CN217423963U - 一种生产锂电池正极材料的窑炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种生产锂电池正极材料的窑炉，包括：窑炉本体；进气系统，包括若干侧壁进气管，所述侧壁进气管倾斜设置在所述窑炉本体的内侧壁上，且所述侧壁进气管的管口朝向所述窑炉本体的头部；排气系统，能够将所述窑炉本体内的废气引流至所述窑炉本体的头部并从所述窑炉本体的头部排出。该实用新型能够有效避免在窑炉内产生紊流，使废气能够及时排出，保证最终产品的质量。

Description

一种生产锂电池正极材料的窑炉

技术领域

本实用新型属于锂电池材料加工技术领域，特别涉及一种生产锂电池正极材料的窑炉。

背景技术

在锂离子电池正极材料的生产过程中，需要对物料进行热解反应以制得正极材料。窑炉是常用的对正极材料进行热解的设备之一，其主要由耐火材料、保温材料及建筑材料砌筑而成。待烧结的物料存放于匣钵等装载工具内，经传送装置传送至窑炉内进行烧结，然后再传送出窑炉进行下一步工序。

在烧结过程中，通常需要在窑炉内通入特定的气体，比如干燥空气、氧气或氮气等，以形成正极材料在烧结时所需要的工艺气氛，通入的工艺气体与匣钵内的物料的接触情况会直接影响物料的烧结效果，从而影响最终制得的正极材料的性能。同时物料在窑炉内进行烧结的过程中会生成一些气态的副产物(废气)，比如水蒸气、SO₂和CO₂等，这些废气需要及时从窑内排出，否则将会严重影响窑内的气氛控制，导致烧结后的正极材料性能恶化，无法满足生产要求。

目前常采用在窑炉的底部和两个侧壁进气，从顶部进行排气这一方式进行炉内气氛控制。其中窑炉的侧壁上安装有管口垂直于匣钵侧壁的进气管，以向匣钵内注入工艺气体，底部进气管通入的工艺气体使匣钵内反应生成的废气向上流动，以从窑炉顶部排出。但这种进排气方式使得产生的废气在向上流动的同时也会向窑炉的头部及尾部扩散，容易在窑炉内形成紊流，使得废气不能及时排出，影响最终产品的质量。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种生产锂电池正极材料的窑炉，能够有效避免在窑炉内产生紊流，使废气能够及时排出，保证最终产品的质量。

根据本实用新型的第一方面实施例的一种生产锂电池正极材料的窑炉，包括：窑炉本体；进气系统，包括若干侧壁进气管，所述侧壁进气管倾斜设置在所述窑炉本体的内侧壁上，且所述侧壁进气管的管口朝向所述窑炉本体的头部；排气系统，能够将所述窑炉本体内的废气引流至所述窑炉本体的头部并从所述窑炉本体的头部排出。

根据本实用新型实施例的一种生产锂电池正极材料的窑炉，至少具有如下技术效果：当将待烧结的物料存放于堆叠的匣钵后从窑炉本体的头部向前运行至窑炉本体的尾部时，通过侧壁进气管通入工艺气体对匣钵内的物料进行烧结，由于侧壁进气管相对于窑炉本体的内侧壁倾斜设置，且侧壁进气管的管口朝向窑炉本体的头部，采用斜吹进气的方式，同时配合排气系统，使得产生的废气沿窑炉本体的尾部至头部的方向流动排出，可有效避免产生紊流，使得窑炉本体内产生的废气能够及时从窑炉本体的头部排出，保证最终产品的质量。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气系统还包括若干尾部进气管，所述尾部进气管设置在所述窑炉本体的尾部，且所述尾部进气管的管口朝向所述窑炉本体的头部。侧壁进气管和尾部进气管相互配合，可进一步防止气体在窑炉本体中间形成紊流，使物料与工艺气体充分接触，并可进一步防止窑炉本体内升温区产生的废气扩散至高温区和冷却区，以便及时将烧结过程中产生的废气排出，提高窑炉本体内的气氛控制效果，从而进一步提高烧结后产品的性能，此外，通过尾部进气管进入的工艺气体在对进入冷却区的物料进行降温的同时，尾部进气管进入的工艺气体自身温度会升高，达到预加热的效果，从而能节约物料冷却和工艺气体预加热的能耗。

根据本实用新型的一些实施例，所述侧壁进气管包括总进气管及与所述总进气管连通的若干进气支管，若干所述进气支管的管口高度不同。由于进气支管的管口高度不同，从而可以适应不同尺寸的匣钵，确保工艺气体能从下层的匣钵的缺口处进入下层匣钵内，保证下层匣钵内物料的烧结质量。

根据本实用新型的一些实施例，所述总进气管及所述进气支管上均设置有阀门。

根据本实用新型的一些实施例，所述进气支管的管口朝向所述窑炉本体的头部，且所述进气支管与所述窑炉本体的内侧壁之间的夹角为45°。

根据本实用新型的一些实施例，所述排气系统为设置在所述窑炉本体的头部的引风机。可通过引风机形成负压，将窑炉本体内产生的废气从窑炉本体的头部排出。

根据本实用新型的一些实施例，所述窑炉本体的内侧壁上设置有若干加热装置，若干所述加热装置与若干所述侧壁进气管间隔设置。可对侧壁进气管进入的工艺气体更加均匀的进行加热，保证窑炉本体内工艺气体温度的均一性，从而提升对物料的烧结质量。

根据本实用新型的一些实施例，所述加热装置为加热棒。

根据本实用新型的一些实施例，所述窑炉本体的内壁上设置有热电偶。可通过热电偶监测窑炉本体内的温度。

根据本实用新型的一些实施例，所述热电偶的数量为2个，且分别设置在所述窑炉本体的内上壁及内底壁上。可避免工艺气体对热电偶直吹，提高热电偶的测温稳定性及使用寿命。

根据本实用新型的一些实施例，所述窑炉本体内还设有用于检测炉腔内压力的压力传感器或气体浓度传感器。

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为本实用新型实施例的示意图；

图2为本实用新型实施例匣钵的示意图；

图3为本实用新型实施例侧壁进气管的示意图。

附图标记：

100.窑炉本体；101.加热棒；

201.侧壁进气管；201a.总进气管；201b.进气支管；201c.阀门；202.尾部进气管；

301.引风机；

400.匣钵；401.缺口。

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，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的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，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1至图3描述本实用新型实施例的一种生产锂电池正极材料的窑炉。

如图1所示，根据本实用新型实施例的一种生产锂电池正极材料的窑炉，包括：窑炉本体100、进气系统及排气系统；进气系统包括若干侧壁进气管201，侧壁进气管201倾斜设置在窑炉本体100的内侧壁上，且侧壁进气管201的管口朝向窑炉本体100的头部；排气系统能够将窑炉本体100内的废气引流至窑炉本体100的头部并从窑炉本体100的头部排出。

具体地，如图1至图2所示，窑炉本体100的两内侧壁上均设置有侧壁进气管201，当将待烧结的物料存放于堆叠的匣钵400后从窑炉本体100的头部向前运行至窑炉本体100的尾部时，通过侧壁进气管201通入工艺气体对匣钵400内的物料进行烧结，由于侧壁进气管201相对于窑炉本体100的内侧壁倾斜设置，且侧壁进气管201的管口朝向窑炉本体100的头部，采用斜吹进气的方式，同时配合排气系统，使得产生的废气沿窑炉本体100的尾部至头部的方向流动排出，可有效避免产生紊流，使得窑炉本体100内产生的废气能够及时从窑炉本体100的头部排出，此外采用斜吹进气的方式，能够使气体从下层的匣钵400的缺口401处斜着进入下层的匣钵400内与物料充分接触，提高下层的匣钵400中的气氛置换效率，从而保证最终产品的质量。

在本实用新型的一些具体实施例中，进气系统还包括若干尾部进气管202，尾部进气管202设置在窑炉本体100的尾部，且尾部进气管202的管口朝向窑炉本体100的头部。侧壁进气管201和尾部进气管202相互配合，可进一步防止气体在窑炉本体100中间形成紊流，使物料与工艺气体充分接触，并可进一步防止窑炉本体100内升温区产生的废气扩散至高温区和冷却区，以便及时将烧结过程中产生的废气排出，提高窑炉本体100内的气氛控制效果，从而进一步提高烧结后产品的性能，此外，通过尾部进气管202进入的工艺气体在对进入冷却区的物料进行降温的同时，尾部进气管202进入的工艺气体自身温度会升高，达到预加热的效果，从而能节约物料冷却和工艺气体预加热的能耗。

如图3所示，在本实用新型的一些具体实施例中，侧壁进气管201包括总进气管201a及与总进气管201a连通的若干进气支管201b，若干进气支管201b的管口高度不同。

具体地，进气支管201b的数量为3根，由于3根进气支管201b的管口高度不同，从而可以适应不同尺寸的匣钵400，确保工艺气体能从下层的匣钵400的缺口401处进入下层匣钵400内，保证下层匣钵400内物料的烧结质量。

在本实用新型的一些具体实施例中，总进气管201a及进气支管201b上均设置有阀门201c。

在本实用新型的一些具体实施例中，进气支管201b的管口朝向窑炉本体100的头部，且进气支管201b与窑炉本体100的内侧壁之间的夹角为45°。

在本实用新型的一些具体实施例中，排气系统为设置在窑炉本体100的头部的引风机301。可通过引风机301形成负压，将窑炉本体100内产生的废气从窑炉本体100的头部排出。

在本实用新型的一些具体实施例中，窑炉本体100的内侧壁上设置有若干加热装置，若干加热装置与若干侧壁进气管201间隔设置。可对侧壁进气管201进入的工艺气体更加均匀的进行加热，保证窑炉本体100内工艺气体温度的均一性，从而提升对物料的烧结质量。

在本实用新型的一些具体实施例中，加热装置为加热棒101。

具体地，窑炉本体100的两内侧壁上均设置有有加热棒101，加热棒101与侧壁进气管201间隔设置。

在本实用新型的一些具体实施例中，窑炉本体100的内壁上设置有热电偶。可通过热电偶监测窑炉本体100内的温度。

在本实用新型的一些具体实施例中，热电偶的数量为2个，且分别设置在窑炉本体100的内上壁及内底壁上。可避免工艺气体对热电偶直吹，提高热电偶的测温稳定性及使用寿命。

在本实用新型的一些具体实施例中，窑炉本体100内还设有用于检测炉腔内压力的压力传感器或气体浓度传感器。可以通过压力传感器或气体浓度传感器采集窑炉本体100腔内的工艺气体的压力或浓度，在控制系统内预设一个压力值或浓度值(设定值)，根据实际检测值与设定值之间的差异决定进气系统和排气系统的各个阀门的开度，从而使窑炉本体100腔内气氛一直维持在一个稳定的范围，从而保证烧结物料的质量。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (10)

1.一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于，包括：

窑炉本体(100)；

进气系统，包括若干侧壁进气管(201)，所述侧壁进气管(201)倾斜设置在所述窑炉本体(100)的内侧壁上，且所述侧壁进气管(201)的管口朝向所述窑炉本体(100)的头部；

排气系统，能够将所述窑炉本体(100)内的废气引流至所述窑炉本体(100)的头部并从所述窑炉本体(100)的头部排出。

2.根据权利要求1所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述进气系统还包括若干尾部进气管(202)，所述尾部进气管(202)设置在所述窑炉本体(100)的尾部，且所述尾部进气管(202)的管口朝向所述窑炉本体(100)的头部。

3.根据权利要求1所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述侧壁进气管(201)包括总进气管(201a)及与所述总进气管(201a)连通的若干进气支管(201b)，若干所述进气支管(201b)的管口高度不同。

4.根据权利要求3所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述总进气管(201a)及所述进气支管(201b)上均设置有阀门(201c)。

5.根据权利要求3所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述进气支管(201b)的管口朝向所述窑炉本体(100)的头部，且所述进气支管(201b)与所述窑炉本体(100)的内侧壁之间的夹角为45°。

6.根据权利要求1所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述排气系统为设置在所述窑炉本体(100)的头部的引风机(301)。

7.根据权利要求1所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述窑炉本体(100)的内侧壁上设置有若干加热装置，若干所述加热装置与若干所述侧壁进气管(201)间隔设置。

8.根据权利要求7所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述加热装置为加热棒(101)。

9.根据权利要求1所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述窑炉本体(100)的内壁上设置有热电偶。

10.根据权利要求9所述的一种生产锂电池正极材料的窑炉，其特征在于：所述热电偶的数量为2个，且分别设置在所述窑炉本体(100)的内上壁及内底壁上。

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