专利名称：一种高导磷酸铁锂烧结装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烧结炉，特别是一种用来生产高导磷酸铁锂/铌的烧结装置。
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)作为锂离子电池新型正极材料，尽管制备较困难导电性能有待改善，但其安全性和热稳定性好价格便宜，无环境污染而且充放电效率高。因此磷酸铁锂(LiFePO4) 引起了人们极大的关注被认为是极有应用潜力的锂离子电池特别是动力锂离子电池正极材料之一。当前磷酸铁锂(LiFePO4)的热处理过程通常使用的是推板炉、隧道炉、梭式炉等， 先将物料装入匣钵等容器内，物料随匣钵一起在窑炉内被干燥、煅烧等，目前国内外企业使用的烧结炉大部分包括有加热装置、保温层、推进轨道、推进装置、测温仪和控温仪，炉体内依次设有升温区、恒温区和降温区，炉体上设有气体进出口。采用该方法制备，工艺简单，易实现产业化，但产物粒径不易控制，分布不均勻，形貌也不规则。而且由于比推进轨道长度略小的炉体内腔长度，给工人操作带来了不方便和温度影响，推进速度慢，生产效率低，能耗大。其次是在温度的控制上面精度度不够，影响磷酸铁锂(LiFePO4)的粒径大小，从而导致不同批次的磷酸铁锂(LiFePO4)粒径不一，使产品失去均一性。因此设计一种，加料更加方便，控温更加准确的磷酸铁锂烧结装置十分有必要。
实用新型内容本实用新型提供一种高导磷酸铁锂烧结装置，该装置具有操作简单，控温准确，产品的单位能耗低，使用该装置生产的磷酸铁锂具有良好的均一性。制备过程中采用惰性气氛保护来抑制Fe (II)的氧化，通过精准控制烧结温度来控制材料的粒径大小和添加铌 (III)来提高材料的电导率等措施来改善其电化学性能。本实用新型由进料端，加热端，保温端，冷却端和出料端组成。加热端和保温端加热装置采用若干组的硅碳加热器组成，测温仪采用B型热电偶与加热装置相连，可以控制 500 1200°C范围内的精准控温，因为采用B型热电偶，所以可以控制保温温度偏差士2°C， 保证了不同批次产品的均一性和降低了产品单位能耗，在加热和保温区域上方有多组保护气体进出口，通过喷射高浓度惰性气体来抑制Fe(II)的氧化，保护气体进出口有调节阀门可以按照需求调节气流大小。推进装置推进轨道长度长出的炉体内腔长度1 1. 5m,比起以往的推进轨道长度略小的炉体内腔长度，更加适合工人送料，明显改善了工人的工作条件和缓解了长时间操作的疲劳，更加人性化。有益效果结构简单，操作方便和人性化，测温仪采用B型热电偶与加热装置相连，精准控制烧结温度，降低了产品的单位能耗和保证了产品的均一性，可以大规模制备性能优越的高导磷酸铁锂。
图1为本实用新型高导磷酸铁锂烧结装置结构示意图1进料端；2加热端；3保温端；4冷却端；5出料端；
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。如图1所示本实用新型高导磷酸铁锂烧结装置由进料端(1)，加热端O)，保温端 (3)，冷却端(4)和出料端( 组成。加热端和保温端加热装置采用若干组的硅碳加热器组成，测温仪采用B型热电偶(7)深入到炉体内部且与加热装置相连，可以控制300 1000°C 范围内的精准控温。该装置在加热区域采用的加热装置密度为保温区域加热装置密度的 1. 5倍，有利于加热温度的提升和控温的精准。在加热端，保温端和冷却端的前三分之二处， 上方都具有保护气体进出口，且进出口上面都有调节阀门，可以控制气流大小。应用例1采用如图1所示的磷酸铁锂烧结装置，用于生产磷酸铁锂/铌(LiFeP04/Nb)，先打开保护气体阀门，控制气流大小，加热区域控制温度450°C，保温区域680°C .控制推进装置速度，烧结时间总共为16小时，测试磷酸铁锂/铌(LiFeP04/Nb)，放电比容量在室温下为 160mAh/go应用例2采用如图1所示的磷酸铁锂烧结装置，用于生产磷酸铁锂/铌(LiFeP04/Nb)，先打开保护气体阀门，控制气流大小，加热区域控制温度450°C，保温区域680°C .控制推进装置速度，烧结时间总共为16小时，测试磷酸铁锂/铌(LiFeP04/Nb)，放电比容量在室温下为 158mAh/g。应用例3采用如图1所示的磷酸铁锂烧结装置，用于生产磷酸铁锂/铌(LiFeP04/Nb)，先打开保护气体阀门，控制气流大小，加热区域控制温度450°C，保温区域680°C .控制推进装置速度，烧结时间总共为16小时，测试磷酸铁锂/铌(LiFeP04/Nb)，放电比容量在室温下为 159mAh/g。以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
权利要求1.一种高导磷酸铁锂/铌烧结装置，由进料端(1)，加热端O)，保温端(3)，冷却端(4) 和出料端( 组成。其特征在于装置上方有保护气体进出口(9)，加热端( 和保温端 (3)加热装置采用若干组的加热装置组成，热电偶深入到炉体内部且与加热装置相连，推进装置推进轨道长度长出炉体内腔长度。
2.根据权利要求1所述的烧结装置，其特征在于测温仪采用B型热电偶(7)深入到炉体内部且与加热装置相连。
3.根据权利要求1所述的烧结装置，其特征在于在加热端采用的加热装置密度为保温端加热装置密度的1.5倍。
4.根据权利要求1所述的烧结装置，其特征在于在加热端( 全程，保温端C3)全程和冷却端(4)的前三分之二处，上方都设有保护气体进出口(9)，且进出口上面都设有调节阀门，可以控制气流大小。
5.根据权利要求1所述的烧结装置，其特征在于推进装置(6)推进轨道长度长出炉体内腔长度1 1.5m。
专利摘要本实用新型涉及烧结炉，特别是一种用来生产高导磷酸铁锂/铌的烧结装置。由进料端1，加热端2，保温端3，冷却端4和出料端5组成。加热端和保温端的测温仪采用B型热电偶7与加热装置相连，可以实现500～1200℃范围内的精准控温，推进装置6推进轨道长度长出炉体内腔长度1～1.5m，比起以往的推进轨道长度略小的炉体内腔长度，更加适合工人送料，明显改善了工人的工作条件和缓解了长时间操作的疲劳，更加人性化。本实用新型结构简单，操作方便和人性化，精准控制烧结温度，降低了产品的单位能耗和保证了产品的均一性，可以大规模制备性能优越的高导磷酸铁锂。
文档编号C01B25/45GK201971642SQ201020645410
公开日2011年9月14日 申请日期2010年12月7日 优先权日2010年12月7日
发明者曾矫颖, 杨志文, 詹祥, 邹少华, 黄宾 申请人:邹少华