[發明專利]鋰離子電池負極材料炭化處理方法及其炭化爐

在審

• 申請號: 202011081661.3
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112033157A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 鄧銀常
• 申請（專利權）人: 鄧銀常
• 主分類號: F27B14/10
• 分類號: F27B14/10;F27B14/14;F27B14/20;F27D1/00;F27D1/02;F27D11/02;F27D11/10;F27D19/00;H01M4/583;H01M10/0525;C01B32/05
• 代理公司: 郴州大天知識產權事務所(普通合伙) 43212
• 代理人: 徐起堂

本發明的鋰離子電池負極材料炭化處理方法，包括如下步驟：a.在炭化爐內鋪設隔熱保溫墊；b.將第一導電石墨氈的一端與炭化爐的爐頭內壁相抵接并且另一端與炭化爐的爐尾內壁相間隔斷開；c.在第一導電石墨氈上以相同間隔均勻放置裝滿有第一負極材料的石墨坩堝，在石墨坩堝與炭化爐側壁之間填充第二負極材料；d.在石墨坩堝層上鋪設第二導電石墨氈，將第二導電石墨氈的一端與炭化爐的爐尾內壁相抵接并且另一端與炭化爐的爐頭內壁相間隔斷開；e.在第二導電石墨氈上鋪蓋爐頂；f.對炭化爐送電；g.對炭化爐的溫度場進行監控；h.停止送電，散熱降溫；i.完成第一負極材料的炭化處理，收集第二負極材料作為下一次炭化處理的第一負極材料。

技術領域

本發明涉及一種鋰離子電池負極材料炭化處理方法，還涉及一種炭化爐。

背景技術

在鋰離子電池用的炭負極材料的工業生產中，經常要對粉狀炭質中間體進行900℃-1400℃的熱處理，業內通常稱之為炭化處理，與之對應的設備稱為炭化爐。部分種類炭質中間體經過炭化處理后，可以直接作為負極材料進行使用或銷售，還有一部分種類炭質中間體需要進行更高溫度的石墨化處理才能使用。而石墨化處理屬于高能耗、高成本生產過程。在石墨化前對它們進行預先炭化處理會顯著提高材料裝填密度，提高石墨化爐單爐產量，降低石墨化處理的生產成本。

傳統的碳化處理裝置在負極材料中插入發熱板，對發熱板兩端通電，使發熱板發熱，進而對發熱板兩面的負極材料進行加熱炭化。然而，由于負極材料厚度較厚，不同厚度位置的負極材料被炭化的程度不一，而且同時對大范圍的負極材料進行同時炭化，能耗高，周期長。而且發熱板由于其剛性與負極材料接觸不夠緊密，導致炭化效率不高。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能耗更低、周期更短和效率更高的鋰離子電池負極材料炭化處理方法，還提供一種實現該方法的炭化爐。

為了解決上述技術問題，本發明的鋰離子電池負極材料炭化處理方法，包括如下步驟：

a.在炭化爐內鋪設隔熱保溫墊；

b.在隔熱保溫墊上鋪設第一導電石墨氈，將第一導電石墨氈的一端與炭化爐的爐頭內壁相抵接并且另一端與炭化爐的爐尾內壁相間隔斷開；

c.在第一導電石墨氈上以相同間隔均勻放置裝滿有第一負極材料的石墨坩堝，將石墨坩堝開口朝上，在石墨坩堝與石墨坩堝之間以及石墨坩堝與炭化爐側壁之間填充第二負極材料，形成石墨坩堝層；

d.在石墨坩堝層上鋪設第二導電石墨氈，蓋住石墨坩堝層的石墨坩堝開口，將第二導電石墨氈的一端與炭化爐的爐尾內壁相抵接并且另一端與炭化爐的爐頭內壁相間隔斷開；

e.在第二導電石墨氈上鋪蓋帶有排氣口的耐火纖維氈爐頂；

f.對炭化爐送電，使電流依次經過爐頭、第一導電石墨氈、石墨坩堝層、第二導電石墨氈、爐尾，對炭化爐電熱升溫；

g.在炭化爐的測溫點用鉑銠熱電偶對炭化爐的溫度場進行監控；

h.當溫度場達到工藝要求后，停止送電，揭掉爐頂，散熱降溫；

i.取出第二導電石墨氈、石墨坩堝、第一導電石墨氈和隔熱保溫墊，完成第一負極材料的炭化處理，收集第二負極材料作為下一次炭化處理的第一負極材料。

在所述d步驟之后重復所述a至d步驟以在炭化爐內形成多層石墨坩堝層。

還包括從所述爐頂排氣口收集廢氣并進行無害化處理的步驟。

還包括設置兩層爐頂并且將兩層爐頂的排氣口相互錯開的步驟。

還包括在第一導電石墨氈的一端預留用于平行抵接爐頭內壁的第一抵接部的步驟、在第二導電石墨氈的一端預留用于平行抵接爐尾內壁的第二抵接部的步驟。