專利名稱:一種用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種用于鈉硫電池陶瓷管的燒結(jié)裝置。
背景技術(shù):
鈉硫電池(Sodium Sulfur Battery)是以Na-P " -Al2O3陶瓷管作為電解質(zhì)和隔膜、金屬鈉作為負(fù)極材料、非金屬硫作為正極材料的二次電池。它具有比能量高、高功率放電、效率高、循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),可應(yīng)用于電網(wǎng)削峰填谷、新能源接入、應(yīng)急電源、電能質(zhì)量?jī)?yōu)化等領(lǐng)域。固體電解質(zhì)0氧化鋁陶瓷具有良好的鈉離子傳導(dǎo)性能,在常溫下其離子電導(dǎo)率可達(dá)到10_2S/Cm數(shù)量級(jí),高性能的P氧化鋁陶瓷管是鈉硫電池的核心組件。在應(yīng)用過程中,要求P氧化鋁陶瓷具有高的離子電導(dǎo)率、高強(qiáng)度以及均勻致密的顯微結(jié)構(gòu)。固體電解質(zhì)@氧化鋁在高溫下燒結(jié)成瓷的過程是鈉硫電池制備中的關(guān)鍵步驟,對(duì)于鈉硫電池的組裝、性能和制造成本有著決定性的影響。目前,用于鈉硫電池的固體電解質(zhì)P氧化鋁陶瓷管燒結(jié)的設(shè)備一般為高溫燃?xì)馑笫礁G或普通的電爐,其內(nèi)襯材料通常為氧化鋁空心球或剛玉-莫來石耐火磚或剛玉-莫來石纖維毯。由于鈉硫電池的固體電解質(zhì)P氧化鋁陶瓷管在高溫?zé)蓵r(shí)有“鈉蒸氣”揮發(fā),用普通的氧化鋁空心球或剛玉-莫來石耐火材料作為燒結(jié)窯爐的內(nèi)襯,在空氣氣氛中耐堿性的腐蝕性極差,易造成燒結(jié)窯爐壽命短;同時(shí),氧化鋁空心球或剛玉-莫來石耐火材料的內(nèi)襯會(huì)吸收“鈉蒸氣”,在燒結(jié)過程中不利于形成“富鈉”氣氛。為了在燒結(jié)過程中爐膛內(nèi)形成富鈉氣氛、抑制陶瓷管制品中的鈉成份過快揮發(fā),通常做法是將每支電解質(zhì)3氧化鋁陶瓷管裝入由鉬等貴金屬或堿性高溫耐火材料制成的坩堝工裝內(nèi)燒結(jié),這不僅增加成本而且增加了燒成工藝的復(fù)雜性。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種用于鈉硫電池陶瓷管的燒結(jié)裝置,它能使?fàn)t膛內(nèi)保持“富鈉氣氛”,抑制電解質(zhì)P氧化鋁陶瓷管制品中的鈉成份在高溫?zé)Y(jié)過程中的快速揮發(fā),有利于提高薄壁電解質(zhì)陶瓷管性能的一致性,并能提高設(shè)備使用壽命,同時(shí)減少產(chǎn)品進(jìn)出爐操作時(shí)間和人力成本。實(shí)現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:一種用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,包括由爐底和爐體構(gòu)成的爐膛、加熱裝置及依次砌筑在爐膛內(nèi)壁上的保溫層和內(nèi)襯,其中,所述爐底呈圓盤結(jié)構(gòu),使所述陶瓷管坯體均勻分布并倒扣在所述爐底上;所述爐體的內(nèi)腔為與所述爐底形狀適配的圓筒形且頂部為弧形;所述內(nèi)襯為堿性高溫耐火材料制成的異形磚砌筑而成;所述加熱裝置包括多個(gè)由二硅化鑰材料制成的加熱棒,這些加熱棒均布懸掛在所述爐體的內(nèi)壁上,以使所述爐膛內(nèi)的溫差不小于±2°C。上述的用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,其中,所述堿性高溫耐火材料為氧化鎂或@氧化鋁陶瓷材料。[0008]上述的用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,其中,所述爐底和爐體為分體式,以使所述爐膛以爐體上升、爐底靜置的方式開啟。上述的用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,其中,所述加熱棒呈U形結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的用于鈉硫電池陶瓷管的燒結(jié)裝置的技術(shù)方案,采用由氧化鎂或3氧化鋁材料制成的異形耐火磚作為燒結(jié)窯爐的內(nèi)襯,使用溫度可超過1650°c,且耐堿性腐蝕,基本不吸收陶瓷管在燒結(jié)過程中揮發(fā)出的“鈉蒸氣”,極大地提高了窯爐的使用壽命,并在爐膛中形成了一定的“富鈉”氣氛,抑制了陶瓷管制品中的鈉成份快速揮發(fā),有利于提高薄壁電解質(zhì)陶瓷管性能的一致性;同時(shí),陶瓷管坯體可以直接放置于爐膛內(nèi)裸燒,節(jié)省了由鉬金屬或堿性高溫耐火材料制成的坩堝工裝的開發(fā)和使用成本,并大量減少了裝爐時(shí)間和人力成本。此外,鐘罩形爐體可以最大化地提高陶瓷管的裝載數(shù)量,且爐膛溫度場(chǎng)的均勻性較好,清潔無污染,有利于提高陶瓷管的良品率。
圖1為本實(shí)用新型的用于鈉硫電池陶瓷管的燒結(jié)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖;圖2為圖1的A-A向視圖。
具體實(shí)施方式
為了能更好地對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行理解,下面通過具體實(shí)施例并結(jié)合附圖進(jìn)行詳細(xì)說明:請(qǐng)參閱圖1和圖2,本實(shí)用新型的一種用于鈉硫電池陶瓷管的燒結(jié)裝置,包括由爐底11和爐體12構(gòu)成的爐膛1、依次砌筑爐膛I的內(nèi)壁上的保溫層13和內(nèi)襯14及加熱裝置(圖中未示),其中:爐底11呈圓盤結(jié)構(gòu),使陶瓷管坯體2均布地倒扣在爐底11上;爐體12的內(nèi)腔為與爐底11的形狀適配的圓筒形且頂部為弧形,使?fàn)t體12的整體呈鐘罩式,便于爐膛內(nèi)的溫度集中在陶瓷管坯體2上,同時(shí)鐘罩式爐體可以提高陶瓷管的裝載數(shù)量,且使?fàn)t膛溫度場(chǎng)的均勻性較好;內(nèi)襯14為堿性高溫耐火材料制成的異形磚砌筑而成;堿性高溫耐火材料可以最好是氧化鎂或P氧化鋁陶瓷材料。該內(nèi)襯12的耐高溫的溫度可超過1650°C,且耐陶瓷管坯體2燒結(jié)時(shí)所揮發(fā)的堿性氣氛的腐蝕,基本不吸收陶瓷管在燒結(jié)過程中揮發(fā)出的“鈉蒸氣”,極大地提高了窯爐的使用壽命,并在爐膛中形成了一定的富鈉氣氛,抑制了陶瓷管坯體2中的鈉成份快速揮發(fā),可使陶瓷管坯體2直接放置于爐膛I內(nèi)裸燒;加熱裝置包括多個(gè)由二硅化鑰材料制成的U形結(jié)構(gòu)的加熱棒,這些加熱棒均布地懸掛在爐體12的內(nèi)壁上,這種材料制成的加熱棒發(fā)熱可超過1650°C而不會(huì)熔化,并且發(fā)熱均勻,使?fàn)t膛內(nèi)在溫度不低于1650°C時(shí)溫差不小于±2°C,另外制成U形結(jié)構(gòu)能方便連接電線。爐底11和爐體12制成分體式,爐體11上可以不設(shè)爐門。使用時(shí),可將爐體12向上吊離爐底11,而爐底11靜置的方式打開爐膛1,在陶瓷管坯體2放置在爐底11上后,再將爐體12下放至爐底11上關(guān)閉爐膛I ;這樣有利于提高薄壁陶瓷管裝載的穩(wěn)定性,不易產(chǎn)生因爐底運(yùn)行的不穩(wěn)定而導(dǎo)致陶瓷管傾倒。[0020]本實(shí)用新型的一種用于鈉硫電池陶瓷管的燒結(jié)裝置,清潔無污染,有利于提高陶瓷管的良品率。此外,還節(jié)省了由鉬金屬或堿性高溫耐火材料制成的坩堝工裝的開發(fā)和使用成本,并大量減少了裝爐時(shí)間和人力成本。
權(quán)利要求1.一種用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,包括由爐底和爐體構(gòu)成的爐膛、加熱裝置及依次砌筑在爐膛內(nèi)壁上的保溫層和內(nèi)襯,其特征在于: 所述爐底呈圓盤結(jié)構(gòu),使所述陶瓷管坯體均勻分布并倒扣在所述爐底上; 所述爐體的內(nèi)腔為與所述爐底形狀適配的圓筒形且頂部為弧形; 所述內(nèi)襯為堿性高溫耐火材料制成的異形磚砌筑而成; 所述加熱裝置包括多個(gè)由二硅化鑰材料制成的加熱棒,這些加熱棒均布懸掛在所述爐體的內(nèi)壁上,以使所述爐膛內(nèi)的溫差不小于±2°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,其特征在于,所述堿性高溫耐火材料為氧化鎂或P氧化鋁陶瓷材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,其特征在于,所述爐底和爐體為分體式,以使所述爐膛以爐體上升、爐底靜置的方式開啟。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,其特征在于,所述加熱棒呈U形結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于鈉硫電池陶瓷管燒結(jié)的裝置,包括由爐底和爐體構(gòu)成的爐膛、加熱裝置及依次砌筑在爐膛內(nèi)壁上的保溫層和內(nèi)襯。所述爐底呈圓盤形,使陶瓷管坯體均勻分布并倒扣在爐底上;爐體的內(nèi)腔呈與爐底形狀適配的圓筒形且頂部為弧形;內(nèi)襯為堿性高溫耐火材料制成的異形磚鋪設(shè)而成;加熱裝置包括多個(gè)均布在爐體的內(nèi)壁上且由二硅化鉬材料制成的加熱棒,以使?fàn)t膛內(nèi)的溫差不小于±2℃。本實(shí)用新型的裝置用于鈉硫電池陶瓷管的固相堿性氣氛燒結(jié),利于爐膛內(nèi)形成“富鈉氣氛”,能抑制電解質(zhì)β氧化鋁陶瓷管制品中的鈉成分在高溫?zé)Y(jié)過程中的快速揮發(fā),有利于提高產(chǎn)品性能的一致性,并能提高設(shè)備使用壽命,同時(shí)減少產(chǎn)品進(jìn)出爐操作時(shí)間和人力成本。
文檔編號(hào)F27D1/00GK202993813SQ201220686470
公開日2013年6月12日 申請(qǐng)日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者陳福平, 徐小剛, 祝銘, 潘經(jīng)鏞 申請(qǐng)人:上海電氣鈉硫儲(chǔ)能技術(shù)有限公司