CN213543231U - 一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，包括钵体和盖设于钵体上方的钵盖，所述钵体包含容置腔，所述钵盖开设有贯通其内外表面的排气孔，所述排气孔呈以钵盖中心为圆心、以钵盖宽度25‑30％为半径均匀排列的圆环状；所述排气孔的总面积占钵盖总面积的20‑25％。本实用新型在钵盖上开设呈圆环状排布的排气孔可以改善装料匣钵烧结过程中排胶速率及反应一致性，提升装料匣钵烧结后中上层、中层、下层物料粒度、比表面积、碳含量、电性能的一致性，提升产品品质；钵盖上的排气孔可以维持匣钵在高温烧结过程中匣钵内外压力平衡，防止高温烧结下匣钵内部发生反应爆炸，使得活性材料的反应更加安全的进行。

Description

一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵

技术领域

本实用新型涉及烧结工具领域，具体是一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵。

背景技术

近年来，新能源汽车行业的火速发展使得锂离子电池的需求量急剧提升，而镍钴锰酸锂和钴酸锂由于结构及含稀有金属钴导致其安全性、使用寿命及成本都不及磷酸铁锂，因此磷酸铁锂正极材料得到迅速的扩展。

磷酸铁锂目前主流的合成方法是碳热还原法，在烧结工序中需要将粉末状的锂源、铁源、磷源、碳源混合物料混合均匀后置于烧结容器-匣钵中，在惰性气氛中高温烧结，但是烧结过程中，碳源、锂源经高温烧结产生大量尾气，现有的封闭式带盖匣钵存在尾气和胶质排出不流畅，高温烧结下匣钵内部发生反应爆炸，烧结后匣钵上层、中层、下层物料粒度、比表、碳含量及电性能存在明显差异，产品一致性不佳等问题；目前市面上还有将匣钵本体侧面设有排气孔的设计，其存在装料时无法与投料口直接对接的问题，而且侧面开孔降低了匣钵的装料量，从而影响产出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，包括钵体和盖设于钵体上方的钵盖，所述钵体包含容置腔，所述钵盖开设有贯通其内外表面的排气孔，所述排气孔呈以钵盖中心为圆心、以钵盖宽度25-30％为半径均匀排列的圆环状；所述排气孔的总面积占钵盖总面积的20-25％。

作为本实用新型进一步的方案：所述排气孔的孔径为30-44mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述排气孔的数量为20-25个。

作为本实用新型进一步的方案：所述钵体和钵盖为矩形。

作为本实用新型进一步的方案：所述钵盖的长度为300-350mm，宽度为300-350mm，厚度为10-20mm。

作为本实用新型进一步的方案：所述钵体和钵盖的材质为莫来石、堇青石、石英或刚玉。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本实用新型的排气孔呈以钵盖中心为圆心、以钵盖宽度25-30％为半径均匀排列的圆环状设置，有助于使匣钵中各个位置、角落的磷酸铁锂原料都能均匀地排烟排胶；排气孔的总面积占钵盖总面积的20-25％，排气孔面积占比达到该数值范围可满足匣钵中烧结的中上层、中层、下层物料的粒度、比表面积、碳含量、电性能的一致性，提升产品品质，又不会降低烧结速率，保证钵盖的机械强度不受影响；钵盖上的排气孔可以维持匣钵在高温烧结过程中匣钵内外压力平衡，防止高温烧结下匣钵内部发生反应爆炸，使得活性材料的反应更加安全的进行；开口向上的钵体在装料时可与投料口直接对接，实现无尘下料。

附图说明

图1为本实用新型俯视图；

图2为本实用新型主视图；

图中：1-钵体、2-钵盖、3-排气孔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，本实用新型实施例中，一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，包括钵体1和盖设于钵体1上方的钵盖2，所述钵体1包含容置腔，所述钵盖2开设有贯通其内外表面的排气孔3，所述排气孔3呈以钵盖2中心为圆心、以钵盖2宽度25-30％为半径均匀排列的圆环状；该排布方式有利于放置于钵体1中的磷酸铁锂的排胶速率的均匀性，使匣钵中各个角落、位置的物料得到充分的烧结。所述排气孔3的总面积占钵盖总面积的20-25％，该面积占比满足充分排出烧结中的磷酸铁锂材料产生的烟气的需求，如果排气孔面积过大会导致烧结速率降低，影响生产效率，同时会影响钵盖的整体性，变得易碎，机械强度降低。

进一步地，所述排气孔3的孔径为30-44mm，其数量为20-25个。

进一步地，所述钵盖的长度为300-350mm，宽度为300-350mm，厚度为10-20mm；考虑产能最大化、产品一致性及设备运行稳定性，优先尺寸为常规的330*330*10、320*320*10、330*330*15、320*320*15，单位mm。

进一步地，所述钵体1和钵盖2为矩形；矩形结构有助于在煅烧炉中同时摆放多个匣钵；所述钵体1和钵盖2为莫来石、堇青石、石英或刚玉，其材质特性具有强度高、具有较高的抗热震性。

实施例1

一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，钵体1及钵盖2材质：莫来石；钵体1尺寸330*330*100mm，钵盖2尺寸：330*330*15mm，钵盖2上开有上下贯通的排气孔3，该排气孔3数量为20，孔径为：37.2mm，所述排气孔3以钵盖2中心为圆心、以钵盖2宽度25％为半径均匀排列的圆环状排列在钵盖2上；排气孔3的总面积占匣钵盖面积20％。混合均匀的锂源、铁源、磷源、碳源混合物料置于匣钵中，装料量8kg，在氮气的气氛下烧结，冷却后取出得到磷酸铁锂正极材料。对得到的正极材料测其理化性能和纽扣电池的性能，测的结果在其表1中。

实施例2

一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵。匣钵及匣钵盖材质：钵体1及钵盖2材质：莫来石；钵体1尺寸330*330*100mm，钵盖2尺寸：330*330*15mm，钵盖2上开有上下贯通的排气孔3，该排气孔3数量为25，孔径为：37.2mm，所述排气孔3以钵盖2中心为圆心、以钵盖2宽度25％为半径均匀排列的圆环状排列在钵盖2上；排气孔3的总面积占匣钵盖面积25％。混合均匀的锂源、铁源、磷源、碳源混合物料置于匣钵中，装料量8kg，在氮气的气氛下烧结，冷却后取出得到磷酸铁锂正极材料。对得到的正极材料测其理化性能和纽扣电池的性能，测的结果在其表1中。

对比例1

钵盖2不开孔，其他的都是按照实施例1的方法制备。测理化性能和纽扣电池性能，结果在表1中。

对比例2

一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，孔径为18.6mm；钵体1及钵盖2材质：石墨；钵体1尺寸330*330*100mm，钵盖2尺寸：330*330*15mm，钵盖2上开有上下贯通的排气孔3，该排气孔3数量为4个，孔径为：37.2cm，均匀分布在钵盖2的四个角上；排气孔3的总面积占匣钵盖面积1％。混合均匀的锂源、铁源、磷源、碳源混合物料置于匣钵中，装料量8kg，在氮气的气氛下烧结，冷却后取出得到磷酸铁锂正极材料。对得到的正极材料测其理化性能和纽扣电池的性能，测的结果在表1中。

表1 理化及电性能汇总表

从表1可以看出，对比例1和对比例2中，位于中层的磷酸铁锂正极材料的粒度、碳含量、比表面积以及首次放电克容量数据均明显低于上层及下层的相应数据，而是实施例1-2中的数据较为平均，说明用本实用新型烧结的上层、中层、下层物料粒度、比表面积、碳含量、电性能的一致性得到显著提升。

虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

故以上所述仅为本申请的较佳实施例，并非用来限定本申请的实施范围；即凡依本申请的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本申请权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，包括钵体(1)和盖设于钵体(1)上方的钵盖(2)，所述钵体(1)包含容置腔，其特征在于，所述钵盖(2)开设有贯通其内外表面的排气孔(3)，所述排气孔(3)呈以钵盖(2)中心为圆心、以钵盖(2)宽度25-30％为半径均匀排列的圆环状；所述排气孔(3)的总面积占钵盖(2)总面积的20-25％。

2.根据权利要求1所述的一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，其特征在于，所述排气孔(3)的孔径为30-44mm。

3.根据权利要求1所述的一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，其特征在于，所述排气孔(3)的数量为20-25个。

4.根据权利要求1所述的一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，其特征在于，所述钵体(1)和钵盖(2)为矩形。

5.根据权利要求1所述的一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，其特征在于，所述钵盖(2)的长度为300-350mm，宽度为300-350mm，厚度为10-20mm。

6.根据权利要求1所述的一种烧结磷酸铁锂正极材料用匣钵，其特征在于，所述钵体(1)和钵盖(2)的材质为莫来石、堇青石、石英或刚玉。

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