[实用新型]磷酸铁锂微波加热立式连续生产设备

说明书

一、技术领域：

本实用新型涉及新能源电池材料烧结设备领域，特别涉及一种磷酸铁锂微波加热立式连续生产设备。 

二、背景技术：

锂离子电池具有放电倍率高、使用温度范围宽、循环性能优良、安全性好、环保无污染等优点，自问世以来已广泛应用于移动电话、手提电脑、小型摄像机等便携式电子设备中，作为新一代能源材料，在电动汽车、卫星、航天及军事等领域应用不断推进，应用前景广阔。正极材料是锂离子电池的重要组成部分，是研究和开发高性能锂离子电池的关键所在。磷酸铁锂(LiFePO₄)作为锂电池正极材料，具有原材料来源丰富、价格低廉、无环境污染、容量较高、循环性能优良、稳定性好、制备电池安全性能突出等优点，在各种电池能源领域，特别是大型动力电源应用方面有着极大的市场前景，是最有前途的锂离子电池正极材料之一。 

当前磷酸铁锂(LiFePO₄)的烧结设备比较成熟的主要有气氛保护推板炉、气氛保护回转炉等炉窑设备，这些烧结设备一般为电加热方式，发热元件为电阻丝、硅碳棒，热损失大，且温度梯度大，容易造成产品成份及粒度不均匀，同时设备占地面积大，投资成本高。微波烧结主要是利用微波能与材料的偶合，由材料的介电损耗和磁介损耗产生的内耗转变成热能直接加热材料至烧结温度，被烧结材料本身就是发热体，因而热损失小，且因微波的穿透深度大，温度梯度非常小，能够快速地升温和降温，从而使整个烧结过程被大幅度缩短，不存在阴影效应，现在微波技术已经成为最具发展前景的烧结技术之一。磷酸铁锂(LiFePO₄)的微波烧结一般使用工业化微波炉，无法连续生产，自动化程度低，规模效益差，目前尚无针对磷酸铁锂(LiFePO₄)的烧结工艺特点提出的专门工业化生产的微波连续烧结设备。实用新型专利ZL200520051470.7提出“一种连续式粉体材料微波烧结炉”，包括进料机构、微波源、过渡波导、炉体、炉膛、出料机构、保温层、测温仪、微波辅助吸收材料，炉体为上大下小的锥斗形结构，其内设置有螺带式锥形搅拌器，与传动机构相连；进料机构为螺旋进料机构，出料机构为水冷式螺旋出料机构；一套微波源与多套过渡波导组合沿炉体四周布置；至少一组进气口和排气口，均设置有不锈钢微孔过滤装置，炉体上设置有红外测温仪的观测口，炉体为陶瓷材质，螺带式锥形搅拌器为钢结构表面衬陶瓷材料或不锈钢材质。该实用新型结构简单、成本低，且不需要舟皿、健康环保、高效，适于一些极性粉体材料的微波烧结。但该实用新型存在不能根据磷酸铁锂烧结的工艺要求进行分步连续微波烧结的问题，无法实现产业化大规模生产，生产成本也居高不下。 

三、发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：克服现有技术中的不足之处，提供一种可以实现分步连续烧结，能够规模化生产的微波连续烧结设备。 

本实用新型是这样实现的： 

一种磷酸铁锂微波加热立式连续生产设备，包括进料口、进料换气室、预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉、出料换气室、冷却降温出料机构、出料口、抽真空装置、保护气体输入装置和设备控制电路，预处理单元炉、预烧结单元炉、烧结单元炉三套单元炉，同样含有单元炉进料口、单元炉体、单元炉体外微波屏蔽保温结构层、微波源、一定个数微波管、至少一根进抽气管、单元炉出料口、单元炉出料阀、绞龙输送器，在每个单元炉体中至少安装各一个真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头，单元炉体为密闭式竖直中空圆筒状，其水平截面形状为圆环形，单元炉体外包裹有单元炉体外微波屏蔽保温结构层，单元炉进料口位于单元炉体上端面一侧边，单元炉出料口位于单元炉体下端面一侧，单元炉出料口设置有单元炉出料阀，微波源布置于单元炉体外部周边与微波管相连，微波管布置在炉体外壁上，进抽气管与单元炉体内腔连通，通过带阀门管道连通抽真空装置和保护气体输入装置，绞龙输送器轴线与单元炉体轴线方向近似重合安装在单元炉体中，其上下两端分别与设在单元炉体上下端面的驱动装置相连，真空度探测探头、温度测量探头和压力测量探头安装在单元炉体内壁上部，通过数据线与设备控制电路对应电路连接；三套单元炉竖直立式布置，单元炉之间通过物料传输通道顺序连通，进料口通过进料换气室与预处理单元炉进料口近似竖直连通，预处理单元炉出料口与预烧 结单元炉的进料口通过物料传输通道连通，预烧结单元炉的出料口与烧结单元炉的进料口通过物料传输通道连通，烧结单元炉的出料口通过出料换气室与冷却降温出料机构及出料口连通，各单元炉、进料换气室、抽真空装置、保护气体输入装置、出料换气室、冷却降温出料机构，通过数据线与设备控制电路对应电路连接。