CN219913972U - 炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统。炉盖盖合于炉体的炉口，炉盖包括盖体，盖体包括沿炉盖的厚度方向依次层叠设置的第一隔热层、第二隔热层及第三隔热层，第一隔热层相对第二隔热层及第三隔热层朝向炉口设置，且第一隔热层的导热系数大于第二隔热层及第三隔热层的导热系数。本申请中提供额炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统，能够缓解石墨化炉的隔热效果不佳的问题，从而能够提升炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统的热量利用率。

Description

炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统

技术领域

本申请涉及热处理炉技术领域，特别是涉及一种炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统。

背景技术

石墨化炉是向物料提供高温处理环境的设备。石墨化炉对物料进行热处理时，其性能和寿命对于物料的热处理品质至关重要。传统的石墨化炉的隔热效果较差，热量浪费严重，导致物料的处理效率及品质均不高。鉴于此，如何提升石墨化炉的隔热效果，是一项亟待解决的技术问题。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统，能够缓解石墨化炉的隔热效果不佳的问题，从而能够提升炉盖、炉结构、石墨化炉及电池生产系统的热量利用率。

第一方面，本申请提供了一种炉盖，盖合于炉体的炉口，炉盖包括盖体，盖体包括沿炉盖的厚度方向依次层叠设置的第一隔热层、第二隔热层及第三隔热层，第一隔热层相对第二隔热层及第三隔热层朝向炉口设置，且第一隔热层的导热系数大于第二隔热层及第三隔热层的导热系数。

通过设置第一隔热层，第一隔热层可以进行隔热且耐高温，可以将热量更好的保持在炉结构的炉体内。此外，由于第一隔热层的设置，炉体的热量传递至第二隔热层及第三隔热层的较少，以降低热量过于集中在第二隔热层及第三隔热层上而导致第二隔热层及第三隔热层熔融形变的风险。第二隔热层及第三隔热层位于第一隔热层背向炉口的一侧并能够对盖体的隔热保温效果进行加持，可进一步降低热量由第一隔热层背向炉口的一侧扩散至外部的概率，有助于提升炉盖的隔热保温效果，降低热量的损耗，从而使得热量可以大量保持在炉体及炉盖组合形成的炉结构内，以稳定地维持炉结构内的高温并实现较高的物料处理效率及品质。

在本申请的一个或者多个实施例中，第二隔热层的导热系数大于第三隔热层的导热系数。

这样，第三隔热层的隔热保温效果相较于第二隔热层的隔热保温效果更优。那么，第三隔热层能够将热量更好的锁定在炉体内，从而有助于提升炉盖的隔热保温效果，热量流失少，耗能低。

在本申请的一个或者多个实施例中，第二隔热层与第三隔热层之间的导热系数之比为K₁，K₁满足条件：1:1＜K₁≤4:1。

通过设置K₁满足条件：1:1＜K₁≤4:1，第三隔热层的隔热保温效果优于第二隔热层的隔热保温效果，炉盖的保温效果更好，隔热效果好，耗能低。且在该实施例下，还设置第三隔热层的厚度大于第二隔热层的厚度，第三隔热层的导热系数小，且厚度大，隔热保温效果好，因此，炉结构耗能更低。

在本申请的一个或者多个实施例中，第一隔热层与第二隔热层之间的导热系数之比为K₂，K₂满足条件：1:1＜K₂≤5:1。

通过设置K₂满足条件：1:1＜K₂≤5:1，第二隔热层的隔热保温效果优于第一隔热层的隔热保温效果，炉盖的保温效果更好，隔热效果好，耗能低。且在该实施例下，还设置第一隔热层的厚度大于第二隔热层的厚度，则导热板上的热量传递至第二隔热层及第三隔热层的时间更长且需要更多，则第二隔热层及第三隔热层熔融的风险降低。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖包括基体，基体面向炉口的表面凹陷形成嵌合槽，至少第三隔热层嵌合于嵌合槽内。

在运输的过程中，基体能够抵抗外部的冲击，使得炉盖不易变形，进而，盖体可以很好的保护在基体内且不容易变形。此外，基体还可以固定并支撑盖体。在本申请的一个或者多个实施例中，至少第一隔热层伸出嵌合槽外。

在该实施例中，通过设置第一隔热层伸出嵌合槽外，则在炉盖盖合于炉体上时，可以设置第一隔热层搭接在炉体设置炉口的端面，使得基体远离盖体面向炉口的端面，这样，可以降低基体与炉体接触的概率，降低基体因高温熔融形变等风险，提高炉盖的使用寿命。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖还包括紧固件，紧固件配接于基体上，并用于连接盖体及基体。

紧固件沿炉盖的厚度方向或者沿与炉盖的厚度方向相交的方向穿设于盖体，既可以固定盖体内部中的第一隔热层、第二隔热层及第三隔热层，使得第一隔热层、第二隔热层及第三隔热层形成一个整体，且可以将盖体与基体固定亦形成一整体结构，有助于提升盖体与基体之间连接的牢固性。

在本申请的一个或者多个实施例中，紧固件包括主体及设置于主体上的附属部，主体沿炉盖的厚度方向依次穿设于第三隔热层、第二隔热层及第一隔热层，附属部沿与炉盖的厚度方向相交的方向穿设于第三隔热层、第二隔热层及第一隔热层中的至少一层。

主体主要用于固定第三隔热层、第二隔热层及第一隔热层，以使得第三隔热层、第二隔热层及第一隔热层可以构造形成一结构紧凑的盖体，且使得盖体与基体之间可以构造形成结构紧凑的炉盖。而附属部的设置，则可提升盖体与基体之间固定地牢靠性，以提升盖体的安装强度。

在本申请的一个或者多个实施例中，紧固件与基体一体设置。

在该种实施例中，炉盖的成型方式简单易操作，省去了紧固件与盖体连接的步骤，炉盖的制造成本降低。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖还包括加固件，加固件设置于基体在炉盖的厚度方向上背向嵌合槽的一侧。

通过设置加固件，可以提升整个炉盖的机械强度，以降低炉盖在运输的过程中因振动而形变的风险。

在本申请的一个或者多个实施例中，加固件为网状结构。

网格结构的覆盖面积较广，覆盖的面积越广，炉盖的机械强度越高，整个炉盖更不易变形。

在本申请的一个或者多个实施例中，盖体还包括封堵层，封堵层层叠设置于第一隔热层面向炉口的一侧，且封堵层用于封堵第一隔热层上的孔隙。

在本申请中，封堵层能够封堵第一隔热层的孔隙，以降低挥发性气体渗透至第一隔热层内部导致第一隔热层腐蚀的风险，且还能降低挥发性气体通过第一隔热层渗透并与第二隔热层及第三隔热层接触而导致第二隔热层及第三隔热层烧损的风险，炉盖的使用寿命更长。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖沿其厚度方向贯通设置有第一孔部，第一孔部用于插入温度检测元件或者压力检测元件。

在该实施例中，第一孔部的设置，可提升温度检测元件或者压力检测元件拆装的简便性。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖沿其厚度方向贯通设置有第二孔部，第二孔部用于排出挥发性气体。

在热处理过程中，由于第二孔部连通炉体内外，当炉体内压力过大时，利用第二孔部还可以对炉体内部进行泄压，降低爆炉的风险。或者，也可以通过第二孔部收集处理挥发性气体，以降低挥发性气体对环境的污染。第二方面，本申请提供了一种炉结构，其包括：

炉体，具有炉口；以及

如上述任一项实施例所述的炉盖，炉盖盖合于炉体的炉口。

第三方面，本申请提供了一种石墨化炉，其包括如上述实施例所述的炉结构。

第四方面，本申请提供了一种电池生产系统，其包括如实施例所述的石墨化炉。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一个或多个实施例中石墨化炉的剖视图；

图2为本申请一个或多个实施例中炉盖的整体结构示意图；

图3为图2所示的炉盖的俯视图；

图4为图3中的炉盖沿A-A方向上的剖面图；

图5为图3中的炉盖沿B-B方向上的剖面图。

附图标号：

1000、石墨化炉；

100、炉结构；200、第一电极件；300、第二电极件；

10、炉盖；20、炉体；

11、盖体；12、基体；13、紧固件；14、加固件；15、第一孔部；16、第二孔部；17、过孔；

111、第一隔热层；112、第二隔热层；113、第三隔热层；114、封堵层；

121、嵌合槽；

131、主体；132、附属部；

21、炉口；22、排气通道；

X、厚度方向。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等，这些术语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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，若有出现这些术语“第一”、“第二”，这些术语仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，若有出现术语“多个”，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”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。若一个元件被认为是“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。如若存在，本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“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。

石墨化炉通常用于为物料提供高温的处理环境。其中，物料可以为碳素材料、煤炭或者其他需要进行高温处理的物质。以物料为碳素材料为例，石墨化炉通过加热将碳原子由乱层结构转化为有序的石墨晶体结构，主要用于实现碳素材料的石墨化处理。石墨化炉可用于碳素材料的烧结及石墨化、聚酰亚胺(Polymide Film，PI)膜石墨化、导热材料石墨化、碳纤维绳的烧结、碳纤维灯丝的烧结及石墨化、石墨提纯及其他可在碳环境下石墨化等材料的高温处理。在一些具体应用中，经过石墨化炉热处理的石墨化材料可以用于形成电池的负极材料。例如，石墨可作为目前锂电池的负极材料。

一般地，传统的石墨化炉的炉盖的隔热效果不佳，热量浪费严重，导致石墨化炉内提供的高温环境不稳定，物料的处理效率及处理品质不佳。

针对上述问题，本申请设计了一种炉盖，炉盖包括盖体，盖体具有沿炉盖的厚度方向依次层叠设置的第一隔热层、第二隔热层及第三隔热层，第一隔热层朝向炉口设置，且第一隔热层的导热系数大于第二隔热层及第三隔热层的导热系数。

其中，第一隔热层、第二隔热层及第三隔热层均用于隔热保温。第一隔热层的导热能力相较于第二隔热层及第三隔热层的耐温性能较优，而第一隔热层的隔热保温能力相较于第二隔热层及第三隔热层的隔热保温能力弱。

通过设置第一隔热层，第一隔热层可以进行隔热且耐高温，可以将热量更好的保持在炉结构的炉体内。此外，由于第一隔热层的设置，炉体的热量传递至第二隔热层及第三隔热层的较少，以降低热量过于集中在第二隔热层及第三隔热层上而导致第二隔热层及第三隔热层熔融形变的风险。第二隔热层及第三隔热层位于第一隔热层背向炉口的一侧并能够对盖体的隔热保温效果进行加持，可进一步降低热量由第一隔热层背向炉口的一侧扩散至外部的概率，有助于提升炉盖的隔热保温效果，降低热量的损耗，从而使得热量可以大量保持在炉体及炉盖组合形成的炉结构内，以稳定地维持炉结构内的高温并实现较高的物料处理效率。

请参阅图1，图1为本申请一个或多个实施例中石墨化炉1000的剖面图。

本申请实施例涉及的炉盖10，可以应用于石墨化炉1000中的炉结构100，与可以应用于其他类型的热处理炉中的炉结构100，如熔炼炉等，本申请对炉盖10所应用的热处理炉类型不作限定。为方便说明，以下实施例均以炉盖10应用于石墨化炉1000中的炉结构100为例进行说明。

石墨化炉1000可以但不限于用于生产电池负极的石墨化材料的设备。为方便说明，以下实施例均以石墨化炉1000用于生产电池负极的石墨化材料为例进行说明。

下面，对本申请实施例涉及的炉盖10作详细介绍。

请一并参阅图2、图3及图4,图2为本申请一个或多个实施例中炉盖的整体结构示意图，图3为本申请一个或多个实施例中炉盖的俯视图，图4为本申请一个或多个实施例中炉盖沿A-A方向上的剖面图。

根据本申请的一个或者多个实施例，炉盖10盖合于炉体20的炉口21，炉盖10包括盖体11，盖体11包括沿炉盖10的厚度方向X依次层叠设置的第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113，第一隔热层111相对第二隔热层112及第三隔热层113朝向炉口21设置，且第一隔热层111的导热系数大于第二隔热层112及第三隔热层113的导热系数。

其中，炉盖10可以为圆形盖、方形盖、三角盖或者其他不规则形状的盖体11，具体可以根据需求进行设置，在此处不做限定。

盖体11可以由沿炉盖10的周向布设的多个拼装块拼装形成，或者，盖体11也可以由第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113复合形成的层状结构形成，这样，盖体11上不存在沿炉盖10的厚度方向X延伸的间隙，盖体11的密封性较好，外部空气经盖体11上的间隙进入至炉体20内氧化石墨的可能性降低，产品质量达标率高。

炉盖10的厚度方向X设置炉盖10面向炉口21的内端面与背向炉口21的外端面两者的连线方向。示例性地，以图4中炉盖10所处的状态为例，炉盖10的厚度方向X即为上下方向。炉盖10的内端面是指炉盖10面向炉口21的表面，炉盖10的外端面是指炉盖10背向炉口21的表面。炉盖10的内端面可能与第一隔热层111面向炉盖10表面相同，也可能不同，炉盖10的外端面可能与第二隔离层背向第一隔离层的表面相同，也可能不同，具体根据不同的实施例进行设计。比如，以炉盖10仅具有盖体11为例，炉盖10的内端面与第一隔热层111面向炉盖10的表面相同，炉盖10的外端面与第二隔离层背向第一隔离层的表面相同。

其中，第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113均不限于一层，也可以为多层。也就是说，第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113均可以根据需要设置为一层，两层甚至更多层。第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113中任意两者的层数可以相同或者不同。比如，在一些实施例中，第一隔热层111及第二隔热层112可以均为一层，第三隔热层113为两层。又比如，在另外一些实施例中，第一隔热层111为一层，第二隔热层112及第三隔热层113均为两层等等。

具体地，第一隔热层111一般采取强度较好且耐火耐高温的多孔隙材料制备，比如含锆型陶瓷纤维模块、含铬型陶瓷纤维模块、氧化铝纤维模块、陶瓷纤维模块、以及其他以氧化铝为主要成分制成的纤维模块等等。以氧化铝为主要成分是指氧化铝的占比至少要超过百分之五十。

第二隔热层112及第三隔热层113的材料可以相同，也可以不同，且第二隔热层112的导热系数可以大于第三隔热层113的导热系数，或者，也可以第二隔热层112的导热系数小于第三隔热层113的导热系数。比如，以第二隔热层112及第三隔热层113的材料不同为例，第二隔热层112为含锆型陶瓷纤维毯、含铬型陶瓷纤维毯等等。第三隔热层113为纳米绝热板。

其中，纤维模块与纤维毯的制作工艺不同，两者的具体制作工艺为现有技术，具体在此处不再赘述。纤维毯相较于纤维模块更蓬松，孔隙更多，隔热保温效果更好。纳米绝热板是指由氧化铝及纳米二氧化硅按照一定比例混合形成的多孔隙浆料固化制作成型的板状结构。

为方便说明，以下实施例均以第二隔热层112及第三隔热层113材料不同为例进行说明。

考虑到炉盖10的实际重量过重，不方便吊装，可以选用较为轻质的材料制作第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113，以降低炉盖10的重量。

在盖体11中，可以设置第一隔热层111面向炉口21的表面与第三隔热层113背向炉口21的表面均为平行设置的平面，或者，也可以设置第一隔热层111面向炉口21的表面沿背向炉口21的方向凹陷，且第三隔热层113背向炉口21的表面沿背向炉口21的方向突出等等，具体可以根据需求进行选择。

导热系数是指反应材料传导热量的能力的参数。通常地，导热系数越高，耐温性越好，但保温性相对较弱。

其中，第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113均用于隔热保温。第一隔热层111的导热能力相较于第二隔热层112及第三隔热层113的耐温性能较优，而第一隔热层111的隔热保温能力相较于第二隔热层112及第三隔热层113的隔热保温能力弱。

通过设置第一隔热层111，第一隔热层111可以进行隔热且耐高温，可以将热量更好的保持在炉结构100的炉体内。此外，由于第一隔热层111的设置，炉体的热量传递至第二隔热层112及第三隔热层113的较少，以降低热量过于集中在第二隔热层112及第三隔热层113上而导致第二隔热层112及第三隔热层113熔融形变的风险。第二隔热层112及第三隔热层113位于第一隔热层111背向炉口的一侧并能够对盖体11的隔热保温效果进行加持，可进一步降低热量由第一隔热层111背向炉口21的一侧扩散至外部的概率，有助于提升炉盖10的隔热保温效果，降低热量的损耗，从而使得热量可以大量保持在炉体20及炉盖10组合形成的炉结构100内，以稳定地维持炉结构100内的高温并实现较高的物料处理效率及品质。

在本申请的一个或者多个实施例中，第二隔热层112的导热系数大于第三隔热层113的导热系数。

这样，第三隔热层113的隔热保温效果相较于第二隔热层112的隔热保温效果更优。那么，第三隔热层113能够将热量更好的锁定在炉体20内，从而有助于提升炉盖10的隔热保温效果，热量流失少，耗能低。

请再次参阅图4，并同时参阅图5，图5为本申请一个或多个实施例中炉盖沿B-B方向上的剖面图。

在本申请的一个或者多个实施例中，第二隔热层112与第三隔热层113之间的导热系数之比为K₁，K₁满足条件：1:1＜K₁≤4:1。优选地，K₁满足条件：1:1＜K₁≤1.8:1。

在该实施例中，还可设置第二隔热层112的厚度为H₁，第三隔热层113的厚度为H₂，第二隔热层112与第三隔热层113的厚度之比为P₁，P₁满足条件：1:6≤P₁≤1:30，优选地，P₁满足条件：1:6≤P₁≤1:14。

通过设置K₁满足条件：1:1＜K₁≤4:1，第三隔热层113的隔热保温效果优于第二隔热层112的隔热保温效果，炉盖10的保温效果更好，隔热效果好，耗能低。且在该实施例下，还设置第三隔热层113的厚度大于第二隔热层112的厚度，第三隔热层113的导热系数小，且厚度大，隔热保温效果好，因此，炉结构100耗能更低。

在本申请的一个或者多个实施例中，第一隔热层111与第二隔热层112之间的导热系数之比为K₂，K₂满足条件：1:1＜K₂≤5:1，优选地，K₂满足条件：3:1≤K₂≤5:1。

在该实施例中，还可设置第二隔热层112的厚度为H₁，第一隔热层111的厚度为H₃，第二隔热层112与第一隔热层111的厚度之比为P₂，P₂满足条件：1:1≤P₂≤1:5，优选地，P₂满足条件：1:1.2≤P₂≤1:3。

通过设置K₂满足条件：1:1＜K₂≤5:1，第二隔热层112的隔热保温效果优于第一隔热层111的隔热保温效果，炉盖10的保温效果更好，隔热效果好，耗能低。且在该实施例下，还设置第一隔热层111的厚度大于第二隔热层112的厚度，则导热板上的热量传递至第二隔热层112及第三隔热层113的时间更长且需要更多，则第二隔热层112及第三隔热层113熔融的风险降低。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖10包括基体12，基体12面向炉口21的表面凹陷形成嵌合槽121，至少第三隔热层113嵌合于嵌合槽121内。

具体地，可以仅第三隔热层113嵌合在嵌合槽121内，第二隔热层112及第一隔热层111伸出至嵌合槽121外；或者，也可以第二隔热层112及第三隔热层113均嵌合在嵌合槽121内，但第一隔热层111伸出至嵌合槽121外；或者，也可以整个盖体11完全嵌合在嵌合槽121内。

基体12起支撑及固定盖体11的作用。通常地，基体12采用机械强度大于盖体11，且具有耐火耐高温的制作形成，比如碳钢、不锈钢等等。

基体12包括顶板及侧板，侧板围绕顶板的周向设置并沿朝向炉口21的方向延伸，以与顶板共同围合形成嵌合槽121，盖体11固定在嵌合槽121内。

在运输的过程中，基体12能够抵抗外部的冲击，使得炉盖10不易变形，进而，盖体11可以很好的保护在基体12内且不容易变形。此外，基体12还可以固定并支撑盖体11。

此外，在该实施例中，第二隔热层112及第三隔热层113两者均层叠设置在第一隔热层111与嵌合槽121的槽底壁之间，即第二隔热层112及第三隔热层113层叠设置在第一隔热层111与顶板之间，第二隔热层112及第三隔热层113还可以作为第一隔热层111与基体12之间的缓冲层，来降低第一隔热层111与基体12之间出现较大的空隙，接触不紧密，影响隔热的风险，同时，也使得第一隔热层111朝向炉口21设置的表面平整，能够较好的覆盖炉口21。在本申请的一个或者多个实施例中，至少第一隔热层111伸出嵌合槽121外。

具体地，定义嵌合槽121在炉盖10的厚度方向X上的深度为H₄，盖体11的厚度为H₅，嵌合槽121在炉盖10的厚度方向X上的深度，与盖体11的厚度的比值为P₃，P₃满足条件：1:1.1≤P₃≤1：3，优选地，P₃满足条件：1:1.2≤P₃≤1：2。

从成本上考虑，通常地，一般选用熔点低于第一隔热层111的材料制作形成基体12。这样，若将盖体11完全嵌合在嵌合槽121内，则在炉盖10盖合炉口21时，基体12会与炉体20接触，导致基体12熔融变形。

在该实施例中，通过设置第一隔热层111伸出嵌合槽121外，则在炉盖10盖合于炉体20上时，可以设置第一隔热层111搭接在炉体20设置炉口21的端面，使得基体12远离盖体11面向炉口21的端面，这样，可以降低基体12与炉体20接触的概率，降低基体12因高温熔融形变等风险，提高炉盖10的使用寿命。

在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖10还包括紧固件13，紧固件13配接于基体12上，并用于连接盖体11及基体12。

紧固件13可以为杆状、螺钉状、Y字形或者其他形状，具体可以根据需要进行设置。紧固件13可以采用碳钢、不锈钢等等具有较优的机械强度及耐高温性能的材料制作成型。

其中，紧固件13可以与基体12中的顶板或者侧板一体成型，或者，也可以与基体12中的顶板及侧板分开成型，并通过焊接、胶接或者其他连接方式固定。通常地，紧固件13位于嵌合槽121内，且与顶板一体成型，紧固件13沿炉盖10的厚度方向X依次穿设于第三隔热层113、第二隔热层112及第一隔热层111。在该种实施例中，紧固件13可以稳定地牢靠的固定盖体11与基体12。

通常地，紧固件13为一个或者多个，若为多个，多个紧固件13可以沿炉盖10的周向布设，或者，以炉盖10为圆形结构为例，多个紧固件13也可以沿炉盖10的径向设置，又以炉盖10为长方形结构为例，多个紧固件13也可以沿炉盖10的长度方向或者宽度方向设置。

紧固件13沿炉盖10的厚度方向X或者沿与炉盖10的厚度方向X相交的方向穿设于盖体11，既可以固定盖体11内部中的第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113，使得第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113形成一个整体，且可以将盖体11与基体12固定亦形成一整体结构，有助于提升盖体11与基体12之间连接的牢固性。

进一步地，在本申请的一个或多个实施例中，紧固件13包括主体131及设置于主体131上的附属部132，主体131沿炉盖10的厚度方向X依次穿设于第三隔热层113、第二隔热层112及第一隔热层111，附属部132沿与炉盖10的厚度方向X相交的方向穿设于第三隔热层113、第二隔热层112及第一隔热层111中的至少一层。

主体131主要用于固定第三隔热层113、第二隔热层112及第一隔热层111，以使得第三隔热层113、第二隔热层112及第一隔热层111可以构造形成一结构紧凑的盖体11，且使得盖体11与基体12之间可以构造形成结构紧凑的炉盖10。而附属部132的设置，则可提升盖体11与基体12之间固定地牢靠性，以提升盖体11的安装强度。

在本申请的一个或者多个实施例中，紧固件13与基体12一体设置。

一体设置是指一体成型。也就是说，紧固件13与基体12采用相同的材质并经过模具处理后形成包括紧固件13及基体12的一体式结构。

在该种实施例中，炉盖10的成型方式简单易操作，省去了紧固件13与盖体11连接的步骤，炉盖10的制造成本降低。

请再次参阅图2、图3及图4，在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖10还包括加固件14，加固件14设置于基体12在炉盖10的厚度方向X上背向嵌合槽121的一侧。

通常地，加固件14可以采用碳钢、不锈钢或者其他具有较优机械强度的材料制作成型。

加固件14可以为板状结构、或者，也可以由多条加固筋条沿与炉盖10的厚度方向X垂直的方向布设。比如，以炉盖10为圆形结构为例，全部加固筋条均沿炉盖10的径向延伸，又以炉盖10为长方形结构为例，全部加固筋条可以全部沿炉盖10的宽度方向或者长度方向布设，或者，也可以部分加固筋条沿炉盖10的宽度方向布设，其余部分加固筋条沿炉盖10的长度方向布设，且所有的加固筋条拼装形成网状结构。

通过设置加固件14，可以提升整个炉盖10的机械强度，以降低炉盖10在运输的过程中因振动而形变的风险。

在本申请的一个或者多个实施例中，加固件14为网状结构。

通常地，加固件14包括多条加固筋条，全部加固筋条纵横交错形成网格结构。以炉盖10为圆形结构为例，纵横交错是指部分加固筋条沿与炉盖10的其中一个径向或者与该径向平行的方向设置，其余部分加固筋条沿炉盖10的另一个径向或者与该径向平行的方向设置。又以炉盖10为长方形结构为例，纵横交错是指部分加固筋条沿炉盖10的长度方向设置，其余部分加固筋条沿炉盖10的宽度方向设置。

网格结构的覆盖面积较广，覆盖的面积越广，炉盖10的机械强度越高，整个炉盖10更不易变形。

在本申请的一些实施例中，盖体11还包括封堵层114，封堵层114层叠设置于第一隔热层111面向炉口21的一侧，且封堵层114用于封堵第一隔热层111上的孔隙。

具体地，封堵层114可以使用氧化铝及纳米二氧化硅混合形成的浆料涂覆在第一隔热层111面向炉口21的一个表面并固化形成，氧化铝和二氧化硅混合的混合比例可以根据需要进行设置。其中，氧化铝具有较高的耐温性，而纳米二氧化硅主要用于封孔，氧化铝及纳米二氧化硅混合形成的浆料固化形成的封堵层114既具有较优的耐火耐温性，还能封堵第一隔热层111上的孔隙。由于封堵层114邻近炉口21设置，炉口21处温度较高，因此，封堵层114还需要具有较高的耐火及耐高温性能。

定义封堵层114的厚度为H₆，封堵层114与第三隔热层113的厚度之比为P₄，P₄满足条件：1:3≤P₄≤1：300，优选地，P₄满足条件：1:3≤P₄≤1：20。在该种实施例中，封堵层114厚度合适，既能实现封堵，且不至于因过厚而导致材料浪费严重。

第一隔热层111一般采用耐火耐高温的多孔隙材料制备，在加热物料的过程中，物料在炉结构100内经过高温处理会产生挥发性物质，例如甲烷、氢气、硫化物等等。挥发性物质容易渗透至第一隔热层111的孔隙内部，并与高温的第一隔热层111反应，导致第一隔热层111腐蚀，使用寿命减短。此外，挥发性气体还具有高温，其渗透至内导热层111内部之后，容易穿透导热层111的孔隙并与第一隔热层112及第二隔热层113接触，造成第一隔热层112及第二隔热层113高温形变。

而在本申请中，封堵层114能够封堵第一隔热层111的孔隙，以降低挥发性气体渗透至第一隔热层111内部导致第一隔热层111腐蚀的风险，且还能降低挥发性气体通过第一隔热层111渗透并与第二隔热层112及第三隔热层113接触而导致第二隔热层112及第三隔热层113烧损的风险，炉盖10的使用寿命更长。

在本申请的一些实施例中，炉盖10沿其厚度方向X贯通设置有第一孔部15，第一孔部15用于插入温度检测元件或者压力检测元件。

第一孔部15在炉盖10的厚度方向X上贯通炉盖10的两端。第一孔部15配置为单个或者多个，且全部第一孔部15沿炉盖10的周向均匀间隔的布置在炉盖10上。示例性地，第一孔部15沿炉盖10的周向均匀间隔布置有多个，这样，能够从炉盖10的多个方位将温度检测元件或者压力检测元件插入炉体20内部，可以对炉体20内部多个位置进行监测，温度监测更加准确。在图2所示实施例中，第一孔部15布置有2个，两个第一孔部15之间所对应的圆心角为180°。

以第一孔部15为两个为例，可以全部第一孔部15均用于插入温度检测元件，也可以全部第一孔部15均用于插入压力检测元件，或者，也可以其中一个第一孔部15用于插入温度检测元件，另外一个第一孔部15用于插入压力检测元件。

温度检测元件可以但不限于是红外测温元件、热电偶等，其作为本领域的常规选择，在此不限定。在实际作业时，温度检测元件通过第一孔部15插入到炉体20，能够检测炉体20内温度，辅助实现对炉体20内温度的监测，方便工作人员及时发现炉温异常情况，提高石墨化炉1000的产品品质。

压力检测元件可以但不限于是压阻式测压元件、谐振式测压元件等等，其作为本领域常规选择，在此不限定。压力检测元件可通过第一孔部15插入到炉体20，能够检测炉体20内压力，辅助实现对炉体20内压力的监测，方便工作人员及时发现炉压异常情况，并及时作出处理。比如，当炉体20内压力过大时，说明石墨化的过程中产生的挥发性气体并未及时排出，而为降低炉体20内挥发性气体的残留，需要加大抽出炉体20内挥发性气体的抽气泵的输出功率。

在该实施例中，第一孔部15的设置，可提升温度检测元件或者压力检测元件拆装的简便性。

在本申请的一些实施例中，炉盖10沿其厚度方向X贯通设置有第二孔部16，第二孔部16用于排出挥发性气体。

第二孔部16排出挥发性气体后，可以对炉体20内部进行泄压，或者，也可以仅仅只是单纯的排放挥发性气体，以防止挥发性气体长期滞留在炉体20内而腐蚀炉盖10。或者，挥发性气体也可以通过第二孔部16排出至炉结构100外部进行收集处理，以降低挥发性气体对环境的污染。

第二孔部16在炉盖10的厚度方向X上贯通炉盖10的两端。第二孔部16配置为单个或者多个，且全部第二孔部16沿炉盖10的周向均匀间隔的布置在炉盖10上。示例性地，第一孔部15沿炉盖10的周向均匀间隔布置有多个，这样，能够从炉盖10的多个方位进行泄压或者排放挥发性气体。在图2所示实施例中，第二孔部16布置有2个，两个第二孔部16之间所对应的圆心角为180°。

通常地，可以通过在第二孔部16处设置泄压阀进行泄压，或者，也可以设置第二孔部16直接作为泄压孔，或者，也可以设置第二孔部16直接作为排放或者收集挥发性气体的排放孔。

在热处理过程中，由于第二孔部16连通炉体20内外，当炉体20内压力过大时，利用第二孔部16还可以对炉体20内部进行泄压，降低爆炉的风险。或者，也可以通过第二孔部16收集处理挥发性气体，以降低挥发性气体对环境的污染。在本申请的一个或者多个实施例中，炉盖10沿其厚度方向X贯通设置有过孔17，过孔17用于供物料和/或电极件穿过。

在一些情形下，过孔17可以同时供物料和电极件经过。过孔17在炉盖10的厚度方向X上贯通设置，也就是说，过孔17连通炉盖10在厚度方向X上的两端，即物料可经过过孔17从炉盖10的一端流到另一端，在实际应用时，物料可经过孔17从炉盖10外进入炉体20内。通常地，过孔17沿厚度方向X延伸设置，即过孔17的中心轴线与炉盖10的厚度方向X大致平行设置。电极件可以为正极件及负极件中的一者，通过向正极件及负极件通电加热，可在炉腔内形成高温。

通过设置过孔17，可方便下料和/或安装电极件。

当然，本申请中下料的方式不限于上述一种，还可以由炉体20的外侧进行下料。以图1为例，由炉体20的左侧或者右侧直接向炉体20内进行下料。

请再次参阅图1，根据本申请的一个或者多个实施例，本申请还提供了一种炉结构100，其包括炉体20及上述任一项实施例炉盖10，炉体20具有炉口21，炉盖10盖合于炉体20的炉口21。

一般地，炉体20是石墨化炉1000为物料提供高温环境的结构，通常情况下，炉体20所提供的高温环境与大气是相隔离的，其所提供的高温环境可以是真空环境、气氛环境(如氮气气氛、惰性气体气氛、还原气氛)等，具体根据需求而设定。

通常地，炉口21是炉体20上供物料进入炉体20内的孔道结构。炉盖10的过孔17与炉口21通常是直接连通的，物料经过过孔17、炉口21进入炉体20内。

具体地，炉盖10盖合在炉体20的炉口21。炉盖10与炉口21之间通常是密封连接的。密封方式可以是在两者之间填充密封材料，也可以将炉盖10与炉体20设计为凹凸配合来提供密封效果。

上述炉结构100，具有上述炉盖10的所有有益效果，在此不赘述。

请再次参阅图1，根据本申请的一个或者多个实施例，本申请还提供了一种石墨化炉1000，其包括如上述任一项实施例所述的炉结构100。

石墨化炉1000包括具备上述所有有益效果，在此不赘述。

在本申请的一个或者多个实施例中，石墨化炉1000除炉结构100外还可以包括电极件，电极件可以是负极件或正极件，其是能够流通电流的导体，具体材质可以是石墨、金属等。将穿设炉盖10的电极件称作第一电极件200，通常地，炉体20上还设置有第二电极件300，第二电极件300与第一电极件200配合在炉体20内部产生能够实现物料加热的核心温度区域。通常地，第一电极件200和第二电极件300在炉盖10的厚度方向X上相对且间隔设置。其中，相对是指沿炉盖10的厚度方向X，第一电极件200的投影和第二电极件300的投影相交。具体地，第一电极件200为正极件与负极件中的任一者，第二电极件300为正极件与负极件中的另一者。

在一些情形下，第一电极件200和第二电极件300可以对经过核心温度区域的物料进行直接加热，此时物料经过核心温度区域时能够流通电流而自身电阻发热实现加热。在另一些情形下，第一电极件200和第二电极件300还可以是对经过核心温度区域的物料进行间接加热，例如在核心温度区域布置加热丝，加热丝电连接在第一电极件200和第二电极件300之间，第一电极件200和第二电极件300通电时使加热丝发热，物料能够被加热丝辐射的热量或者传导的热量加热，实现物料的间接加热。关于电极件如何实现物料加热的具体方案在本申请实施例中不作限定，本领域技术人员可以进行常规设置。

在本申请的一个或者多个实施例中，石墨化炉1000除炉结构100外还可以包括抽气泵，炉体20上设置有与其内部空间连通的排气通道22，抽气泵通过排气通道22用于抽出炉体20内的挥发性气体，以降低爆炉的风险。其中，抽气泵为本领域的常规处理手段，故在此处不再赘述。

在本申请的一个或者多个实施例中，石墨化炉1000除炉结构100外还可以包括温度检测元件及压力检测元件，温度检测元件及压力检测元件分别插入不同的第一孔部15。

请再次参阅图1至图5，根据本申请的一个或者多个实施例，本申请实施例还提供了一种电池生产系统，其包括上述任一项实施例所述的石墨化炉1000。石墨化炉1000可用于生产电池负极的石墨材料的一类工艺设备。电池生产系统生产的电池可以但不限于是锂电池、燃料电池、太阳能电池等。当然，电池生产系统还可以包括其他工艺设备，具体不赘述。

根据本申请的一些实施例中，本申请提供了一种炉盖10，其盖合于炉体20的炉口21，炉盖10包括盖体11，盖体11包括沿炉盖10的厚度方向X依次层叠设置的第一隔热层111、第二隔热层112及第三隔热层113，第一隔热层111相对第二隔热层112及第三隔热层113朝向炉口21设置，且第一隔热层111的导热系数大于第二隔热层112及第三隔热层113的导热系数。

在这样的炉盖10中，通过设置第一隔热层111，第一隔热层111可以进行隔热且耐高温，可以将热量更好的保持在炉结构100的炉体内。此外，由于第一隔热层111的设置，炉体的热量传递至第二隔热层112及第三隔热层113的较少，以降低热量过于集中在第二隔热层112及第三隔热层113上而导致第二隔热层112及第三隔热层113熔融形变的风险。第二隔热层112及第三隔热层113位于第一隔热层111背向炉口的一侧并能够对盖体11的隔热保温效果进行加持，可进一步降低热量由第一隔热层111背向炉口21的一侧扩散至外部的概率，有助于提升炉盖10的隔热保温效果，降低热量的损耗，从而使得热量可以大量保持在炉体20及炉盖10组合形成的炉结构100内，以稳定地维持炉结构100内的高温并实现较高的物料处理效率及品质。

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。

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

Claims (17)

1.一种炉盖，盖合于炉体(20)的炉口(21)，其特征在于，所述炉盖包括盖体(11)，所述盖体(11)包括沿所述炉盖的厚度方向(X)依次层叠设置的第一隔热层(111)、第二隔热层(112)及第三隔热层(113)，所述第一隔热层(111)相对所述第二隔热层(112)及所述第三隔热层(113)朝向所述炉口(21)设置，且所述第一隔热层(111)的导热系数大于所述第二隔热层(112)及所述第三隔热层(113)的导热系数。

2.根据权利要求1所述的炉盖，其特征在于，所述第二隔热层(112)的导热系数大于所述第三隔热层(113)的导热系数。

3.根据权利要求2所述的炉盖，其特征在于，所述第二隔热层(112)与所述第三隔热层(113)之间的导热系数之比为K₁，K₁满足条件：1:1＜K₁≤4:1。

4.根据权利要求1所述的炉盖，其特征在于，所述第一隔热层(111)与所述第二隔热层(112)之间的导热系数之比为K₂，K₂满足条件：1:1＜K₂≤5:1。

5.根据权利要求1所述的炉盖，其特征在于，所述炉盖包括基体(12)，所述基体(12)面向所述炉口(21)的表面凹陷形成嵌合槽(121)，至少所述第三隔热层(113)嵌合于所述嵌合槽(121)内。

6.根据权利要求5所述的炉盖，其特征在于，至少所述第一隔热层(111)伸出所述嵌合槽(121)外。

7.根据权利要求5所述的炉盖，其特征在于，所述炉盖还包括紧固件(13)，所述紧固件(13)配接于所述基体(12)上，并用于连接所述盖体(11)及所述基体(12)。

8.根据权利要求7所述的炉盖，其特征在于，所述紧固件(13)包括主体(131)及设置于所述主体(131)上的附属部(132)，所述主体(131)沿所述炉盖的厚度方向(X)依次穿设于所述第三隔热层(113)、所述第二隔热层(112)及所述第一隔热层(111)，所述附属部(132)沿与所述炉盖的厚度方向(X)相交的方向穿设于所述第三隔热层(113)、所述第二隔热层(112)及所述第一隔热层(111)中的至少一层。

9.根据权利要求8所述的炉盖，其特征在于，所述紧固件(13)与所述基体(12)一体设置。

10.根据权利要求8所述的炉盖，其特征在于，所述炉盖还包括加固件(14)，所述加固件(14)设置于所述基体(12)在所述炉盖的厚度方向(X)上背向所述嵌合槽(121)的一侧。

11.根据权利要求10所述的炉盖，其特征在于，所述加固件(14)为网状结构。

12.根据权利要求1至11任一项所述的炉盖，其特征在于，所述盖体(11)还包括封堵层(114)，所述封堵层(114)层叠设置于所述第一隔热层(111)面向所述炉口(21)的一侧，且所述封堵层(114)用于封堵所述第一隔热层(111)上的孔隙。

13.根据权利要求1至11任一项所述的炉盖，其特征在于，所述炉盖沿其厚度方向(X)贯通设置有第一孔部(15)，所述第一孔部(15)用于插入温度检测元件或者压力检测元件。

14.根据权利要求1至11任一项所述的炉盖，其特征在于，所述炉盖沿其厚度方向(X)贯通设置有第二孔部(16)，所述第二孔部(16)用于排出挥发性气体。

15.一种炉结构，其特征在于，包括：

炉体(20)，具有炉口(21)；以及

如上述权利要求1至14任一项所述的炉盖，所述炉盖盖合于所述炉体(20)的炉口(21)。

16.一种石墨化炉，其特征在于，包括如上述权利要求15所述的炉结构。

17.一种电池生产系统，其特征在于，包括如上述权利要求16所述的石墨化炉。