CN215447446U - 锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，包括炉体、进气系统和排气系统，进气系统包括若干设置于炉体两侧的第一进气口和若干设置于炉体底部的第二进气口；排气系统包括若干设置于炉体顶部的第一排气口、若干设置于炉体底部的第二排气口、第一排气管和第二排气管；通过炉体两侧面和底部设置多个第一进气口和第二进气口，使打入炉体内的气体可以更充分的与每层匣钵101的物料反应，提高物料均一性，同时也可以使得进气时炉体内的气流及温度场更加稳定；其次，通过炉体顶部设计的多个第一排气口以及第二排气口，有效的使得反应产生的废气上下同时排出炉内，促使反应正向进行，大大提高产品质量。

Description

锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统

技术领域

本实用新型涉及气氛炉技术领域，特别涉及一种锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统。

背景技术

高温固相法合成正极材料，烧结时一般使用常规辊道窑，气氛辊道窑，回转窑等气氛炉进行材料煅烧。

辊道窑的炉膛一般由升温区、恒温区和降温区组成，匣钵在炉内辊棒上自炉头向炉尾连续运动，在此过程中完成产品的预热、保温烧结和冷却。目前，大多数锂电池三元正极材料供应商使用的辊道窑一般为单层六列或双层四列。为了提高产能及降低材料成本，生产中常常将匣钵堆叠起来进行多层烧结，如果匣钵垒加到三层及以上时，会使得处于内部的物料跟空气或氧气接触不充分以及废气排出不及时的情况，这必然会导致外部物料和内部物料性能不一致，降低产品品质，甚至导致产品性能恶化。

根据高温固相法合成三元材料可知，三元材料烧结过程，特别是高镍三元材料烧结是一个消耗大量氧气并产生大量水气和强碱性挥发物等废气的过程，而现阶段的辊道窑炉基本都是窑炉顶部设置排气管，连接抽风机排出废气，底部通过鼓风机通入空气或氧气来达到煅烧的要求。

如果窑炉为多层烧结，特别是三层及以上物料的煅烧时，需要设置排气系统及时将反应产生的废气排出。但是现有大多数气氛炉排气系统一般只是炉顶单排烟管，对炉腔较大的炉子气氛及炉压控制难度大，且调节范围小，适用性较差，还不能实现精准控制等缺点。这种设计无法满足三层以上物料的煅烧要求。因为单排烟管道一般设置在炉顶中间位置，炉内废气仅仅通过单个排气管抽出后，不利于炉内气氛稳定。因此需要增设排烟管道口，使废气可以平稳排出而又不影响炉内气氛稳定性。并且，还需设置排烟调节装置，以调节排烟口的开度和通断，若排烟口开的过小，会影响炉内废气的排出效率，甚至造成排气不通畅，继而影响产品质量，若排烟口常开或开的过大，炉内气体(特别是烧结氧气气氛的正极材料)排出量过多而使炉内气氛不达标，窑体内的烟气流速加大，不利于窑内烧成气氛和压力的调节与保持。

同时，气氛炉的进气系统对正极材料烧结影响也较大，而目前大多数气氛炉的进气一般为单口底部进气和单口侧面进气，存在进气气氛不稳定，烧结物料不均匀，物料冷却不充分等缺点，造成正极产品烧结不充分，性能恶化。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统。

为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：

根据本实用新型的第一方面实施例的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，包括炉体、进气系统和排气系统，

所述进气系统包括若干设置于所述炉体两侧的第一进气口和若干设置于所述炉体底部的第二进气口，所述第一进气口于所述炉体侧面沿高度方向呈纵列间隔分布；

所述排气系统包括若干设置于所述炉体顶部的第一排气口、若干设置于所述炉体底部的第二排气口、第一排气管和第二排气管，所述第一排气管设有喇叭形的接口，所述接口安装在所述第一排气口上方，所述第二排气管与所述第二排气口连接。

根据本实用新型实施例的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，至少具有如下有益效果：通过炉体两侧面和底部设置多个第一进气口和第二进气口，使打入炉体内的气体可以更充分的与每层匣钵101的物料反应，提高物料均一性，同时也可以使得进气时炉体内的气流及温度场更加稳定；其次，通过炉体顶部设计的多个第一排气口以及第二排气口，有效的使得反应产生的废气上下同时排出炉内，促使反应正向进行，大大提高产品质量。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一进气口、第二进气口与进气管连接，所述进气管上设有气体流量计。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一排气管一端设有第一补风口，另一端设有第一排风机；所述第二排气管一端设有第二补风口，另一端设有第二排风机；所述第一补风口和所述第二补风口处均设有第一调节阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述炉体顶部沿长度方向设有若干所述第一排气口，且所述炉体顶部在同一宽度方向上设有至少三个间隔分布的所述第一排气口。

根据本实用新型的一些实施例，所述第一排气口和所述第二排气口上均设有第二调节阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述接口和所述第一排气口的相对高度可调。

根据本实用新型的一些实施例，所述接口处设有第三调节阀。

根据本实用新型的一些实施例，所述炉体底部沿长度方向设有若干间隔分布的第二排气口，各所述第二排气口通过所述第二排气管连接。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本实用新型的正面结构示意图；

图2是本实用新型的侧面结构示意图。

附图标记：炉体100；第一进气口110；第二进气口120；第一排气口210；匣钵101；第二排气口220；第一排气管230；第二排气管240；接口231；进气管130；气体流量计140；第一补风口232；第一排风机233；第二补风口241；第二排风机242；第一调节阀310；第二调节阀320；第三调节阀330。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

如图1和图2所示，一种锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，包括炉体100、进气系统和排气系统。其中，进气系统包括若干第一进气口110和若干第二进气口120，第一进气口110设置于炉体100两侧，位于同侧的第一进气口110沿炉体100高度方向呈纵列间隔分布，如图1所示在炉体100的一侧设置有四个第一进气口110，炉体100内存放正极材料的匣钵101堆叠进行四层烧结，四个第一进气口110的所在高度位置对应匣钵101每层高度，氧气/空气从第一进气口110进气后与每层物料进行充分接触，保证中间层物料与气体充分反应，提高产品的合格率。若干第二进气口120设置在炉体100底部，配合第一进气口110的设置，能有效保证进气效果，使得各层物料能充分与气体接触反应。排气系统包括若干第一排气口210、若干第二排气口220、第一排气管230和第二排气管240，第一排气口210设置在炉体100顶部，第二排气口220设置在炉体100底部。第一排气管230上设有喇叭形的接口231，如图1所示接口231呈上小下大的喇叭形，接口231安装在第一排气口210上方，即接口231内壁和第一排气口210之间存有间隙，从而在排气过程中利用该间隙起到补风作用。第二排气口220设置在炉体100底部，第二排气口220和第二排气管240连接进行底部排气。通过炉体100两侧面和底部设置多个第一进气口110和第二进气口120，使打入炉体100内的气体可以更充分的与每层匣钵101的物料反应，提高物料均一性，同时也可以使得进气时炉体100内的气流及温度场更加稳定；其次，通过炉体100顶部设计的多个第一排气口210以及第二排气口220，有效的使得反应产生的废气上下同时排出炉内，促使反应正向进行，大大提高产品质量。

在本实用新型的一些具体实施例中，第一进气口110、第二进气口120与进气管130连接，进气管130上设有气体流量计140。利用气体流量计140调节和监控进气管130的进气量，配合若干第一进气口110和第二进气口120的设置，能保证炉体100内气氛以及温度的稳定。

在本实用新型的一些具体实施例中，第一排气管230一端设有第一补风口232，另一端设有第一排风机233；第二排气管240一端设有第二补风口241，另一端设有第二排风机242；第一补风口232和第二补风口241处均设有第一调节阀310。第一排气管230、第二排气管240分别通过第一补风口232、第二补风口241在排气时进行补风，利用第一调节阀310控制第一补风口232、第二补风口241的开度大小而控制补风量；第一调节阀310可选用插板阀。

在本实用新型的一些具体实施例中，炉体100顶部沿长度方向设有若干第一排气口210，且炉体100顶部在同一宽度方向上设有至少三个间隔分布的第一排气口210。即第一排气口210沿炉体100内物料输送方向分布，且能对应于炉体100内的各温区。

在本实用新型的一些具体实施例中，第一排气口210和第二排气口220上均设有第二调节阀320。利用第二调节阀320控制第一排气口210和第二排气口220的开度大小以调节排气量，第二调节阀320可选用板砖阀。

在本实用新型的一些具体实施例中，接口231和第一排气口210的相对高度可调。通过改变接口231和第一排气口210之间的相对高度，相当于改变接口231和第一排气口210之间的间隙大小，从而调节接口231处的补风量大小。

在本实用新型的一些具体实施例中，接口231处设有第三调节阀330，利用第三调节阀330调节接口231处的开度大小，第三调节阀330可选用板砖阀。

在本实用新型的一些具体实施例中，炉体100底部沿长度方向设有若干间隔分布的第二排气口220，各第二排气口220通过第二排气管240连接，第二排气口220相当于沿炉体100内物料的运输方向设置。

在本说明书的描述中，参考术语“一些具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，包括炉体(100)、进气系统和排气系统，其特征在于：

所述进气系统包括若干设置于所述炉体(100)两侧的第一进气口(110)和若干设置于所述炉体(100)底部的第二进气口(120)，所述第一进气口(110)于所述炉体(100)侧面沿高度方向呈纵列间隔分布；

所述排气系统包括若干设置于所述炉体(100)顶部的第一排气口(210)、若干设置于所述炉体(100)底部的第二排气口(220)、第一排气管(230)和第二排气管(240)，所述第一排气管(230)设有喇叭形的接口(231)，所述接口(231)安装在所述第一排气口(210)上方，所述第二排气管(240)与所述第二排气口(220)连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述第一进气口(110)、第二进气口(120)与进气管(130)连接，所述进气管(130)上设有气体流量计(140)。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述第一排气管(230)一端设有第一补风口(232)，另一端设有第一排风机(233)；所述第二排气管(240)一端设有第二补风口(241)，另一端设有第二排风机(242)；所述第一补风口(232)和所述第二补风口(241)处均设有第一调节阀(310)。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述炉体(100)顶部沿长度方向设有若干所述第一排气口(210)，且所述炉体(100)顶部在同一宽度方向上设有至少三个间隔分布的所述第一排气口(210)。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述第一排气口(210)和所述第二排气口(220)上均设有第二调节阀(320)。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述接口(231)和所述第一排气口(210)的相对高度可调。

7.根据权利要求1或5所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述接口(231)处设有第三调节阀(330)。

8.根据权利要求1或3所述的锂离子电池正极材料多层多列气氛炉进排气系统，其特征在于：所述炉体(100)底部沿长度方向设有若干间隔分布的第二排气口(220)，各所述第二排气口(220)通过所述第二排气管(240)连接。

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