明具体实施方式提供的锂电池负极材料焙烧炉的排焦炉的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。需要说明的是，当部件被称为“固定于”另一个部件，它可以直接在另一个部件上或者也可以存在居中的部件。当一个部件被认为是“连接”另一个部件，它可以是直接连接到另一个部件或者可能同时存在居中部件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1和图2所示，本实施例中，一种锂电池负极材料焙烧炉包括排焦炉1和烧结炉2，排焦炉1位于烧结炉2的前段，即烧结炉2位于排焦炉1的出料端，烧结炉2的两端分别设置有用于保证烧结炉2内气氛的第一置换室3和第二置换室4，且排焦炉1、第一置换室3、烧结炉2和第二置换室4之间设置有用于负极材料自动输送的输送装置5，输送装置5采用输送辊或输送平台的任一种方式，通过输送装置5实现负极材料依次经排焦炉1、第一置换室3、烧结炉2和第二置换室4的输送流转，烧结炉2内沿负极材料输送方向依次设置有快速升温段、保温段和冷却段，当然烧结炉2内也可以根据工艺需求增加或减少烧结功能段。
排焦炉1包括炉体6,炉体6内壁通过安装耐火材料内衬7形成排焦腔8,排焦腔8内平行间隔设置有两道沿长度方向延伸的隔板9，通过两道隔板9将排焦腔8的横截面分隔成三段式结构，包括位于中间的预热排焦室10，预热排焦室10的两侧均设置有加热室11,隔板9的上部和下部均设置有连通口12，以使预热排焦室10的上部和下部与两侧加热室11均相互连通，负极材料通过匣钵13放置于预热排焦室10内的输送装置5上。
炉体6上安装有位于预热排焦室10上部的循环风机14，预热排焦室10内于循环风机14的下方设置有引风罩15，引风罩15位于匣钵13的正上方且其出风口正对匣钵13设置。加热室11内设置有电加热管16，当然也可采用气体燃烧器等其他形式的加热装置，加热室11的底部设置有用于控制加热室11内的含氧量的补氧管17，加热室11的上部设置有用于控制加热室11内压力的压力调节阀18。
工作时，负极材料先进入预热排焦室10内，电加热管18启动，通过循环风机14将热空气引入预热排焦室10对负极材料进行预加热，使负极材料包覆的沥青汽化，产生的沥青烟气通过隔板9底部的连通口12进入两侧的加热室11内，电加热管16对进入加热室11内的沥青烟气进行再加热燃烧，在一定的氧含量和压力的控制下，形成主要含CO和CO2的还原性烟气，燃烧方程式为：CmHn+O2→CO2+CO+H2O,该燃烧过程需控制沥青的碳氢化合物在燃烧后转换为不含氧的烟气，加热室11内再加热燃烧的含氧量控制在100PPM以下，炉压控制在20psi～100psi。循环风机14通过隔板9上部的连通口12将还原性烟气通过引风罩15引入至匣钵13内的负极材料，对负极材料进行加热并作为负极材料的预加热气氛保护气体，如此循环，直至负极材料排焦工序完成。排焦完成后，输送装置5自动将负极材料输送至烧结炉2，通过烧结炉2对负极材料进行烧结定型。
图2中箭头的体现了炉体6内烟气的循转流动过程，循环风机14能够使炉体6内的烟气在预热排焦室10和加热室11之间形成良好的循环流动，有利于负极材料的排焦。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，其包括，
排焦炉，所述排焦炉包括炉体，所述炉体内壁通过安装耐火材料内衬形成排焦腔，所述排焦腔包括互相连通的预热排焦室和加热室，负极材料放置于所述预热排焦室内，所述加热室内设置有加热装置，所述预热排焦室内设置有循环风机，
烧结炉，设置于所述排焦炉的出料端，所述烧结炉的两端分别设置有用于保证烧结炉内气氛的第一置换室和第二置换室，且所述排焦炉和烧结炉之间设置有用于负极材料自动输送的输送装置，
所述负极材料先经排焦炉进行排焦，排焦时预热排焦室内负极材料产生的沥青烟气进入加热室内，所述加热装置对沥青烟气进行加热燃烧形成还原性烟气，还原性烟气由循环风机送至负极材料处，将所述还原性烟气作为负极材料的气氛保护气体和加热源，然后所述输送装置将经过排焦后的负极材料自动输送至烧结炉内进行高温烧结。
2.根据权利要求1所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述排焦腔内平行间隔设置有两道沿长度方向延伸的隔板，通过两道隔板将排焦腔分隔成三段式结构，包括位于中间的预热排焦室，所述预热排焦室的两侧均设置有加热室。
3.根据权利要求1所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述预热排焦室与加热室的上部和下部均设置有连通口。
4.根据权利要求1所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述循环风机设置于所述预热排焦室的顶部，且位于所述负极材料的上方。
5.根据权利要求4所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述预热排焦室内于所述循环风机的下方设置有引风罩，所述引风罩的出风口位于所述负极材料的正上方。
6.根据权利要求1所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述烧结炉内沿负极材料输送方向依次设置有快速升温段、保温段和冷却段。
7.根据权利要求1所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述加热装置采用电加热棒或气体燃烧器的任一种。
8.根据权利要求1所述的锂电池负极材料焙烧炉，其特征在于，所述加热室上设置有补氧管和压力调节阀。
9.一种锂电池负极材料焙烧方法，其特征在于，该锂电池负极材料焙烧方法通过如权利要求1-8任一项所述的锂电池负极材料焙烧炉进行，其包括以下步骤：
输送装置将负极材料自动送入排焦炉进行排焦，具体的排焦工艺包括：加热装置先对负极材料进行加热，使负极材料包覆的沥青汽化，产生的沥青烟气通过进入两侧的加热室，加热装置再对进入加热室内的沥青烟气进行再加热燃烧，在一定的氧含量和压力的控制下，形成主要含CO和CO2的还原性烟气，最后将还原性烟气再送到负极材料处，作为负极材料预热排焦的辅助加热源和气氛保护气体，
将排焦后的负极材料通过输送装置经第一置换室自动送入烧结炉内进行高温烧结。
10.根据权利要求9所述的锂电池负极材料焙烧方法，其特征在于，对负极材料预热排焦工序中产生的烟气进行再加热燃烧时，环境气体含氧量控制在100PPM以下，炉压控制在20psi～100psi。
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| CN115247955A (zh) * | 2021-07-27 | 2022-10-28 | 苏州科尔珀恩机械科技有限公司 | 锂电池正负极材料烧结炉 |
Also Published As
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| CN112629247B (zh) | 2022-01-28 |
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