[發(fā)明專利]一種用于焙燒鋰離子電池電極材料的排氣與傳熱多功能裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810186126.0
• 申請(qǐng)日: 2018-03-07
• 公開（公告）號(hào): CN108253800A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張衛(wèi)新;楊則恒;李文明;陳飛;王業(yè)波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 合肥工業(yè)大學(xué)智能制造技術(shù)研究院
• 主分類號(hào): F27D5/00
• 分類號(hào): F27D5/00
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責(zé)任公司 34101
• 代理人: 喬恒婷

本發(fā)明公開了一種用于焙燒鋰離子電池電極材料的排氣與傳熱多功能裝置，該裝置與焙燒電極材料的匣缽配合使用。所述多功能裝置包括多根多孔排氣傳熱管和用于固定多孔排氣傳熱管的固定框架；所述多孔排氣傳熱管為底部封閉的圓筒形排氣管；通過所述固定框架使所述多孔排氣傳熱管豎直放置，且所有的多孔排氣傳熱管的管口處于同一水平面。本發(fā)明裝置具有及時(shí)排出電極材料加熱過程中由于物料脫水或分解釋放的氣體和強(qiáng)化傳熱兩大功能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于焙燒鋰離子電池電極材料的排氣與傳熱多功能裝置，屬于鋰電池正極材料領(lǐng)域。

技術(shù)背景

在鋰離子電池正極材料如鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰、鎳錳高電壓材料、三元材料、富鋰材料等制備過程中，通常需要將反應(yīng)原料或電極材料的前驅(qū)體通過研磨混合成粉體裝入專用的匣缽中，再將裝滿粉體物料的多個(gè)匣缽依次放置在輥道式燒結(jié)爐中于一定氣氛下進(jìn)行焙燒。通常每個(gè)匣缽內(nèi)都裝滿一定高度(厚度)的粉體物料，在燒結(jié)爐中焙燒時(shí)，由于粉體物料堆積厚度較大，影響傳熱，一方面需要較大的能耗，另一方面容易導(dǎo)致不同部位的物料燒結(jié)溫度不均勻，因此難以保證產(chǎn)品質(zhì)量的均一性。此外，物料內(nèi)部釋放的氣體容易積聚而經(jīng)常發(fā)生噴料現(xiàn)象，導(dǎo)致產(chǎn)物損失或受污染，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響輥道爐裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為了避免上述現(xiàn)有技術(shù)所存在的技術(shù)問題，本發(fā)明旨在提供一種用于焙燒鋰離子電池電極材料的排氣與傳熱多功能裝置。本發(fā)明裝置與焙燒電極材料的匣缽配合使用，具有及時(shí)排出電極材料加熱過程中由于物料脫水或分解釋放的氣體和強(qiáng)化傳熱兩大功能。一方面能夠防止鋰離子電池電極材料在匣缽中燒結(jié)時(shí)向外噴料，避免造成物料損耗或影響輥道爐裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面可以使焙燒熱氣流均勻而快速地流入匣缽中的物料內(nèi)部進(jìn)行加熱，具有明顯節(jié)能和保證物料焙燒均勻的效果。

本發(fā)明用于焙燒鋰離子電池電極材料的排氣與傳熱多功能裝置，包括多根多孔排氣傳熱管1和用于固定多孔排氣傳熱管1的固定框架2，多孔排氣傳熱管1和固定框架2為整體結(jié)構(gòu)或組合結(jié)構(gòu)。

所述多孔排氣傳熱管1為底部封閉的圓筒形排氣管。進(jìn)一步地，所述多孔排氣傳熱管1的底部設(shè)置為倒置的圓錐形。多孔排氣傳熱管采用倒置的圓錐形底部與平底相比，壓入物料內(nèi)部時(shí)阻力較小，易于將排氣管壓入匣缽物料底部。

通過所述固定框架2使所述多孔排氣傳熱管1豎直放置，且所有的多孔排氣傳熱管1的管口處于同一水平面。

所述固定框架2與所述多孔排氣傳熱管1的固定位置使在固定框架2下部的多孔排氣傳熱管1的高度≥配套使用的匣缽的深度，以便使固定框架位于物料上方。

在位于固定框架2下部的多孔排氣傳熱管1的圓筒管壁上均布通氣孔，用于排出氣體和強(qiáng)化傳熱。倒置的圓錐形底部為密閉空心結(jié)構(gòu)，且圓錐部分不開通氣孔。

所述多根多孔排氣傳熱管1通過固定框架2的固定呈橫向或縱向或混合規(guī)則排列。

在所述固定框架2上設(shè)置有把手3以便取放。

本發(fā)明排氣與傳熱多功能裝置(包括多孔排氣傳熱管1、固定框架2和把手3)的材質(zhì)與匣缽的材質(zhì)相同，一般為陶瓷、剛玉或金屬材料等耐火材質(zhì)，其幾何尺寸依據(jù)匣缽的尺寸而定。其中固定框架2的材質(zhì)可以與多孔排氣傳熱管1相同或不同，為耐火材料即可。

所述多孔排氣傳熱管1的圓筒直徑為3-100mm，壁厚為1-50mm，高度一般要求大于匣缽的深度。其圓筒管壁上均布的通氣孔可以是圓孔、方孔或其他形狀孔，孔尺寸按照粉體顆粒的大小可以在50μm-10mm。

本發(fā)明裝置與焙燒電極材料的匣缽配合使用，具有及時(shí)排出電極材料加熱過程中由于物料脫水或分解釋放的氣體和強(qiáng)化傳熱兩大功能。一方面能夠防止鋰離子電池電極材料在匣缽中燒結(jié)時(shí)因內(nèi)部釋放的氣體積聚而發(fā)生噴料現(xiàn)象，避免造成物料損耗或影響輥道爐裝置的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；另一方面可以使焙燒熱氣流均勻而快速地流入物料內(nèi)部進(jìn)行加熱，具有明顯節(jié)能(節(jié)能10～20％)和保證物料焙燒均勻的效果。