專利名稱：一種生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的推板爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種推板爐，特別是一種生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的推板爐。
背景技術(shù)：
眾所周知，鋰離子電池是目前最具優(yōu)勢性能的充電電池(參見吳宇平等，《鋰離子電池-應(yīng)用與實踐》，2004年，化學(xué)工業(yè)出版社，北京)。隨著應(yīng)用的不斷推廣，對鋰離子電池正極材料的需求量不斷增加。目前制備鋰離子電池所采用的正極材料主要是LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、Li(CoxNiyMn1-x-y)O2(O＜x，y＜1)、LiFePO4及其摻雜或改性物，而生產(chǎn)它們的主要設(shè)備是推板爐(也有人稱為燒結(jié)爐或窯爐)，在生產(chǎn)過程中，由于這些氧化物正極材料對于溫度的升高和降低有比較嚴(yán)格的要求，因此在高溫范圍內(nèi)(700-1100℃)必須進(jìn)行一定時間的熱處理。目前國內(nèi)外企業(yè)使用的推板爐大部分包括有加熱裝置、保溫層、推進(jìn)軌道、推板推進(jìn)裝置、測溫儀和控溫儀，爐體內(nèi)依次設(shè)有升溫區(qū)、恒溫區(qū)和降溫區(qū)，爐體上有氣體進(jìn)出口，由于比推進(jìn)軌道長度略小的爐體內(nèi)腔長度均不超過23米，因此推板的推進(jìn)速度不能大于1米/小時，推進(jìn)速度慢，生產(chǎn)效率低，能耗大。如果超過1米/小時，這些氧化物正極材料在高溫下的燒結(jié)的時間不夠，形成的晶型不完善，導(dǎo)致電化學(xué)性能劣化，無法滿足實際應(yīng)用要求。
實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以提高鋰離子電池正極材料的生產(chǎn)效率、且能耗低的推板爐。
本實用新型以如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題本推板爐與現(xiàn)有技術(shù)的推板爐包含的零部件相同，但爐體內(nèi)腔長度大于24米，優(yōu)選值為24米～100米。
本實用新型的推板爐結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，具有生產(chǎn)效率高、單位產(chǎn)品能耗低的特點，而且還可以嚴(yán)格分段控制正極材料的階梯燒結(jié)，提高產(chǎn)品合格率。


圖1是本實用新型生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的推板爐的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施方式
本實用新型推板爐的爐體1內(nèi)腔長度大于24米，優(yōu)選值為24米～100米，其它部件如加熱裝置、保溫層、推進(jìn)軌道2、推板推進(jìn)裝置3、測溫儀5、控溫儀4和氣體進(jìn)出口6等均與傳統(tǒng)推板爐相同，爐體內(nèi)的升溫區(qū)、恒溫區(qū)及降溫區(qū)的長度可以根據(jù)不同的需要任意調(diào)整；推進(jìn)軌道可以采用單推式，也可以采用雙推式。
由于爐體內(nèi)腔的長度較長，在保證氧化物正極材料在爐體內(nèi)燒結(jié)所需的時間和溫度要求下可以提高推板的推進(jìn)速度，從而使生產(chǎn)效率得到大大提高，單位產(chǎn)品的能耗也降低。
實施例1 生產(chǎn)LiCoO2采用單推板爐，爐體內(nèi)腔長度為30米、寬80厘米、高80厘米，包括有一個升溫區(qū)、一個恒溫區(qū)和一個降溫區(qū)，加熱裝置為電阻絲，加熱方式為上面和下面加熱，保溫層采用常見的耐火磚，測溫儀采用熱電偶，分布為每一米一個，控溫儀采用PID控溫儀，利用熱電偶測溫的數(shù)據(jù)進(jìn)行控溫，單推的推進(jìn)軌道長度為32米，寬度為30厘米，采用液壓的推進(jìn)裝置，其它進(jìn)出口分布為上方和下方，即下方進(jìn)氣，上方出氣，采用爐架將推板爐固定在平坦的水泥地面，并安裝外圍傳送帶，用于推板的輸入和輸出。
生產(chǎn)性能測試恒溫區(qū)為800℃，其長度為20米，推板的推進(jìn)速度為2米/小時，進(jìn)出口排出的氣體為空氣。結(jié)果表明，該推板爐每小時的產(chǎn)量為20公斤L(fēng)iCoO2，每公斤L(fēng)iCoO2的能耗為1.8kWh。
若采用爐體內(nèi)腔長度為20米、單推的推進(jìn)軌道長度為22米、恒溫區(qū)長度為10米、其它條件與實施例1相同的傳統(tǒng)推板爐生產(chǎn)LiCoO2，其推進(jìn)速度為1米/小時，每小時的產(chǎn)量僅為10公斤L(fēng)iCoO2，每公斤L(fēng)iCoO2的能耗為2.2kWh。
實施例2 生產(chǎn)LiMn2O4采用雙推板爐，爐體內(nèi)腔長度為26米、寬110厘米、高80厘米，包括有一個升溫區(qū)、一個恒溫區(qū)和一個降溫區(qū)，加熱裝置為硅碳棒，保溫層采用耐火磚，測溫儀采用熱電偶，分布為每一米一個，控溫儀采用PID控溫儀，利用熱電偶測溫的數(shù)據(jù)進(jìn)行控溫，雙推的推進(jìn)軌道長度為28米，寬度為60厘米，其它條件與實施例1相同。
生產(chǎn)性能測試恒溫區(qū)為800℃，其長度為18米，推板的推進(jìn)速度為1.8米/小時。結(jié)果表明，該推板爐每小時的產(chǎn)量為36公斤L(fēng)iMn2O4，每公斤L(fēng)iMn2O4的能耗為1.72kWh。
若采用爐體內(nèi)腔長度為12米、雙推的推進(jìn)軌道長度為14米、恒溫區(qū)長度為6米、其它條件與實施例2相同的傳統(tǒng)推板爐生產(chǎn)LiMn2O4，其推進(jìn)速度為0.6米/小時，每小時的產(chǎn)量僅為12公斤L(fēng)iMn2O4，每公斤L(fēng)iMn2O4的能耗為1.92kWh。
實施例3 生產(chǎn)Li[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2采用雙推板爐，爐體內(nèi)腔長度為50米、寬80厘米、高80厘米，包括有兩個升溫區(qū)、兩個恒溫區(qū)和一個降溫區(qū)，加熱裝置為硅碳棒，保溫層采用耐火磚，測溫儀采用熱電偶，分布為每一米一個，控溫儀采用PID控溫儀，利用熱電偶測溫的數(shù)據(jù)進(jìn)行控溫，雙推的推進(jìn)軌道長度為52米，寬度為30厘米，其它條件與實施例1相同。
生產(chǎn)性能測試低溫恒溫區(qū)為700℃，其長度為16米，高溫恒溫區(qū)為950℃，其長度為28米，推板的推進(jìn)速度為2.6米/小時。結(jié)果表明，該推板爐每小時的產(chǎn)量為26公斤L(fēng)i[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2，每公斤L(fēng)i[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2的能耗為2.67kWh。
若采用爐體內(nèi)腔長度為18米、雙推的推進(jìn)軌道長度為20米、低溫恒溫區(qū)長度為5米、高溫恒溫區(qū)長度為7米，其它條件與實施例3相同的傳統(tǒng)推板爐生產(chǎn)Li[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2，其推進(jìn)速度為0.7米/小時，每小時的產(chǎn)量僅為6.9公斤L(fēng)i[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2，每公斤L(fēng)i[Co1/3Ni1/3Mn1/3]O2的能耗為3.61kWh。
實施例4 生產(chǎn)LiFePO4采用雙推板爐，爐體內(nèi)腔長度為100米、寬80厘米、高80厘米，包括有兩個升溫區(qū)、兩個恒溫區(qū)和一個降溫區(qū)，加熱裝置為電阻絲，保溫層采用耐火磚，測溫儀采用熱電偶，分布為每一米一個，控溫儀采用PID控溫儀，利用熱電偶測溫的數(shù)據(jù)進(jìn)行控溫，雙推的推進(jìn)軌道長度為102米，寬度為30厘米，其它條件與實施例1相同。
生產(chǎn)性能測試低溫恒溫區(qū)為400℃，其長度為34米，高溫恒溫區(qū)為750℃，其長度為60米，推板的推進(jìn)速度為6米/小時，進(jìn)出口進(jìn)入和排出的為含5％(體積)氫氣的氬氣。結(jié)果表明，該推板爐每小時的產(chǎn)量為30公斤L(fēng)iFePO4，每公斤L(fēng)iFePO4的能耗為0.95kWh。
若采用爐體內(nèi)腔長度為18米、雙推的推進(jìn)軌道長度為20米、低溫恒溫區(qū)長度為5米、高溫恒溫區(qū)長度為7米，其它條件與實施例4相同的傳統(tǒng)推板爐生產(chǎn)LiFePO4，其推板的推進(jìn)速度為0.875米/小時，每小時的產(chǎn)量僅為4.4公斤L(fēng)iFePO4，每公斤L(fēng)iFePO4的能耗為1.51kWh。
權(quán)利要求1.一種生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的推板爐，包括有加熱裝置、保溫層、推進(jìn)軌道、推板推進(jìn)裝置、測溫儀和控溫儀，爐體上有氣體進(jìn)出口，其特征是爐體內(nèi)腔長度大于24米。
2.如權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的推板爐，其特征是爐體內(nèi)腔長度為24～100米。
專利摘要本實用新型涉及一種用于生產(chǎn)鋰離子電池正極材料的推板爐，該推板爐包括有加熱裝置、保溫層、推進(jìn)軌道、推板推進(jìn)裝置、測溫儀和控溫儀，爐體上有氣體進(jìn)出口，其特征是爐體內(nèi)腔長度大于24米，優(yōu)選值為24～100米。本實用新型的推板爐結(jié)構(gòu)簡單、操作簡便，具有生產(chǎn)效率高、單位產(chǎn)品能耗低的特點，而且還可以嚴(yán)格分段控制正極材料的階梯燒結(jié)，提高產(chǎn)品合格率。
文檔編號F27B5/00GK2929614SQ20062009802
公開日2007年8月1日 申請日期2006年7月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月21日
發(fā)明者成志, 吳宇平 申請人:成志, 吳宇平