硅碳负极材料专用炉的制作方法

本发明属于锂离子电池制造技术领域，具体涉及一种硅碳负极材料专用炉。

背景技术：

在现有的二次电池体系中，无论从发展空间，还是从寿命、比能量、工作电压和自放电率等技术指标来看，锂离子电池都是当前最有竞争力的二次电池。随着电子科技的不断发展，对锂离子电池也提出了更高的要求，需要更高的能量密度、更好的循环寿命、更好的高低温充放电性能和安全性能等，这就要求锂离子电池用正极、负极材料需要得到进一步地发展与完善。

碳材料因其具有高能量密度、高效率和长循环寿命等优点，被广泛应用于锂离子电池负极材料。目前，制备锂离子电池负极材料的制备原料主要以天然石墨与人造石墨两类。天然石墨虽有锂离子能嵌入/脱嵌的特性和优良的充、放电平台，但溶剂化的锂离子可以进入层间(溶剂分子与锂离子共嵌)，使石墨晶体的层间距扩大、体积膨胀、最终发生层离而形成新的表面，加大了首次不可逆容量。同时层离破坏了储锂结构，循环寿命缩短。人造石墨是将易石墨化碳经2800-3000℃高温处理后制的，人造石墨主要有中间相碳微球(mcmb)，石墨纤维等。mcmb是目前小型锂离子电池及动力电池大规模使用的负极材料之一，其缺点是不可逆容量较高，容量低于天然石墨。

目前实际应用较多的锂离子电池负极材料是碳材料，如天然石墨、石墨化中间相碳微球等。在非碳负极材料中，硅具有极高的理论比容量，较低的储锂反应电压平台，并且硅在自然界中的分布很广，在地壳中的含量仅次于氧，因此硅基负极材料是一类极具发展前景的新型高能材料。然而，硅的电子电导率和离子电导率较低，导致其电化学反应的动力学性能较差；普通纯硅的循环稳定性较差。而且硅在锂化过程中的相变和体积膨胀会产生较大的应力，致使电极断裂粉化、电阻增大、循环性能骤降。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术中的不足，提供一种硅碳负极材料专用炉。

为实现本发明，采用以下技术方案：硅碳负极材料专用炉，包括炉体保温箱、翻转炉体、机架，所述翻转炉体内设有烧结导向叶片，翻转炉体的一端设有链轮轴，另一端设有进出料轴口；所述炉体保温箱箱体内的四周设有保温材料，与翻转炉体的接触面设有加热电阻丝和加热隔板，炉体保温箱的外侧设有液压顶岗；所述炉体保温箱的下侧设有机架，机架的上部设有链轮电机，链轮电机连接翻转炉体一端设置的链轮轴；所述机架的一侧设有下料顶岗，并连接翻转炉体的链轮轴一端；所述机架的一侧设有控制单元箱。

进一步，所述烧结导向叶片在翻转炉体内以炉体为中心对称设置，这样设置保障了炉体内材料的加热更为充分。

进一步，所述烧结导向叶片在翻转炉体内的设置的角度包括负40~50度、正50~60度。

进一步，所述控制单元箱分别连接控制加热电阻丝、链轮电机、液压顶岗、下料顶岗。

进一步，所述保温材料为陶瓷纤维或气凝胶毡或高性能绝热材料。

进一步，所述翻转炉体内的加热温度为750~1150度。

进一步，所述翻转炉体的旋转速度为0.5~1.2r/min，匀速旋转保证炉体内材料受热的均匀。

硅碳负极材料专用炉工作时，控制单元箱先控制液压顶岗将炉体保温箱的上盖打开，再将硅碳负极材料通过进出料轴口输送到翻转炉体，合上炉体保温箱；控制单元箱控制加热电阻丝开始加入，同时又控制链轮电机带动翻转炉体进行转动，在硅碳负极材料加热完成后，炉体保温箱的上盖先被液压顶岗开进行散热；散热完成后控制单元箱控制下料顶岗顶起炉体保温箱使硅碳负极材料从进出料轴口出料。

有益效果：（1）本发明工艺简单，重复性好，整个生产过程没有复杂的设备，生产成本低，效率高，制得的产品稳定性好，便于大规模工业化生产，在硅碳负极材料生产上具有很好的应用前景。

（2）本发明提供的硅碳负极材料，成本低，性能稳定，比容量高，导电性好，循环寿命长，电化学性能优异。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明的正面剖视图。

具体实施方式

下面结合图1、图2对本发明进行说明，硅碳负极材料专用炉，包括炉体保温箱1、翻转炉体2、机架3，所述翻转炉体2内设有烧结导向叶片4，翻转炉体2的一端设有链轮轴5，另一端设有进出料轴口6；所述炉体保温箱1箱体内的四周设有保温材料7，与翻转炉体2的接触面设有加热电阻丝8和加热隔板9，炉体保温箱1的外侧设有液压顶岗10；所述炉体保温箱1的下侧设有机架3，机架的上部设有链轮电机11，链轮电机11连接翻转炉体2一端设置的链轮轴5；所述机架3的一侧设有下料顶岗12，并连接翻转炉体2的链轮轴5一端；所述机架3的一侧设有控制单元箱13。

所述烧结导向叶片4在翻转炉体2内以炉体为中心对称设置。

所述烧结导向叶片4在翻转炉体2内的设置的角度包括负40~50度、正50~60度。

所述控制单元箱13分别连接控制加热电阻丝8、链轮电机11、液压顶岗10、下料顶岗12。

所述保温材料7为陶瓷纤维或气凝胶毡或高性能绝热材料。

所述翻转炉体2内的加热温度为750~1150度。

所述翻转炉体2的旋转速度为0.5~1.2r/min。

技术特征：

技术总结
硅碳负极材料专用炉，包括炉体保温箱、翻转炉体、机架，所述翻转炉体内设有烧结导向叶片，翻转炉体的一端设有链轮轴，另一端设有进出料轴口；所述炉体保温箱箱体内的四周设有保温材料，与翻转炉体的接触面设有加热电阻丝和加热隔板，炉体保温箱的外侧设有液压顶岗。本发明工艺简单，重复性好，整个生产过程没有复杂的设备，生产成本低，效率高，制得的产品稳定性好，便于大规模工业化生产，在硅碳负极材料生产上具有很好的应用前景。

技术研发人员：刘俊;崔伯龙;吴国君;周燕;叶智;王洪林
受保护的技术使用者：江苏前锦炉业设备有限公司
技术研发日：2018.10.10
技术公布日：2019.02.15