專利名稱：一種鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池材料燒結(jié)設(shè)備，特別是涉及一種鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有放電倍率高、使用溫度范圍寬、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性好、環(huán)保無污染等優(yōu)點，自問世以來已廣泛應(yīng)用于移動電話、手提電腦、小型攝像機等便攜式電子設(shè)備中，作為新一代能源材料，在電動汽車、衛(wèi)星、航天及軍事等領(lǐng)域中的應(yīng)用也不斷推進，應(yīng)用前景廣闊。正、負極材料作為鋰離子電池的重要組成部分，是研究和開發(fā)高性能鋰離子電池的關(guān)鍵所在。傳統(tǒng)的鋰離子電池材料制備方法主要有以下幾種高溫固相燒結(jié)法、碳熱還原法、 溶膠-凝膠法、共沉淀法、水熱法等。以上各種制備方法燒結(jié)周期長，生產(chǎn)成本高，效率低下，實際生產(chǎn)燒結(jié)中，一般使用氣氛保護推板爐、氣氛保護回轉(zhuǎn)爐、可控氣氛鐘罩燒結(jié)爐等設(shè)備，這些燒結(jié)設(shè)備一般為電加熱方式，發(fā)熱元件為電阻絲、硅碳棒，這種加熱方式熱損失大，能耗高，且溫度梯度大，容易造成產(chǎn)品成份及粒度不均勻；同時設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高， 占地面積大。微波燒結(jié)主要是利用微波能與材料的偶合，由材料的介電損耗和磁介損耗產(chǎn)生的內(nèi)耗轉(zhuǎn)變成熱能直接加熱材料至燒結(jié)溫度，被燒結(jié)材料本身就是發(fā)熱體，因而熱損失小，且因微波的穿透深度大，溫度梯度非常小，能夠快速地升溫和降溫，從而使整個燒結(jié)過程被大幅度縮短，不存在陰影效應(yīng)，現(xiàn)在微波技術(shù)已經(jīng)成為最具發(fā)展前景的燒結(jié)技術(shù)之一。目前有關(guān)技術(shù)人員已經(jīng)提出了用于粉體材料燒結(jié)的微波爐，但多數(shù)結(jié)構(gòu)仍然較復(fù)雜，用于鋰離子電池材料燒結(jié)仍然存在溫度梯度大，容易造成產(chǎn)品成份及粒度不均勻的問題，效果不是很理想。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題本實用新型針對現(xiàn)有技術(shù)不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、設(shè)計合理的鋰離子電池材料微波燒結(jié)設(shè)備，解決了現(xiàn)有微波燒結(jié)設(shè)備溫度梯度大，容易造成產(chǎn)品成份及粒度不均勻的問題，提高了產(chǎn)品品質(zhì)，縮短了生產(chǎn)周期。本實用新型所采用的技術(shù)方案一種鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，包括爐體(4)，爐蓋(1 )，微波加熱系統(tǒng)，爐體內(nèi)部為爐膛，爐蓋(1)置于爐膛上部，微波加熱系統(tǒng)包括微波管(2)、過渡波導(dǎo)(3)和控制裝置，所述爐膛為圓筒形，爐蓋和爐底形狀為和爐膛上、下端匹配的球冠形，所述微波管(2)和過渡波導(dǎo)(3)沿爐體(4)四周均勻布置，過渡波導(dǎo)(3)伸入爐膛內(nèi)，在爐體(4)或爐蓋(1)上設(shè)有伸入爐膛內(nèi)的測溫元件(6)，所述測溫元件(6)輸出信號連接控制裝置(8)，所述控制裝置(8)輸出信號連接微波管(2)。[0010]所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，在爐體(4)下部連通所述爐膛設(shè)置有至少一組排氣/排水口( 9 )，在爐蓋(1)或爐體(4)上部設(shè)置有至少一組進氣口(10 )，所述進氣口、 排氣/排水口上均設(shè)置有不銹鋼微孔過濾裝置。所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，微波管(2)和過渡波導(dǎo)(3)分別為3 10個， 微波管(2)和過渡波導(dǎo)(3)對應(yīng)相連，均勻布置于爐膛四周，所述微波管功率為0. 8飛kw。所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，爐體(4)和爐蓋(1)為不銹鋼材質(zhì)，爐體(4) 和爐蓋(1)之間設(shè)置有橡膠密封圈(12)和銅網(wǎng)帶微波屏蔽圈(13)。所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，控制裝置采用PLC程序控制器，測溫元件采用紅外測溫儀或熱電偶，紅外測溫儀或熱電偶輸出信號接入PLC程序控制器。所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，爐蓋(1)或爐體(4)上設(shè)有連通爐膛的觀察孔(7)。本發(fā)明的有益效果1、本實用新型鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，熱效率高。爐膛為圓筒形，爐蓋和爐底為半球形，保證了微波場強度的均勻性、連續(xù)性，能夠最大限度地降低被燒結(jié)區(qū)域的溫度梯度，不但使微波能有效利用率最優(yōu)化，而且能夠提高產(chǎn)品品質(zhì)，縮短生產(chǎn)周期。2、本實用新型鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，在爐蓋設(shè)置有一組進氣口、爐底設(shè)置有一組排氣/排水口，各口上均設(shè)置有微孔過濾裝置，既便于輸入、排除保護或反應(yīng)氣氛及反應(yīng)過程產(chǎn)生的水，又有效地頻蔽了微波泄漏。3、本實用新型鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，結(jié)構(gòu)簡單，實施成本低，生產(chǎn)效率高， 節(jié)能環(huán)保，可以產(chǎn)業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)；與傳統(tǒng)窯爐相比，具有極高的推廣價值。通過采用PLC對微波源進行控制，可以根據(jù)各種物料的工藝要求任意設(shè)置燒結(jié)程序，保證最佳工藝的實現(xiàn)。

圖1為鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐爐體側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐爐體俯視圖；圖3為鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐控制系統(tǒng)示意圖。圖中，1為爐蓋，2為微波管，3為過渡波導(dǎo)，4為爐體，6為測溫儀，7觀察孔，8為控制系統(tǒng)，9為排氣/排水口，10為進氣口，12為橡膠密封圈，13為銅網(wǎng)帶微波屏蔽圈。五具體實施方式
實施例一參見圖1、圖2、圖3，本實用新型鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，包括爐體 4，爐蓋1，微波加熱系統(tǒng)，爐體內(nèi)部為爐膛，爐蓋1置于爐膛上部，所述微波加熱系統(tǒng)包括微波管2、過渡波導(dǎo)3和控制裝置，所述爐膛形狀為圓筒形，爐蓋和爐底形狀為和爐膛上、下端匹配的球冠形，微波管2和過渡波導(dǎo)3沿爐體4四周均勻布置，過渡波導(dǎo)3伸入爐膛內(nèi)，在爐體4或爐蓋1上設(shè)有伸入爐膛內(nèi)的測溫元件6，所述測溫元件6輸出信號連接控制裝置 8，所述控制裝置8輸出信號連接微波管2。所述鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，在爐體4下部連通所述爐膛設(shè)置有至少一組排氣/排水口 9，在爐蓋1或爐體4上部設(shè)置有至少一組進氣口 10，所述進氣口、排氣/排水口上均設(shè)置有不銹鋼微孔過濾裝置。爐體4和爐蓋1為不銹鋼材質(zhì)，爐體4和爐蓋1之間設(shè)置有橡膠密封圈12和銅網(wǎng)帶微波屏蔽圈13。本實用新型鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，微波管2和過渡波導(dǎo)3可以采用3 10 個，微波管2和過渡波導(dǎo)(3)對應(yīng)相連，均勻布置于爐膛四周，微波管功率為0. 8飛kw。本實施例采用4個過渡波導(dǎo)均勻地設(shè)置在爐膛5周圍；微波管2安裝在過渡波導(dǎo)3上，測溫元件6采用熱電偶。微波管采用普通的家用微波爐的松下2M167B-M11松下微波管(頻率 2455mhz ；輸出功率900w.波導(dǎo)輸出方式)。測溫元件6和微波管2聯(lián)接到西門子PLC上， 組成微波燒結(jié)爐的控制系統(tǒng)。PLC采用西門子S7-200。燒結(jié)時，只要把物料放入坩堝內(nèi)，坩堝外加上保溫層后放入爐膛內(nèi)，蓋上爐蓋，裝上測溫元件，密封好。然后打開電源，設(shè)置好程序后，微波燒結(jié)爐便可以自動運行了。爐蓋 1或爐體4上設(shè)有連通爐膛的觀察孔7。實施例二 參見圖1、圖2、圖3，本實施例鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，與實施例一不同的是，測溫元件采用紅外測溫儀，過渡波導(dǎo)3和微波管2各為6個，微波管采用韓國的 0M75-31 (輸出功率1500w 頻率2450MHZ)，PLC 采用臺達 DVP16EH00R2-16。實施例三參見圖1、圖2、圖3，本實施例鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，與實施例一或?qū)嵤├煌氖?，過渡波導(dǎo)3和微波管2各為8個，微波管采用MH2000S-218BB (輸出功率3000w 頻率2450MHZ)，PLC 換成臺達 LG K120S。
權(quán)利要求1.一種鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，包括爐體(4)，爐蓋(1)，微波加熱系統(tǒng)，爐體內(nèi)部為爐膛，爐蓋(1)置于爐膛上部，微波加熱系統(tǒng)包括微波管(2)、過渡波導(dǎo)(3)和控制裝置， 其特征是所述爐膛為圓筒形，爐蓋和爐底形狀為和爐膛上、下端匹配的球冠形，所述微波管(2)和過渡波導(dǎo)(3)沿爐體(4)四周均勻布置，過渡波導(dǎo)(3)伸入爐膛內(nèi)，在爐體(4)或爐蓋(1)上設(shè)有伸入爐膛內(nèi)的測溫元件(6 )，所述測溫元件(6 )輸出信號連接控制裝置(8 )， 所述控制裝置(8 )輸出信號連接微波管(2 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，其特征是在爐體(4)下部連通所述爐膛設(shè)置有至少一組排氣/排水口(9)，在爐蓋(1)或爐體(4)上部設(shè)置有至少一組進氣口( 10)，所述進氣口、排氣/排水口上均設(shè)置有不銹鋼微孔過濾裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，其特征是所述微波管(2) 和過渡波導(dǎo)(3)分別為3 10個，微波管(2)和過渡波導(dǎo)(3)對應(yīng)相連，均勻布置于爐膛四周，所述微波管功率為0. 8飛kw。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，其特征是所述爐體(4)和爐蓋(1)為不銹鋼材質(zhì)，爐體(4)和爐蓋(1)之間設(shè)置有橡膠密封圈(12)和銅網(wǎng)帶微波屏蔽圈(13)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或4所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，其特征是控制裝置采用PLC程序控制器，測溫元件采用紅外測溫儀或熱電偶，紅外測溫儀或熱電偶輸出信號接入PLC程序控制器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，其特征是爐蓋(1)或爐體(4) 上設(shè)有連通爐膛的觀察孔(7 )。
專利摘要本實用新型涉及一種鋰離子電池材料微波燒結(jié)設(shè)備。一種鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，包括爐體，爐蓋，微波加熱系統(tǒng)，微波加熱系統(tǒng)包括微波管、過渡波導(dǎo)和控制裝置，所述爐膛為圓筒形，爐蓋和爐底形狀為和爐膛上、下端匹配的球冠形，微波管和過渡波導(dǎo)沿爐體四周均勻布置，在爐體或爐蓋上設(shè)有伸入爐膛內(nèi)的測溫元件，所述測溫元件輸出信號連接控制裝置，所述控制裝置輸出信號連接微波管。本實用新型鋰離子電池材料微波燒結(jié)爐，結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，熱效率高。爐膛為圓筒形，爐蓋和爐底為半球形，保證了微波場強度的均勻性、連續(xù)性，能夠最大限度地降低被燒結(jié)區(qū)域的溫度梯度，不但使微波能有效利用率最優(yōu)化，而且能夠提高產(chǎn)品品質(zhì)，縮短生產(chǎn)周期。
文檔編號F27B5/14GK202149685SQ20112023636
公開日2012年2月22日 申請日期2011年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月6日
發(fā)明者劉新保, 蔡俊明, 賈曉林, 陳晨 申請人:鄭州德朗能電池有限公司