[實用新型]一種鋰電池正極材料焙燒系統

有效

• 申請號: 202222671993.8
• 申請日: 2022-10-11
• 公開（公告）號: CN218723098U
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 鄧智林;楊武保
• 申請（專利權）人: 四川萬邦勝輝新能源科技有限公司
• 主分類號: F27B17/00
• 分類號: F27B17/00;F27D5/00;F27D7/02;F27D7/06;F27D19/00;H01M4/04
• 代理公司: 成都科海專利事務有限責任公司 51202
• 代理人: 劉業芳

本實用新型公開了一種鋰電池正極材料焙燒系統，其中，所述焙燒系統包括真空腔室、抽真空系統、工藝氣體輸入系統、加熱器、托盤支架、輔助陽極、支架導電接線、等離子體電源和輔助陽極接線。所述托盤支架與所述真空腔室相互絕緣，所述托盤支架上安裝有托盤，所述托盤支架通過所述支架導電接線與所述等離子體電源的負極相連，所述輔助陽極安裝于所述托盤的上部且與所述托盤間形成一間隙，所述輔助陽極通過所述輔助陽極接線電連接于所述等離子體電源的正極，所述等離子體電源的正極通過所述輔助陽極接線與所述真空腔室的腔壁相連。本實用新型能夠有效提高正極材料前軀體的加熱效率和加熱均勻性，大幅降低焙燒溫度和消除焙燒結塊。

技術領域

本申請屬于鋰電池材料制備技術領域，具體涉及一種鋰電池正極材料焙燒系統。

背景技術

隨著新能源產業的高速發展，高容量鋰電池成為新能源科技的發展熱點。作為影響鋰電池容量關鍵部分的正極材料，更是目前技術攻關的重點。其中，焙燒是完成鋰離子電池正極材料合成的關鍵步驟，前軀體只有經過焙燒后，才能形成鋰離子電池正極材料所需要的材料組分和結構、晶型等。

傳統的焙燒方法，無論是固定托盤焙燒、還是旋轉爐體焙燒，首先都需要將正極材料前軀體容器加熱到正極材料合成所需的溫度環境。而這種溫度環境通常都是相當高的，比如，對于高鎳正極材料，其焙燒溫度至少在800℃以上。這種高焙燒溫度對加熱器的材料與形態、焙燒爐體的保溫、焙燒容器的材質選擇，都提出了極高的要求，比如，在實驗室中，800℃以上的旋轉焙燒所使用的爐體，需要采用致密剛玉材料等。

即使如此，為了滿足前軀體焙燒時獲得更完整的結構和晶型等，在焙燒過程中，還需要富氧的環境，而在富氧且高溫的環境下，爐體的耐熱性、抗氧化腐蝕性，就尤為重要了。為此，業界不得不采用昂貴的陶瓷類耐高溫抗氧化腐蝕材料作為爐體，但仍然存在爐體破裂、富氧氣體滲透到外殼體導致外腔殼體腐蝕損壞等問題。焙燒過程中的溫度均勻性，是獲得量產批量生產的保證，致密成塊的正極材料前軀體，焙燒過程中溫度均勻性較好，但是顯然會燒結成為板結塊體，焙燒后不得不再次破碎制粉，提高了其生產成本、能耗等，而產品質量同時面臨著再次加工導致的劣化風險。

實用新型內容

本申請提供了一種鋰電池正極材料焙燒系統，能夠有效提高正極材料前軀體的加熱效率和加熱均勻性，大幅降低焙燒溫度，并消除了焙燒結塊，從而減少了生產成本和能耗。

第一方面，本實用新型實施例提供的一種鋰電池正極材料焙燒系統，包括真空腔室、抽真空系統、工藝氣體輸入系統、加熱器、托盤支架、輔助陽極、支架導電接線、等離子體電源和輔助陽極接線，其中，所述抽真空系統設置于所述真空腔室的下側，所述工藝氣體輸入系統設置于所述真空腔室的上部，所述加熱器安裝于所述真空腔室中，所述托盤支架與所述真空腔室相互絕緣，所述托盤支架上安裝有托盤，所述托盤支架通過所述支架導電接線與所述等離子體電源的負極相連，所述輔助陽極安裝于所述托盤的上部且與所述托盤間形成一間隙，所述輔助陽極通過所述輔助陽極接線電連接于所述等離子體電源的正極，所述等離子體電源的正極通過所述輔助陽極接線與所述真空腔室的腔壁相連。

優選地，所述間隙的距離為1mm-30cm之間。

優選地，所述輔助陽極與所述托盤的形狀相匹配，且所述輔助陽極完全覆蓋于所述托盤的頂面上方。

優選地，所述托盤支架為一個，且所述托盤支架能夠繞所述真空腔室的中心進行公轉。

優選地，所述托盤支架為多個，且每個所述托盤支架能夠繞所述真空腔室的中心進行公轉且能夠自傳。

優選地，所述抽真空系統包括真空機組、真空管道和真空測量器。

優選地，所述工藝氣體輸入系統包括氣體流量控制器和氣體管道。

優選地，所述等離子體電源的正極和負極均通過絕緣端子接入所述真空腔室。

本實用新型實施例提供的技術方案具備以下有益效果：