CN212299961U - 装载锂电池负极材料的耐高温匣钵及窑车 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于负极材料制备技术领域，具体涉及一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，包括外层坩埚、底座和内层坩埚，内层坩埚开口朝上放置在底座上，其内部用于放置锂电池负极材料，内层坩埚的上部开口处盖有密封盖，外层坩埚的内径大于内层坩埚的外径，其倒扣在内层坩埚外部，外层坩埚的下端压在底座上，在外层坩埚与底座的周向接触线外部设置有耐高温沙子，内层坩埚为石墨坩埚或碳制品坩埚。一种装载锂电池负极材料的耐高温窑车，包括窑车主体及装载在窑车主体上的至少一个前述述的装载锂电池负极材料的耐高温匣钵本。本申请密封性能好，传热性能好，不污染负极材料，易于工人操作，能提高生产效率、产品质量和产能。

Description

装载锂电池负极材料的耐高温匣钵及窑车

技术领域

本实用新型属于负极材料制备技术领域，具体涉及一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵及窑车。

背景技术

锂离子电池能量密度大，平均输出电压高，自放电小，没有记忆效应，工作温度范围宽为-20℃～60℃，循环性能优越、可快速充放电、充电效率高达100%，而且输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，被称为绿色电池。锂离子电池主要有正极、负极、电解液、隔膜和集流体等组成。锂电池负极材料目前处于锂离子电池产业中最关键的环节，按锂离子电池成本比例，负极材料占比锂离子电池总成本的25%～28%,相对于锂电池正极材料，负极材料的研究方兴未艾，目前常用的锂电池负极材料主要包括中间相碳微球、天然石墨、人工石墨，其制备过程主要包括材料粉碎、将粉碎的材料在氮气气氛的保护下进行高温碳化、高温石墨化处理、碳化处理或直接包装。

目前锂电池负极材料的高温碳化主要是在氮气保护下的电加热辊道窑中进行，但为了降低生产使用成本，现有技术中也有在隧道窑中进行碳化处理的，申请号为2017208676064的中国使用新型专利公开了一种在隧道窑中装载锂电池负极材料的耐高温窑车，其包括双层结构的匣钵，双层匣钵之间填充有填充材料，外侧匣钵采用耐火材料制作，其可实现在锂电池负极材料在500~1250摄氏度下高温碳化，能够提高生产效率，缩短烧结时间，提高产量。但其还存在以下问题：一是内层匣钵和外层匣钵上部均设有密封上盖，隧道窑中的气体可以通过外层匣钵与其上的密封上盖之间的间隙进入到内层匣钵外部的填充材料内，然后气体有通过内层匣钵与其密封上盖的间隙进入到负极材料的可能性，可能导致负极材料被氧化，质量降低；二是外层匣钵和内层匣钵之间的填充材料会起到保温作用，不利于负极材料的加热；三是直接在内层匣钵的外部填充填充材料，操作、碳化及冷却过程中填充材料很可能会进入到负极材料当中，容易污染负极材料，造成产品质量下降；四是工人在将填充材料填充到内层匣钵和外层匣钵之间时及碳化完成冷却后再清理外层匣钵和内层匣钵之间的填充材料时，填充材料的填充量大且填充空间狭小，工人不易操作且劳动量大，造成生产效率降低；五是隧道窑中的气体可以通过外层匣钵与其上的密封上盖之间的间隙进入到内层匣钵外部的填充材料内，如果填充材料选用石墨粉，在高温环境下石墨粉会被氧化，从而造成填充材料的损耗，另外也能造成石墨材质的内层匣钵被氧化。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述存在的问题和不足，提供一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵及窑车，其通过将外层坩埚倒扣在内层坩埚外部，且在外层坩埚与底座之间的缝隙外部设置沙封，能够将隧道窑中的气体阻挡在外层坩埚外部，密封性能好，外层坩埚和内层坩埚之间没有填充材料，传热性能好，外层坩埚下部的沙封不仅不会污染负极材料，填充沙封时和去除沙封的操作都简单，易于工人操作，能够提高生产效率，可以使用燃气隧道窑碳化负极材料，且隧道窑易于大型化，能够使负极材料的产能大幅提高，负极材料内的挥发性气体可以在隧道窑内燃烧，节能降耗。

为实现上述目的，所采取的技术方案是：

一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，包括外层坩埚、底座和内层坩埚，所述内层坩埚开口朝上放置在所述底座上，其内部用于放置锂电池负极材料，所述内层坩埚的上部开口处盖有密封盖，所述外层坩埚的内径大于所述内层坩埚的外径，其倒扣在所述内层坩埚外部，所述外层坩埚的下端压在所述底座上，在所述外层坩埚与底座的周向接触线外部设置有耐高温沙子，所述内层坩埚为石墨坩埚或碳制品坩埚。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述密封盖为石墨密封盖或碳制品密封盖。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述外层坩埚为耐火材料坩埚。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述底座为耐火材料平板或耐火材料盘。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述耐火材料盘的底部平板状，其周向边缘设有向上延伸的凸沿。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述凸沿内耐高温沙子与凸沿的上端平齐，所述凸沿的高度为30～150mm。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述内层坩埚和外层坩埚之间的间隙为5～30mm。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述内层坩埚的横截面形状为空心方柱形或空心圆柱形，所述外层坩埚的横截面形状为与所述内层坩埚匹配的方形或圆形。

进一步地，在上述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵中，所述耐高温沙子的粒径为0～15mm。

一种装载锂电池负极材料的耐高温窑车，包括窑车主体及装载在所述窑车主体上的至少一个前面任一条所述的装载锂电池负极材料的耐高温匣钵。

采用上述技术方案，所取得的有益效果是：

1、本实用新型通过将外层坩埚倒扣在内层坩埚外部，且在外层坩埚与底座之间的缝隙外部设置沙封，能够将隧道窑中的气体阻挡在外层坩埚外部，避免隧道窑中的气体与内层坩埚接触，避免隧道窑中气体进入负极材料，密封性能好，产品质量高；

2、外层坩埚和内层坩埚之间没有填充材料，避免填充材料起到保温效果，传热性能好，能够提高负极材料高温碳化的效率；

3、在外层坩埚下部的沙封，耐高温沙子不与内层坩埚接触，不会污染负极材料，另外填充沙封是在外层坩埚扣在内层坩埚外部后，在外层坩埚下部一周填充，填充方便，清理沙子是在外层坩埚及内层坩埚移出后清理，清理简单，易于工人操作，能够提高生产效率；

4、由于采用外层坩埚将石墨坩埚或碳制品坩埚与隧道窑内的气体隔绝，可以使用燃气隧道窑碳化负极材料，且隧道窑易于大型化，能够使负极材料的产能大幅提高，是传统电加热辊道窑的5倍，而且负极材料内的挥发性气体可以在隧道窑内燃烧，达到节能降耗的技术效果；

5、外层坩埚设置为耐火材料坩埚，并采用耐高温沙子沙封，能够使锂电池负极材料在1400摄氏度的温度下高温碳化，有效提高生产效率，缩短烧结时间，提高产量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下文中将对本实用新型实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本实用新型的一些实施例，而非将本实用新型的全部实施例限制于此。

图1为根据本实用新型实施例的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵的结构示意图之一。

图2为根据本实用新型实施例的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵的结构示意图之二。

图3为根据本实用新型实施例的一种装载锂电池负极材料的耐高温窑车的结构示意图。

图中序号：100是装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，101是密封盖，102是内层坩埚，103是锂电池负极材料，104是外层坩埚，105是耐火材料盘，106是耐高温沙子，107是耐火材料平板，200是窑车主体。

具体实施方式

下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的示例方案进行清楚、完整地描述。除非另作定义，本实用新型使用的技术术语或者科学术语应当为所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，“第一”、“第二”的表述用来描述本实用新型的各个元件，并不表示任何顺序、数量或者重要性的限制，而只是用来将一个部件和另一个部件区分开。

应注意到，当一个元件与另一元件存在“连接”、“耦合”或者“相连”的表述时，可以意味着其直接连接、耦合或相连，但应当理解的是，二者之间可能存在中间元件；即涵盖了直接连接和间接连接的位置关系。

应当注意到，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。

应注意到，“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系的术语，仅用于表示相对位置关系，其是为了便于描述本实用新型，而不是所指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；当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应的改变。

参见图1-图2，本申请公开了一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，包括外层坩埚、底座和内层坩埚，内层坩埚开口朝上放置在底座上，其内部用于放置锂电池负极材料，内层坩埚的上部开口处盖有密封盖，外层坩埚的内径大于内层坩埚的外径，其倒扣在内层坩埚外部，本实施例中内层坩埚和外层坩埚之间的间隙为5～30mm，间隙中不需要填充填充材料，因此不会起到保温效果，能够使外层坩埚和内层坩埚之间的传热性能好，能提高内层坩埚内部锂电池负极材料的碳化效率，外层坩埚的上端内侧和密封盖之间也有间隙，保证外层坩埚的下端压在底座上，在外层坩埚与底座的周向接触线外部设置有耐高温沙子，能够将隧道窑中的气体阻挡在外层坩埚外部，避免隧道窑中的气体与内层坩埚接触，避免气体通过内层坩埚与密封盖之间的缝隙进入到负极材料里而降低产品质量，密封性能好，另外耐高温沙子不与内层坩埚接触，其不会通过内层坩埚与密封盖之间的缝隙进入到锂电池负极材料里面，避免污染锂电池负极材料，工人也方便在外层坩埚下端外部填充耐高温沙子，清理沙子是在外层坩埚及内层坩埚移出后在底座上清理，清理简单，易于工人操作，能够提高生产效率，内层坩埚为石墨坩埚或碳制品坩埚。

本实施例中，具体地，密封盖为石墨密封盖或碳制品密封盖。

本实施例中，优选地，外层坩埚为耐火材料坩埚，配合耐高温沙子沙封，能够使锂电池负极材料在1400摄氏度的温度下高温碳化，有效提高生产效率，缩短烧结时间，提高产量。

本实施例中，优选地，底座为耐火材料盘，耐火材料盘的底部平板状，其周向边缘设有向上延伸的凸沿，便于盛放耐高温沙子，凸沿内耐高温沙子与凸沿的上端平齐，便于控制沙封高度，具体地，凸沿的高度为30～150mm。在其他实施例中，底座也可以设置为耐火材料平板。

本实施例中，可选地，内层坩埚的横截面形状为空心方柱形或空心圆柱形，外层坩埚的横截面形状为与内层坩埚匹配的方形或圆形。当外层坩埚的横截面形状为空心圆柱形时，外层坩埚的直径为Φ200 mm～1500mm，高度为500mm～2600mm，当外层坩埚的横截面形状为空心方柱形时，外层坩埚的直径为Φ500 mm～1500mm，高度为500mm～2600mm。

本实施例中，可选地，耐高温沙子的粒径为0～2mm或0～5mm或0～10mm或0～15mm，沙子粒度过大，不利于气体密封。

参见图3，本实施例还公开了一种装载锂电池负极材料的耐高温窑车，包括窑车主体及装载在窑车主体上的至少一个前面描述的装载锂电池负极材料的耐高温匣钵。

本文已详细描述了用于实现本实用新型的较佳实施例，但应理解，这些实施例的作用仅在于举例，而不在于以任何方式限制本实用新型的范围、适用或构造。本实用新型的保护范围由所附权利要求及其等同方式限定。所属领域的普通技术人员可以在本实用新型的教导下对前述各实施例作出诸多改变，这些改变均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，包括外层坩埚、底座和内层坩埚，所述内层坩埚开口朝上放置在所述底座上，其内部用于放置锂电池负极材料，所述内层坩埚的上部开口处盖有密封盖，所述外层坩埚的内径大于所述内层坩埚的外径，其倒扣在所述内层坩埚外部，所述外层坩埚的下端压在所述底座上，在所述外层坩埚与底座的周向接触线外部设置有耐高温沙子，所述内层坩埚为石墨坩埚或碳制品坩埚。

2.根据权利要求1所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述外层坩埚为耐火材料坩埚。

3.根据权利要求1所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述密封盖为石墨密封盖或碳制品密封盖。

4.根据权利要求1所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述底座为耐火材料平板或耐火材料盘。

5.根据权利要求4所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述耐火材料盘的底部平板状，其周向边缘设有向上延伸的凸沿。

6.根据权利要求5所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述凸沿内耐高温沙子与凸沿的上端平齐，所述凸沿的高度为30～150mm。

7.根据权利要求1所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述内层坩埚和外层坩埚之间的间隙为5～30mm。

8.根据权利要求1所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述内层坩埚的横截面形状为空心方柱形或空心圆柱形，所述外层坩埚的横截面形状为与所述内层坩埚匹配的方形或圆形。

9.根据权利要求1所述的一种装载锂电池负极材料的耐高温匣钵，其特征在于，所述耐高温沙子的粒径为0～15mm。

10.一种装载锂电池负极材料的耐高温窑车，其特征在于，包括窑车主体及装载在所述窑车主体上的至少一个权利要求1-9任一条所述的装载锂电池负极材料的耐高温匣钵。

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