一种在隧道窑中装载锂电池负极材料的耐高温窑车的制作方法

本实用新型涉及一种窑车，尤其涉及一种在隧道窑中装载锂电池负极材料的耐高温窑车。

背景技术：

锂离子电池具有能量密度高、环境友好、结构多样化及价格低廉等优异特性，是未来混合动力汽车、空间技术等高端储能系统的理想电源。锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成。目前, 锂离子电池负极材料主要包括中间相碳微球、天然石墨和人造石墨，其制备过程包括以下步骤：（1）将材料粉碎；（2）将粉碎的材料在氮气气氛的保护下进行高温碳化；（3）在2900~3200℃的高温下进行石墨化处理；（4）最后再次进行碳化处理或者直接包装。

目前，锂电池负极材料的高温碳化的普遍做法是在氮气保护下的电加热辊道窑中进行。辊道窑是一种把材料装在石墨匣钵中通过陶瓷辊棒输送物料的连续式烧结炉。工作人员首先将锂电池负极材料置于密封的石墨匣钵中，再将石墨匣钵装载到辊道窑的陶瓷辊棒上。

为了降低生产使用成本，提高产量，近来市场上出现了低温碳化用隧道窑，其物料的装载方式如如图1所示，包括窑车主体5和装载在该窑车主体5上的至少一个匣钵，所述的匣钵为双层结构，包括不锈钢外匣钵1和设于所述不锈钢匣钵1内部的内层的石墨内匣钵2，且不锈钢外匣钵1和石墨内匣钵2之间填充有填充材料3，该填充材料3为河沙/氧化铝粉。外匣钵和内匣钵的上开口处均盖有密封上盖，以形成双层密封结构，确保材料不会被氧化。

为实现锂电池负极材料的大产量高效碳化，理想的碳化温度应在1100℃以上。然而，由于不锈钢外匣钵所使用的310S不锈钢的材料温度限制，目前的碳化温度必须控制在850℃或以下，否则不锈钢外匣钵会损坏,从而导致石墨内匣钵的破坏。这导致目前的锂电池负极材料的碳化时间较长，产量受到限制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种在隧道窑中装载锂电池负极材料的耐高温窑车，其能够实现锂电池负极材料在隧道窑中在850℃以上的碳化。

为达到上述的目的，本发明采用的技术方案如下：

一种在隧道窑中装载锂电池负极材料的耐高温窑车，包括窑车主体和装载在所述窑车主体上的至少一个匣钵，所述的匣钵为双层结构，包括外匣钵和内匣钵，所述的外匣钵和内匣钵的上开口处均盖有密封上盖，且所述的外匣钵和内匣钵之间填充有填充材料，所述的内匣钵为石墨内匣钵，其特征在于：所述的外匣钵使用耐火材料搭建而成。

本实用新型的匣钵采用双层结构设计，其外层使用耐火材料搭建而成，内层为石墨匣钵。搭建外匣钵的耐火材料与现有的不锈钢匣钵相比具有更为优越的耐高温性能，能够实现锂电池负极材料在500~1250℃的高温下，尤其是在850℃以上的温度下的高温碳化，有效地提高生产效率，缩短烧结时间，提高产量。

优选地，盖在所述的内匣钵上开口处的密封上盖为石墨盖板。

优选地，盖在所述的外匣钵上开口处的密封上盖为耐火材料制成的盖板。

优选地，所述的耐火材料为耐火砖或耐火板。

优选地，所述的填充材料为石墨粉。

为保证产物的纯度，锂电池负极材料在高温烧结时不能与氧气接触。为了确保匣钵内部材料的密封性，在内匣钵的上方设有与其上开口相适配的石墨盖板，且以石墨粉作为填充材料，以对匣钵内部材料进行双层隔离保护。在烧结时，作为填充材料的石墨粉以及石墨盖中的石墨能够与窑炉内部的残留氧气反应，确保窑炉内部，尤其是匣钵内部没有氧气。发明人发现，使用本实用新型的窑车进行烧结时，无需使用氮气气氛保护也可实现材料的安全烧结，材料不会被氧化。

有益效果：

（1）由于采用耐高温性能优越的耐火材料匣钵替代现有的窑车匣钵的不锈钢匣钵。本实用新型窑车能够在500~1250℃下进行烧结，使锂电池负极材料的碳化时间得到极大地的缩短，生产效率得到提高，从而大幅度提高锂电池负极材料；

（2）本实用新型的窑车的匣钵采用石墨材料的密封上盖，并使用石墨粉作为填充材料，能够有效确保匣钵内部的气密性，保证匣钵内部材料不被氧化；

（3）利用本实用新型的窑车进行烧结时无需在窑炉中填充氮气进行保护，能够有效降低生产成本。

附图说明

下文将结合说明书附图和具体实施例，对本实用新型进行进一步说明。

图1为目前利用碳化用隧道窑烧结锂电池负极材料时所使用的窑车的结构示意图；

图2为本实用新型的耐高温窑车的结构示意图；

图3位本实用新型的耐高温窑车的匣钵的俯视图（未示出密封上盖）。

附图标记：1-不锈钢外匣钵；2-石墨内匣钵；3-填充材料；4-外匣钵密封上盖；5-窑车主体；6-内匣钵密封上盖；7-耐火材料外匣钵。

具体实施方式

如图2~3所示，在本实用新型的一种优选的实施方式中，所述的在隧道窑中装载锂电池负极材料的耐高温窑车包括窑车主体5和装载在所述窑车主体上的两个匣钵6。匣钵6为双层结构，包括耐火材料外匣钵7和位于其内部的石墨内匣钵2。耐火材料外匣钵7的上开口处盖有耐火材料制成的外匣钵密封上盖4，石墨内匣钵2的上开口处盖有作为内匣钵密封上盖6的石墨盖板。耐火材料外匣钵7和石墨内匣钵2之间填充有填充材料3，该填充材料为石墨粉。耐火材料为耐火板。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。