CN205619759U - 一种锂离子电池正负极材料烧结用气氛可调燃气窑炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子正负极材料烧结用气氛可调燃气窑炉，包括有炉体、燃气加热温控系统、物料输送装置、气氛（发生）控制系统，炉体内部有分散的燃气加热元件和强制的导流装置。通过增加强制导流风机来优化窑炉中的温度均匀性和气氛一致性。采用燃气加热大大降低能耗，并利用燃气燃烧产物提供烧结所需气氛，利用强制导流解决了窑炉烧结中温度均匀性和气氛不一致的问题，有效提高产品的质量、降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种窑炉，更具体的是涉及一种可用于制备锂离子电池正负极材料气氛保护的窑炉。
背景技术
随着新能源汽车的发展，对动力锂离子电池的要求不断提高，需求量也不断加大。与之相关的则是对电池材料及其生产设备的要求也不断提高，对成本控制也提出更高要求。
现有的锂电池正负极材料烧结大部分在推板窑或辊道窑上进行，以电为加热方式，同时不同的材料需要不同的气氛保护，如碳负极和磷酸铁锂正极材料需要惰性气体保护，而反过来三元材料反而需要在空气氛围或者氧气氛围中。
采用以电为加热方式，烧结所需气氛必须独立为一个单独系统，设备设计和成本投入高。同时以电为加热方式在能耗成本上远高于以燃气。
因此，如何研究出一种单位能耗成本低，温度均匀性强，烧结气氛可调，炉膛气氛一致性高，通用性强的窑炉成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
本实用新型针对背景中的问题，提供了一种锂离子电池正负极材料烧结窑炉，单位能耗成本低，烧结气氛可调，温度均匀性强，通用性强，使用该窑炉能大大提高了产品的质量与产能，节省单位能耗成本。
为了实现上述目的，本实用新型技术方案如下：
一种锂离子电池正负极材料烧结用气氛可调燃气窑炉，包含有炉体、燃气加热控温系统、物料输送装置、气氛（发生）控制系统。
上述的一种锂电池正极材料烧结窑炉中，所述的窑炉炉体的出入口各有一个真空置换室，物料进（出）炉体前先通过真空置换室，抽真空后通入烧结所需保护气氛。
上述的一种锂离子电池正负极材料烧结窑炉中，炉体内部安装燃气加热控温系统，加热控温系统包括燃气加热元件、控温装置和强制导流风机，燃气加热为间接加热。
优选的，所述炉体内加热区每0.8米为一个温区，每一个温区上下炉壁各配置一套燃气加热元件、轴向强制导流风机和控温装置。
所述燃气加热元件包括烧嘴、与烧嘴出口连接的加热管，所述烧嘴进气口连接有燃气管道和助燃气管道。
所述控温装置包括测温热电偶、与测温热电偶连通的控温热电偶，所述控温热电偶与烧嘴控制阀门连通；每个温区上下加热室各配置一支控温热电偶、炉膛内配置一支测温热电偶。
上述的一种锂离子电池正负极材料烧结窑炉，所述的气氛（发生）控制系统设置在炉体外部，其是指通过控制燃气燃烧过程中的空气（或者氧气）和燃气比例来得到所需要的燃烧产物，或者直接通入空气（或者氧气），所得到的燃烧产物或者直接通入空气（或者氧气）经过净化后通入炉膛提供烧结所需的保护气氛。
优选的，所述的气氛（发生）控制系统包括控制阀门、净化装置和氧含量分析仪，所述控制阀门安装在上述燃气进气管道和助燃气进气管道上，所述净化装置一端与喷嘴尾气出口连接， 另一端与炉膛入口连接。所述氧含量分析仪安装在净化装置与炉膛连接端。
进一步的，所述燃气加热所用燃气为天然气、煤制气、液化气中的一种或者几种。
进一步的，所述物料输送装置输送方式为推板、辊道或者网带。
本实用新型有益效果：
本实用新型所提供的锂离子电池正负极材料烧结窑炉，与现有相关窑炉相比，优化了炉体结构、降低了单位能耗成本和设计成本、提高炉膛温度均匀性和气氛一致性、提升了窑炉的通用性，使用本窑炉烧结的产品质量能获得大的提高，降低生产成本。
附图说明
图1为实施例中炉体结构图。
图2为实施例中炉膛的剖面图。
图中：1、烟囱，2、净化器，3、净化后气体入口，4、烧嘴尾气出口，5、燃气管道，6、助燃气管道三通，7、入口，8、管道，9、真空置换室，10、炉膛，11、闸钵，12、外接惰性气体管道，13、强制导流风机，14、测温热电偶，15、烧嘴加热管，16、烧嘴，17、控温热电偶，18、控温热电偶。
具体实施方式
本实用新型是为本领域提供一种改进的用于锂离子电池正负极材料烧结的窑炉，以下通过附图和实施例具体说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
实施例：
本实用新型的一种锂离子电池正负极材料烧结用气氛可调燃气窑炉包括炉体、燃气加热控温系统、物料输送装置、气氛（发生）控制系统。
如图2所示为炉体内温区燃气加热控温系统， 每个温区各配置一套燃气加热元件、轴向强制导流风机13和控温装置。每个温区配备三支热电偶，上下加热室各配置一支控温热电偶17、控温热电偶18、炉膛内配置一支测温热电偶14，控温热电偶与烧嘴控制阀门连通，控制烧嘴的加热时间。燃气加热元件包括烧嘴16、与烧嘴出口连接的烧嘴加热管15。
如图1所示为炉体外部结构图，炉体顶部安装有烟囱1，炉体的出入口各设有一个真空置换室9，粉体物料放闸钵11内，在进（出）炉体前先通过真空置换室，抽真空后进入炉膛10内烧结，通入烧结所需保护气氛。
气氛（发生）控制系统设置在炉体侧面，该系统包括控制阀门、净化器2和氧含量分析仪，控制阀门安装在烧嘴燃气管道5上。氧含量分析仪安装在净化装置与炉膛连接端，控制阀门控制每个烧嘴燃气燃烧过程中的空气和燃气比例，使其燃烧产物为二氧化碳和水，所得到燃烧产物，经烧嘴尾气出口4出来后，通过净化器2除去水分和其他有害物质后，再通过净化气体入口3通入炉膛，为烧结提供所需的保护性气氛。必要时可通过外接惰性气体管道12通入其他惰性气体（N2 Ar等）。
另外，经过净化后的气体还可通过管道8和入口7进入真空置换室9，为真空置换室提供抽真空气体，实现资源的重复利用。
Claims (10)
1.一种锂离子正负极材料烧结用气氛可调燃气窑炉，其特征在于：所述窑炉包括有炉体、燃气加热控温系统、物料输送装置、气氛控制系统；所述物料输送装置与炉体入口连接，所述炉体出入口各设有一个真空置换室，炉体内部设有燃气加热控温系统，炉体外部设有气氛控制系统。
2. 根据权利要求1所述的窑炉，其特征在于：所述燃气加热控温系统包括燃气加热元件、控温装置和强制导流风机。
3.根据权利要求2所述的窑炉，其特征在于：所述炉体内加热区每0.8米为一个温区，每一个温区上下炉壁各配置一套燃气加热元件、轴向强制导流风机和控温装置。
4.根据权利要求2或3所述的窑炉，其特征在于：所述燃气加热元件包括烧嘴、与烧嘴出口连接的加热管，所述烧嘴进气口连接有燃气管道和助燃气管道。
5.根据权利要求3所述的窑炉，其特征在于：所述控温装置包括测温热电偶、与测温热电偶连通的控温热电偶，所述控温热电偶与烧嘴控制阀门连通；每个温区上下加热室各配置一支控温热电偶、炉膛内配置一支测温热电偶。
6.根据权利要求1所述的窑炉，其特征在于：所述的气氛控制系统包括控制阀门、净化装置和氧含量分析仪，所述控制阀门安装在上述燃气进气管道和助燃气进气管道上，所述净化装置一端与喷嘴尾气出口连接，
另一端与炉膛入口连接；所述氧含量分析仪安装在净化装置与炉膛连接端。
7.根据权利要求6所述的窑炉，其特征在于：所述净化装置另一端还通过管道与真空置换室连接。
8.根据权利要求4所述的窑炉，其特征在于：所述燃气加热所用燃气为天然气、煤制气、液化气中的一种或者几种。
9.根据权利要求1所述的窑炉，其特征在于：所述物料输送装置输送方式为推板、辊道或者网带。
10.根据权利要求6所述的窑炉，其特征在于：所述气氛控制系统包括惰性气体管道，所述惰性气体管道与炉膛入口连接，该管道上安装有阀门。
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