一种高镍三元材料烧结用回转炉的制作方法

本实用新型涉及高镍三元材料烧结用设备，尤其涉及高镍三元材料烧结用回转炉。

背景技术：

三元正极材料因其具有较高的能量密度、低的自放电率、无记忆效应、优异的循环寿命以及相对较低的价格等优点，已经成为动力电池的首选，尤其是高镍三元正极材料在动力电池上的应用已经被提上了日程，高镍三元材料有望在不久的将来被广泛的用作锂离子动力电池的正极材料。

目前，产业化的高镍三元材料主要通过辊道窑或者推板窑烧结，制备高镍三元正极材料时需要氧气参与来完成烧结反应，传统辊道窑或者推板窑烧结时，物料装在匣钵中，物料是静止状态，为静态烧结，烧结主要靠氧气的扩散，这种烧结方式会导致物料与氧气接触不充分，氧气扩散相对来说较难，匣钵表层的物料可以充分接触氧气，但是匣钵底部的物料接触到的氧气就比较有限，不利于烧结，即使是通的纯氧烧结，物料的装料量也很有限，产能相对较低，所得产品匣钵上下层不同位置的材料性能一致性较差，消耗氧气较多，烧结所需时间较长，烧结过程中消耗大量电能，产品性能欠佳并伴随产生大量废弃匣钵，即是说，耗能高，产能低，而且大量废弃匣钵还会对环境造成污染。

所以回转炉是理想的烧结炉型，其可以解决上述部分问题，但是高镍三元材料在烧结的过程中是强碱性环境，有氧气参与，并且排出大量的水分，现有的回转炉炉管不能耐碱性腐蚀，而且容易和物料起反应，从而导致物料无法烧结，所以目前市面上传统的回转炉没法用于高镍三元材料的烧结。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述缺点，提供一种高镍三元材料烧结用回转炉，其能实现高镍三元材料的动态烧结，而且耗能低、产能高，还不对环境造成污染。

为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种高镍三元材料烧结用回转炉，包括炉体、穿设于所述炉体中部的炉管，所述炉管设置为复合炉管，所述复合炉管包括耐热钢或高温镍基合金外层、无机粘结剂中间层以及陶瓷内层，且所述炉管内沿着其长度延伸方向设置有螺旋导料板。

所述陶瓷内层与所述螺旋导料板一体形成。

所述陶瓷内层设置为刚玉陶瓷内层。

所述炉管的两端分别磁密封有端盖，且一侧端盖设置进气口与进料口，另一侧端盖设置排气口与出料口。

所述炉体包括绕设于所述炉管外的加热丝、罩设于所述加热丝外的耐火纤维、罩设于所述耐火纤维外的隔热层、罩设于所述隔热层外的钢壳。

所述高镍三元材料烧结用回转炉还包括支撑单元，所述炉体可相对旋转地连接于所述支撑单元上方。

所述高镍三元材料烧结用回转炉还包括用于控制所述加热丝加热温度以及炉体转动的控制单元。

本实用新型的有益效果为：本实用新型回转炉的复合炉管有效解决了碱性环境下物料对炉管的腐蚀问题，使得本实用新型回转炉可用于烧结高镍三元正极材料；此外，回转炉烧结物料时炉管一直在旋转，即动态烧结，这种方式，使得烧结时物料与氧气接触更充分，从而解决了传统的静态烧结时匣钵上下层不同位置的材料性能的不一致性这一难题，使得烧结高镍三元材料的产能得到了提升，缩短了制备时间，节省了氧气和电能，提高了所得产品的性能一致性，同时节省了匣钵的使用量，减少了污染；螺旋导料板的设置有利于物料在炉管转动时按照一定的速度向前推进，从而不但可以加快物料的烧结速度，缩短制备时间，进一步提高产能，而且还可使得物料烧结完后要排出时无需倾斜所述炉管与炉体。

附图说明

图1为本实用新型高镍三元材料烧结用回转炉的示意图；

图2为本实用新型高镍三元材料烧结用回转炉炉体以及炉管部分的剖视图。

具体实施方式

如图1、2所示，本实用新型高镍三元材料烧结用回转炉包括炉体1、穿设于所述炉体1中部的炉管2，所述炉管2设置为复合炉管2，所述复合炉管2包括耐热钢或高温镍基合金外层21、无机粘结剂中间层22以及陶瓷内层23，且所述炉管2内沿着其长度延伸方向设置有螺旋导料板24。

所述炉管2的外层设置为耐碱性的耐热钢或高温镍基合金外层21，其对炉管2起结构支撑作用；中间层是无机粘结剂层，其能缓冲耐热钢或高温镍基合金外层21和陶瓷内层23之间的热胀冷缩等热冲击，同时无机粘结剂有很好的热导率，能够很好的传导热量；陶瓷内层23耐碱性腐蚀，而且其与物料接触时不会与物料反应。炉管2的这种结构，使得本实用新型回转炉可用于高镍三元材料的烧结；螺旋导料板24的设置有利于物料在炉管2转动时按照一定的速度向前推进，从而不但可以加快物料的烧结速度，缩短制备时间，进一步提高产能，而且还可使得物料烧结完后要排出时无需倾斜所述炉管2与炉体1。

较佳的，所述陶瓷内层与所述螺旋导料板一体形成。在实际制作过程中，可以先采用拼接方式制成陶瓷内层与螺旋导料板，然后一起烧窑而成。

在本实施例中，所述陶瓷内层23设置为刚玉陶瓷内层。

所述炉管2的两端分别磁密封有端盖3，且一侧端盖设置进气口31与进料口，另一侧端盖设置排气口32与出料口。

所述炉体1包括绕设于所述炉管2外的加热丝11、罩设于所述加热丝11外的耐火纤维12、罩设于所述耐火纤维12外的隔热层13、罩设于所述隔热层13外的钢壳14。炉体1的这种结构，使得加热丝11的所产生的热量能最大程度地全部传递给炉管2，从而节省电能。

本实用新型高镍三元材料烧结用回转炉还包括支撑单元4，所述炉体1可相对旋转地连接于所述支撑单元4上方。

本实用新型高镍三元材料烧结用回转炉还包括用于控制所述加热丝11加热温度以及炉体1转动的控制单元（图未示）。

本实用新型回转炉的烧结温度在500到850℃，炉体1可以根据实际需要制成不同的规格大小，复合炉管2也可以制作成不同的尺寸、形状。

本实用新型的工作原理为：

物料从原料仓5经一侧端盖进料口进入炉管2内，氧气从进气口进入炉管2内，炉管2随着炉体1一起转动时，物料在炉管2内旋转，并沿着螺旋槽按照一定的速度向另一侧推进，烧结后的物料最后经出料口排出到料仓6中。

如上所述，本实用新型回转炉的复合炉管2有效解决了碱性环境下物料对炉管2的腐蚀问题，使得本实用新型回转炉可用于烧结高镍三元正极材；此外，回转炉烧结物料时炉管2一直在旋转，即动态烧结，这种方式，使得烧结时物料与氧气接触更充分，解决了传统的静态烧结时匣钵上下层不同位置的材料性能的不一致性这一难题，使得烧结高镍三元材料的产能得到了提升，缩短了制备时间，节省了氧气和电能，提高了所得产品的性能一致性，同时节省了匣钵的使用量，减少了污染。