CN219913988U - 一种冷却装置、石墨化炉及电池生产系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种冷却装置、石墨化炉及电池生产系统，冷却装置包括：第一冷却件，其内具有用于对物料进行冷却的冷却通道；及第二冷却件，设置于冷却通道内，且其上开设进气口及出气口；进气口与出气口相互连通形成朝向冷却通道内的出气通道。本申请中物料首先可以在冷却通道内进行冷却，与此同时，物料在冷却通道内移动的过程中能够与第二冷却件接触，第二冷却件上的出气通道向物料吹送冷气，从而对物料中温度较高的一部分进行进一步地冷却，以使物料得到充分冷却，使物料经过冷却后的温度更加均匀。

Description

一种冷却装置、石墨化炉及电池生产系统

技术领域

本申请涉及冷却装置技术领域，特别是涉及一种冷却装置、石墨化炉及电池生产系统。

背景技术

对于高温反应装置来说，反应完成所生成的物料往往温度较高，不利于对物料进行后续的加工处理。例如，利用石墨化炉生成石墨材料时，反应仓内所得到的石墨材料温度较高，容易与外部空气发生二次反应而影响石墨材料的质量。

因此，需要对反应仓内反应完成所得到的物料进行冷却。然而，目前的冷却装置对物料的冷却效果较差，不同位置的物料之间存在较大的温度差，使得物料冷却不均匀。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种冷却装置、石墨化炉及电池生产系统，对反应仓内反应完成所得到的物料进行充分冷却，提高对物料的冷却效果，并使冷却后的物料温度更加均匀。

第一方面，本申请提供一种冷却装置，用于对反应仓内反应完成的物料进行冷却，冷却装置包括：

第一冷却件，其内具有用于对物料进行冷却的冷却通道；及

第二冷却件，设置于冷却通道内，且其上开设进气口及出气口；进气口与出气口相互连通形成朝向冷却通道内的出气通道；

其中，出气通道被构造为与第一冷却件共同为物料进行双重冷却。

通过上述结构，当物料从反应仓内进入冷却通道内时，物料首先可以在冷却通道内进行冷却，与此同时，物料在冷却通道内移动的过程中能够与第二冷却件接触，第二冷却件上的出气通道向物料吹送冷气，从而对物料中温度较高的一部分进行进一步地冷却，以使物料得到充分冷却，使物料经过冷却后的温度更加均匀。

在一些实施例中，第一冷却件上开设有与反应仓连通的进料口及与进料口相对的出料口，第二冷却件设置于冷却通道内邻近出料口的一侧，且与冷却通道的通道壁之间间隔形成可供物料通过的过料通道。

一方面，从进料口进入冷却通道内部的物料可以先经过冷却通道进行冷却，然后与邻近出料口一侧的第二冷却件接触，第二冷却件上的出气通道向物料吹送冷气以对物料进行进一步地冷却降温。另一方面，第二冷却件与冷却通道的通道壁之间间隔形成过料通道，当物料进入过料通道内，能够在冷却通道与第二冷却件的双重冷却作用下进行降温，从而提高对物料的冷却效果。

在一些实施例中，第二冷却件包括主体部及尖端部，尖端部连接于主体部的一端，且尖端部的尖端朝向进料口设置。

尖端部的设置能够对物料进行导流，使得物料能够沿着尖端部及主体部的外壁顺利进入过料通道内。

在一些实施例中，过料通道被构造为环绕设置于主体部外周的环形通道。

过料通道环绕设置于主体部的外周，使得第二冷却件对中部下料区的物料进行冷却，并将其分散至过料通道内，提高对于中部下料区的物料的冷却效果。

在一些实施例中，主体部的外径与冷却通道的内径之间的比值范围为1:1.2-1:3。由此，能够合理的控制过料通道的宽度，使得物料在过料通道内顺利下料的同时，对过料通道内的物料进行充分冷却。

在一些实施例中，主体部的外径与冷却通道的内径之间的比值范围为1:1.3-1:2。由此，能够进一步地提高对过料通道内的物料的冷却效果。

在一些实施例中，主体部被构造为柱体结构，和/或尖端部被构造为锥体结构。柱体结构与锥体结构的设计，能够提高对于物料的导流作用，使得物料更加顺利地移动至过料通道内。

在一些实施例中，第二冷却件上均匀开设有多个出气口，至少部分出气口与进气口连通形成朝向过料通道的出气通道。

均匀设置的多个出气口能够增大出气通道与物料之间的接触面积，使得从出气通道内吹出的冷却气体能够与物料充分换热，提高对物料的冷却效果。

在一些实施例中，冷却通道的通道壁上贯穿开设多个抽气孔，抽气孔用于与抽气装置连接，以将冷却通道内部的气体抽出。

由于出气通道对物料进行吹气，使得冷却气体进入冷却通道内，为了使冷却通道内气压平衡，需要在冷却通道的通道壁上贯穿开设抽气孔，抽气孔与外部的抽气装置连接，通过抽气装置将冷却通道内部的气体抽出。

在一些实施例中，全部抽气孔的面积总和与全部出气口的面积总和的比值范围为1:1-2:1。

若抽气孔的面积太大，容易将冷却通道内部的物料跟随气体一并抽出。若抽气孔的面积太小，对冷却通道内部气体的抽气效率又太低，使得抽气效果不佳。因此，在冷却通道的通道壁贯穿开设多个抽气孔，并且全部抽气孔的面积总和与全部出气口的面积总和的比值范围设置为1:1-2:1，以便更好地将冷却通道内部的气体抽出。

在一些实施例中，全部抽气孔的面积总和与全部出气口的面积总和的比值范围为1:1-1.5:1。由此，能够更好地将冷却通道内部的气体抽出。

在一些实施例中，第二冷却件可转动地设置于冷却通道内。第二冷却件在转动的过程中能够与更多的物料充分接触，并且第二冷却件的转动能够对物料起到一定的搅拌作用。与此同时，第二冷却件上的出气通道同步对物料进行吹气冷却，能够进一步地提高冷却效果。

在一些实施例中，第二冷却件绕自身轴线可转动地设置于冷却通道内，且第二冷却件的轴线平行于由进料口指向出料口的方向。第二冷却件绕自身轴线转动的过程中，物料能够与第二冷却件充分接触，提高第二冷却件对于物料的冷却效果。

在一些实施例中，冷却装置还包括设置于冷却通道内的底板，第二冷却件设置于底板朝向进料口的一侧；

其中，底板上形成有朝着出料口以下行坡度倾斜设置的导料面。

底板能够为第二冷却件提供安装基础，并且经过第二冷却件分散后进入过料通道内的物料下落至底板上，在导料面的引导作用下顺利移动至出料口。

在一些实施例中，冷却装置还包括与底板驱动连接的驱动件，驱动件用于驱动底板及其上的第二冷却件转动。在驱动件的带动作用下，能够控制底板与第二冷却件的转动速率，从而控制第二冷却件在转动过程中与物料的接触时间，使物料与第二冷却件充分接触进行冷却。

在一些实施例中，冷却装置还包括刮料板，刮料板设置于底板朝向出料口的一侧。刮料板跟随底板同步转动，并且能够在转动的过程中将物料推送至出料口，使物料顺利从出料口排出。

在一些实施例中，第一冷却件包括与反应仓连接的高温段，高温段内部具有第一冷却子通道，第一冷却子通道被构造为部分冷却通道，且第一冷却子通道的通道壁内侧具有第一耐温层。第一耐温层能够对物料进行导热，使物料快速冷却。

在一些实施例中，第一冷却子通道的内径与外径之间的比值范围为1:1.5-1:7。由此，能够将第一保温层的厚度控制在合适的范围内，从而提高第一保温层对物料的导热效果，并且保护第一冷却件的结构。

在一些实施例中，第一冷却子通道的内径与外径之间的比值范围为1:1.5-1:3。由此，能够进一步地提高第一保温层对物料的导热效果。

在一些实施例中，冷却装置还包括绕设于高温段外周的第一管道，第一管道内部用于供冷却介质流通。物料在经过第一保温层进行初步冷却之后，可以通过第一管道进行进一步地冷却降温，从而提高对物料的冷却效果。

在一些实施例中，第一冷却件还包括连接于高温段远离反应仓一端的过渡段，过渡段内部具有第二冷却子通道，第二冷却子通道与第一冷却子通道共同形成冷却通道，至少部分第二冷却件位于过渡段；

其中，第二冷却子通道的通道壁内侧设有第二耐温层。

由此，物料在冷却通道内依次经过高温段及过渡段的降温冷却，使得物料上的温度分布更加均匀，对物料的冷却效果更好。

在一些实施例中，第二耐温层的厚度范围为0.3μm-200μm。由此，能够提高第二耐温层对于物料的导热效果，并且保护第一冷却件的结构。

在一些实施例中，第二耐温层的厚度范围为5μm-50μm。由此，第二耐温层能够在保护第一冷却件的同时，进一步地提高第二耐温层对于物料的导热效果。

在一些实施例中，第二耐温层的导热系数与第一耐温层的导热系数之间的比值范围为1:1-40:1。由此，能够使得物料在经过第一耐温层的第一次降温和第二耐温层的第二次降温的过程中冷却效果更好。

在一些实施例中，第二耐温层的导热系数与第一耐温层的导热系数之间的比值范围为1:1-15:1。由此，能够进一步提高第一耐温层及第二耐温层的冷却效果。

在一些实施例中，第二耐温层的导热系数与第二冷却件的导热系数之间的比值范围为1:1-20:1。由此，能够使得物料在经过第一耐温层的第一次降温、第二耐温层的第二次降温以及第二冷却件的第三次降温的过程中冷却效果更好。

在一些实施例中，第二耐温层的导热系数与第二冷却件的导热系数之间的比值范围为1:1-5:1。由此，能够进一步提高第二冷却件的冷却效果。

在一些实施例中，冷却装置还包括绕设于过渡段外周的第二管道，第二管道内部用于供冷却介质流通。由此，物料在经过第二保温层进行初步冷却之后，可以通过第二管道进行进一步地气冷降温，从而提高对物料的冷却效果。

第二方面，本申请提供一种石墨化炉，包括炉体及如上所述的冷却装置，炉体内部具有反应冷却装置与反应仓的下料口连通。

第三方面，本申请提供一种电池生产系统，包括如上所述的石墨化炉。

上述冷却装置、石墨化炉及电池生产系统，当物料从反应仓内进入冷却通道内时，物料首先可以在冷却通道内进行冷却，与此同时，物料在冷却通道内移动的过程中能够与第二冷却件接触，第二冷却件上的出气通道向物料吹送冷气，从而对物料中温度较高的一部分进行进一步地冷却，以使物料得到充分冷却，使物料经过冷却后的温度更加均匀。

附图说明

图1为根据一个或多个实施例中冷却装置的结构示意图；

图2为根据一个或多个实施例中第二冷却件的结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大图；

图4为根据一个或多个实施例中石墨化炉的结构示意图。

附图标记说明：1000、石墨化炉；100、冷却装置；200、炉体；201、反应仓；10、第一冷却件；20、第二冷却件；30、底板；40、驱动件；50、刮料板；60、第一管道；70、第二管道；11、冷却通道；12、进料口；13、出料口；14、过料通道；15、高温段；16、过渡段；21、进气口；22、出气口；23、主体部；24、尖端部；31、导料面；111、抽气孔；151、第一耐温层；161、第二耐温层；a、由进料口指向出料口的方向。

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，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，术语“第一”、“第二”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，“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，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，第一特征在第二特征“上”或“下”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，当元件被称为“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。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”、“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。

碳质材料的碳原子为不规则排列，只有通过高温热处理，使碳原子发生再结晶，重新有序排列，才能够呈现石墨的晶体结构，从而具备石墨的导电性、导热性以及化学和热稳定性等优良性能。因此，需要通过石墨化炉将碳质材料转化为人造石墨材料，以便将石墨材料应用于电池负极材料的生产制备中。

经过反应所形成的石墨材料具有较高的温度，如果直接从反应仓内取出，一方面不便于进行操作，另一方面，高温的石墨材料在接触到外部空气时容易发生二次反应，影响石墨材料的质量。因此，需要对反应完成的石墨材料进行冷却。

然而，目前所设置的冷却装置，通常是采用水冷的方式对石墨材料进行冷却。即将石墨材料通入至冷却装置内部的冷却通道中，并在冷却通道的通道壁内通入冷却液，从而对冷却通道内的石墨材料进行冷却。

由此，与冷却通道的通道壁直接接触的一部分石墨材料的冷却效果较好，而无法与冷却通道的通道壁直接接触的一部分石墨材料则得不到良好的冷却，从而还具有较高的温度，使得石墨材料的温度不均匀。

此外，采用水冷的方式进行冷却时，由于冷却通道的通道壁上具有较大的温度差，使冷却通道的通道壁在内应力的作用下容易发生开裂，导致冷却液泄漏，若冷却液与高温石墨材料接触则会发生反应生成一氧化碳等可燃性有毒气体，引发安全事故。

基于此，为了解决反应完成所得到的物料的冷却效果较差，经过冷却后的物料上的温度不均匀的问题，本申请的一个或多个实施例中提供了一种冷却装置，当物料从反应仓内进入冷却通道内时，物料首先可以在冷却通道内进行冷却，与此同时，物料在冷却通道内移动的过程中能够与第二冷却件接触，第二冷却件上的出气通道向物料吹送冷气，从而对物料中温度较高的一部分进行进一步地冷却，以使物料得到充分冷却，使物料经过冷却后的温度更加均匀。

本申请的一个或多个实施例中公开的冷却装置可以但不限用于对石墨化炉的反应仓内反应完成的石墨材料进行冷却，也可以使用上述冷却装置对其他高温反应装置所产生的高温物料进行冷却，在此不做赘述。

本申请的一个或多个实施例中提供一种包括冷却装置的石墨化炉，其中，石墨化炉是指对碳质材料进行高温烧结，使碳原子发生再结晶，重新有序排列，从而转化为人造石墨材料的装置。

请参看图1，本申请提供一种石墨化炉1000，包括炉体200及如上所述的冷却装置100，炉体200内部具有反应仓201，冷却装置100与反应仓201的下料口连通。

具体地，冷却装置100中的第一冷却件10的进料口12与反应仓201的下料口连通。由此，当物料在反应仓201内反应完成之后，能够通过进料口12顺利进入冷却通道11内，以便于对物料进行冷却降温。

参阅图2及图3，本申请一实施例提供了一种冷却装置100，用于对反应仓内反应完成的物料进行冷却。冷却装置100包括第一冷却件10及第二冷却件20，第一冷却件10的内部具有用于对物料进行冷却的冷却通道11。第二冷却件20设置于冷却通道11内，且其上开设进气口21及出气口22，进气口21与出气口22相互连通形成朝向冷却通道11内的出气通道。其中，出气通道被构造为与第一冷却件10共同为物料进行双重冷却。

需要说明的是，反应仓是指材料的生产制造过程中，具体发生反应的位置。例如，对于石墨化炉而言，碳质材料在石墨化炉的反应仓内发生反应，并最终生成石墨材料。最终生成的石墨材料具有较高的温度，如果直接从反应仓内将石墨材料取出，一方面操作不便，另一方面，高温的石墨材料容易与外部空气发生二次反应，从而影响石墨材料的质量。

第一冷却件10是指与反应仓连通，并能够对进入第一冷却件10内部的物料进行冷却降温的结构。第二冷却件20是指设置于第一冷却件10内部的冷却通道11中并能够对冷却通道11中的物料进行冷却降温的结构。

进一步地，冷却通道11是指贯穿开设于第一冷却件10内部，能够供物料通过以对物料起到运输作用的通道结构。出气通道是指贯穿开设于第二冷却件20上，能够向物料吹送冷却气体，以对物料起到冷却作用的结构。

双重冷却是指第一冷却件10与出气通道同时对于冷却通道11内的物料进行冷却降温，从而达到更好地冷却效果。

因此，将第一冷却件10的冷却通道11与反应仓连通，使得反应仓内反应完成的物料可以进入冷却通道11内，并在冷却通道11内进行冷却。

进一步地，为了使物料能够顺利从反应仓进入冷却通道11内，冷却通道11通常沿重力方向设置于反应仓的下方，即冷却通道11与反应仓的下料口连通。由此，反应仓内反应完成的物料能够在重力作用下顺利进入冷却通道11内。

物料进入冷却通道11内，首先在冷却通道11内进行冷却降温。与此同时，物料在经过冷却通道11的过程中，与设置于冷却通道11内的第二冷却件20接触，第二冷却件20上的出气通道能够向物料吹送冷气，从而对物料进行再一次的冷却降温，提高物料的冷却效果。

具体地，为了使出气通道顺利向物料上吹送冷气，可以将第二冷却件20上的进气口21与外部通气装置连通，以向出气通道中通入冷却气体，并通过出气口22吹送至物料表面，对其进行降温。

基于此，第二冷却件20上的出气口22朝向冷却通道11内部设置，以便于向物料吹气。向出气通道中通入的冷却气体可以采用氮气等惰性气体，也可以采用空气，在此不作赘述。

此外，当物料与第二冷却件20接触时，第二冷却件20可以插入至物料内部，对物料进行打散，并且在打散的同时，向物料吹气，从而能够提高对物料的冷却效果。

可以理解地，为了使出气通道能够顺利对物料吹送冷气，降低物料从出气口22进入出气通道中的概率，出气口22的直径设置为小于物料的直径，从而降低物料进入出气口22的概率或者物料堵塞出气口22的概率，使出气通道能够顺利实现对物料的冷却。

通过上述结构，当物料从反应仓201内进入冷却通道11内时，物料首先可以在冷却通道11内进行冷却，与此同时，物料在冷却通道11内移动的过程中能够与第二冷却件20接触，第二冷却件20上的出气通道向物料吹送冷气，从而对物料中温度较高的一部分进行进一步地冷却，以使物料得到充分冷却，使物料经过冷却后的温度更加均匀。

在一些实施例中，第一冷却件10上开设有与反应仓连通的进料口12及与进料口12相对的出料口13，第二冷却件20设置于冷却通道11内邻近出料口13的一侧，且与冷却通道11的通道壁之间间隔形成可供物料通过的过料通道14。

需要说明的是，过料通道14是由第二冷却件20的外壁与冷却通道11的通道壁之间界定形成的，以使物料能够经由过料通道14向出料口13移动。

具体地，进料口12与出料口13分别位于冷却通道11的相对两端，进料口12与反应仓的下料口连通，使得反应仓内反应完成的物料能够顺利通过进料口12进入冷却通道11内，并在经过冷却通道11与第二冷却件20的冷却之后，从出料口13流出。

刚从进料口12进入冷却通道11内的物料温度较高，此时，首先通过冷却通道11对物料进行初步冷却。因此，将第二冷却件20设置于冷却通道11内邻近出料口13的一侧，当物料移动至第二冷却件20位置时，物料与第二冷却件20接触，并经过第二冷却件20的二次冷却，从而使物料上的温度更加均匀。

进一步地，在与由进料口12指向出料口13的方向相交的方向上，第二冷却件20位于冷却通道11的中间位置，并且第二冷却件20与冷却通道11的通道壁之间间隔形成可供物料通过的过料通道14。当物料与第二冷却件20接触之后，被第二冷却件20打散并分散地进入过料通道14。过料通道14中的物料与冷却通道11的通道壁接触的一侧能够在冷却通道11的作用下进行冷却，而与第二冷却件20接触的一侧则能够在出气通道的作用下进行冷却，从而使得物料能够在过料通道14内充分冷却。

通过上述结构，一方面，从进料口12进入冷却通道11内部的物料可以先经过冷却通道11进行冷却，然后与邻近出料口13一侧的第二冷却件20接触，第二冷却件20上的出气通道向物料吹送冷气以对物料进行进一步地冷却降温。另一方面，第二冷却件20与冷却通道11的通道壁之间间隔形成过料通道14，当物料进入过料通道14内，能够在冷却通道11与第二冷却件20的双重冷却作用下进行降温，从而提高对物料的冷却效果。

在一些实施例中，第二冷却件20包括主体部23及尖端部24，尖端部24连接于主体部23的一端，且尖端部24的的尖端朝向进料口12设置。

当物料与第二冷却件20接触时，物料首先与尖端部24接触。在与由进料口12指向出料口13的方向a相交的方向上，尖端部24的直径沿远离主体部23的方向逐渐减小。即尖端部24的尖端朝向进料口12设置，尖端部24能够对物料起到一定的导流作用，将物料逐渐分开，使得物料沿着尖端部24的外壁及主体部23的外壁顺利进入过料通道14内。

由此，尖端部24的设置能够对物料进行导流，使得物料能够沿着尖端部24及主体部23的外壁顺利进入过料通道14内。

在一些实施例中，主体部23被构造为柱体结构，和/或尖端部24被构造为锥体结构。

具体地，主体部23被构造为圆柱体，尖端部24被构造为圆锥体，且圆锥体直径较大的一端与圆柱体的端面连接。由此，使得圆锥体直径较小的一端朝向进料口12设置。

圆柱体及圆锥体的侧面均为光滑的弧面，对于物料的导流作用更好。物料沿着光滑的弧面移动，能够使物料的移动过程更加顺利。

由此，通过圆柱体与圆锥体的结构设计，能够提高对于物料的导流作用，使得物料更加顺利地移动至过料通道14内。

当然，在一些其他的实施例中，主体部23也可以设置为其他柱体结构，例如棱柱体等，尖端部24也可以设置为其他锥体结构，例如棱锥等，在此不做赘述。

在一些实施例中，过料通道14被构造为环绕设置于主体部23外周的环形通道。

需要说明的是，当物料在冷却通道11内移动时，与冷却通道11的通道壁接触的物料受到冷却通道11的冷却效果较好，而位于冷却通道11中间位置的物料无法与冷却通道11的通道壁接触，从而该部分的物料的冷却效果较差。

因此，将过料通道14环绕设置于主体部23的外周，并被构造为环形通道。即将第二冷却件20设置于冷却通道11的中间位置，使得第二冷却件20对于中部下料区的物料进行进一步地冷却，使物料上的温度分布更加均匀。

过料通道14环绕设置于主体部23的外周，使得第二冷却件20对中部下料区的物料进行冷却，并将其分散至过料通道14内，提高对于中部下料区的物料的冷却效果。

在一些实施例中，主体部23的外径与冷却通道11的内径之间的比值范围为1:1.2-1:3。

具体地，主体部23的外径与冷却通道11的内径之间的比值范围，即为过料通道14的宽度范围，而过料通道14的宽度范围将影响物料的冷却效果。

若过料通道14的宽度过大，则当物料位于过料通道14内时，中间位置的物料的冷却效果较差，仍然会导致物料上的温度分布不均匀。而若过料通道14的宽度过小，则会影响物料在过料通道14内的下料速度。

因此，将主体部23的外径与冷却通道11的内径之间的比值范围设置为1:1.2-1:3，能够合理的控制过料通道14的宽度，使得物料在过料通道14内顺利下料的同时，对过料通道14内的物料进行充分冷却。

在一些实施例中，主体部23的外径与冷却通道11的内径之间的比值范围为1:1.3-1:2。作为一种优选的实施例，将主体部23的外径与冷却通道11的内径之间的比值范围设置为1:1.3-1:2，能够进一步地提高对过料通道14内的物料的冷却效果。

在一些实施例中，第二冷却件20上均匀开设有多个出气口22，至少部分出气口22与进气口21连通形成朝向过料通道14的出气通道。

均匀设置的多个出气口22能够增大出气通道与物料之间的接触面积，使得从出气通道内吹出的冷却气体能够与物料充分换热，提高对物料的冷却效果。

请一并参看图2及图4，在一些实施例中，冷却通道11的通道壁上贯穿开设多个抽气孔111，抽气孔111用于与抽气装置连接，以将冷却通道11内部的气体抽出。

由于出气通道对物料进行吹气，使得冷却气体进入冷却通道11内，为了使冷却通道11内气压平衡，需要在冷却通道11的通道壁上贯穿开设抽气孔111，抽气孔111与外部的抽气装置连接，通过抽气装置将冷却通道11内部的气体抽出。

在一些实施例中，全部抽气孔111的面积总和与全部出气口22的面积总和的比值范围为1:1-2:1。

具体地，若抽气孔111的面积太大，容易将冷却通道11内部的物料跟随气体一并抽出。若抽气孔111的面积太小，对冷却通道11内部气体的抽气效率又太低，使得抽气效果不佳。

因此，在冷却通道11的通道壁贯穿开设多个抽气孔111，并且全部抽气孔111的面积总和与全部出气口22的面积总和的比值范围设置为1:1-2:1，以便更好地将冷却通道11内部的气体抽出。

作为一种优选的实施例，全部抽气孔111的面积总和与全部出气口22的面积总和的比值范围为1:1-1.5:1。由此，能够更好地将冷却通道11内部的气体抽出。

在一些实施例中，第二冷却件20可转动地设置于冷却通道11内。第二冷却件20在转动的过程中能够与更多的物料充分接触，并且第二冷却件20的转动能够对物料起到一定的搅拌作用。与此同时，第二冷却件20上的出气通道同步对物料进行吹气冷却，能够进一步地提高冷却效果。

在一些实施例中，第二冷却件20绕自身轴线可转动地设置于冷却通道11内，且第二冷却件20的轴线平行于由进料口12指向出料口13的方向a。

具体地，当第二冷却件20的主体部23设置为圆柱体，第二冷却件20的尖端部24设置为圆锥体时，第二冷却件20的轴线即为圆柱体的轴线。第二冷却件20绕自身轴线转动的过程中，物料能够与第二冷却件20充分接触，提高第二冷却件20对于物料的冷却效果。

在一些实施例中，冷却装置100还包括设置于冷却通道11内的底板30，第二冷却件20设置于底板30朝向进料口12的一侧。其中，底板30上形成有朝着出料口13以下行坡度倾斜设置的导料面31。

底板30能够为第二冷却件20提供安装基础，并且经过第二冷却件20分散后进入过料通道14内的物料下落至底板30上，在导料面31的引导作用下顺利移动至出料口13。

需要说明的是，在一些其他的实施例中，底板30也可以成水平设置，即导料面31呈水平设置，并且借助外部导料装置对底板30上的物料进行导流，使其按照实际所要求的下料速度从出料口13下料。

在一些实施例中，冷却装置100还包括与底板30驱动连接的驱动件40，驱动件40用于驱动底板30及其上的第二冷却件20转动。

具体地，驱动件40可以设置为驱动电机，驱动电机带动底板30转动，从而带动底板30上的第二冷却件20同步转动。在驱动件40的带动作用下，能够控制底板30与第二冷却件20的转动速率，从而控制第二冷却件20在转动过程中与物料的接触时间，使物料与第二冷却件20充分接触进行冷却。

在一些实施例中，冷却装置100还包括刮料板50，刮料板50设置于底板30朝向出料口13的一侧。刮料板50跟随底板30同步转动，并且能够在转动的过程中将物料推送至出料口13，使物料顺利从出料口13排出。

在一些实施例中，第一冷却件10包括与反应仓连接的高温段15，高温段15内部具有第一冷却子通道，第一冷却子通道被构造为部分冷却通道11，且第一冷却子通道的通道壁内侧具有第一耐温层151。

当物料从进料口12进入冷却通道11时，物料首先进入高温段15，即第一冷却子通道内。此时，物料与第一冷却子通道的通道壁接触，通过第一耐温层151进行导热，以使物料快速冷却。

具体地，第一耐温层151的材料可以但不限于采用碳质类材料、碳素类材料及碳材料。

在一些实施例中，第一冷却子通道的内径d₁与外径d₂之间的比值范围为1:1.5-1:7。

具体地，第一冷却子通道的内径d₁与外径d₂之间的比值范围即为第一保温层的厚度范围。若第一保温层的厚度过大，则第一保温层对于物料的导热效果较差。若第一保温层的厚度过小，则传递至第一冷却子通道的通道壁外侧的温度过高，容易导致第一冷却件10因内应力集中而发生开裂。

因此，将第一冷却子通道的内径d₁与外径d₂之间的比值范围设置为1:1.5-1:7，能够将第一保温层的厚度控制在合适的范围内，从而提高第一保温层对物料的导热效果，并且保护第一冷却件10的结构。

在一些实施例中，第一冷却子通道的内径d₁与外径d₂之间的比值范围为1:1.5-1:3。作为一种优选的实施例，将第一冷却子通道的内径d₁与外径d₂之间的比值范围设置为1:1.5-1:3，能够进一步地提高第一保温层对物料的导热效果。

在一些实施例中，冷却装置100还包括绕设于高温段15外周的第一管道60，第一管道60内部用于供冷却介质流通。

具体地，第一管道60内部通入冷却气体，冷却气体可以但不限于采用氮气等惰性气体。

由此，物料在经过第一保温层进行初步冷却之后，可以通过第一管道60进行进一步地气冷降温，从而提高对物料的冷却效果。

此外，向第一管道60内通入冷却气体时的压力范围为0.1MPa-1MPa。进一步地，更优选的压力范围为0.2MPa-0.5MPa。

具体地，气体的压力大，则冷却气体在第一管道60内的移动速度快，第一管道60内的气体分子较多，能够提升降温效果。然而，当气体的压力过大时，对于冷却装置100的耐压性能要求较高。因此，将第一管道60内气体的压力设置为上述范围，能够最大程度的提高对于物料的降温效果。

可以理解地，在一些其他的实施例中，第一管道60内也可以通入冷却液，同样能够起到进一步地冷却作用，在此不做赘述。

在一些实施例中，第一冷却件10还包括连接于高温段15远离反应仓一端的过渡段16，过渡段16内部具有第二冷却子通道，第二冷却子通道与第一冷却子通道共同形成冷却通道11，至少部分第二冷却件20位于过渡段16。其中，第二冷却子通道的通道壁内侧设有第二耐温层161。

高温段15连接于反应仓201与过渡段16之间，物料在高温段15经过降温冷却之后，进入过渡段16，即第二冷却子通道内。此时，物料与第二冷却子通道的通道璧接触，通过第二耐温层161进行导热，以使物料进一步冷却。

进一步地，至少部分第二冷却件20设置于过渡段16内，使得物料在第二冷却子通道内进行冷却的同时，与第二冷却件20接触，通过第二冷却件20向物料吹送冷气从而对物料降温，并且在第二冷却件20的引导作用下，物料分散进入过料通道14内。物料在过料通道14内经过第二冷却子通道的通道璧及第二冷却件20上的出气通道进行双重降温，提高物料的冷却效果。

由此，物料在冷却通道11内依次经过高温段15及过渡段16的降温冷却，使得物料上的温度分布更加均匀，对物料的冷却效果更好。

此外，第二耐温层161的材料可以但不限于采用氧化钇、碳化钨、铪合金、碳化钽、镍基合金、钛基合金。

在一些实施例中，第二耐温层161的厚度范围为0.3μm-200μm。

第二耐温层161的厚度会影响第二耐温层161对于物料的导热效果，具体地，若第二耐温层161的厚度太大，则第二耐温层161对于物料的导热效果差。若第二耐温层161的厚度太小，则传递至第二冷却子通道的通道璧外侧的温度过高，容易导致第一冷却件10因内应力集中而发生开裂。

因此，将第二耐温层161的厚度设置为0.3μm-200μm，能够提高第二耐温层161对于物料的导热效果，并且保护第一冷却件10的结构。

作为一种优选的实施例，第二耐温层161的厚度范围为5μm-50μm。由此，能够在保护第一冷却件10的同时，进一步地提高第二耐温层161对于物料的导热效果。

在一些实施例中，第二耐温层161的导热系数与第一耐温层151的导热系数之间的比值范围为1:1-40:1。

需要说明的是，导热系数是指在稳定传热条件下，1m厚的材料，两侧表面的温差为1度(K，℃)，在一定时间内，通过1平方米面积传递的热量，单位为瓦/米·度(W/(m·K))。

在本申请中，导热系数可以采用本领域公知的方法进行测试。作为示例的，可以采用防护热板法，参照GB/T10294-2008标准进行测试。

具体地，物料在冷却通道11内进行冷却时，依次经过高温段15、过渡段16以及第二冷却件20。即物料从反应仓201出来时的温度最高，此时的物料首先通过第一耐温层151进行导热，对物料进行第一次降温。

在此基础上，经过第一次降温后的物料进入过渡段16，并通过第二耐温层161进行进一步导热，从而对物料进行第二次降温。

进一步地，物料与第二冷却件20接触，第二冷却件20上的出气通道对物料进行吹气降温，从而对物料进行第三次降温。

由此，第一耐温层151与第二耐温层161以及第二冷却件20之间的导热系数的关系，将影响物料的三次降温之间的效果，从而影响物料最终的冷却效果。

基于此，将第二耐温层161的导热系数与第一耐温层151的导热系数之间的比值范围设置为1:1-40:1。作为一种优选的实施例，第二耐温层161的导热系数与第一耐温层151的导热系数之间的比值范围设置为1:1-15:1。

进一步地，将第二耐温层161的导热系数与第二冷却件20的导热系数之间的比值范围设置为1:1-20:1。作为一种优选的实施例，第二耐温层161的导热系数与第二冷却件20的导热系数之间的比值范围设置为1:1-5:1。

由此，能够使得物料在经过第一耐温层151的第一次降温、第二耐温层161的第二次降温以及第二冷却件20的第三次降温的过程中冷却效果更好。

在一些实施例中，冷却装置100还包括绕设于过渡段16外周的第二管道70，第二管道70内部用于供冷却介质流通。

具体地，第二管道70内部通入冷却气体，冷却气体可以但不限于采用氮气等惰性气体。

由此，物料在经过第二保温层进行初步冷却之后，可以通过第二管道70进行进一步地气冷降温，从而提高对物料的冷却效果。

此外，向第二管道70内通入冷却气体时的压力范围为0.1MPa-1MPa。进一步地，更优选的压力范围为0.2MPa-0.5MPa。

具体地，气体的压力大，则冷却气体在第二管道70内的移动速度快，第二管道70内的气体分子较多，能够提升降温效果。然而，当气体的压力过大时，对于冷却装置100的耐压性能要求较高。因此，将第二管道70内气体的压力设置为上述范围，能够最大程度的提高对于物料的降温效果。

可以理解地，在一些其他的实施例中，第二管道70内也可以通入冷却液，同样能够起到进一步地冷却作用，在此不做赘述。

基于与上述石墨化炉相同的构思，本申请还提供了一种电池生产系统，包括如上所述的石墨化炉。

根据本申请的一个或多个实施例，碳质材料在石墨化炉1000的反应仓201内反应完成，生成石墨材料。石墨材料经过进料口12进入冷却通道11内，首先到达第一冷却子通道。第一冷却子通道中的第一耐温层151对石墨材料的热量进行传导，从而对石墨材料进行第一次降温。与此同时，第一管道60内通入冷却气体，第一管道60通过气冷的方式对石墨材料进行进一步地降温。

当石墨材料进入第二冷却子通道时，第二冷却子通道中的第二耐温层161对石墨材料的热量进行传导，从而对石墨材料进行第二次降温。与此同时，第二管道70内通入冷却气体，第二管道70通过气冷的方式对石墨材料进行进一步地降温。

此外，位于冷却通道11中部下料区的石墨材料与第二冷却件20接触，并在第二冷却件20的尖端部24的引导作用下分散进入过料通道14内。过料通道14内的物料一侧与第二冷却子通道的通道璧接触，从而通过第二耐温层161进行降温。物料的另一侧与第二冷却件20接触，第二冷却件20上的出气通道向物料吹送冷气，从而对物料进行第三次降温。

由此，通过高温段15、过渡段16以及第二冷却件20分别对物料进行冷却降温，提高物料的冷却效果。

物料经过过料通道14后下落至底板30上，并在底板30的导料面31的引导作用下从出料口13排出。

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 (30)

1.一种冷却装置，其特征在于，用于对反应仓内反应完成的物料进行冷却，所述冷却装置包括：

第一冷却件，其内具有用于对所述物料进行冷却的冷却通道；及

第二冷却件，设置于所述冷却通道内，且其上开设进气口及出气口；所述进气口与所述出气口相互连通形成朝向所述冷却通道内的出气通道；

其中，所述出气通道被构造为与所述第一冷却件共同为所述物料进行双重冷却。

2.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述第一冷却件上开设有与所述反应仓连通的进料口及与所述进料口相对的出料口，所述第二冷却件设置于所述冷却通道内邻近所述出料口的一侧，且与所述冷却通道的通道壁之间间隔形成可供所述物料通过的过料通道。

3.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述第二冷却件包括主体部及尖端部，所述尖端部连接于所述主体部的一端，且所述尖端部的尖端朝向所述进料口设置。

4.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述过料通道被构造为环绕设置于所述主体部外周的环形通道。

5.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述主体部的外径与所述冷却通道的内径之间的比值范围为1:1.2-1:3。

6.根据权利要求5所述的冷却装置，其特征在于，所述主体部的外径与所述冷却通道的内径之间的比值范围为1:1.3-1:2。

7.根据权利要求3所述的冷却装置，其特征在于，所述主体部被构造为柱体结构，和/或所述尖端部被构造为锥体结构。

8.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述第二冷却件上均匀开设有多个所述出气口，至少部分所述出气口与所述进气口连通形成朝向所述过料通道的所述出气通道。

9.根据权利要求8所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却通道的通道壁上贯穿开设多个抽气孔，所述抽气孔用于与抽气装置连接，以将所述冷却通道内部的气体抽出。

10.根据权利要求9所述的冷却装置，其特征在于，全部所述抽气孔的面积总和与全部所述出气口的面积总和的比值范围为1:1-2:1。

11.根据权利要求10所述的冷却装置，其特征在于，全部所述抽气孔的面积总和与全部所述出气口的面积总和的比值范围为1:1-1.5:1。

12.根据权利要求2所述的冷却装置，其特征在于，所述第二冷却件可转动地设置于所述冷却通道内。

13.根据权利要求12所述的冷却装置，其特征在于，所述第二冷却件绕自身轴线可转动地设置于所述冷却通道内，且所述第二冷却件的轴线平行于由所述进料口指向所述出料口的方向。

14.根据权利要求12所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括设置于所述冷却通道内的底板，所述第二冷却件设置于所述底板朝向所述进料口的一侧；

其中，所述底板上形成有朝着所述出料口以下行坡度倾斜设置的导料面。

15.根据权利要求14所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括与所述底板驱动连接的驱动件，所述驱动件用于驱动所述底板及其上的所述第二冷却件转动。

16.根据权利要求14所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括刮料板，所述刮料板设置于所述底板朝向所述出料口的一侧。

17.根据权利要求1所述的冷却装置，其特征在于，所述第一冷却件包括与所述反应仓连接的高温段，所述高温段内部具有第一冷却子通道，所述第一冷却子通道被构造为部分所述冷却通道，且所述第一冷却子通道的通道壁内侧具有第一耐温层。

18.根据权利要求17所述的冷却装置，其特征在于，所述第一冷却子通道的内径与外径之间的比值范围为1:1.5-1:7。

19.根据权利要求18所述的冷却装置，其特征在于，所述第一冷却子通道的内径与外径之间的比值范围为1:1.5-1:3。

20.根据权利要求17所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括绕设于所述高温段外周的第一管道，所述第一管道内部用于供冷却介质流通。

21.根据权利要求17所述的冷却装置，其特征在于，所述第一冷却件还包括连接于所述高温段远离所述反应仓一端的过渡段，所述过渡段内部具有第二冷却子通道，所述第二冷却子通道与所述第一冷却子通道共同形成所述冷却通道，至少部分所述第二冷却件位于所述过渡段；

其中，所述第二冷却子通道的通道壁内侧设有第二耐温层。

22.根据权利要求21所述的冷却装置，其特征在于，所述第二耐温层的厚度范围为0.3μm-200μm。

23.根据权利要求22所述的冷却装置，其特征在于，所述第二耐温层的厚度范围为5μm-50μm。

24.根据权利要求21所述的冷却装置，其特征在于，所述第二耐温层的导热系数与所述第一耐温层的导热系数之间的比值范围为1:1-40:1。

25.根据权利要求24所述的冷却装置，其特征在于，所述第二耐温层的导热系数与所述第一耐温层的导热系数之间的比值范围为1:1-15:1。

26.根据权利要求21所述的冷却装置，其特征在于，所述第二耐温层的导热系数与所述第二冷却件的导热系数之间的比值范围为1:1-20:1。

27.根据权利要求26所述的冷却装置，其特征在于，所述第二耐温层的导热系数与所述第二冷却件的导热系数之间的比值范围为1:1-5:1。

28.根据权利要求21所述的冷却装置，其特征在于，所述冷却装置还包括绕设于所述过渡段外周的第二管道，所述第二管道内部用于供冷却介质流通。

29.一种石墨化炉，其特征在于，包括炉体及如权利要求1-28任意一项所述的冷却装置，所述炉体内部具有反应仓，所述冷却装置与所述反应仓的下料口连通。

30.一种电池生产系统，其特征在于，包括如权利要求29所述的石墨化炉。