CN216011704U - 用于烧结正极材料的辊道窑炉 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及正极材料制备领域，公开了用于烧结正极材料的辊道窑炉，该辊道窑炉包括：炉体、加热装置、传送装置和气氛调节装置；其中，炉体沿传送方向依次设有多个温区段；传送装置穿过炉体的炉腔内部，用于将待烧结物料传送经过所述温区段；气氛调节装置用于调节炉体的炉腔内部的烧结气氛；传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵，所述多个匣钵并列摆放，且每列匣钵在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置2‑6列匣钵，相邻列的匣钵的间隔距离为2‑10cm。该辊道窑炉烧结正极材料时，能够使得锂源挥发通道更加顺畅，且窑炉内流场更为优化，在降低正极材料中残余碱的含量的同时，也进一步降低了耗氧量，大大节省了加工成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及正极材料制备领域，具体涉及一种用于烧结正极材料的辊道窑炉。
背景技术
多元正极材料因其高能量密度、高能量转化效率、高工作电压、长循环寿命、无记忆效应等优点，被广泛应用于3C、储能、电动汽车等领域。随着动力电池对更高能量密度的追求，多元正极材料中的镍含量被逐步提高，但是镍含量越高则多元正极材料表面的含碱量越大，主要原因如下：
一、在多元正极材料的合成过程中，原料的锂配比＞1，使得煅烧后的锂氧化物残留在多元正极材料表面，与空气中的H2O和CO2反应生成氢氧化锂(LiOH)和碳酸锂(Li2CO3)；二、在高镍体系中，由于化合价要保持平衡，使材料中有一部分镍以三价的形式存在，而多余的锂在材料表面易形成LiOH和Li2CO3。
多元正极材料表面的含碱量对材料的性能和电池制备工艺有着重要的影响。材料中LiOH、Li2CO3含量高时，制浆时粘度大，将影响材料的加工性能；与此同时，LiOH、Li2CO3含量过高时，制成的电池在高温存储时容易出现鼓胀现象从而导致材料容量下降和安全问题，因此需控制材料的LiOH、Li2CO3含量的上限。
现有技术中，辊道窑炉通常采用：1)侧方进气对吹，使得炉内流场相互抵消；2)侧方进气采用直筒型进气口进气，进气流速较低；3)匣钵紧密相邻的方式进炉，阻碍锂源发挥导致正极材料表面的残锂量较高。此外，还会导致多元正极材料的合成过程中耗氧量较大，加工成本较高。
实用新型内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术存在的上述问题，提供了一种用于烧结正极材料的辊道窑炉，本实用新型提供的辊道窑炉用于烧结正极材料时，能够降低正极材料表面残余碱的含量，且进一步降低了耗氧量，大大节省了加工成本。
为了实现上述目的，本实用新型提供一种用于烧结正极材料的辊道窑炉，该辊道窑炉包括：炉体、加热装置、传送装置和气氛调节装置；其中，所述炉体沿传送方向依次设有多个温区段；所述传送装置穿过所述炉体的炉腔内部，用于将待烧结物料传送经过所述温区段；所述气氛调节装置用于调节炉体的炉腔内部的烧结气氛；所述传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵，所述多个匣钵并列摆放，且每列匣钵在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置2-6列匣钵，相邻列的匣钵的间隔距离为2-10cm。
优选地，所述炉体的上壁开设有一个或多个排气口；所述炉体的下壁和侧壁分别开设有一个或多个进气口。
优选地，设置在侧壁的进气口具有喷嘴型结构。
优选地，设置在下壁和侧壁的进气口具有喷嘴型结构。
优选地，所述炉体的两侧侧壁均开设有一个或多个进气口，两侧侧壁的进气口位于同一平面；同侧侧壁的进气口沿传送方向相互间隔设置，并沿传送方向与对侧侧壁的进气口交错设置。
优选地，所述加热装置设置在炉体的炉腔内部。
优选地，所述气氛调节装置包括送风机和抽风机，所述送风机与炉体的进气口相连，所述抽风机与炉体的排气口相连。
优选地，所述送风机上设置有第一调节部件，所述第一调节部件用于调节所述送风机的送风流量。
优选地，所述抽风机上设置有第二调节部件，所述第二调节部件用于调节所述抽风机的抽风流量。
优选地，所述传送装置还包括限位分隔器和设有匣钵轨迹矫正部件的辊棒，所述限位分隔器用于分隔所述匣钵，所述辊棒用于传送所述匣钵，且使每列匣钵始终保持分离且间隔距离不变。
本实用新型提供的用于烧结正极材料的辊道窑炉，其传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵，多个匣钵并列摆放，且每列匣钵在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置2-6列匣钵，相邻列的匣钵的间隔距离为2-10cm，通过将匣钵的设置方式由紧密相邻优化为间隔摆放，用于烧结正极材料时，能够使得锂源挥发通道更加顺畅；优选情况下，该辊道窑炉的侧壁的进气口由直筒型结构改为喷嘴型结构，增大了进气流速，同时两侧侧壁的进气口沿传送方向交错设置，能够使得该辊道窑炉升温段的进气方式由对吹型进气改为S型进气，优化了窑炉内流场，在降低正极材料中残余碱的含量的同时，也进一步降低了耗氧量，大大节省了加工成本。
附图说明
图1是本实用新型提供的一种具体实施方式的辊道窑炉的结构示意图；
图2是本实用新型提供的一种具体实施方式的设有匣钵轨迹矫正部件的辊棒的立体图；
图3是本实用新型提供的一种具体实施方式的辊道窑炉的炉体两侧侧壁的进气口设置和S型进气方式的示意图；
图4是本实用新型提供的一种具体实施方式的具有喷嘴型结构的进气口的立体图；
图5是现有技术中的辊道窑炉的炉体两侧侧壁的进气口设置和对吹型进气方式的示意图；
图6是现有技术中的辊道窑炉的具有直筒型结构的进气口的立体图。
附图标记说明
1、第一温区段 2、第二温区段 3、第三温区段 4、第四温区段
5、第五温区段 6、第六温区段 7、第七温区段 11、匣钵
21、辊棒 31、排气口 41、下壁进气口 51、侧壁进气口
52、对侧侧壁进气口 61、送风机 62、抽风机
具体实施方式
以下对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上壁、下壁、侧壁、两侧、内部、底部”通常是指参考附图所示的上壁、下壁、侧壁、两侧、内部、底部。
在本实用新型中，使用的“第一、第二、第三、第四、第五、第六、第七”只是为了区分在不同位置使用的同一设备或操作，不对设备或操作起到限定作用。
本实用新型提供一种用于烧结正极材料的辊道窑炉，该辊道窑炉包括：炉体、加热装置、传送装置和气氛调节装置；其中，所述炉体用于烧结传送装置传送的待烧结物料；所述炉体沿传送方向依次设有多个温区段；所述传送装置穿过所述炉体的炉腔内部，用于将待烧结物料传送经过所述温区段；所述气氛调节装置用于调节炉体的炉腔内部的烧结气氛；所述传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵，所述多个匣钵并列摆放，且每列匣钵在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置2-6列匣钵，相邻列的匣钵的间隔距离为2-10cm。可以理解的是，所述烧结和待烧结物料的传送过程是同步进行的。
根据本实用新型的一些实施方式，所述炉体用于烧结传送装置传送的待烧结物料；优选地，所述炉体沿传送方向依次设有多个温区段；所述传送装置穿过所述炉体的炉腔内部，用于将待烧结物料传送经过所述温区段。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述炉体的上壁开设有一个或多个排气口；所述炉体的下壁和侧壁分别开设有一个或多个进气口。所述排气口可以根据实际需要设置为一个、两个、三个、四个或者更多，本实用新型对此没有特别的限制；所述进气口也可以根据实际需要设置为一个、两个、三个、四个或者更多，本实用新型对此同样没有特别的限制。
根据本实用新型的一些实施方式，所述进气口可以具有任何有利于增大辊道窑炉两侧和底部的进气流速的结构，本实用新型对此没有特别的限制。优选地，设置在侧壁的进气口具有喷嘴型结构。更优选地，设置在下壁和侧壁的进气口具有喷嘴型结构。本实用新型示例性地提供了一种具体实施方式的具有喷嘴型结构的进气口的立体图，如图4所示，以及现有技术中的辊道窑炉的具有直筒型结构的进气口的立体图，如图6所示。与现有技术具有直筒型结构的进气口相比，图4所示的具有喷嘴型结构的进气口有利于增大辊道窑炉两侧和底部的进气流速。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述炉体的两侧侧壁均开设有一个或多个进气口，两侧侧壁的进气口位于同一平面；同侧侧壁的进气口沿传送方向相互间隔设置，并沿传送方向与对侧侧壁的进气口交错设置。为了便于描述，此处将与传送方向相反的方向定义为前，与传送方向相同的方向定义为后，待烧结物料从前往后传送。此处同侧侧壁的进气口沿传送方向与对侧侧壁的进气口交错设置是指，同侧侧壁的前、后相邻的两个进气口之间的间隔对应对侧侧壁的前、后相邻的两个进气口之一。本实用新型示例性地提供了一种具体实施方式的辊道窑炉的炉体两侧侧壁的进气口设置的示意图，如图3所示。在该具体实施方式中，待烧结物料被传送依次经过第一温区段至第七温区段，同侧侧壁的进气口沿传送方向相互间隔设置，并沿传送方向与对侧侧壁的进气口交错设置，具体地，同侧侧壁的设置在第一温区段的进气口与设置在第三温区段的进气口之间的间隔对应对侧侧壁的设置在第二温区段的进气口；同侧侧壁的设置在第三温区段的进气口与设置在第五温区段的进气口之间的间隔对应对侧侧壁的设置在第四温区段的进气口；同侧侧壁的设置在第五温区段的进气口与设置在第七温区段的进气口之间的间隔对应对侧侧壁的设置在第六温区段的进气口。该设置方式能够使得所述辊道窑炉升温段的进气方式由现有的如图5所示的对吹型进气方式，变为如图3所示的S型进气方式，有利于优化窑炉内流场。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述传送装置还包括限位分隔器和设有匣钵轨迹矫正部件的辊棒，所述限位分隔器用于分隔所述匣钵，所述辊棒用于传送所述匣钵，且使每列匣钵始终保持分离且间隔距离不变。本实用新型示例性地提供了一种具体实施方式的设有匣钵轨迹矫正部件的辊棒的立体图，如图2所示。所述匣钵轨迹矫正部件可与辊棒主体一体成型，也可焊接于辊棒主体上。
本实用新型中，具有加快气体流速作用的其他结构和/或能够使每列匣钵始终保持分离且间隔距离不变的其他结构都在可替代方案范围内。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述加热装置设置在炉体的炉腔内部，更优选设置在温区段内部。本实用新型对所述加热装置没有特别的限制，可以采用本领域常规使用的各种加热装置，具体可以为电加热装置、蒸汽加热装置和红外加热装置中的至少一种。为了提高所述加热装置的加热效果，优选情况下，所述加热装置设置在所述传送装置的下侧，更优选设置在所述炉体的下壁或靠近炉体的下壁的位置。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述气氛调节装置包括送风机和抽风机，所述送风机与炉体的进气口相连，所述抽风机与炉体的排气口相连。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述送风机上设置有第一调节部件，所述第一调节部件用于调节所述送风机的送风流量。本实用新型对所述第一调节部件没有特别的限定，可以选用本领域常规使用的各种调节装置和/或部件，例如可以为调节送风机频率的变频电机，也可以通过设置进气口挡板进行调节等等。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，所述抽风机上设置有第二调节部件，所述第二调节部件用于调节所述抽风机的抽风流量。本实用新型对所述第二调节部件也没有特别的限定，可以选用本领域常规使用的各种调节装置和/或部件，例如可以为调节抽风机频率的变频电机，也可以通过设置排气口挡板进行调节等等。
根据本实用新型的一些实施方式，优选地，通过以上所述送风机和抽风机的作用，可以实现精确控制炉体内部的每个温区段的烧结气氛。
根据本实用新型的一种特别优选的实施方式，所述辊道窑炉包括：炉体、加热装置、传送装置和气氛调节装置；所述炉体沿传送方向依次设有多个温区段；所述传送装置穿过所述炉体的炉腔内部；所述传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵，所述多个匣钵并列摆放，且每列匣钵在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置2-6列匣钵，相邻列的匣钵的间隔距离为2-10cm；所述炉体的下壁开设有多个进气口，所述炉体的两侧侧壁均开设有多个进气口，同侧侧壁的进气口沿传送方向相互间隔排列，两侧侧壁的进气口依次相对并沿传送方向交错设置；设置在炉体的下壁和侧壁的进气口具有喷嘴型结构，特别有利于使得锂源挥发通道更加顺畅，窑炉内流场更加优化，固相反应更加彻底，从而进一步降低烧结产物和多元正极材料表面的残余碱的含量，降低烧结的耗氧量。
如图1所示，为本实用新型提供的一种具体实施方式的用于烧结正极材料的辊道窑炉的结构示意图，该辊道窑炉包括炉体、加热装置、传送装置和气氛调节装置；其中，所述炉体沿传送方向依次设有多个温区段；所述传送装置穿过所述炉体的炉腔内部，用于将待烧结物料传送经过所述温区段；所述气氛调节装置用于调节炉体的炉腔内部的烧结气氛；所述传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵11，所述多个匣钵11并列摆放，且每列匣钵11在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置4列匣钵11，相邻列的匣钵11的间隔距离为10cm；所述炉体的上壁开设有多个排气口31；所述炉体的下壁开设有多个下壁进气口41，所述炉体的一侧侧壁开设有多个侧壁进气口51，另一侧侧壁开设有多个对侧侧壁进气口52；所述侧壁进气口51、对侧侧壁进气口52和下壁进气口41具有喷嘴型结构；所述多个侧壁进气口51沿传送方向相互间隔设置，所述多个对侧侧壁进气口52沿传送方向相互间隔设置，所述多个侧壁进气口51和所述多个对侧侧壁进气口52位于同一平面；所述多个侧壁进气口51沿传送方向与所述多个对侧侧壁进气口52交错设置；所述气氛调节装置包括送风机61和抽风机62，所述送风机61与炉体的多个下壁进气口41、多个侧壁进气口51和多个对侧侧壁进气口52相连，所述抽风机62与炉体的多个排气口31相连；所述传送装置还包括用于分隔所述匣钵11的限位分隔器和设有匣钵轨迹矫正部件的辊棒21，所述辊棒21用于传送所述匣钵11且使每列匣钵11始终保持分离且间隔距离不变。
以上详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型的技术构思范围内，可以对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本实用新型对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本实用新型的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型的思想，其同样应当视为本实用新型所公开的内容。
Claims (10)
1.一种用于烧结正极材料的辊道窑炉，其特征在于，该辊道窑炉包括：炉体、加热装置、传送装置和气氛调节装置；其中，所述炉体沿传送方向依次设有多个温区段；所述传送装置穿过所述炉体的炉腔内部，用于将待烧结物料传送经过所述温区段；所述气氛调节装置用于调节炉体的炉腔内部的烧结气氛；所述传送装置包括用于承载待烧结物料的多个匣钵，所述多个匣钵并列摆放，且每列匣钵在竖直方向上叠放为双层，在垂直传送方向上设置2-6列匣钵，相邻列的匣钵的间隔距离为2-10cm。
2.根据权利要求1所述的辊道窑炉，其特征在于，所述炉体的上壁开设有一个或多个排气口；所述炉体的下壁和侧壁分别开设有一个或多个进气口。
3.根据权利要求2所述的辊道窑炉，其特征在于，设置在侧壁的进气口具有喷嘴型结构。
4.根据权利要求2所述的辊道窑炉，其特征在于，设置在下壁和侧壁的进气口具有喷嘴型结构。
5.根据权利要求2所述的辊道窑炉，其特征在于，所述炉体的两侧侧壁均开设有一个或多个进气口，两侧侧壁的进气口位于同一平面；同侧侧壁的进气口沿传送方向相互间隔设置，并沿传送方向与对侧侧壁的进气口交错设置。
6.根据权利要求1所述的辊道窑炉，其特征在于，所述加热装置设置在炉体的炉腔内部。
7.根据权利要求1所述的辊道窑炉，其特征在于，所述气氛调节装置包括送风机和抽风机，所述送风机与炉体的进气口相连，所述抽风机与炉体的排气口相连。
8.根据权利要求7所述的辊道窑炉，其特征在于，所述送风机上设置有第一调节部件，所述第一调节部件用于调节所述送风机的送风流量。
9.根据权利要求7所述的辊道窑炉，其特征在于，所述抽风机上设置有第二调节部件，所述第二调节部件用于调节所述抽风机的抽风流量。
10.根据权利要求1-9中任意一项所述的辊道窑炉，其特征在于，所述传送装置还包括限位分隔器和设有匣钵轨迹矫正部件的辊棒，所述限位分隔器用于分隔所述匣钵，所述辊棒用于传送所述匣钵，且使每列匣钵始终保持分离且间隔距离不变。
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| CN115247958A (zh) * | 2022-07-28 | 2022-10-28 | 广西立劲新材料有限公司 | 一种长寿命动力型锰酸锂制备方法及装置 |
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- 2021-09-29 CN CN202122378303.5U patent/CN216011704U/zh active Active
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |