一种新型连体坩埚结构的加工工艺和加工设备的制作方法

文档序号:15799925发布日期:2018-11-02 21:21阅读:181来源:国知局

本发明涉及锂电池负极材料生产技术领域,具体为一种新型连体坩埚结构的加工工艺和加工设备。

背景技术

石墨化是利用热活化将热力学不稳定的碳原子实现由乱层结构向石墨晶体结构的有序转化,因此,在石墨化过程中,要使用高温热处理对原子重排及结构转变提供能量。为了使难石墨化炭材料的石墨化度得到提高,也可以使用添加催化剂方法,称为催化石墨化。

公知的,在锂电池负极材料石墨化的过程中石墨坩埚的质量优劣及使用寿命是决定负极材料石墨化的一大成本因素,目前所用的石墨坩埚属于圆形的独立坩埚,圆形独立坩埚在石墨化装出炉的过程中难度大,同时容易出现碰损,导致坩埚的使用寿命缩短,同时由于是独立坩埚,所以坩埚的强度低,极易损坏,因此为了增加坩埚的使用寿命和强度,生产出连体的方形坩埚,这样能大大增强坩埚的使用寿命。



技术实现要素:

本发明的目的在于提供一种新型连体坩埚结构的加工工艺和加工设备,以解决上述背景技术中提出目前所用的石墨坩埚属于圆形的独立坩埚,圆形独立坩埚在石墨化装出炉的过程中难度大,同时容易出现碰损,导致坩埚的使用寿命缩短,同时由于是独立坩埚,所以坩埚的强度低,极易损坏的问题。

为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种新型连体坩埚结构的加工工艺,所述加工工艺包含有以下步骤:

步骤1:首先使用煅烧设备对石油焦进行煅烧;

步骤2:对煅烧后的材料进行破碎筛分,达到粒度要求后,对破碎筛分后的物料进行配料操作;

步骤3:使用混捏设备对配料后的原料进行混捏操作,混捏完成后,将物料倒入模具中,使用成型设备对物料进行成型操作;

步骤4:对成型后的物料进行焙烧操作;

步骤5:对烧结完成后的坩埚进行石墨化和机加工操作。

优选的,所述步骤1中的煅烧设备为煅烧回转窑或罐式煅烧炉。

优选的,所述步骤2中的粒度要求为物料的最大粒度小于0.8mm。

优选的,所述步骤3中的混捏设备为混捏锅,所述混捏锅的调温形式为夹套式,搅拌叶为“z”字型叶片,且混捏锅的出料方式为螺杆挤压式出料,所述步骤3中的成型设备为振动成型机,所述振动成型机的加压重量为60t。

优选的,所述步骤4中的焙烧曲线为650小时曲线。

优选的,所述步骤5中的坩埚在石墨化过程中,坩埚内装有锂电池负极材料。

一种新型连体坩埚结构的加工设备,包括震台底板,所述震台底板安装在承重小车上,且震台底板的上方设置有模具本体,所述承重小车的边侧设置有平板小车,且平板小车的表面安装有定位销。

优选的,所述震台底板的上端面设置有柱体,两者为焊接连接,且柱体为方形结构或圆形结构。

优选的,所述模具本体的底端通过固定螺栓和活动底板相连接,活动底板嵌套在安装有柱体的震台底板上。

与现有技术相比,本发明的有益效果是:该新型连体坩埚结构的加工工艺和加工设备,

1.用振动成型机的剩余压力低、生产产品均质性好等的设备优点,在原有成型机的震台底部加装立柱,通过对成型机模具改造、配方改良(以前配方采用最大颗粒12mm,为了增加坩埚的强度把最大粒度调整到0.8mm以下),提高了坩埚的生产质量;

2.优化工艺,由于采用的细颗粒配方,因此在焙烧的过程中容易产生裂纹,因此把焙烧曲线由以前的450小时曲线调整到650小时曲线,减慢焙烧的升温速率从而减少裂纹的产生;

3.在石墨化过程中,锂电池负极材料装入连体坩埚内,一方面可以增大负极材料的装炉量,另一方面由于连体坩埚属于方形的,减少了石墨化装炉的难度,减少了碰损的几率,可以大大降低负极材料的生产成本;

4.固定螺栓以及活动底板和模具本体之间的结构设计,使生坯在成型之后便于坩埚的整体取出,脱模过程更加方便,防止在脱模过程中对坩埚造成的损害,便于后期的生坯倒运及焙烧装炉;

5.颗粒粒度的降低,增加了坩埚整体材料之间的紧密性,对于增强坩埚整体的机械强度有着显著的效果,同时有利于振动成型时能够更好的填充、保证产品的均质性。

附图说明

图1为本发明加工设备结构示意图。

图中:1、震台底板;11、柱体;2、承重小车;3、模具本体;31、活动底板;32、固定螺栓;4、平板小车;41、定位销。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明提供如下技术方案:

一种新型连体坩埚结构的加工工艺,加工工艺包含有以下步骤:

步骤1:首先使用煅烧设备对石油焦进行煅烧,煅烧设备为煅烧回转窑或罐式煅烧炉;

步骤2:对煅烧后的材料进行破碎筛分,达到粒度要求后,对破碎筛分后的物料进行配料操作,粒度要求为物料的最大粒度小于0.8mm,相比较传统配方采用最大颗粒12mm,颗粒粒度的降低,增加了坩埚整体材料之间的紧密性,对于增强坩埚整体的机械强度有着显著的效果,同时有利于振动成型时能够更好的填充、保证产品的均质性;

步骤3:使用混捏设备对配料后的原料进行混捏操作,混捏完成后,将物料倒入模具中,使用成型设备对物料进行成型操作,混捏设备为混捏锅,混捏锅的调温形式为夹套式,搅拌叶为“z”字型叶片,且混捏锅的出料方式为螺杆挤压式出料,步骤3中的成型设备为振动成型机,振动成型机的加压重量为60t;

步骤4:对成型后的物料进行焙烧操作,焙烧曲线为650小时曲线,由于采用的细颗粒配方,因此在焙烧的过程中容易产生裂纹,因此把焙烧曲线由以前的450小时曲线调整到650小时曲线,减慢焙烧的升温速率从而减少裂纹的产生;

步骤5:对烧结完成后的坩埚进行石墨化和机加工操作,坩埚在石墨化过程中,坩埚内装有锂电池负极材料,一方面可以增大负极材料的装炉量,另一方面由于连体坩埚属于方形的,减少了石墨化装炉的难度,减少了碰损的几率,可以大大降低负极材料的生产成本。

如图1所示,一种新型连体坩埚结构的加工设备,包括震台底板1,震台底板1安装在承重小车2上,且震台底板1的上方设置有模具本体3,承重小车2的边侧设置有平板小车4,且平板小车4的表面安装有定位销41。

本例的震台底板1的上端面设置有柱体11,两者为焊接连接,且柱体11为方形结构或圆形结构,在原有震台底板1上部焊接固定柱体11,可根据产品规格要求设置柱体11的尺寸,以便于坩埚的成型加工。

模具本体3的底端通过固定螺栓32和活动底板31相连接,活动底板31嵌套在安装有柱体11的震台底板1上,成型之后便于坩埚的整体取出,脱模过程更加方便,防止在脱模过程中对坩埚造成的损害,便于后期的生坯倒运及焙烧装炉。

本说明书中的加工设备特指用于加工工艺中成型操作的设备结构,因此,如图1所示,该设备的使用方法为:在原有震台底板1的上部焊接固定柱体11,可根据产品规格要求来预先设置柱体11的尺寸,在震台底板1上加装活动底板31,成型时通过调整生产配方粒级组成、增加添加剂、优化工艺的措施改善糊料流动性,有利于振动成型时能够更好的填充、保证产品的均质性,经振动、加压60t成型成一定高度、尺寸的制品;

成型后的产品在模具本体3内进行静置、冷却后具有一定的强度,模具本体3提升时,靠与活动底板31之间的固定螺栓32来带动活动底板31一同向上移动,同时成型后的生坯便会从柱体11上脱落,具有一定强度的生坯随模具本体3、活动底板31一起上升;

柱体11和震台底板1与生坯实时分离后,下落在承重小车2上,并跟随承重小车2移走、脱离模具本体3下方基本位,平板小车4行走至模具本体3正下方,活动底板31随模具本体3一起下落在平板小车4上;

拧出固定螺栓32,活动底板31与模具本体3实时分离,模具本体3上升,活动底板31和生坯下落在平板小车4上,平板小车4继续移动,行走至推块位,天车吊运活动底板31上部吊装孔、随生坯一并进入冷却池入水冷却,增加生坯的机械强度,固定螺栓32以及活动底板31和模具本体3之间的结构设计,使生坯在成型之后便于坩埚的整体取出,脱模过程更加方便,防止在脱模过程中对坩埚造成的损害,便于后期的生坯倒运及焙烧装炉。

同时应该注意的是,说明书中未公开的部分,属于本领域技术人员所公知或现有公开充分的内容。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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