鋰電池負(fù)極材料石墨化爐以及石墨化工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰電池負(fù)極材料制備領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池負(fù)極材料石墨化爐以及采用該爐的石墨化工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)在市場上石墨化鋰電池負(fù)極材料的方法有兩種，一種是在石墨化爐中裝入石墨坩禍，石墨坩禍內(nèi)裝有鋰電池負(fù)極材料，石墨坩禍外邊用煅后焦做電阻料和保溫料，能耗高，產(chǎn)能低，損耗大，二是在將石墨坩禍串接于石墨化爐中，采用梅花形串接的石墨坩禍，坩禍內(nèi)裝有鋰電池負(fù)極材料，進(jìn)行石墨化，這種方法也存在能耗偏高，產(chǎn)能低，損耗大的弊端。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種能耗低，產(chǎn)量高、產(chǎn)品質(zhì)量好，損耗小的石墨化爐以及利用該爐對鋰電池負(fù)極材料石墨化的生產(chǎn)工藝。
[0004]為解決上述問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:
[0005]—種鋰電池負(fù)極材料石墨化爐，包括由耐火砼爐頭墻體、耐火砼爐尾墻體和兩側(cè)耐火砼墻體圍成的長方形爐體，在爐頭墻體和爐尾墻體上設(shè)有導(dǎo)電電極，導(dǎo)電電極一端伸入至爐體內(nèi)部，一端伸出到爐頭墻體、爐尾墻體外連接供電電源，長方形爐體內(nèi)設(shè)有炭板箱體，所述炭板箱體包括兩端的石墨塊墻一，兩側(cè)的炭板墻，上炭板層、下炭板層，以及設(shè)置于炭板箱體內(nèi)的炭塊發(fā)熱芯，其中兩端的石墨塊墻一與兩側(cè)的炭板墻圍成炭板箱體的主體框架，框架底面是下炭板層，頂面是上炭板層，兩端的石墨塊墻一與兩端的爐頭墻體、爐尾墻體之間依次設(shè)置石墨粉層一、石墨塊墻二、石墨粉層二，兩側(cè)的炭板墻與兩側(cè)的耐火砼墻體之間設(shè)置炭黑保溫層，上炭板層上鋪引流層及保溫層。
[0006]進(jìn)一步的，石墨化爐兩側(cè)的墻體外側(cè)設(shè)有與墻體一體的耐火砼立柱，數(shù)個耐火砼立柱均勻分布于兩側(cè)的墻體外側(cè)。
[0007]進(jìn)一步的，炭板箱體兩側(cè)的炭板墻與石墨化爐兩側(cè)的墻體之間的炭黑保溫層厚度為 450_550mm。
[0008]進(jìn)一步的，石墨化爐的爐底上鋪有用于保溫的炭黑層，位于爐底和下炭板層之間，所述炭黑層厚度為500mm。
[0009]優(yōu)選的，所述炭塊發(fā)熱芯由多條條狀發(fā)熱芯層層疊加而成，豎直設(shè)置于炭板箱體中，兩端分別與炭板箱體兩端的石墨塊墻一相接，底面與下炭板層相接，頂面與上炭板層相接。
[0010]進(jìn)一步的，還包括測溫管，所述測溫管安裝在石墨化爐的一側(cè)墻體上，一端穿過墻體，同時穿過炭板箱體的炭板墻伸入炭板箱體中，另一端位于石墨化爐的一側(cè)墻體的外側(cè)，所述測溫管伸入炭板箱體中的長度為150_，測溫管中心設(shè)置“U”形孔。
[0011]—種鋰電池負(fù)極材料石墨化工藝，包括以下步驟:
[0012]①首先，在石墨化爐底部鋪用于保溫的500mm炭黑層，在炭黑層上先放置下炭板層，然后皇砌裝配炭板箱體的其它部分，炭板箱體的兩側(cè)炭板墻與石墨化爐的墻體之間留有450-550mm間隙，間隙內(nèi)部填裝保溫炭黑，形成炭黑保溫層，兩端石墨塊墻一與爐頭墻體、爐尾墻體之間留有200mm間隙，間隙內(nèi)皇砌石墨塊墻二，石墨塊墻二與石墨塊墻一以及爐頭墻體、爐尾墻體之間的間隙內(nèi)填裝石墨粉，形成石墨粉層一、石墨粉層二，皇砌裝配過程中設(shè)置好測溫管，導(dǎo)電電極；
[0013]②步驟①完成后，在整個石墨化爐上搭建防塵帆布篷，帆布篷頂以及四周均封閉，防止外部雜質(zhì)落入爐內(nèi)，同時用吸塵器認(rèn)真清除爐內(nèi)的雜物；
[0014]③裝爐，裝爐人員衣服用吸塵器清理干凈，裝爐工具不得沾染其它雜物，裝爐工具采用不銹鋼或者塑料工具，負(fù)極材料裝爐過程，要避免揚(yáng)塵，避免損失，邊裝爐邊皇砌炭塊發(fā)熱芯，裝至差l_2mm不滿時停止，上面裝配上炭板層，防止異物落入爐內(nèi)；
[0015]④上炭板層上面鋪200mm生石油焦引流層，引流層上鋪400mm石英砂:焦粉=4: 6的保溫層，然后撤篷檢查，導(dǎo)電電極連接電源準(zhǔn)備送電；
[0016]⑤送電期間在600°C，1200°C，2100°C這三個溫度點(diǎn)升溫要慢，以紅外測溫儀實(shí)時監(jiān)測溫度，測得所有測溫管溫度均達(dá)到3000°C時，保持12小時3000°C的溫度，結(jié)束送電。
[0017]⑥送電結(jié)束后，采用自然常溫冷卻方法冷卻，直至可以出爐；
[0018]⑦出爐，清除上部保溫層、引流層后，上炭板層小于40°C時搭帆布篷出爐，帆布篷頂以及四周均封閉，防止雜物落入制品中，出爐人員衣服鞋帽要用吸塵器清理干凈，出爐工具采用不銹鋼，防止磁性物質(zhì)落入制品中。
[0019]采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
[0020]本發(fā)明以艾奇遜石墨化爐為基礎(chǔ)，在爐內(nèi)設(shè)置炭板箱體，并在炭板箱體和爐子墻體之間填充保溫層，利用設(shè)置于炭板箱體內(nèi)的炭塊發(fā)熱芯加熱，可以大量降低能耗，提高產(chǎn)能，裝爐出爐過程嚴(yán)格控制，生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量高，損耗小，采用該爐在本發(fā)明的工藝下生產(chǎn)，可大幅提高產(chǎn)能，降低生產(chǎn)成本，并且產(chǎn)品質(zhì)量更加可靠。
【附圖說明】
[0021]圖1是本發(fā)明石墨化爐俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本發(fā)明炭板箱體側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本發(fā)明測溫管結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]其中:1、石墨粉層一，2、石墨塊墻二，3、導(dǎo)電電極，4、爐頭墻體，5、石墨粉層二，6、墻體，7、立柱，8、炭黑保溫層，9、炭板墻，11、測溫管，12、炭塊發(fā)熱芯，13、石墨塊墻一，14、爐尾墻體，15、上炭板層，16、下炭板層，17、“U”形孔。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述:
[0026]本發(fā)明以艾奇遜石墨化爐為基礎(chǔ)，在爐內(nèi)設(shè)置炭板箱體，并在炭板箱體和爐子墻體之間填充保溫層，利用設(shè)置于炭板箱體內(nèi)的炭塊發(fā)熱芯加熱，對鋰電池負(fù)極材料石墨化。
[0027]如圖1所示，本發(fā)明石墨化爐包括由耐火砼爐頭墻體4、耐火砼爐尾墻體14和兩側(cè)耐火砼墻體6圍成的長方形爐體，在爐頭墻體4和爐尾墻體14上設(shè)有導(dǎo)電電極3，導(dǎo)電電極3 —端伸入至爐體內(nèi)部，一端伸出到爐頭墻體4、爐尾墻體14外連接供電電源，長方形爐體內(nèi)設(shè)有炭板箱體，所述炭板箱體包括兩端的石墨塊墻一 13，兩側(cè)的炭板墻9，上炭板層15、下炭板層16，以及設(shè)置于炭板箱體內(nèi)的炭塊發(fā)熱芯12，其中兩端的石墨塊墻一 13與兩側(cè)的炭板墻9圍成炭板箱體的主體框架，框架底面是下炭板層16，頂面是上炭板層15，兩端的石墨塊墻一 13與兩端的爐頭墻體4、爐尾墻體14之間依次設(shè)置石墨粉層一 1、石墨塊墻二 2、石墨粉層二 5，兩側(cè)的炭板墻9與兩側(cè)的耐火砼墻體6之間設(shè)置炭黑保溫層8，上炭板層15上鋪引流層及保溫層。
[0028]為了保證石墨化爐兩側(cè)的墻體6 (長度方向)的穩(wěn)定牢固程度，在兩側(cè)的墻體6外側(cè)設(shè)有與墻體一體的耐火砼立柱7，數(shù)個耐火砼立柱7均勻分布于兩側(cè)的墻體外側(cè)。
[0029]為了保證保溫效果，降低熱量損失，保證爐內(nèi)溫度，所述炭板箱體兩側(cè)的炭板墻9與石墨化爐兩側(cè)的墻體6之間的炭黑保溫層8厚度為450-550mm ;所述石墨化爐的爐底上鋪有用于保溫的炭黑層，位于爐底和下炭板層16之間，并且炭黑層厚度為500mm。
[0030]為了保證加熱溫度，實(shí)現(xiàn)加熱均勻，提高產(chǎn)品品質(zhì)，所述的炭塊發(fā)熱芯12設(shè)置數(shù)個，均勻分布于炭板箱體中，每個炭塊發(fā)熱芯由多條條狀發(fā)熱芯層層疊加而成，豎直設(shè)置于炭板箱體中，兩端分別與炭板箱體兩端的石墨塊墻一 13相接，底面與下炭板層16相接，頂面與上炭板層15相接。
[0031]為了能夠?qū)崟r掌握爐內(nèi)的加熱溫度，控制產(chǎn)品質(zhì)量，本發(fā)明在石墨化爐的一側(cè)墻體上安裝有數(shù)個測溫管11，所述測溫管11的一端穿過墻體6，同時穿過炭板箱體的炭板墻9伸入炭板箱體中，另一端位于石墨化爐的一側(cè)墻體6的外側(cè)，所述測溫管11伸入炭板箱體中的長度為150_，測溫管中心設(shè)置“U”形孔17。所述“U”形孔的兩個端