CN211953700U - 一种负极材料连续碳化炉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种负极材料连续碳化炉装置，包括依次设置的预热腔、碳化腔、冷却腔，预热腔和碳化腔内设有螺旋输送杆，将预热腔的负极材料依次送入碳化腔、冷却腔，冷却腔连通有进风管和出风管，进风管和出风管分别连通有惰性气体供给装置和气体收集装置，进风管上设有鼓风机。

Description

一种负极材料连续碳化炉装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产技术领域，具体涉及一种负极材料连续碳化炉装置。

背景技术

碳化是锂电池负极材料生产环节必不可少的工序。负极材料一般粉体，其碳化工艺分为几个阶段，依次是：预热、高温碳化、冷却三个阶段。

负极材料碳化阶段中，冷却效果直接影响负极材料的质量，若冷却装置达不到工艺要求，负极材料会发生氧化，这主要体现在两点：一是出炉的负极材料要冷却到一定温度，使得其排出炉膛后不会在空气中发生氧化。二是在冷却过程中，负极材料不能与空气接触，否则会发生氧化。

现有技术中，负极材料是在碳化炉的冷却腔中进行冷却的，主要冷却方式是热交换，在冷却腔壁上设有冷媒腔，使得负极材料与冷媒进行热交换实现冷却，这样的冷却方式，效率比较低，冷却周期长。同时，由于冷却腔内的负极材料必然是堆积的，因此会出现冷却不均匀的情况，即堆积的负极材料较外部温度低一些，堆积的负极材料内部温度高一些，就导致出炉时，负极材料的温度不一定全部达标，使得负极材料的质量不够稳定。

实用新型内容

本实用新型目的在于提供一种负极材料连续碳化炉装置，通过对其冷却腔的冷却结构进行改进，使得冷却均匀，同时热交换效率高，冷却速度快，大大减少了冷却时间。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案如下：

一种负极材料连续碳化炉装置，包括依次设置的预热腔、碳化腔、冷却腔，预热腔和碳化腔内设有螺旋输送杆，将预热腔的负极材料依次送入碳化腔、冷却腔，冷却腔连通有进风管和出风管，进风管和出风管分别连通有惰性气体供给装置和气体收集装置，进风管上设有鼓风机。

作为一种优选方式，预热腔内悬挂的冷媒盘管。

作为一种优选方式，冷却腔和碳化腔通过连通口连通，连通口处设有封隔板，封隔板在驱动装置的控制下挡住或不挡住连通口。

作为一种优选方式，出风管前端设有振动筛组件，振动筛组件中的振动筛目数小于负极材料的目数。

附图说明

图1为本实用新型的剖视图。

图2为振动筛组件的结构示意图。

其中，附图标记如下所示：

1-预热腔，2-碳化腔，3-冷却腔，4-投料仓，5-螺旋输送杆，6-封隔板，7-电动推杆，8-冷媒盘管，9-进风管，10-出风管，11-鼓风机，12-支架，13-滤网，14-外框，15-弹簧，16-支撑座，17-导向块，18-凸轮，19-电机。

具体实施方式

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种负极材料连续碳化炉装置，下面结合实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施例1

现有技术中，不同结构的连续碳化炉有不同的负极材料从一个工艺段到另一工艺段的传输方式，负极材料一般是碳粉、石墨粉等。最传统的是，将负极材料装载在坩埚中，然后将坩埚放置在小车上，在碳化炉中设有轨道，小车在轨道上运动，从而带动负极材料从预热段-碳化段-冷却段。但是由于坩埚的装卸劳动强度较大，因此，近年来有新的连续碳化炉结构，其采用螺旋输送的方式，将负极材料从一个工艺段传输到下一工艺段，因为采用螺旋输送的方式，因此，只需要在预热段直接投料即可（一般投入制成球状的材料），减少了装卸坩埚的流程。

如图1所示，一种负极材料连续碳化炉，与现有技术一样，包括炉体，炉体内依次设有之间相连通的预热腔1、碳化腔2和冷却腔3。连续碳化炉可以为卧式也可以为立式，本实施例中，以立式为例。

与现有技术相同，预热腔1顶部设有投料仓4用于投入制球状的负极材料，在预热腔1和碳化腔2内共同设有螺旋输送杆5，通过螺旋输送杆5转动，将负极材料从预热腔1送往碳化腔2。

与现有技术一样，预热腔1和碳化腔2设有加热装置，对负极材料进行预热和高温碳化。现有技术中，加热装置为燃气加热装置或电热装置，本实施例中，优选为电热装置。

在冷却腔3下部连通有水平设置的进风管9的一端，进风管9的另一端连接惰性气体提供装置，在进风管9上设有鼓风机11，帮助惰性气体以吹风形式进入冷却腔3中，在冷却腔3上部连接有出风管10的一端，出风管10另一端与气体回收装置连接。

在冷却腔3中通过支架12挂设有冷媒盘管8，使得冷媒盘管8与冷却腔3底部有间距，这是为了便于取出产品，一般冷却腔3的下部开设有仓门，用于将沉降在冷却腔3底部的负极材料取出。冷媒盘管8的两端伸出冷却腔3与冷媒循环冷却装置连通。冷媒循环装置为常见结构，比如空调系统就具有这样的结构，为现有技术，本实施例不作详细说明。

本实施例的基本原理是，完成碳化工艺的负极材料被送往冷却腔3，粉末状的负极材料往冷却腔3下部落，冷却腔3下部连接的进风管9送入惰性气体，且由于鼓风机11的存在，惰性气体以吹风的方式进入冷却腔3，使得粉末状的负极材料被吹散，飘在冷却腔3中，由于负极材料被吹散不存在堆积情况了，因此，整个负极材料都在冷却腔3中与惰性气体热交换，因此就避免了冷却不均匀现象的出现。同时冷却腔3内还设有用于热交换冷却的冷媒盘管8，被吹散的负极材料在冷却腔3中流动，可直接与冷却腔3内部的冷媒盘管8接触，从而冷却效率更高，盘管的结构也大大的增加了接触面积，进一步提高冷却效率。因此，本实施例中，通过氩气将负极材料吹散后与氩气和冷媒盘管8进行热交换，冷却效率更高，且冷却均匀，从而解决了现有技术的问题。

本实施例中，为了实现上述原理，还有以下细节设计。

作为一种优选方式，本实施例中，冷却腔3与碳化腔2之间通过连通口连通，连通口处设有封隔板6，封隔板6在驱动装置的作用下控制遮挡连通口或不遮住连通口。优选的，封隔板6为两块，其分别位于连通口上方，当两个封隔板6的一侧相贴时，则位于连通口下方，堵住连通口。两个封隔板6的另一侧连接有电动推杆7的推杆端，电动推杆7的电机19部分位于冷却腔3外，进一步的，封隔板6位于连通口下方，且位于冷却腔3内。封隔板6顶部与冷却腔3内顶壁紧贴，冷却腔3内顶壁设有横向的导向槽，封隔板6顶部设有导向块，导向块位于导向槽内，用于辅助封隔板6直线往复运动。当两个封隔板6在电动推杆7的作用下，一侧相互紧贴时，挡住连通口。当两个封隔板6在电动推杆7的作用下，之间距离变远时，不遮住连通口。

螺旋输送杆5的末端位于碳化腔2中，而负极材料从碳化腔2转移到冷却腔3依靠螺旋输送杆5的推力及上述连通口不被封隔板6遮住。

作为一种优选方式，本实施例中，气体收集装置还可以通过热交换形式对惰性气体进行冷却，优选为，气体收集装置内壁设有冷媒管道，冷媒管道与冷媒循环冷却装置连通。为了使得惰性气体也可以循环使用，气体收集装置与惰性气体提供装置连通。本实施例中惰性气体提供装置和气体收集装置可以为同一部件。从而使得氩气循环使用。

由于本实施例中的结构，惰性气体以吹风形式进入冷却腔3，然后从出风管10排出，因此，难免会出现负极材料随着惰性气体进入出风管10排出的问题，为了解决这个问题，出风管10连接冷却腔3的一端设有振动筛组件，振动筛的筛网目数小于负极材料的目数，阻挡负极材料跟随惰性气体进入出风管10中，且由于振动，可以避免负极材料堵塞筛网的情况发生。

作为一种优选方式，上述进风管9位于冷却腔3下部偏前侧的位置，出风管10位于冷却腔3上部偏后侧的位置，两者错开。

作为一种优选方式，振动筛组件包括振动筛、凸轮18组件、弹簧15。振动筛包括外框14和位于外框14内的滤网13，滤网13目数小于负极材料目数，使得其无法通过。在冷却腔3内壁、出风管10下方设有支撑座16，支撑座16上设有凹槽，振动筛下部位于凹槽内、且其底部与凹槽之间设有弹簧15。振动筛在凸轮18组件和弹簧15的共同作用下，上下往复运动，实现震动。

凸轮18组件包括凸轮18杆和套接在凸轮18杆上、跟随转动的凸轮18。凸轮18组件错开上述电动推杆7及封隔板6设置。凸轮18杆一端可旋转固定在冷却腔3内壁，另一端可旋转固定在冷却腔3内的支架12上，并在电机19带动下旋转。电机19带动凸轮18偏心转动，提供动力给振动筛振动。

作为一种优选方式，冷却腔3内壁开设有竖直的导向槽，振动筛上部设有导向块17，导向块17位于导向槽中。

本实用新型的工作原理是：工人通过投料装置将负极材料投入进料仓，进料仓进入预热腔1预热，并在螺旋输送杆5的作用下，输送到碳化腔2进行高温碳化，然后再通过螺旋输送杆5将负极材料送入冷却腔3冷却，由于连续碳化，送入完毕后，封隔板6封住连通口，将碳化腔2与冷却腔3分离，碳化腔2进行高温作业，而冷却腔3冷却作业，冷却过程如上所述，依靠吹入的惰性气体，使得负极材料与冷却盘管进行更均匀且更快的热交换。出风管10的振动筛组件在冷却过程持续振动工作，冷却完毕，则冷媒盘管8构成的循环冷却装置停止工作、鼓风机11停止工作，使得负极材料再次沉降在冷却腔3底部，便于取出。

按照上述实施例，便可很好地实现本实用新型。值得说明的是，基于上述结构设计的前提下，为解决同样的技术问题，即使在本实用新型上做出的一些无实质性的改动或润色，所采用的技术方案的实质仍然与本实用新型一样，故其也应当在本实用新型的保护范围内。

Claims (4)

1.一种负极材料连续碳化炉装置，包括依次设置的预热腔、碳化腔、冷却腔，预热腔和碳化腔内设有螺旋输送杆，将预热腔的负极材料依次送入碳化腔、冷却腔，其特征在于：冷却腔连通有进风管和出风管，进风管和出风管分别连通有惰性气体供给装置和气体收集装置，进风管上设有鼓风机。

2.根据权利要求1所述的一种负极材料连续碳化炉装置，其特征在于：预热腔内悬挂的冷媒盘管。

3.根据权利要求1所述的一种负极材料连续碳化炉装置，其特征在于：冷却腔和碳化腔通过连通口连通，连通口处设有封隔板，封隔板在驱动装置的控制下挡住或不挡住连通口。

4.根据权利要求1所述的一种负极材料连续碳化炉装置，其特征在于：出风管前端设有振动筛组件，振动筛组件中的振动筛目数小于负极材料的目数。

Images