本發(fā)明涉及窖爐設施技術領域，尤其涉及一種六列裝電池材料燒結爐。

背景技術：

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對電池新材料需求的不斷增加，再加上手機、筆記本電腦、數(shù)碼相機、攝像機、汽車等產(chǎn)品對新型、高效、環(huán)保電池材料的強勁需求，我國電池新材料市場將不斷擴大。

電池材料主要包括鈷酸鋰(LiCoO₂)、鎳酸鋰(LiNiO₂)、錳酸鋰(LiMn₂O₄)和磷酸鐵鋰(LiFePO₄)等，這些電池材料的合成方法主要有高溫固相合成法、水熱合成法、液相共沉淀法、模版法等，考慮到工藝流程的簡單程度、制備條件的易控程度以及易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的特點，目前產(chǎn)業(yè)上生產(chǎn)選擇的大多數(shù)為高溫固相合成法：將鋰鹽、鐵鹽、磷鹽等主要原料和一些添加劑按化學計量比混合均勻后，在氬氣或氮氣等惰性氣氛保護下，于300℃左右使混合物初步分解，然后升溫到600℃～800℃，保溫適當時間，就可以得到需要的電池材料。

技術實現(xiàn)要素：

本申請的發(fā)明人考慮到現(xiàn)有的制造電池材料的電池材料燒結爐的爐膛中一般并列放置四列匣缽用于盛裝電池材料，由于匣缽與爐膛內壁之間要預留一定間隙、電池材料燒結爐的殼體占用一定空間、兩個電池材料燒結爐之間還要預留出用于安裝或更換支承輥的預留空間，當生產(chǎn)車間面積一定時，四列匣缽的電池材料燒結爐產(chǎn)量低下、能耗較高。本發(fā)明的目的在于提供一種六列裝電池材料燒結爐，占地面積小，產(chǎn)量高、能耗低。

本發(fā)明提供的六列裝電池材料燒結爐，包括殼體，所述殼體內腔形成用于加熱材料的爐膛，所述爐膛內設有用于承載加熱材料的匣缽，所述爐膛設有用于支承所述匣缽的多根支承輥，多根所述支承輥均水平設置且相互平行，所述支承輥上沿其長度方向并列放置六個所述匣缽；

所述殼體上設有進氣管和排氣管，所述進氣管和所述排氣管均與所述爐膛連通；所述殼體的內壁固設有加熱器。

進一步的，多根所述支承輥均為直徑40mm的圓柱棍棒，且相鄰兩根所述支承輥的間距為80mm；多根所述支承輥均為碳化硅陶瓷支承輥。

進一步的，所述匣缽為長300mm～330mm，寬300mm～330mm，高150mm的敞口矩形體容器，所述爐膛沿所述支承輥長度方向的寬度為1800mm～2300mm。

進一步的，多根所述支承輥可拆卸式樞接于所述殼體的內壁。

進一步的，所述加熱器為兩組且均固設于所述殼體的內壁，其中一組所述加熱器位于所述支承輥的下側，另一組所述加熱器位于所述匣缽的上側。

進一步的，所述殼體的內壁設有保溫層。

進一步的，所述爐膛內固設有冷卻裝置。

進一步的，所述殼體的外壁固設有用于測量所述爐膛內氣體溫度的溫控表。

進一步的，所述殼體的外壁固設有用于測量所述爐膛內氣體壓力的壓力表。

本發(fā)明六列裝電池材料燒結爐的有益效果為：

本發(fā)明提供的六列裝電池材料燒結爐，包括形成加熱內腔爐膛的殼體和承載加熱材料的匣缽，工作時，將加熱材料盛裝在匣缽內，將匣缽按照設定的順序放置在支承輥上，隨后打開加熱器對加熱材料進行加熱，如果需要，也可以先打開加熱器對爐膛進行預熱，以提高六列裝電池材料燒結爐對加熱材料的加熱效率。

其中，六個相同的匣缽沿支承輥長度方向并列放置，考慮到一列匣缽中最外側的匣缽與爐膛內壁之間需要預留一定間隙，且匣缽的個數(shù)與支承輥的有效長度(支承輥與匣缽實際接觸支承的長度)成正比，即，一列匣缽的個數(shù)越多，需要的支承輥長度越長。六列裝電池材料燒結爐實際占用寬度為殼體的側壁厚度、爐膛占用寬度(即最外側匣缽與爐膛內壁預留間隙加上支承輥的有效長度之和)、殼體外預留支承輥的安裝更換距離三者之和，其中，殼體的側壁厚度加上匣缽與爐膛內壁預留間隙之和為固定占用寬度，即，支承輥有效長度越長，電池材料燒結爐占用寬度中固定占用寬度占有比例越小，電池材料燒結爐的占用面積和能耗越低、產(chǎn)能越高。但是，由于支承輥的承載強度隨支承輥的變長而減小，綜合考慮承載有加熱材料的匣缽的重量和支承輥的承載強度，沿支承輥的長度方向設置六個匣缽時，既能夠確保支承輥對匣缽的承載，此時，支承輥受匣缽向下的壓力不會發(fā)生彎曲變形甚至折斷，還能夠提高單位面積電池材料燒結爐的產(chǎn)量，降低其能耗。

采用高溫固相合成法制備電池正負極材料的過程中，需要對電池材料進行惰性氣氛保護，工作時，將按照一定配比混合而成的電池原材料盛裝在匣缽中，將匣缽六個一列放置在支承輥上，將殼體關閉，使爐膛處于密封狀態(tài)；通過進氣管向爐膛內通入惰性氣體，同時爐膛內原有的氣體通過排氣管排出爐膛，一段時間后，爐膛內為惰性氣氛，打開加熱器對匣缽中的電池原材料進行加熱，電池原材料在適當溫度下發(fā)生反應得到需要的物質，其中，可以根據(jù)電池原材料的不同相應設置加熱器的加熱溫度和加熱時間。制備電池材料的整個過程中，進氣管持續(xù)向爐膛中通入惰性氣體，以確保電池材料處于無氧環(huán)境，確保電池材料的制備；電池材料制備完成后，關閉加熱器、進氣管和排氣管，等待電池材料冷卻后，將匣缽從爐膛中取出，得到成品的電池材料。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明具體實施方式或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施方式，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例一提供的六列裝電池材料燒結爐的截面結構示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例一提供的六列裝電池材料燒結爐的側視結構示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例二提供的六列裝電池材料燒結爐的截面結構示意圖；

圖4為圖3中匣缽的立體結構示意圖。

圖標：1－殼體；2－爐膛；3－匣缽；4－支承輥；5－加熱器；6－進氣管；7－排氣管。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發(fā)明的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發(fā)明中的具體含義。

本實施例提供一種六列裝電池材料燒結爐，如圖1和圖2所示，包括殼體1，殼體1內腔形成用于加熱材料的爐膛2，爐膛2內設有用于承載加熱材料的匣缽3，爐膛2設有用于支承匣缽3的多根支承輥4，多根支承輥4均水平設置且相互平行，支承輥4上沿其長度方向并列放置六個匣缽3；

殼體1上設有進氣管6和排氣管7，進氣管6和排氣管7均與爐膛2連通；殼體1的內壁固設有加熱器5。

本實施例提供的六列裝電池材料燒結爐，包括形成加熱內腔爐膛2的殼體1和承載加熱材料的匣缽3，工作時，將加熱材料盛裝在匣缽3內，將匣缽3按照設定的順序放置在支承輥4上，隨后打開加熱器5對加熱材料進行加熱，如果需要，也可以先打開加熱器5對爐膛2進行預熱，以提高六列裝電池材料燒結爐對加熱材料的加熱效率。

其中，六個相同的匣缽3沿支承輥4長度方向并列放置，考慮到一列匣缽3中最外側的匣缽3與爐膛2內壁之間需要預留一定間隙，且匣缽3的個數(shù)與支承輥4的有效長度(支承輥4與匣缽3實際接觸支承的長度)成正比，即，一列匣缽3的個數(shù)越多，需要的支承輥4長度越長。六列裝電池材料燒結爐實際占用寬度為殼體1的側壁厚度、爐膛2占用寬度(即最外側匣缽3與爐膛2內壁預留間隙加上支承輥4的有效長度之和)、殼體1外預留支承輥4的安裝更換距離長度三者之和，其中，殼體1的側壁厚度加上匣缽3與爐膛2內壁預留間隙之和為固定占用寬度，即，支承輥4有效長度越長，六列裝電池材料燒結爐占用寬度中固定占用寬度占有比例越小，六列裝電池材料燒結爐的占用面積和能耗越低、產(chǎn)能越高。但是，由于支承輥4的承載強度隨支承輥4的變長而減小，綜合考慮承載有加熱材料的匣缽3的重量和支承輥4的承載強度，沿支承輥4的長度方向設置匣缽3的個數(shù)為六個時，既能夠確保支承輥4對匣缽3的承載，此時，支承輥4受匣缽3向下的壓力不會發(fā)生彎曲變形甚至折斷，還能夠提高單位面積六列裝電池材料燒結爐的產(chǎn)量，降低其能耗。

采用高溫固相合成法制備電池正負極材料的過程中，需要對電池材料進行惰性氣氛保護，工作時，將按照一定配比混合而成的電池原材料盛裝在匣缽3中，將匣缽3六個一列放置在支承輥4上，將殼體1關閉，使爐膛2處于密封狀態(tài)；通過進氣管6向爐膛2內通入惰性氣體，同時爐膛2內原有的氣體通過排氣管7排出爐膛2，一段時間后，爐膛2內為惰性氣氛，打開加熱器5對匣缽3中的電池原材料進行加熱，電池原材料在適當溫度下發(fā)生反應得到需要的物質，其中，可以根據(jù)電池原材料的不同相應設置加熱器5的加熱溫度和加熱時間。制備電池材料的整個過程中，進氣管6持續(xù)向爐膛2中通入惰性氣體，以確保電池材料處于無氧環(huán)境，確保電池材料的制備；電池材料制備完成后，關閉加熱器5、進氣管6和排氣管7，等待電池材料冷卻后，將匣缽3從爐膛2中取出，得到成品的電池材料。

本實施例中，多根支承輥4均為直徑40mm的圓柱棍棒，且相鄰兩根支承輥4的間距為80mm；多根支承輥4均為碳化硅陶瓷支承輥。其中，當單列設置六個匣缽3時，產(chǎn)能為單列設置四個匣缽3的1.5倍；占地寬度相同時，單列六個匣缽3的單位產(chǎn)量占地寬度比單列四個匣缽3的單位產(chǎn)量占地寬度減小約35％。此外，可以根據(jù)實際需求，沿爐膛2的長度方向設置多列匣缽3，每列匣缽3設置六個。本實施例中，支承輥4用于支承匣缽3，匣缽3沿支承輥4長度方向并列設置的個數(shù)決定了支承輥4的長度，相應的，匣缽3以及盛裝在匣缽3內電池原材料的質量決定了支承輥4受到向下的壓力。綜合考慮匣缽3的重量和體積、支承輥4的承壓能力，當支承輥4為碳化硅陶瓷支承輥、直徑為40mm、相鄰兩支承輥4間距80mm時，匣缽3為六個，支承輥4根數(shù)適當且能夠確保對匣缽3的支承。其中，碳化硅陶瓷支承輥具備機械強度高；耐磨性、耐腐蝕性好；熱穩(wěn)定性好；產(chǎn)品環(huán)保、價格低廉的優(yōu)點，工作過程中，在確保支承輥4對匣缽3的承載作用下，碳化硅陶瓷支承輥被加熱器5高溫加熱時，不會產(chǎn)生其他物質，不會對電池材料的制備造成不良影響。

具體的，本實施例中，如圖4所示，匣缽3可以為長300mm～330mm，寬300mm～330mm，高150mm的敞口矩形體容器，相應的，如圖3所示，爐膛2沿支承輥4長度方向的寬度為1800mm～2300mm。經(jīng)實際實驗操作得知，支承輥4選用碳化硅陶瓷支承輥時，上述尺寸的爐膛2，在支承輥4上沿支承輥4長度方向并列放置六個匣缽3時，單位面積電池材料燒結爐的產(chǎn)量最高、能耗最低。

具體的，可以設定一列匣缽3中最外側匣缽3與爐膛2內壁之間的預留間隙為100mm，殼體1側壁厚度為100mm，則，六個匣缽3沿支承輥4長度方向的寬度為330mm×6＝1980mm，則電池材料燒結爐殼體1占用寬度為100mm×2+100mm×2+1980mm＝2380mm，考慮安裝和更換支承輥4的預留寬度1980mm+100mm×2＝2180mm，則，單臺電池材料燒結爐總占用寬度2380mm+2180mm＝4560mm，則每個匣缽3的理論占用寬度為4560mm/6＝760mm；對于同樣規(guī)格的匣缽3，沿支承輥4長度方向設置四個匣缽3時，其他條件相同，單臺電池材料燒結爐總占用寬度為3240mm，則每個匣缽3的理論占用寬度為3240mm/4＝810mm。由此可見，電池材料產(chǎn)量相同時，單列設置六個匣缽3的占用寬度要小于單列設置四個匣缽3；當多臺電池材料燒結爐并列放置時，相鄰兩臺電池材料燒結爐之間公用一個支承輥4安裝更換預留空間，進一步降低了單列設置六個匣缽3時，單個匣缽3的占用寬度。即，單列設置六個匣缽3時，電池材料燒結爐的產(chǎn)量高、占地面積小。

類似的，爐膛2高度和長度一定時，對于單列六個匣缽3，爐膛2寬度為100mm×2+1980mm＝2180mm，單個匣缽3加熱寬度為2180mm/6＝363mm；對于單列四個匣缽3，爐膛2寬度為100mm×2+330mm×4＝1520mm，單個匣缽3加熱寬度為1520mm/4＝380mm。由此可見，單列六個匣缽3時單個匣缽3的加熱寬度要小于單列四個匣缽3，相應的，單列六個匣缽3時，加熱器5對單個匣缽3的加熱體積要小于單列四個匣缽3，即，單列六個匣缽3的電池材料燒結爐的能耗較低。

具體的，本實施例中，如圖1所示，多根支承輥4可拆卸式樞接于殼體1的內壁。實際操作中，沿爐膛2的長度方向會放置多列匣缽3，工作時，通過爐膛2一端的開口將匣缽3放在支承輥4上，再將匣缽3拖運到支承輥4的相應位置；制備完成后，同樣的，將匣缽3拖運到爐膛2一端的開口處取下匣缽3。支承輥4樞接于殼體1的內壁，放置或取下匣缽3時，只需在支承輥4水平拖動匣缽3即可，不僅減少了拖運匣缽3的勞動力，而且減少了匣缽3拖動時匣缽3底部與支承輥4之間摩擦對支承輥4造成的磨損，從而延長支承輥4的使用壽命。

另外，支承輥4長時間處于承壓狀態(tài)會發(fā)生變形或折斷，支承輥4與殼體1的內壁可拆卸式連接，當支承輥4需要更換時，只需將單根損壞的支承輥4拆卸下來進行更換即可，操作簡單便捷。

本實施例中，如圖3所示，加熱器5可以為兩組且均固設于殼體1的內壁，其中一組加熱器5位于支承輥4的下側，另一組加熱器5位于匣缽3的上側。兩組加熱器5分別位于匣缽3的上側和下側，工作時，兩組加熱器5同時工作，匣缽3中的電池原材料上下同時被加熱，兩組加熱器5的設置，不僅提高了加熱器5對爐膛2內電池原材料的加熱效率，同時確保電池原材料受熱均勻，減少電池原材料因局部受熱不均勻而影響電池材料質量的情況。具體的，加熱器5可以選用電加熱器、微波加熱器或電磁加熱器等。

本實施例中，還可以在殼體1的內壁設有保溫層。電池材料制備過程需要長時間的高溫環(huán)境，在殼體1的內壁設有保溫層，制備過程中，保溫層可以有效減少熱量從爐膛2通過殼體1散失到外界環(huán)境，從而確保爐膛2內溫度的精確度，且可以有效提高六列裝電池材料燒結爐的能量利用，降低其能耗。

為了加快制備完成后電池材料的冷卻速度，本實施例中，可以在爐膛2內固設有冷卻裝置。當電池材料制備完成后，電池材料處于高溫狀態(tài)，打開冷卻裝置，冷卻裝置對電池材料進行冷卻，有效縮短電池材料冷卻時間，從而提高六列裝電池材料燒結爐制備電池材料的產(chǎn)率。具體的，冷卻裝置可以選用水冷冷卻裝置。

本實施例中，還可以在殼體1的外壁固設有用于測量爐膛2內氣體溫度的溫控表。電池材料制備過程對溫度和加熱時間要求精度較高，工作時，溫控表直接對爐膛2內的溫度進行測量，并在殼體1的外壁顯示，操作人員可以根據(jù)溫控表的溫度顯示來適當調節(jié)加熱器5的加熱溫度。具體的，可以將溫控表的測溫元件設置在爐膛2內，顯示元件設置在殼體1的外壁；也可以通過銅導熱管與爐膛2內部接觸，在導熱管內盛裝導熱油，溫控表通過測量導熱油的溫度間接得到爐膛2內部的氣體溫度。此外，為了得到爐膛2內的準確溫度，可以在殼體1的多個位置設置溫控表，從而確保制備高質量的電池材料。

同樣的，本實施例中，可以在殼體1的外壁固設有用于測量所述爐膛2內氣體壓力的壓力表。電池材料制備時，爐膛2處于高溫狀態(tài)，且進氣管6持續(xù)向爐膛2內輸送惰性氣體，壓力表對爐膛2內環(huán)境壓力進行實時測量，從而確保爐膛2內處于正常壓力范圍，減少由于進氣管6或排氣管7堵塞爐膛2內壓力過大或過小對電池材料制備的影響，另外，也減小爐膛2內壓力過大爐膛2爆炸情況的發(fā)生。

此外，還可以在排氣管7上安裝氧氣檢測裝置，通過檢測排氣管7內氣體的含氧量，來確定爐膛2中氣體的含氧量，從而確保爐膛2內電池材料處于惰性氣體氣氛，確保制備的電池材料的質量。另外，可以在殼體1外設置PLC控制箱，完成對加熱管加熱溫度、加熱時間的控制，同時還能對溫控表、壓力表、氧氣檢測裝置進行數(shù)字顯示，從而提高電池材料制備過程的操作精度和便捷度。

最后應說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發(fā)明各實施例技術方案的范圍。