[发明专利]一种电池级锂铝合金合成设备及合成方法

权利要求书

1.一种电池级锂铝合金合成设备，其特征在于：包括熔料罐、第一加热炉、管道过滤器、液封阀、第二加热炉、合成釜、第三加热炉、氩气装置、真空泵和控制柜；熔料罐外部设有第一加热炉；在熔料罐和合成釜之间设有管道过滤器和液封阀，在管道过滤器和液封阀外部设有第二加热炉；合成釜外部设有第三加热炉；所述熔料罐和合成釜均与外部的氩气装置以及真空泵相联；所述的熔料罐、合成釜、第一加热炉、第二加热炉、第三加热炉、液封阀、氩气装置和真空泵均与控制柜连接；

 所述的熔料罐上部一侧设有熔料罐真空管和熔料罐氩气管，所述熔料罐真空管和熔料罐氩气管分别与外部的真空泵及氩气装置联接；熔料罐的罐盖和罐体通过法兰全密封联接，法兰密封圈设有上、下水冷夹套；熔料罐底部设有熔料罐出料管；

 所述的合成釜上部一侧设有合成釜进料管，合成釜底部设有合成釜出料管；合成釜上部另一侧设有合成釜真空管和合成釜上氩气管，所述的合成釜真空管和合成釜上氩气管分别与外部的真空泵及氩气装置联接；合成釜内下部设有氩气分配器，在氩气分配器上沿圆周方向均布有小孔；氩气分配器通过设置在合成釜下部的合成釜下氩气管与外部的氩气装置联接；合成釜的釜盖和釜体通过法兰全密封联接，法兰密封圈设有上、下水冷夹套；合成釜的釜盖上设有气动阀缸，气动阀缸与合成釜内的长杆阀通过法兰密封联接，由气动阀缸控制长杆阀的开、闭。

2.根据权利要求1所述的电池级锂铝合金合成设备，其特征在于：所述管道过滤器的过滤精度≤2微米。

3.根据权利要求1所述的电池级锂铝合金合成设备，其特征在于：在熔料罐、液封阀、合成釜和第一加热炉、第二加热炉以及第三加热炉内均设有测温器，所述测温器采用工业用测温器，测温器所测出的温度的变化反映出物料的状态和走向。

4.根据权利要求1所述的一种电池级锂铝合金合成设备的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

1）在熔料罐充满氩气的状态下，开启罐盖并保持继续通入氩气，将电池级金属锂和高纯铝箔按所需配比的重量加料后关闭罐盖，同时关闭熔料罐氩气管阀门；

2）开启熔料罐真空管阀门对熔料罐进行抽真空作业，当熔料罐内真空度≤1Pa时，开启第一加热炉对熔料罐加热，当熔料罐内物料温度达到200－220℃时，熔料罐内物料处于完全熔融状态，保持恒温加热1小时后，开启合成釜真空管阀门对合成釜进行抽真空作业；

3）当合成釜内真空度≤1Pa时，开启管道过滤器和液封阀外部的第二加热炉；液封阀内物料温度的变化影响液封阀的导通和闭合状态，当液封阀内物料温度大于180℃时，物料为熔融状态，液封阀处于导通状态；当液封阀内物料温度小于180℃时，物料为凝固状态，液封阀处于闭合状态；当液封阀导通时，关闭熔料罐外部的第一加热炉，同时关闭熔料罐真空管阀门，停止熔料罐的抽真空作业，开启熔料罐氩气管阀门向熔料罐内通入氩气，将熔料罐内的物料全部压滤流入至合成釜内；当上述物料压滤完毕后，关闭熔料罐氩气管阀门，停止向熔料罐内通入氩气，同时开启合成釜外部的第三加热炉对合成釜进行加热，保持合成釜内物料温度为200－220℃，关闭管道过滤器和液封阀外部的第二加热炉；

4）当液封阀内物料温度自然冷却至小于180℃时，熔料罐和合成釜之间的液封阀处于闭合状态，即熔料罐和合成釜之间处于完全断开状态；此时开启合成釜下部合成釜下氩气管的阀门，向合成釜内下部的氩气分配器通入氩气使得合成釜内物料充分搅拌；氩气通入物料后，从合成釜上部的合成釜真空管排出；调节合成釜真空管阀门，使氩气的通入和流出处于平衡并保证合成釜内物料得到充分搅拌；

5）当合成釜内物料在温度为200－220℃条件下通入氩气充分搅拌1小时后，关闭合成釜外的第三加热炉；

6）开启合成釜内气动长杆阀进行锂铝合金锭的浇铸。

5.根据权利要求4所述的一种电池级锂铝合金合成设备的合成方法，其特征在于：步骤（1）中电池级锂铝合金中铝的含量为0.1－3%。

6.根据权利要求4所述的一种电池级锂铝合金合成设备的合成方法，其特征在于：所述步骤（2）中加热温度保持在200-220℃，因为当熔料罐内物料温度达到200－220℃时，表明罐内物料处于完全熔融状态。

7.根据权利要求4所述的一种电池级锂铝合金合成设备的合成方法，其特征在于：在步骤（5）中，合成温度为200－220℃，氩气搅拌1小时，在此条件下物料能充分完成锂铝金属间的化合反应。

8.根据权利要求4所述的一种电池级锂铝合金合成设备的合成方法，其特征在于：在步骤（6）浇铸过程中，物料始终处于氩气搅拌状态。