一种锂电池正极材料烧结匣钵的制作方法

1.本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种锂电池正极材料烧结匣钵。


背景技术：

2.锂电池正极材料烧结过程需要将正极材料装入专用的匣钵再推入烧结炉中进行烧结。锂电池正极材料烧结匣钵应当具备以下性能：匣钵耐火材料应当具有大于工况温度的耐火度，能够在煅烧物料时保持较好的强度，起到支撑和保护的作用；具有一定的耐磨性能，在倒出具有一定温度的烧成制品时不被损坏；具有较好的抗侵蚀性能，匣钵材料在高温下需要有良好的化学稳定性，而不与电池正极材料发生化学反应；煅烧锂电池正极材料的过程是一个冷热交替循环的过程，匣钵材料需要具有良好的抗热震性能。现在所用匣钵使得正极材料与烧结炉中的气氛接触不够充分，导致烧结出来的产品品质不高或性能不均匀。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服上述背景技术困难，解决匣钵耐火材料能够在煅烧物料时保持较好的强度；在倒出具有一定温度的烧成制品时不被损坏；具有较好的抗侵蚀性能；匣钵需要具有良好的抗热震性能以及解决现在所用匣钵使得正极材料与烧结炉中的气氛接触不够充分，导致烧结出来的产品品质不高或性能不均匀的技术问题。提供一种锂电池正极材料烧结匣钵。
4.为达到上述目的，采用的技术方案为：一种锂电池正极材料烧结匣钵，所述匣钵由倒∏型槽体和隔板组成，所述倒∏型槽体底部设有横向槽板，所述横向槽板沿纵向轴线两侧对称的设有竖向槽板，所述竖向槽板端面设有销孔，所述隔板在与所述销孔对应位置处设有销槽；所述竖向槽板和横向槽板沿纵向轴线两端对称设有多根分别相互连接的竖向凹槽和横向凹槽，所述倒∏型槽体纵向轴线两侧各一条相互连接的竖向凹槽和横向凹槽内分别设有一块隔板，所述隔板与所述竖向槽板在所述销孔和销槽处用销钉进行锁定。
5.进一步的，所述隔板横向两侧设有竖向楞，所述隔板低侧设有横向楞，所述竖向楞和横向楞为向外凸楞，其形状与所述竖向凹槽和横向凹槽的形状相匹配。
6.进一步的，所述竖向槽板上部设有第一气氛口，所述第一气氛口设为上底大于下底的梯形。
7.进一步的，所述第一气氛口下底与上底宽度之比为0.76~0.78:1，所述第一气氛口高度与竖向槽板高度之比为0.19~0.21:1，所述第一气氛口上底与竖向槽板纵向宽度之比为0.68~0.70:1。
8.进一步的，所述隔板上部设有第二气氛口，所述第二气氛口设为上底大于下底的梯形。
9.进一步的，所述第二气氛口下底与上底宽度之比为0.76~0.78:1，所述第二气氛口高度与所述隔板高度之比为0.27~0.29:1，所述第二气氛口上底与所述隔板宽度之比为
0.73~0.75:1。
10.进一步的，所述竖向槽板横截面厚度与其竖向高度之比为0.19~0.21:1，所述横向槽板横截面厚度与其纵向长度之比为0.10~0.12:1。
11.进一步的，所述竖向凹槽横截面深度与所述竖向槽板横截面厚度之比为0.34~0.36:1，所述横向凹槽横截面深度与所述横向槽板横截面厚度之比为0.23~0.25:1。
12.进一步的，所述倒∏型槽体、隔板和销钉采用石英陶瓷制作。
13.采用上述方案的有益效果为：这种锂电池正极材料烧结匣钵采用倒∏型槽体和隔板组成，所述倒∏型槽体底部设横向槽板，所述横向槽板沿纵向轴线两侧对称的设竖向槽板，所述竖向槽板端面设有销孔，所述隔板在与所述销孔对应位置处设有销槽；所述竖向槽板和横向槽板沿纵向轴线两端对称设置多根分别相互连接的竖向凹槽和横向凹槽，所述倒∏型槽体纵向轴线两侧一条相互连接的竖向凹槽和横向凹槽内分别设有一块隔板，所述隔板与所述竖向槽板在所述销孔和销槽处用销钉进行锁定。因此，所述匣钵可根据需要烧结的正极材料的数量灵活设定匣钵的体量并进行装配，解决了现有技术中匣钵体型单一，使用不便的问题。两端隔板只设置一层，多层将影响传热，且造成空间太狭小；在所述隔板与所述竖向槽板的所述销孔和销槽处用销钉进行锁定，可防止匣钵自动翻转时导致隔板松动脱落。
14.所述匣钵采用石英陶瓷制作，高纯熔融石英陶瓷具有结构精细、导热率低、热膨胀系数小、制成品尺寸精度高、高温不变形、热震稳定性好、耐化学侵蚀性好等优点。所述匣钵隔板在烧结完成后可灵活取出，在倒出具有一定温度的烧成制品时能够倾倒干净，并且不会损伤匣钵。
15.所述匣钵由倒∏型槽体和隔板装配组成，两者之间为活动连接，在高温条件下，可以避免应力集中，在选择优质抗热震材料提高匣钵热震稳定性的情况下，这种分体式装配结构可进一步增强所述匣钵的抗热震性。
16.采用在所述竖向槽板和所述隔板上部设有第一气氛口和第二气氛口，可使得所述匣钵内的正极材料在烧结时与炉中的气氛充分接触，使烧结出来的产品性能均匀、品质提高。
附图说明
17.图1为本发明一种锂电池正极材料烧结匣钵的倒∏型槽体正视结构示意图。
18.图2为本发明一种锂电池正极材料烧结匣钵的倒∏型槽体俯视结构示意图。
19.图3为本发明一种锂电池正极材料烧结匣钵的倒∏型槽体侧视结构示意图。
20.图4为本发明一种锂电池正极材料烧结匣钵的分隔体正视结构示意图。
21.图中，1-倒∏型槽体，101-竖向凹槽，102-横向凹槽，103-竖向槽板，104-第一气氛口，105-横向槽板，106-销孔，2-隔板，201-竖向楞，202-横向楞，203-第二气氛口，204-销槽。
具体实施方式
22.下面结合本发明的具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部。基于本发明中的实施例，本领域技术
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。
23.实施例一：如图1至4所示，一种锂电池正极材料烧结匣钵，所述匣钵由倒∏型槽体1和隔板2组成，所述倒∏型槽体1底部设有横向槽板105，所述横向槽板105沿纵向轴线两侧对称的设有竖向槽板103，所述竖向槽板103端面设有销孔106，所述隔板2在与所述销孔106对应位置处设有销槽204；所述竖向槽板103和横向槽板105沿纵向轴线两端对称设有多根分别相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102，所述倒∏型槽体1纵向轴线两侧各一条相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102内分别设有一块隔板2，所述隔板2与所述竖向槽板103在所述销孔106和销槽204处用销钉进行锁定。
24.优选的，所述隔板2横向两侧设有竖向楞201，所述隔板2低侧设有横向楞202，所述竖向楞201和横向楞202为向外凸楞，其形状与所述竖向凹槽101和横向凹槽102的形状相匹配。
25.优选的，所述竖向槽板103横截面厚度与其竖向高度之比为0.19:1，所述横向槽板105横截面厚度与其纵向长度之比为0.10:1。
26.优选的，所述竖向凹槽101横截面深度与所述竖向槽板103横截面厚度之比为0.34:1，所述横向凹槽102横截面深度与所述横向槽板105横截面厚度之比为0.23:1。
27.优选的，所述竖向槽板103上部设有第一气氛口104，所述第一气氛口104设为上底大于下底的梯形。所述第一气氛口104下底与上底宽度之比为0.76:1，所述第一气氛口104高度与竖向槽板103高度之比为0.19:1，所述第一气氛口104上底与竖向槽板103纵向宽度之比为0.68:1。
28.优选的，所述隔板2上部设有第二气氛口203，所述第二气氛口203设为上底大于下底的梯形。所述第二气氛口203下底与上底宽度之比为0.76:1，所述第二气氛口203高度与所述隔板2高度之比为0.27:1，所述第二气氛口203上底与所述隔板2宽度之比为0.73:1。
29.优选的，所述倒∏型槽体1、隔板2和销钉采用石英陶瓷制作。
30.锂电池正极材料生产加工的主要工艺流程包括混料溶剂脱附、梯度烧结、粉碎、后处理和除杂等。凝胶混合和助剂脱附的目的是将烧结原材料和相应的化学添加剂按照一定的比例和方法将其混合。梯度烧结的目的是将混合在一起的原材料放入高温环境下进行梯度烧结，混合的原材料在有氧的高温环境中进行化学反应，反应后经高温烧结成固态。粒径控制，即粉碎，目的是将烧结后的固体原材料通过破碎形成细小微粒。后处理和除杂的目的主要是进一步对烧结和破碎后的原材料再进行处理，去除影响性能的杂质。
31.锂电池正极材料烧结匣钵是用来保护烧制产品的特殊耐火材料，是锂电池工业等行业重要的基础材料。锂电池正极材料烧结匣钵的主要作用是：电池正极材料前躯体是粉料，在烧制过程中匣钵能够保护其不因为窑炉内的吹氧、鼓风、火苗“舔舐”等工况而造成物料移动、损失和污染；匣钵装盛散状物料提高了装窑密度，也使得装窑和出料的过程变得更加方便操作。
32.本实施例的锂电池正极材料烧结匣钵采用倒∏型槽体1和隔板2组成，所述倒∏型槽体1底部设置横向槽板105，所述横向槽板105沿纵向轴线两侧对称的设置竖向槽板103，所述竖向槽板103和横向槽板105沿纵向轴线两端，也即在所述竖向槽板103和横向槽板105横向轴线两侧，对称设置多根分别相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102，所述倒∏型槽
体纵向轴线两侧各一条相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102内分别设置一块隔板2。所述匣钵可根据需要烧结的正极材料的数量灵活设定匣钵的体量并进行装配，解决了现有技术中匣钵体型单一，使用不便的问题。
33.所述匣钵采用石英陶瓷制作，高纯熔融石英陶瓷具有结构精细、导热率低、热膨胀系数小、制成品尺寸精度高、高温不变形、热震稳定性好、耐化学侵蚀性好等优点。所述匣钵隔板2在烧结完成后可灵活取出，在倒出具有一定温度的烧成制品时能够倾倒干净，并且不会损伤匣钵。克服了现有技术中由于匣钵棱角死角较多，烧结成品容易聚集，造成倾倒不净的技术问题。
34.所述匣钵由倒∏型槽体1和隔板2装配组成，两者之间为活动连接，在高温条件下，可以避免线膨胀系数不同的物体在温度变化时，热膨胀的物体受到温度梯度作用时产生剧烈的热应力。在选择优质抗热震材料提高匣钵热震稳定性的情况下，这种分体式装配结构可进一步增强所述匣钵的抗热震性。
35.在梯度烧结过程中，影响锂电池正极材料质量的主要因素包括炉膛温度值、炉膛温度场均匀性、炉膛的有氧气氛环境、烧结的装料量及不同温区的烧结时间。本实施例采用在所述竖向槽板103和所述隔板2上部设有第一气氛口104和第二气氛口203，可使得所述匣钵内的正极材料在烧结时与炉中的有氧气氛充分接触，使烧结出来的产品性能均匀、品质提高。
36.实施例二：如图1至4所示，一种锂电池正极材料烧结匣钵，所述匣钵由倒∏型槽体1和隔板2组成，所述倒∏型槽体1底部设有横向槽板105，所述横向槽板105沿纵向轴线两侧对称的设有竖向槽板103，所述竖向槽板103端面设有销孔106，所述隔板2在与所述销孔106对应位置处设有销槽204；所述竖向槽板103和横向槽板105沿纵向轴线两端对称设有多根分别相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102，所述倒∏型槽体1纵向轴线两侧各一条相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102内分别设有一块隔板2，所述隔板2与所述竖向槽板103在所述销孔106和销槽204处用销钉进行锁定。
37.优选的，所述隔板2横向两侧设有竖向楞201，所述隔板2低侧设有横向楞202，所述竖向楞201和横向楞202为向外凸楞，其形状与所述竖向凹槽101和横向凹槽102的形状相匹配。
38.优选的，所述竖向槽板103横截面厚度与其竖向高度之比为0.21:1，所述横向槽板105横截面厚度与其纵向长度之比为0.12:1。
39.优选的，所述竖向凹槽101横截面深度与所述竖向槽板103横截面厚度之比为0.36:1，所述横向凹槽102横截面深度与所述横向槽板105横截面厚度之比为0.25:1。
40.优选的，所述竖向槽板103上部设有第一气氛口104，所述第一气氛口104设为上底大于下底的梯形。所述第一气氛口104下底与上底宽度之比为0.78:1，所述第一气氛口104高度与竖向槽板103高度之比为0.21:1，所述第一气氛口104上底与竖向槽板103纵向宽度之比为0.70:1。
41.优选的，所述隔板2上部设有第二气氛口203，所述第二气氛口203设为上底大于下底的梯形。所述第二气氛口203下底与上底宽度之比为0.78:1，所述第二气氛口203高度与所述隔板2高度之比为0.29:1，所述第二气氛口203上底与所述隔板2宽度之比为0.75:1。
42.优选的，所述倒∏型槽体1和隔板2采用石英陶瓷制作。
43.实施例三：如图1至4所示，一种锂电池正极材料烧结匣钵，所述匣钵由倒∏型槽体1和隔板2组成，所述倒∏型槽体1底部设有横向槽板105，所述横向槽板105沿纵向轴线两侧对称的设有竖向槽板103，所述竖向槽板103端面设有销孔106，所述隔板2在与所述销孔106对应位置处设有销槽204；所述竖向槽板103和横向槽板105沿纵向轴线两端对称设有多根分别相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102，所述倒∏型槽体1纵向轴线两侧各一条相互连接的竖向凹槽101和横向凹槽102内分别设有一块隔板2，所述隔板2与所述竖向槽板103在所述销孔106和销槽204处用销钉进行锁定。
44.优选的，所述隔板2横向两侧设有竖向楞201，所述隔板2低侧设有横向楞202，所述竖向楞201和横向楞202为向外凸楞，其形状与所述竖向凹槽101和横向凹槽102的形状相匹配。
45.优选的，所述竖向槽板103横截面厚度与其竖向高度之比为0.20:1，所述横向槽板105横截面厚度与其纵向长度之比为0.11:1。
46.优选的，所述竖向凹槽101横截面深度与所述竖向槽板103横截面厚度之比为0.35:1，所述横向凹槽102横截面深度与所述横向槽板105横截面厚度之比为0.24:1。
47.优选的，所述竖向槽板103上部设有第一气氛口104，所述第一气氛口104设为上底大于下底的梯形。所述第一气氛口104下底与上底宽度之比为0.77:1，所述第一气氛口104高度与竖向槽板103高度之比为0.20:1，所述第一气氛口104上底与竖向槽板103纵向长度之比为0.69:1。
48.优选的，所述隔板2上部设有第二气氛口203，所述第二气氛口203设为上底大于下底的梯形。所述第二气氛口203下底与上底宽度之比为0.77:1，所述第二气氛口203高度与所述隔板2高度之比为0.28:1，所述第二气氛口203上底与所述隔板2宽度之比为0.74:1。
49.优选的，所述倒∏型槽体1和隔板2采用石英陶瓷制作。
50.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。