[发明专利]一种生产三元锂电材料的螺旋推进气氛烧结炉

说明书

本发明涉及一种生产三元锂电材料的螺旋推进气氛烧结炉，包括炉体、动力系统及支撑机构；还包括位于炉体内的贯通式炉膛、炉胆、位于炉体上方的进料口、位于炉体下方的出料口、穿过贯通式炉胆的螺旋式输送杆、连接炉胆的保护气体输入及气体压力控制装置和温度控制装置；所述炉胆前后贯穿所述贯通式炉膛，炉胆两端均采用密封机构密封；所述进料口连接至炉胆的一端、炉胆的另一端连接至出料口；其中，炉胆的前、中、后段根据不同的温度分为三个工艺区间，为第一段工艺区、第二段工艺区间和第三段工艺区间。本发明可以实现连续式生产，在确保降低工作区间氧含量的同时，实现材料沿进料口‑炉胆‑出料口的顺利流动，兼顾了材料的性能与生产效率。

技术领域

本发明涉及一种三元锂电材料制备领域，具体涉及一种生产三元锂电材料的螺旋推进气氛烧结炉。

背景技术

随着传统能源(石油、天然气、煤炭)储量的不断减少以及由其造成的环境恶化问题日益突出，具有高能量密度、轻量可充电式的锂离子电池越来越广泛地应用于电动汽车、手机、笔记本电脑、数码相机、摄像机等方面，世界锂离子电池材料的市场也越来越大。锂离子电池材料主要包括钴酸锂、锰酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂、三元等材料，其中三元锂电池材料由于具有能量密度高、循环性能好，而且在容量与安全性方面比较均衡，近年来在动力汽车方面的应用越来越多，逐渐已经超越了磷酸铁锂，成为动力电池市场的主要趋势。

锂离子电池材料的结构和性能与制备工艺、设备密不可分，不同的制备工艺、设备所生产的锂离子电池材料在结构与性能方面存在很大的差异。目前，制备锂离子电池材料的方法主要有固相合成、化学沉淀、溶胶凝胶、水热合成以及喷雾降解等方法，其中固相合成方法由于工艺简单，便于工业化生产，在锂离子电池材料的实际生产中应用最广泛。固相合成法由于要在较高温度下进行，导致材料容易被氧化，因此国内企业基本上都是采用间歇式热处理设备，生产效率较低，不利于产业化生产。近年来，国内一些设备制造企业尝试研发可应用于连续生产锂离子电池材料的推板窑、网带炉、回转窑，也取得了一些进展，但是，在材料稳定性与一致性方面仍然与间歇式的热处理装备仍然存在较大差距。而且，这些设备大多根据磷酸铁锂材料的生产工艺来进行设计。比如专利号为CN201587859的专利介绍了一种磷酸铁锂材料微波加热卧式连续生产设备；专利号为CN102092699的专利介绍了一种磷酸铁锂前驱体烧结制备磷酸铁锂方法及微波烧结设备。但是，上述专利所涉及的各种设备，仍然存在一些不足，难以在世界生产中保持生产效率的同时兼顾材料的性能稳定性与一致性。此外，本发明人在前期也公布了专利号为CN 105129762 A的专利，介绍了一种连续生产磷酸铁锂正极材料的带式气氛烧结炉，该发明在兼顾生产效率的同时保持了材料性能的稳定性与一致性。但是，该烧结炉主要应用于生产磷酸铁锂，对于三元锂电材料的生产仍然存在一些问题。而且，发明人通过反复实验发现，通过对烧结炉的结构进行创造性的改造，可以实现三元锂电材料性能的优化，生产效率的提升。

发明内容

本发明针对现有锂电材料生产设备难以兼顾生产效率与产品性能的不足，提供一种连续式的、可生产高性能的三元锂电材料的螺旋推进气氛烧结炉。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案是：

一种生产三元锂电材料的螺旋推进气氛烧结炉，包括炉体、动力系统及支撑机构；还包括位于炉体内的贯通式炉膛、炉胆、位于炉体上方的进料口、位于炉体下方的出料口、穿过贯通式炉胆的螺旋式输送杆、连接炉胆的保护气体输入及气体压力控制装置和温度控制装置；所述炉胆前后贯穿所述贯通式炉膛，炉胆两端均采用密封机构密封；所述进料口连接至炉胆的一端、炉胆的另一端连接至出料口；其中，炉胆的前、中、后段根据不同的温度分为三个工艺区间，为第一段工艺区、第二段工艺区间和第三段工艺区间。