一种钠硫电池固体电解质管烧结装置的制作方法

本发明涉及烧结工艺领域，尤其涉及一种钠硫电池固体电解质管烧结装置。

背景技术：

固体电解质β″-Al₂O₃陶瓷具有良好的Na⁺传导性能，在常温下其离子电导率可达到10^-2S/cm数量级，固体电解质β″-Al₂O₃陶瓷制成的固体电解质管是钠硫电池系统的核心组件。在应用过程中，要求固体电解质管具有高的离子电导率、高强度以及均匀致密的显微结构。固体电解质管高温烧结成瓷的过程是电池制备中的关键步骤，对于钠硫电池的组装、性能和制造成本有着决定性的影响。

目前，用于固体电解质管烧结的设备一般为高温燃气梭式窑或普通的电炉，其内衬材料一般为氧化铝空心球耐火砖，外层为重质耐火砖，保温性能良好，但不利于散热，烧结时间过长；且为了排除固体电解质管生坯中的有机粘结剂和水蒸汽等废气，一般要经历排胶、烧结两步，进一步增加了烧结时间；同时，由于固体电解质管在烧结过程中会产生Na、Li等碱性气氛挥发，过长烧结时间不仅不利于生产效率，也不利于固体电解质管成分的稳定，进而影响了钠硫电池的电化学性能一致性。

技术实现要素：

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种钠硫电池固体电解质管烧结装置，在保证烧结过程中炉体内温场和气氛的均匀的前提下，其可将在低温排胶阶段产生的有机挥发物、烟尘和废气等排出，实现排胶和烧结的一体化，并可缩短烧结的时间，提高了生产效率并且保证了固体电解质管电化学性能一致性。

实现上述目的的一种技术方案是：一种钠硫电池固体电解质管烧结装置，包括炉体和将所述炉体底部封闭的台车；

所述炉体包括双层外壳、位于双层外壳的夹层中的散热风扇和位于所述双层外壳内侧的内部防护层，所述内部防护层由低热容耐高温纤维板层压而成；

所述炉体的顶部设有排气孔和加热元件，所述排气孔通过一个可自动开闭的排气盖封闭，

所述台车由低热容耐高温纤维板层压而成，并通过竖直均匀插接在所述低热容耐高温纤维板中的陶瓷棒加固。

进一步的，所述排气盖连接电机。

进一步的，所述散热风扇连接电位计。

进一步的，所述低热容耐高温纤维板为氧化铝纤维板。

采用了本发明的一种钠硫电池固体电解质管烧结装置的技术方案，包括炉体和将所述炉体底部封闭的台车；所述炉体包括双层外壳、位于双层外壳的夹层中的散热风扇和位于所述双层外壳内侧的内部防护层，所述内部防护层由低热容耐高温纤维板层压而成；所述炉体的顶部设有排气孔和加热元件，所述排气孔通过一个可自动开闭的排气盖封闭，所述台车由低热容耐高温纤维板层压而成，并通过竖直均匀插接在所述低热容耐高温纤维板中的陶瓷棒加固。其技术效果是：在500℃以下，使排气盖打开，使低温排胶阶段产生的有机挥发物、烟尘和废气等排出，实现了排胶和烧结的一体化，在500℃以上排气盖保持关闭，保证烧结过程中炉体内温场和气氛的均匀和稳定，并通过低热容耐高温纤维板制成的内部防护层和台车，使炉体内的温度尽快达到烧结温度，并通过散热风扇进一步加速烧结完成后的炉体的冷却速度，从而减少钠硫电池固体电解质管中钠、锂等成分的挥发，保证了烧结后固体电解质管的电化学性能的一致性，并提高了烧结效率。

附图说明

图1为本发明的一种钠硫电池固体电解质管烧结装置的炉体的结构示意图。

图2为本发明的一种钠硫电池固体电解质管烧结装置的台车的结构示意图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明的发明人为了能更好地对本发明的技术方案进行理解，下面通过具体地实施例，并结合附图进行详细地说明：

本发明的一种钠硫电池固体电解质管烧结装置，包括炉体1以及将炉体1底部封闭的台车2。炉体1包括双层外壳11和位于双层外壳11内侧的内部防护层12。双层外壳11内的夹层中增加散热风扇13，散热风扇13可通过安装在控制柜内的电位计进行转速控制，在固体电解质管烧结完成后，加速炉体1内部的冷却，缩短整个烧结工艺的工艺周期，本发明的一种钠硫电池固体电解质管烧结装置在空炉状态下从1600℃冷却至200℃最快降温时间为8小时。

台车2和内部防护层12均由低热容耐高温纤维板层压而成，相比高热容的重质耐火砖，低热容耐高温纤维板具有低热损、低能耗优点，且有利于尽快使炉体1内部温度达到烧结温度，在钠硫电池固体电解质管烧结完成后使炉体1内的温度尽快降低，从而减少固体电解质管中钠和锂的挥发，保证了烧结后固体电解质管的电化学性能的一致性，并提高了烧结效率。本实施例中低热容耐高温纤维板为氧化铝纤维板。双层外壳11夹层中散热风扇13进一步加速了固体电解质管烧结完成后炉体1内温度的降低速率。

炉体1的顶部设有排气孔，以及一个可在远程控制下，通过电机驱动，自动打开或关闭的，可将所述排气孔封闭的排气盖14。排气盖14在500℃以下可自动开启或关闭，而在500℃及以上保持关闭。排气盖14打开后，在升温过程中，可将炉体1内部的，在低温排胶阶段产生的有机挥发物、烟尘和废气等排出。在排气盖14关闭后，可保证炉体1内温场和气氛的均匀，在降温过程中，排气盖14打开也可进一步加速炉体1内温度的降低，从而实现排胶和烧结的一体化。

台车2的顶面上竖直插接均布在台车2顶面上的陶瓷棒22。陶瓷棒22的作用在于对台车2进行加固，使台车2能承载钠硫电池固体电解质管，并消除台车2的热应力。

加热元件3为由MoSi₂材料制成的U形加热棒，以达到更好的烧结效率。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明的权利要求书范围内。