CN214250557U - 一种小型锂电池正极材料焙烧装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及化工材料技术领域，尤其涉及一种小型锂电池正极材料焙烧装置。该小型锂电池正极材料焙烧装置包括焙烧箱体，在焙烧箱体内设煅烧段及燃料内套管，煅烧段经程控仪控制加热燃料内套管，在燃料内套管一端设驱动装置，驱动装置驱动燃料内套管周向转动，在燃料内套管外侧煅烧段包覆保温材料层；在燃料内套管另一端插接通气管，通气管伸入燃料内套管内空间形成冷却段；在冷却段外包设防烫套；在程控仪内设两驱动缸体，各驱动缸体的活塞杆伸出程控仪顶端并与焙烧箱体底端铰接。该焙烧装置的燃料内套管在焙烧中周向转动，提升了反应效率，并在焙烧结束后倾斜进入冷却段，较好实现了燃料内套管内物质快速冷却，提升了焙烧制备效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及化工材料技术领域，尤其涉及一种小型锂电池正极材料焙烧装置。
背景技术
新能源汽车的发展带来了动力锂离子电池的飞速发展,完成电池正极材料焙烧工序的焙烧炉是正极材料生产过程中的关键设备。现有锂电池正极材料用焙烧炉结构简单，存在以下问题：一、焙烧炉的煅烧段能够保证其内材料的焙烧受热，但受热均匀度和焙烧效率有限，煅烧不充分；二、煅烧结束后的冷却过程无法快速实现，延长了生成物的生成周期。针对现有电池正极材料焙烧工序存在的问题，亟需研发一种改进结构的焙烧装置，以期更好的简化操作、提升焙烧效率。
实用新型内容
本实用新型提供了一种小型锂电池正极材料焙烧装置，通过改进焙烧工序的设备结构，使燃料内套管在焙烧过程中周向转动，同时，用于支撑燃料内套管的整个焙烧箱体能够在煅烧过程中以一定频率左右摆动，使燃料内套管受热均匀、提升了反应效率，较好的实现了燃料内套管内物质的充分反应，解决了现有技术中存在的问题。
本实用新型所采用的技术方案是：
一种小型锂电池正极材料焙烧装置，包括焙烧箱体，在焙烧箱体内设置煅烧段及套设于煅烧段内的燃料内套管，煅烧段经程控仪控制加热燃料内套管，在燃料内套管一端设置驱动装置，所述驱动装置驱动燃料内套管在煅烧段周向转动，在燃料内套管外侧的煅烧段包覆保温材料层；在燃料内套管另一端插接一通气管，通气管伸入燃料内套管内的空间形成冷却段；在冷却段对应的燃料内套管外侧包设防烫套；在程控仪内设置两呈夹角设置用于支撑所述焙烧箱体的驱动缸体，各驱动缸体的活塞杆伸出程控仪顶端并与焙烧箱体底端铰接。
进一步地，在燃料内套管的一端固连一耐热烧管，所述驱动装置通过驱动耐热烧管转动进而带动燃料内套管转动。
进一步地，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机经齿轮驱动所述燃料内套管转动。
进一步地，在耐热烧管外侧固连第一齿轮，驱动电机固定于焙烧箱体一侧，驱动电机的输出轴上固定套设第二齿轮，第一、第二齿轮啮合，如此，在驱动电机驱动下，第一齿轮和第二齿轮啮合以带动耐热烧管转动，进而带动燃料内套管在燃烧段内周向运动。
进一步地，所述保温材料层包括在焙烧箱体煅烧段由内向外依次设置的耐火砖层和石棉层。
进一步地，在焙烧箱体的燃烧段两端设置两支撑轴承，所述燃料内套管经支撑轴承支撑。
进一步地，所述缸体为液压缸或气缸。
进一步地，在燃料内套管的两端分别封堵塞体，通气管经设于塞体上的开孔伸入燃料内套管内设置，在燃料内套管另一侧的塞体上设置出气孔。
进一步地，在耐热烧管的外端设置塞体，在所述塞体上设置出气孔。
进一步地，在所述通气管上设置若干个气孔。
进一步地，所述气孔设于伸入至燃料内套管内部的通气管侧壁上。
进一步地，所述气孔均匀间隔设于伸入至燃料内套管内部的通气管侧壁上。
进一步地，所述通气管的进气端与外部用于盛放助烧气体的气瓶和冷风机相连。在焙烧反应过程中，气瓶内助烧气体经通气管向燃料内套管内通入，在反应结束的后期，内部物料在进入冷却段后，冷风机经通气管向冷却段的空间内不断输送冷气，冷气在冷却段冷却物料后，进入燃料内套管和耐热烧管，由耐热烧管外端的出气孔排出。
进一步地，驱动电机、缸体的控制均经设于程控仪上的控制器控制。
采用上述小型锂电池正极材料焙烧装置的焙烧方法，包括如下步骤：
(1)将所需的煅烧料放入燃料内套管中，并用塞体装入两端端口，通入一定流量的助烧气体，预先将燃料内套管内充满该气体；
(2)在程控仪器中设定所需的煅烧程序，开始升温，并打开驱动装置和缸体，通过两缸体交替驱动实现焙烧箱左右倾斜摆动的交替运动；
(3)烧结完成后，在两缸体配合下，自动实现烧料内套管倾斜转动，内部物料进入冷却段，关闭通入气体，经通气管再通入冷气体，实现快速降温；
(4)将烧结料取出、破碎、过筛，即得球形正极材料。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的焙烧装置，通过改进焙烧工序的设备结构，使燃料内套管在焙烧过程中周向转动，同时，用于支撑燃料内套管的整个焙烧箱体能够在煅烧过程中以一定频率左右摆动，使燃料内套管受热均匀、提升了反应效率，较好的实现了燃料内套管内物质的充分反应。通过在燃料内套管一端设置冷却段，在反应结束后，通过焙烧箱体的倾斜移动，使反应生成物快速移动至冷却段，通过冷却气体对其冷却处理，快速冷凝成固体，便于三元锂电池正极材料的制备,提高其综合电化学性能和加工应用性能。该焙烧装置结构设计科学、合理，焙烧效率高，操作简便，经济实用。结合该焙烧装置进行后续电池正极材料的制备，提升了制备工艺的整体制备效率，简单易行。
附图说明
图1为本实用新型实验用装置的结构示意图；
其中，1焙烧箱体、2燃料内套管、3程控仪、4驱动装置、4.1驱动电机、4.2第一齿轮、4.3第二齿轮、5通气管、6冷却段、7防烫套、8驱动缸体、9耐热烧管、10耐火砖层、11石棉层、12支撑轴承、13出气孔、14气孔、15塞体。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，结合附图，对本实用新型进行详细阐述。
该小型锂电池正极材料焙烧装置包括焙烧箱体1，在焙烧箱体内设置煅烧段及套设于煅烧段内的燃料内套管2，煅烧段经程控仪3控制加热燃料内套管2，在燃料内套管一端设置驱动装置4，所述驱动装置驱动燃料内套管在煅烧段周向转动，在燃料内套管外侧的煅烧段包覆保温材料层；在燃料内套管另一端插接一通气管5，通气管伸入燃料内套管内的空间形成冷却段6；在冷却段对应的燃料内套管2外侧包设防烫套7；在程控仪内设置两呈夹角设置用于支撑所述焙烧箱体的驱动缸体8，各驱动缸体的活塞杆伸出程控仪顶端并与焙烧箱体1底端铰接；所述缸体为液压缸或气缸。各缸体的驱动可经设于程控仪上的控制器分别控制。
在燃料内套管的一端固连一耐热烧管9，所述驱动装置4通过驱动耐热烧管转动进而带动燃料内套管在焙烧箱体内转动。驱动装置包括一电机箱,在电机箱内设置驱动电机4.1，所述驱动电机经齿轮驱动所述燃料内套管转动；即在耐热烧管9外侧固连第一齿轮4.2，驱动电机固定于焙烧箱体一侧，驱动电机的输出轴上固定套设第二齿轮4.3，第一、第二齿轮啮合，如此，在驱动电机驱动下，第一齿轮和第二齿轮啮合以带动耐热烧管转动，进而带动燃料内套管在燃烧段内周向运动。当然,驱动装置对于燃料内套管的驱动方式还可以采用其他传动结构。
所述保温材料层包括在焙烧箱体煅烧段由内向外依次设置的耐火砖层10和石棉层11。
在焙烧箱体的燃烧段两端设置两支撑轴承12，所述燃料内套管经支撑轴承支撑。
在燃料内套管的外端和耐热烧管的外端分别设置封堵用塞体15，通气管5经设于塞体15上的开孔伸入燃料内套管内设置，在耐热烧管的塞体上设置出气孔13。
在所述通气管9上设置若干个气孔14。所述气孔设于伸入至燃料内套管内部的通气管侧壁上。通过在冷却段位置的通气管上设置多个气孔，能够在冷风进入通气管后更好的充散于冷区段的冷却空间内，从而保证冷却段内的产品快速实现冷却处理效果。
通气管5的进气端接气瓶和冷风机，在不同的焙烤操作阶段分别实现进焙烤反应用助烧气体及冷却时用冷风机输送的冷气。
采用上述小型锂电池正极材料焙烧装置进行小型锂电池正极材料焙烧制备的方法，采用如下操作步骤：
(1)将所需的煅烧料放入燃料内套管2中，并用塞体15封堵燃料内套管的端口和耐热烧管9的端口，经燃料内套管的端部塞体上连接的通气管通入一定流量的助烧气体(纯氧气或者空气)，预先将燃料内套管内充满该气体；
(2)在程控仪器3中设定所需的煅烧程序，开始升温，以一定升温速率升温至要求温度并保温一定时间,期间打开驱动装置4和缸体，通过两呈夹角设置的缸体的交替驱动，实现焙烧箱1左右倾斜摆动的交替运动；
(3)焙烤烧结完成后，在两缸体配合下，左侧缸体活塞杆处于伸长状态，右侧缸体的活塞杆收回，如此自动实现烧料内套管2向冷却段6方向倾斜转动，内部物料滑入进入冷却段，关闭通入助烧气体，经与通气管连接的冷风机通入冷气体，实现快速降温；内部物料在进入冷却段后，与通气管相连的冷风机经通气管向冷却段的空间内不断输送冷气，冷气在冷却段冷却物料后，进入燃料内套管和耐热烧管，由耐热烧管外端的出气孔排出；
(4)将冷却完成后的烧结料取出、破碎、过筛，即得球形正极材料。
上述具体实施方式不能作为对本实用新型保护范围的限制，对于本技术领域的技术人员来说，对本实用新型实施方式所做出的任何替代改进或变换均落在本实用新型的保护范围内。
本实用新型未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (9)
1.一种小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，包括焙烧箱体，在焙烧箱体内设置煅烧段及套设于煅烧段内的燃料内套管，煅烧段经程控仪控制加热燃料内套管，在燃料内套管一端设置驱动装置，所述驱动装置驱动燃料内套管在煅烧段周向转动，在燃料内套管外侧的煅烧段包覆保温材料层；在燃料内套管另一端插接一通气管，通气管伸入燃料内套管内的空间形成冷却段；在冷却段对应的燃料内套管外侧包设防烫套；在程控仪内设置两呈夹角设置并用于支撑所述焙烧箱体的驱动缸体，各驱动缸体的活塞杆伸出程控仪顶端并与焙烧箱体底端铰接。
2.根据权利要求1所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，在燃料内套管的一端固连一耐热烧管，所述驱动装置通过驱动耐热烧管转动进而带动燃料内套管转动。
3.根据权利要求1或2所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，所述驱动装置包括驱动电机，所述驱动电机经齿轮驱动所述燃料内套管转动。
4.根据权利要求1所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，所述保温材料层包括在焙烧箱体煅烧段由内向外依次设置的耐火砖层和石棉层。
5.根据权利要求1所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，在焙烧箱体的燃烧段两端设置两支撑轴承，所述燃料内套管经支撑轴承支撑。
6.根据权利要求1所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，在燃料内套管的两端分别封堵塞体，通气管经设于塞体上的开孔伸入燃料内套管内设置，在燃料内套管另一侧的塞体上设置出气孔。
7.根据权利要求2所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，在耐热烧管的外端设置塞体，在所述塞体上设置出气孔。
8.根据权利要求1或6所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，在所述通气管上设置若干个气孔。
9.根据权利要求8所述的小型锂电池正极材料焙烧装置，其特征在于，所述气孔均匀间隔设于伸入至燃料内套管内部的通气管侧壁上。
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