[實用新型]一種鋰離子電池石墨類負極材料炭化處理系統

有效

• 申請號: 202220706954.4
• 申請日: 2022-03-28
• 公開（公告）號: CN217330657U
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 侯擁和;劉詩華;王佳賓;黃少波;史明
• 申請（專利權）人: 湖南阿斯米科技有限公司
• 主分類號: F27B7/02
• 分類號: F27B7/02;F27B7/20;F27B7/32;F27B7/34;F27B7/36;H01M10/0525;H01M4/583
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

本實用新型提供一種鋰離子電池石墨類負極材料炭化處理系統，包括有一高溫炭化回轉窯，所述高溫炭化回轉窯包括可轉動的筒體，所述筒體一端進料、另一端出料；所述筒體包括預熱段、高溫加熱段以及冷卻段，預熱段靠近進料端，冷卻段靠近出料端；在預熱段與高溫加熱段的外部設有加熱體對筒體進行加熱。本實用新型解決了石墨類負極材料在傳統高溫炭化過程中反應速率低、能耗高、停留時間長、匣缽等物料容器消耗量大的問題；加熱體采用蓄熱式燒嘴進行燃燒加熱，提高了熱能利用率。

技術領域

本實用新型涉及鋰離子電池石墨類負極材料炭化處理技術，屬于鋰離子電池負極材料制造技術領域。

背景技術

鋰離子電池的石墨類負極材料生產過程中，為了保證石墨化工序的有效裝料量以及避免噴爐等安全環保方面的原因，通常在石墨化前需對物料進行炭化處理以排出其中的揮發分。目前，鋰離子電池石墨類負極材料生產的炭化工段通常采用的工藝為輥道窯/推板窯靜態高溫炭化，這類炭化設備的共同特點為：

(1)物料需要陶瓷匣缽盛放，陶瓷匣缽吸收了大量的熱量，導致了能耗利用率低；

(2)由于采用靜態燒結，傳熱受限，相對動態燒結而言需要更長的熱處理停留時間，整體能耗較高；

(3)加熱方式為電加熱，單個設備產能小；設備數量多，投資高，占地面積大；設備連續化自動化程度低，操作環境差。

同時，傳統的燃氣外加熱回轉窯存在燃燒尾氣排放溫度高、熱量利用率低的問題。雖然通過燃氣燃燒尾氣預熱助燃空氣可以部分提高熱利用率，但受限于換熱器效率和成本方面的原因，換熱后的尾氣排放溫度仍然高達350-500℃，余熱利用能力依舊有限。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對以上背景技術中的至少一項技術問題，提供一種鋰離子電池石墨類負極材料炭化處理系統，以解決鋰離子電池石墨類負極材料采用傳統炭化方式導致能耗高、單機產能低、匣缽容器消耗量大、投資成本高和自動化程度低的問題。

本實用新型提供的方案如下：

一種鋰離子電池石墨類負極材料炭化處理系統，包括有一高溫炭化回轉窯，所述高溫炭化回轉窯包括可轉動的筒體，所述筒體一端進料、另一端出料；所述筒體包括預熱段、高溫加熱段以及冷卻段，預熱段靠近進料端，冷卻段靠近出料端；在預熱段與高溫加熱段的外部設有加熱體對筒體進行加熱。通過采用高溫炭化回轉窯來對石墨類負極材料進行炭化，并將高溫炭化回轉窯設計成具有預熱段、高溫加熱段以及冷卻段的三段式工作模式，可以實現石墨類負極材料的流水線炭化反應，投資低產能高、自動化程度高。

進一步優選的，上述加熱體采用蓄熱式燒嘴加熱，所述蓄熱式燒嘴由蓄熱式燒嘴切換閥控制燃燒切換。在預熱段與高溫加熱段的外部的加熱體采用蓄熱式燒嘴加熱，可以充分根據所需加熱的溫度情況進行調控，減少了耗能。

進一步優選的，上述高溫炭化回轉窯還包括窯頭箱與窯尾箱，所述窯尾箱位于筒體的進料端，所述窯頭箱位于筒體的出料端；所述窯頭箱上連接有傳質氣體通入管道，所述窯尾箱上連接有炭化煙氣排出管道。通過在高溫炭化回轉窯設置具有傳質作用的氣體管路，可以實現使高溫炭化回轉窯內部解離出的揮發分順利排除，進一步的加速炭化。傳質氣體采用氮氣，既滿足傳質要求，有不會污染原料。

進一步優選的，上述炭化處理系統還包括依次連接的真空上料器、緩沖料倉、稱重計量單元和螺旋給料機；所述螺旋給料機與所述窯尾箱連接。所述稱重計量單元采用失重秤或螺桿秤；所述窯頭箱后還接有一滾筒冷卻機，所述滾筒冷卻機采用軟化循環冷卻水進行冷卻。

進一步優選的，上述筒體Q235、Q345、304、316L、310S或GH系列高溫耐熱合金材料制造。不同的筒體會對內部反應物質產生影響，采用此幾類材料在對鋰離子電池石墨類負極材料的炭化處理時，效果最優。

進一步優選的，上述冷卻段布設有噴淋裝置；所述冷卻段還布設有一層淋水殼體。