[實用新型]制備尖晶石型Li4Ti5O12的馬弗爐的結構改良

有效

• 申請號: 201120230446.5
• 申請日: 2011-07-01
• 公開（公告）號: CN202124494U
• 公開（公告）日: 2012-01-25
• 發明（設計）人: 王利娟;唐致遠;張新河;馬莉;劉東;王浩;高利亭
• 申請（專利權）人: 東莞市邁科科技有限公司
• 主分類號: C01G23/00
• 分類號: C01G23/00
• 代理公司: 東莞市冠誠知識產權代理有限公司 44272
• 代理人: 楊正坤

技術領域

?本實用新型涉及制備鋰離子電池材料的馬弗爐技術領域，特別是涉及一種制備鋰離子電池負極材料尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的馬弗爐的結構改良。

背景技術

在鋰離子電池電極材料制備過程中，尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂中Ti為最高價態+4價，高溫煅燒時，在有足夠氧氣存在的情況下，有利于合成Li₄Ti₅O₁₂純相，氧缺乏時，易生成含低價態的LiTiO₂，所以高溫煅燒制備純相Li₄Ti₅O₁₂，有足夠的空氣是十分必要的。在空氣氣氛下合成尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的高溫爐主要是馬弗爐或者箱式電阻爐，雖然這兩種爐子的密封性不是很好，但是，在長時間的高溫煅燒下，樣品還是容易出現氧缺乏。缺氧情況下合成的材料易出現雜相。而在合成尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的馬弗爐中，馬弗爐因高溫長時間燒結，爐腔內缺氧的情況時有發生，為了保證只合成Li₄Ti₅O₁₂純相，而不出現雜相，有必要對制備鋰離子電池負極材料尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的馬弗爐進行結構改良。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是：針對現有技術的馬弗爐因高溫長時間燒結爐腔內缺氧的情況時有發生，導致在缺氧情況下合成的材料易出現雜相的缺陷，對現有技術的馬弗爐在結構上進行改造，提供一種在高溫煅燒過程中可以提供足夠氧氣的開口馬弗爐，這種開口馬弗爐可有效避免長時間連續高溫燒結引起材料缺氧進而影響到材料的純度，從而保證合成Li₄Ti₅O₁₂的產品質量。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：對制備尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的馬弗爐的結構進行改良，馬弗爐改良的結構包括馬弗爐背面爐體和馬弗爐爐腔，在馬弗爐背面爐體接近底部的位置上設計有一個與馬弗爐爐腔相通的進氣口，在馬弗爐背面爐體接近頂部的位置上設計有一個出氣口，所述出氣口與馬弗爐爐腔和馬弗爐外空氣相貫通。

在上述技術方案中，馬弗爐改良的結構還包括增氧泵、三通閥、輸氣管、空氣流量計和閥門，增氧泵通過輸氣管連接三通閥，三通閥通過輸氣管連接空氣流量計，空氣流量計通過輸氣管連接閥門，閥門通過輸氣管連接進氣口。所述閥門是普通閥門。

所述進氣口和出氣口的位置要不影響馬弗爐的其它使用功能，同時要保證進入馬弗爐的空氣能夠充分浸潤樣品。

本實用新型的有益效果是：針對現有技術的馬弗爐因高溫長時間燒結爐腔內缺氧的情況時有發生，導致在缺氧情況下合成的材料易出現雜相的缺陷，對現有技術的馬弗爐進行了開口改良，在不影響馬弗爐其它使用功能的情況下，在馬弗爐背面爐體位置上設計有進氣口和出氣口，利用增氧泵高溫往爐腔內鼓空氣或者利用空氣對流都可以為樣品提供充足的氧氣。這種改良不會增加馬弗爐的成本，同時也不會改變Li₄Ti₅O₁₂的燒結工藝。增氧泵可以提供空氣輸入馬弗爐爐腔內，同時通過空氣流量計可以調節進入馬弗爐爐腔內的空氣流速，從而能夠有效避免長時間高溫煅燒材料出現缺氧的情況。由于出氣口不是設計在馬弗爐頂部的正中間，而是設計在馬弗爐背面爐體接近頂部的頂角位置上，這樣設計可以使空氣很好地浸潤樣品。另外，這樣設計的馬弗爐在不利用增氧泵的情況下也可以滿足樣品煅燒過程中所需的空氣，其原理是：在閥門不連通空氣流量計及增氧泵時，進氣口則通過閥門與大氣相通，將進氣口和出氣口都打開，在高溫加熱情況下，馬弗爐爐腔內的氣體受熱膨脹從頂角的出氣口溢出，馬弗爐爐腔內壓力降低，外界冷空氣可以通過閥門及進氣口補充到爐腔內，這樣形成的對流也可以滿足合成尖晶石型Li₄Ti₅O₁₂的需要，從而保證合成Li₄Ti₅O₁₂的產品質量。

附圖說明