CN219674782U - 锂离子电池正极材料烧结设备以及锂离子电池生产线 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种锂离子电池正极材料烧结设备以及锂离子电池生产线。上述的锂离子电池正极材料烧结设备包括炉体、支架、传送装置、匣钵、测温装置、夹持装置、定位装置以及控制件。其中，支架与炉体连接，传送装置设置在支架的两侧，匣钵设置在传送装置上，匣钵用于放置物料，匣钵设置有插接部；测温装置设有卡接部，卡接部与插接部对应卡接。夹持装置位于炉腔内，夹持装置与支架连接，夹持装置用于夹持测温装置；定位装置位于炉腔内，定位装置用于对插接部进行定位，即当定位装置检测到匣钵到达指定位置时，夹持装置夹持并搬运测温装置，以使测温装置卡接在匣钵上，进而实现实时检测炉体内的温度。

Description

锂离子电池正极材料烧结设备以及锂离子电池生产线

技术领域

本实用新型涉及电池生产设备的技术领域，特别是涉及一种锂离子电池正极材料烧结设备以及锂离子电池生产线。

背景技术

采用高温固相法制备锂离子电池正极材料的过程中，常采用辊道窑对物料进行高温烧结，其烧结温度根据制备的正极材料的不同而有所区别，最高烧结温度可达900℃以上。在生产过程中常在窑炉侧壁上安装多个耐高温的热电偶检测窑炉内部的温度。但是热电偶只能检测到固定位置的温度，其检测点靠近窑炉的内侧壁，而因窑炉内部空间较大，窑炉内部各区域的温度往往存在一定的差别，导致热电偶检测到的温度与物料烧结温度存在一定的区别。

为了测得物料烧结的实际温度，需采用测温块对窑炉内部的温度进行测量。其具体的监测方法为：进炉过程中，将窑炉进料端的外环线暂停，并在外环线内放置空钵，在空钵内放置包覆有耐高温保温棉的测温块，然后重新启动外环线，将空钵随着其它装有物料的匣钵一起传送至窑炉内，以通过测温块对窑炉内部的烧结温度进行测量。可见，上述的烧结窑炉在监测温度过程中，需要将进炉端的外环线暂停进空钵，且对保温棉的质量及包覆手法有较高的要求，否则易导致测温块出现开裂或凹凸不平的现象，影响测温的准确性。测温块出炉后需对其长度进行测量，并对照厂家的温度参考表来确定温度，无法实现在线实时检测窑炉内的温度，使窑炉内的温度的实际测量难度较高，同时使得正极材料的烧结效率较低。

因此亟需一种在不停线的情况下对窑炉内部的烧结温度进行实时在线检测，进而使得正极材料的烧结效率较高。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种不停线即可对窑炉内部的烧结温度进行实时检测，且使得正极材料烧结效率较高的正极材料烧结装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种锂离子电池正极材料烧结设备，包括：

炉体、进料端以及出料端，所述炉体内形成有供物料通过的炉腔，所述炉腔分别与所述进料端以及所述出料端连通，所述炉腔内设有加热装置；

支架，所述支架与所述炉体连接；

传送装置，所述传送装置设置在所述支架；

匣钵，所述匣钵设置在所述传送装置上，所述传送装置用于输送所述匣钵，所述匣钵用于放置物料，所述匣钵设置有插接部；

测温装置，所述测温装置设有卡接部，所述卡接部与所述插接部对应卡接；

夹持装置，所述夹持装置位于所述炉腔内，所述夹持装置与所述支架连接；以及

定位装置，所述定位装置位于所述炉腔内，所述定位装置与所述炉体连接，所述定位装置用于感应所述插接部，所述定位装置与所述夹持装置的控制端电连接，所述夹持装置用于在所述定位装置感应到所述插接部时夹持并搬运所述测温装置，以将所述测温装置与所述匣钵卡接。

在其中一个实施例中，所述夹持装置包括竖直驱动件、水平驱动件、活动杆以及夹持部，所述竖直驱动件安装于所述支架，所述活动杆的一端与所述竖直驱动件的动力输出端连接，所述活动杆的另一端与所述水平驱动件连接，所述水平驱动件的动力输出端还与所述夹持部连接，所述夹持部用于夹持或松开所述测温装置。

在其中一个实施例中，所述水平驱动件及所述夹持部的数目均为两个，两个所述水平驱动件均设于所述活动杆上，且两个所述水平驱动件的动力输出方向相反，两个所述夹持部分别固定连接于两个所述水平驱动件的动力输出轴，两个所述水平驱动件驱动相应的所述夹持部水平移动，使两个所述夹持部相互靠近或远离。

在其中一个实施例中，所述测温装置还包括壳体、密封垫、导温杆以及温度传感器，所述壳体与所述卡接部固定连接，所述壳体开设有安装孔，所述导温杆位于所述安装孔内并与所述壳体连接，所述密封垫夹持在所述导温杆及所述壳体之间，所述温度传感器位于所述壳体内。

在其中一个实施例中，所述壳体包括由外向内依次设置的外壳、中间涂层以及保温层，所述安装孔包括依次连通的第一安装孔、第二安装孔及第三安装孔，所述第一安装孔开设于所述外壳，所述第二安装孔开设于所述中间涂层，所述第三安装孔开设于所述保温层，所述外壳与所述卡接部固定连接。

在其中一个实施例中，所述卡接部包括第一插杆以及第二插杆，所述第一插杆的一端与所述外壳固定连接，所述第一插杆的另一端与所述第二插杆固定连接，所述第二插杆对应卡接在所述插接部上。

在其中一个实施例中，所述插接部形成有插接槽，所述第二插杆卡接在所述插接槽内。

在其中一个实施例中，所述所述烧结设备还包括控制件，所述控制件分别与所述加热装置、所述传送装置、所述夹持装置、所述测温装置以及所述定位装置电连接。

在其中一个实施例中，所述定位装置为红外定位传感器。

一种锂离子电池生产线，包括上述任一实施例所述的锂离子电池正极材料烧结设备。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

上述的锂离子电池正极材料烧结设备，通过夹持装置夹取并移动测温装置，测温装置上设有卡接部，匣钵上设有与卡接部相对应的插接部，通过定位装置对插接部进行定位，当插接部位于卡接部正下方时，在夹持装置的作用下将插接部与卡接部对接，以将测温装置固定在匣钵上，从而可在不打开炉门的情况下将测温装置放置在匣钵上，进而提高了正极材料的烧结效率；测温装置随着匣钵一起在炉腔内传送，并将测得的温度传递至控制部件内进行处理，以实现在线实时检测窑炉内部的温度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为一实施例的锂离子电池正极材料烧结设备的炉腔的结构示意图；

图2为图1所示的锂离子电池正极材料烧结设备的结构剖视图；

图3为图2所示的锂离子电池正极材料烧结设备在A处的局部放大示意图；

图4为图2所示的锂离子电池正极材料烧结设备的测温装置的结构剖视图；

图5为图2所示的锂离子电池正极材料烧结设备的匣钵的结构示意图；

图6为图2所示的锂离子电池正极材料烧结设备的测温装置的另一结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请提供一种正极材料烧结设备，包括炉体、支架、传送装置、匣钵、测温装置、夹持装置、定位装置。炉体内形成供物料通过的炉腔，炉腔两端分别和进料端以及出料端连通；所述支架与所述炉体连接；所述传送装置设置在所述支架的两侧；所述匣钵设置在所述传送装置上，所述匣钵用于放置物料，所述匣钵设置有插接部；所述测温装置设有卡接部，所述卡接部与所述插接部对应卡接，以使测温装置随匣钵一起在所述炉腔内移动；所述夹持装置位于所述炉腔内，所述夹持装置与所述支架连接；所述定位装置位于所述炉腔内，所述定位装置与所述炉体连接，所述定位装置用于感应所述插接部，所述定位装置与所述夹持装置的控制端电连接，所述夹持装置用于在所述定位装置感应到所述插接部时夹持并搬运所述测温装置，以将所述测温装置与所述匣钵卡接。

上述的锂离子电池正极材料烧结设备，通过夹持装置夹取并移动测温装置，测温装置上设有卡接部，匣钵上设有与卡接部相对应的插接部，通过定位装置对插接部进行定位，当插接部位于卡接部正下方时，在夹持装置的作用下将插接部与卡接部对接，以将测温装置固定在匣钵上，从而可在不打开炉门的情况下将测温装置放置在匣钵上，进而提高了正极材料的烧结效率；测温装置随着匣钵一起在炉腔内传送，并将测得的温度传递至控制部件内进行处理，以实现在线实时检测窑炉内部的温度。

为更好地理解本申请的技术方案和有益效果，以下结合具体实施例对本申请做进一步地详细说明：

如图1和图2所示，一实施例的锂离子电池正极材料烧结设备10包括炉体100、进料端以及出料端，所述炉体100内形成供物料通过的炉腔110，所述炉腔110分别和所述进料端以及所述出料端连通，所述炉腔110从靠近所述进料端一端依次划分为进炉区111、升温区112、恒温区113和冷却区114，其中，所述升温区112和所述恒温区113均设有加热装置，加热装置用于对升温区112和恒温区113加热，使炉腔110内的温度达到正极材料的烧结温度。

如图2至图6所示，锂离子电池正极材料烧结设备10还包括支架200、传送装置300、匣钵400、测温装置500、夹持装置600、定位装置700。其中，所述支架200与所述炉体100连接，所述传送装置300设置在所述支架200；所述匣钵400设置在所述传送装置300上，所述传送装置300用于输送所述匣钵400，所述匣钵400用于放置物料，所述匣钵400设置有插接部410；所述测温装置500设有卡接部510，所述卡接部510与所述插接部410对应卡接，以使测温装置500随匣钵400一起在所述炉腔110内移动，即在卡接部510与插接部410卡接后，匣钵400与测温装置500随着传送装置300一起在炉腔110内移动。

进一步地，所述夹持装置600位于所述进炉区111内，所述夹持装置600与所述支架200连接，所述夹持装置600用于夹持所述测温装置500，以使所述测温装置500与所述匣钵400卡接。所述定位装置700位于所述进炉区111内，所述定位装置700与所述炉体100连接，所述定位装置700用于感应所述插接部410，所述定位装置700与所述夹持装置600的控制端电连接，所述夹持装置600用于所述定位装置700感应到所述插接部410时夹持并搬运所述测温装置500，以将所述测温装置500与所述匣钵400卡接。

需要说明的是，定位装置700与夹持装置600的电路控制方法、测温装置500的测温方法均不在本申请的保护范围内，本申请仅对定位装置700、夹持装置600、测温装置500的位置关系及连接关系进行保护。

上述的锂离子电池正极材料烧结设备10，通过夹持装置600夹取并移动测温装置500，测温装置500上设有卡接部510，匣钵400上设有与卡接部510相对应的插接部410，通过定位装置700对插接部410进行定位，当插接部410位于卡接部510正下方时，在夹持装置600的作用下将插接部410与卡接部510对接，以将测温装置500固定在匣钵400上，从而可在不打开炉门的情况下将测温装置500放置在匣钵400上，进而提高了正极材料的烧结效率；测温装置500随着匣钵400一起在炉腔110内传送，并将测得的温度传递至控制部件内进行处理，以实现在线实时检测窑炉内部的温度。

进一步地，加热装置为加热棒，通过加热棒使得升温区112和恒温区113温度达到正极材料的烧结温度。在传送过程中，物料先进入进炉区111待料，然后进入升温区112进行升温直至达到物料的烧结温度，随后传送至恒温区113进行一定时间的烧结反应后，传送至冷却区114进行冷却，以使物料降温。在其他实施例中，加热装置不仅限为加热棒，加热装置还可以为热电偶棒。

如图2和图3所示，在其中一个实施例中，所述夹持装置600包括竖直驱动件610、水平驱动件620、活动杆630以及夹持部640，所述竖直驱动件610与所述支架200连接，所述活动杆630的一端与所述竖直驱动件610的动力输出端连接，所述活动杆630的另一端与所述水平驱动件620连接，所述水平驱动件620还与所述夹持部640连接，所述夹持部640用于夹持或松开所述测温装置500。可以理解，竖直驱动件610及水平驱动件620均可以为电机或气缸。

在本实施例中，当定位装置700感应到匣钵400上的插接部410到达指定位置时，竖直驱动件610驱动活动杆630向下运动，以使测温装置500的卡接部510与匣钵400的插接部410卡接，此时水平驱动件620驱动夹持部640松开测温装置500并且竖直驱动件610向上运动进行复位，如此使得测温装置500卡接在匣钵400上，且测温装置500和匣钵400随着传送装置300一起在炉腔110内移动。

如图2所示，在其中一个实施例中，所述水平驱动件620及所述夹持部640的数目均为两个，两个所述水平驱动件620均设于所述活动杆630上，且两个所述水平驱动件620的动力输出方向相反，两个所述夹持部640分别固定连接于两个所述水平驱动件620的动力输出轴，两个所述水平驱动件620驱动相应的所述夹持部640水平移动，使两个所述夹持部640相互靠近或远离。

可以理解，两个水平驱动件620分别驱动两个夹持部640以相同或相反的方向运动，使得两个夹持部640的靠近或远离，进而实现两个夹持部640对测温装置500的夹紧或松开。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述测温装置500还包括壳体520、密封垫530、导温杆540以及温度传感器550，所述壳体520与所述卡接部510固定连接，所述壳体520开设有安装孔560，所述导温杆540位于所述安装孔560内并与所述壳体520连接，所述密封垫530夹持在所述导温杆540及所述壳体520之间，所述温度传感器550位于所述壳体520内。

在本实施例中，密封垫530、导温杆540以及温度传感器550均由耐高温材质制成，以避免在高温环境下损坏。同时导温杆540的材质必须导热效果较好，导温杆540的一端位于壳体520内，另一端贯穿壳体520位于炉腔110内，通过位于炉腔110内的导温杆540将炉腔110内的温度传导至位于壳体520内的的导温杆540的一端，并通过温度传感器550检测到壳体520内导温杆540的温度，从而检测到炉腔110内的实际烧结温度。

如图4所示，在其中一个实施例中，所述壳体520包括外壳521、中间涂层522以及保温层523，所述安装孔560包括依次连通的第一安装孔561、第二安装孔562及第三安装孔563，所述第一安装孔561开设于所述外壳521，所述第二安装孔562开设于所述中间涂层522，所述第三安装孔563开设于所述保温层523，所述外壳与521所述卡接部510固定连接。

在本实施例中，外壳521为耐高温隔热壳体，即外壳521为耐高温隔热材料结构，比如轻质刚玉莫来石砖。进一步地，中间涂层522为耐热纳米复合隔热保温涂料层。

更进一步地，壳体520设置多层耐高温隔热的保温层523，耐高温隔热的保温层523为耐高温保温棉层，可有效隔绝热量，防止炉腔110内的高温传递至壳体520内损坏温度传感器550，同时为了保护壳体520不被高温损坏，延长测温装置500的使用寿命。

如图4和图6所示，在其中一个实施例中，所述卡接部510包括第一插杆511以及第二插杆512，所述第一插杆511的一端与所述外壳521固定连接，所述第一插杆511的另一端与所述第二插杆512固定连接，所述第二插杆512对应卡接在所述插接部410上，以使测温装置500卡接在匣钵400上。可以理解，当匣钵400到达指定位置时，夹持装置600夹持测温装置500向下移动，使得测温装置500的第二插杆512对应卡接在匣钵400的插接部410上，同时夹持装置600松开测温装置500并向上运动进行复位，即使得测温装置500卡接在匣钵400上，并随着传送装置300一起在炉腔110内传送。

如图5和图6所示，在其中一个实施例中，所述插接部410形成有插接槽411，所述第二插杆512卡接在所述插接槽411内。可以理解，第二插杆512与插接槽412对应设置，通过第二插杆512卡接在插接槽412内，使得测温装置500卡接在匣钵400上，并且测温装置500和匣钵400随着传送装置300在炉腔110内移动，进而使得测温装置500可以检测到炉腔110内的实时温度。

在其中一个实施例中，所述烧结设备还包括控制件，所述控制件分别与所述加热装置、所述传送装置300、所述夹持装置600、所述测温装置500以及所述定位装置700电连接。可以理解，当定位装置700感应到匣钵400到达指定位置时，定位装置700释放信号，此时控制件驱动夹持装置600，使得夹持装置600夹持测温装置500并使得测温装置500卡接在匣钵400上，此时控制件驱动传送装置300移动。当匣钵400和测温装置500进入升温区112和恒温区113时，测温装置500测的实际温度反馈至控制件上，以使控制件对升温区112和恒温区113内的加热装置进行调节，进而使得升温区112和恒温区113的温度符合烧结温度，即使得物料的烧结效率较好。

需要说明的是，控制件的电路控制方法不在本申请保护范围内，本申请仅对控制件的位置关系及连接关系进行保护。

在其中一个实施例中，所述定位装置700为红外定位传感器。可以理解，通过红外定位传感器对匣钵400上的插接部410进行定位，当红外定位传感器感应到匣钵400上的插接部410到达指定位置时，红外定位传感器释放信号至控制件，控制件控制夹持装置600夹持测温装置500运动，以使测温装置500的卡接部510卡接在匣钵400的插接部410上。

本申请还提供一种锂离子电池生产线，包括上述任一实施例所述的锂离子电池正极材料烧结设备10。

与现有技术相比，本实用新型至少具有以下优点：

上述的锂离子电池正极材料烧结设备，通过夹持装置夹取并移动测温装置，测温装置上设有卡接部，匣钵上设有与卡接部相对应的插接部，通过定位装置对插接部进行定位，当插接部位于卡接部正下方时，在夹持装置的作用下将插接部与卡接部对接，以将测温装置固定在匣钵上，从而可在不打开炉门的情况下将测温装置放置在匣钵上，进而提高了正极材料的烧结效率；测温装置随着匣钵一起在炉腔内传送，并将测得的温度传递至控制部件内进行处理，以实现在线实时检测窑炉内部的温度。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种锂离子电池正极材料烧结设备，包括炉体、进料端以及出料端，所述炉体内形成有供物料通过的炉腔，所述炉腔分别与所述进料端以及所述出料端连通，所述炉腔内设有加热装置，其特征在于，所述烧结设备还包括：

支架，所述支架与所述炉体连接；

传送装置，所述传送装置设置在所述支架；

匣钵，所述匣钵设置在所述传送装置上，所述传送装置用于输送所述匣钵，所述匣钵用于放置物料，所述匣钵设置有插接部；

测温装置，所述测温装置设有卡接部，所述卡接部与所述插接部对应卡接；

夹持装置，所述夹持装置位于所述炉腔内，所述夹持装置与所述支架连接；以及

定位装置，所述定位装置位于所述炉腔内，所述定位装置与所述炉体连接，所述定位装置用于感应所述插接部，所述定位装置与所述夹持装置的控制端电连接，所述夹持装置用于在所述定位装置感应到所述插接部时夹持并搬运所述测温装置，以将所述测温装置与所述匣钵卡接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述夹持装置包括竖直驱动件、水平驱动件、活动杆以及夹持部，所述竖直驱动件安装于所述支架，所述活动杆的一端与所述竖直驱动件的动力输出端连接，所述活动杆的另一端与所述水平驱动件连接，所述水平驱动件的动力输出端还与所述夹持部连接，所述夹持部用于夹持或松开所述测温装置。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述水平驱动件及所述夹持部的数目均为两个，两个所述水平驱动件均设于所述活动杆上，且两个所述水平驱动件的动力输出方向相反，两个所述夹持部分别固定连接于两个所述水平驱动件的动力输出轴，两个所述水平驱动件驱动相应的所述夹持部水平移动，使两个所述夹持部相互靠近或远离。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述测温装置还包括壳体、密封垫、导温杆以及温度传感器，所述壳体与所述卡接部固定连接，所述壳体开设有安装孔，所述导温杆位于所述安装孔内并与所述壳体连接，所述密封垫夹持在所述导温杆及所述壳体之间，所述温度传感器位于所述壳体内。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述壳体包括由外向内依次设置的外壳、中间涂层以及保温层，所述安装孔包括依次连通的第一安装孔、第二安装孔及第三安装孔，所述第一安装孔开设于所述外壳，所述第二安装孔开设于所述中间涂层，所述第三安装孔开设于所述保温层，所述外壳与所述卡接部固定连接。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述卡接部包括第一插杆以及第二插杆，所述第一插杆的一端与所述外壳固定连接，所述第一插杆的另一端与所述第二插杆固定连接，所述第二插杆对应卡接在所述插接部上。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述插接部形成有插接槽，所述第二插杆卡接在所述插接槽内。

8.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述烧结设备还包括控制件，所述控制件分别与所述加热装置、所述传送装置、所述夹持装置、所述测温装置以及所述定位装置电连接。

9.根据权利要求1所述的锂离子电池正极材料烧结设备，其特征在于，所述定位装置为红外定位传感器。

10.一种锂离子电池生产线，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的锂离子电池正极材料烧结设备。