阅读说明：本技术 一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉 (High-temperature rotary furnace for continuous production and manufacture of lithium battery cathode silicon-carbon material ) 是由 冯昭辉 何仕华 李政 谭永荣 郭晔辉 刘灿成 于 2019-10-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及锂电池生产技术领域,尤其涉及一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉,包括废气处理装置以及依次连接的进料装置、反应装置和冷却装置,反应装置包括高温炉管、燃气加热室、驱动机构和气体供应单元,燃气加热室设置于高温炉管外侧与高温炉管后端连通,高温炉管两端分别与进料装置和冷却装置连接,驱动机构与高温炉管传动连接,高温炉管安装有振动器,废气处理装置与反应装置连接。本发明通过燃气加热室对高温炉管进行加热,使高温炉管内的锂电池负极硅碳材料持续的翻转混合、接触进行反应,并通过振动器使高温炉管内壁产生振动,避免锂电池负极硅碳材料粘附在高温炉管内壁,提高锂电池负极硅碳材料的生产效率。(The invention relates to the technical field of lithium battery production, in particular to a high-temperature rotary furnace for continuous production and manufacture of lithium battery cathode silicon-carbon materials, which comprises a waste gas treatment device, and a feeding device, a reaction device and a cooling device which are sequentially connected, wherein the reaction device comprises a high-temperature furnace tube, a gas heating chamber, a driving mechanism and a gas supply unit, the gas heating chamber is arranged outside the high-temperature furnace tube and is communicated with the rear end of the high-temperature furnace tube, two ends of the high-temperature furnace tube are respectively connected with the feeding device and the cooling device, the driving mechanism is in transmission connection with the high-temperature furnace tube, the high-temperature furnace tube. According to the invention, the high-temperature furnace tube is heated by the fuel gas heating chamber, so that the lithium battery cathode silicon carbon material in the high-temperature furnace tube is continuously turned, mixed and contacted for reaction, and the inner wall of the high-temperature furnace tube is vibrated by the vibrator, so that the lithium battery cathode silicon carbon material is prevented from being adhered to the inner wall of the high-temperature furnace tube, and the production efficiency of the lithium battery cathode silicon carbon material is improved.)

一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉。

背景技术

锂电池是由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，锂电池在生产及加工时，极易因高温的环境出现燃烧或爆裂的情况，因此加工锂电池的回转窑需要达到非常高的要求。现有技术中的回转窑在进行锂电池硅碳材料的烧成时具有以下几个问题：

1、锂电池硅碳材料容易粘附在炉壁上，导致锂电池硅碳材料生产效率的降低，且不利于热量的传递；

2、现有技术中的回转窑的上料、下料需人工操作，自动化程度低，且从锂电池硅碳材料从回转窑出料后需要较长时间的自然冷却，降低了生产效率；

3、由于硅碳材料需要在易燃易爆气体和惰性气氛保护下进行烧结，现有技术中在生产硅碳材料时无法对易燃易爆气体进行利用，造成能源的浪费；

4、硅碳材料在烧结过程中产生的废气和粉尘造成环境污染。

发明内容

本发明的目的是提供解决锂电池硅碳材料在生产过程中容易粘附炉壁和冷却时间长的问题，并有助于节省能源、提高生产效率和减少环境污染的一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉。

为了实现上述目的，本发明提供一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉，包括废气处理装置以及依次连接的进料装置、反应装置和冷却装置，所述反应装置包括高温炉管、燃气加热室、驱动机构和用于供应燃气及保护气氛的气体供应单元，所述燃气加热室设置于高温炉管外侧与高温炉管后端连通，所述燃气加热室内设有若干数量的燃烧机，所述高温炉管两端分别与进料装置和冷却装置连接，所述驱动机构与高温炉管传动连接用于驱动高温炉管周向转动，所述高温炉管安装有用于使高温炉管内壁振动的振动器，所述废气处理装置与反应装置连接用于处理反应废气。

可选的，所述进料装置包括储料仓和螺旋供料机，所述储料仓设置于螺旋供料机的进料口，所述螺旋供料机的出料口与高温炉管的进料口连接，所述储料仓设有用于检测储料仓原料储存量的料位计。

可选的，所述反应装置还包括波纹管和出料仓，所述进料装置和/或出料仓均通过所述波纹管与高温炉管连接。

可选的，所述高温炉管内侧壁设有导向叶片。

所述燃气加热室连通有排气装置用于排出燃气燃烧产生的废气。

可选的，所述冷却装置包括冷却炉管和水槽，所述水槽设有冷却空腔，所述冷却炉管穿设所述冷却空腔，所述冷却空腔设有若干用于冷却液流通的管道。

可选的，还包括用于调节高温炉管和冷却炉管倾斜角度的角度调节装置。

可选的，还包括第一架台和第二架台，所述进料装置和反应装置均安装于所述第一架台，所述冷却装置安装于第二架台，所述第一架台设有所述角度调节机构用于调节第一架台的倾斜角度。

可选的，所述高温炉管和冷却炉管均安装有辊轮，所述第一架台和第二架台上均安装有支撑轮，所述辊轮设置于所述支撑轮上。

可选的，所述废气处理装置包括依次与反应装置连接的废气焚烧炉和集尘器。

实施本发明的实施例，具有以下技术效果：

本发明工作时，通过燃气加热室燃烧燃气对高温炉管进行加热，并使高温炉管在驱动机构的驱动下周向转动，使高温炉管内的锂电池负极硅碳材料持续的翻转混合、接触进行反应，在反应过程中，通过振动器使高温炉管内壁产生振动，避免锂电池负极硅碳材料粘附在高温炉管内壁，提高锂电池负极硅碳材料的生产效率。

另外，由于硅碳材料需要在易燃易爆燃气体和惰性气氛保护下进行烧成反应，设置燃气加热室以及通过气体供应单元供应燃气和保护气氛，燃气和保护气氛经过高温炉管后被燃气加热室燃烧加热高温炉管，同时后续进入的燃气和惰性气氛为硅碳材料提供保护，因此本发明既为硅碳负极材料提供保护气氛，同时为燃气加热室提供气体燃烧，使用方便，且有助于节省能源。

最后，本发明有助于大幅度降低能耗，提高产品质量，降低生产过程中异物混入机率，为锂电池正极材料成本降低提供了一个国内首创的可靠设备。

附图说明

图1是本发明优选实施例的结构示意图。

附图标记说明：

1、废气处理装置，11、废气焚烧炉，12、集尘器，2、进料装置，21、储料仓，22、螺旋供料机，13、料位计，3、反应装置，31、高温炉管，32、燃气加热室，33、驱动机构，331、驱动电机，332、链轮，34、气体供应单元，35、波纹管，36、出料仓，4、冷却装置，41、冷却炉管，42、水槽，43、管道，5、振动器，6、排气装置，7、角度调节装置，8、第一架台，9、第二架台，10、密封环，101、辊轮，102、支撑轮，103、滑轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

参考图1，本实施例提供了一种用于锂电池负极硅碳材料连续生产制作的高温回转炉，包括废气处理装置1以及依次连接的进料装置2、反应装置3和冷却装置4，反应装置3包括高温炉管31、燃气加热室32、驱动机构33和用于供应燃气及保护气氛的气体供应单元34，燃气加热室32设置于高温炉管31外侧与高温炉管31后端连通，燃气加热室32内设有若干数量的燃烧机，高温炉管31两端分别与进料装置2和冷却装置4连接，驱动机构33与高温炉管31传动连接用于驱动高温炉管31周向转动，高温炉管31安装有用于使高温炉管31内壁振动的振动器5，废气处理装置1与反应装置3连接用于处理反应废气。

本发明工作时，通过燃气加热室32燃烧燃气对高温炉管31进行加热，并使高温炉管31在驱动机构33的驱动下周向转动，使高温炉管31内的锂电池负极硅碳材料持续的翻转混合、接触进行反应，在反应过程中，通过振动器5使高温炉管31内壁产生振动，避免锂电池负极硅碳材料粘附在高温炉管31内壁，提高锂电池负极硅碳材料的生产效率。

另外，由于硅碳材料需要在易燃易爆燃气体和惰性气氛保护下进行烧成反应，设置燃气加热室32以及通过气体供应单元34供应燃气和保护气氛，燃气和保护气氛经过高温炉管31后被燃气加热室32燃烧加热高温炉管31，同时后续进入的燃气和惰性气氛为硅碳材料提供保护，因此本发明既为硅碳负极材料提供保护气氛，同时为燃气加热室32提供气体燃烧加热高温炉管31，使用方便，且有助于节省能源；

最后，本发明有助于大幅度降低能耗，提高产品质量，降低生产过程中异物混入机率，为锂电池正极材料成本降低提供了一个国内首创的可靠设备。

具体的，本实施例中的高温炉管31超高温不锈钢炉管，适应于锂电池负极材料烧结，且适合于氮气、氧气和乙炔气体打入，可耐温1200℃，耐PH＝14，从而减少高温炉管31使用过程的损耗，增加使用寿命。

进料装置2包括储料仓21和螺旋供料机22，储料仓21设置于螺旋供料机22的进料口，螺旋供料机22的出料口与高温炉管31的进料口连接，通过螺旋供料机22有序进料，使锂电池负极硅碳材料充分反应，提高生产质量，另外，储料仓21设有用于检测储料仓21原料储存量的料位计13，便于监控储料仓21内原料的量，避免进料装置2和高温炉管31空转，减少能源浪费。

反应装置3还包括波纹管35和出料仓36，进料装置2和/或出料仓36均通过波纹管35与高温炉管31连接，通过波纹管35吸收高温炉管31在受热和冷却环境下的伸缩量变化，提高高温炉管31旋转的稳定性，另外，设置出料仓36方便进行硅碳材料下料，且方便与冷却装置4连接输送硅碳材料。

本实施例中的高温炉管31内侧壁设有导向叶片，使高温炉管31在转动过程中，锂电池负极硅碳材料通过导向叶片从进料装置2的出料口进入高温炉管31内，且导向叶片推动锂电池负极硅碳材料向出料仓36方向移动。

进一步的，燃气加热室32连通有排气装置6用于排出燃气燃烧产生的废气，从而将排出的废气进行集中处理，使用更环保。另外，本实施例中的高温炉管31两端均通过密封环10分别与进料装置2和出料仓36密封连接，防止高温炉管31内的气体泄露，减少气体的消耗量。

进一步的，冷却装置4包括冷却炉管41和水槽42，水槽42设有冷却空腔，冷却炉管41穿设冷却空腔，冷却空腔设有若干用于冷却液流通的管道43，通过冷却液在水槽42和管道43中循环流动，从而与冷却炉管41中的锂电池负极硅碳材料进行换热，降低锂电池负极硅碳材料的温度，使锂电池负极硅碳材料经过冷却炉管41后下料达到装袋所需的温度。

其中，本实施例还包括用于调节高温炉管31和冷却炉管41倾斜角度的角度调节装置7，具体的，本实施例中的角度调节装置7为千斤顶，通过千斤顶支撑高温炉管31一端绕另一端作为旋转基点，从而使高温炉管31倾斜一定的角度，使锂电池负极硅碳材料在重力作用下向高温炉管31的出料方向移动。

本实施例的进料装置2和出料仓36设有用于移动的滑轮103，方便移动进料装置2和出料仓36，从而便于高温炉管31的维护检修。

本实施例还包括第一架台8和第二架台9，进料装置2和反应装置3均安装于第一架台8，冷却装置4安装于第二架台9，第一架台8设有角度调节机构用于调节第一架台8的倾斜角度，通过角度调节机构调节第一架台8的倾斜度，从而实现调节分别放置在第一架台8上的高温炉管31的倾斜度，有助于提高高温炉管31调节的稳定性。其中，本实施例的高温炉管31和冷却炉管41均安装有辊轮101，第一架台8和第二架台9上均安装有支撑轮102，辊轮101设置于支撑轮102上，提高高温炉管31和冷却炉管41在生产过程中周向转动的稳定性。

另外，本实施例中的驱动机构33包括驱动电机331、传动链以及套设于高温炉管31的链轮332，传动链分别与驱动电机331和链轮332传动连接。

进一步的，本实施例中的废气处理装置1包括依次与反应装置3连接的废气焚烧炉11和集尘器12，通过废气焚烧炉11将锂电池负极硅碳材料烧结反应过程中产生的有害气体进行焚烧处理，且通过集尘器12将锂电池负极硅碳材料烧结反应过程中产生粉尘集中进行静电除尘，从而达到国家排放标准再排放，使锂电池负极硅碳材料生产更环保，减少对环境的污染。

综上，第一，本发明工作时，通过燃气加热室32燃烧燃气对高温炉管31进行加热，并使高温炉管31在驱动机构33的驱动下周向转动，使高温炉管31内的锂电池负极硅碳材料持续的翻转混合、接触进行反应，在反应过程中，通过振动器5使高温炉管31内壁产生振动，避免锂电池负极硅碳材料粘附在高温炉管31内壁，提高锂电池负极硅碳材料的生产效率；第二，由于硅碳材料需要在易燃易爆燃气体和惰性气氛保护下进行烧成反应，设置燃气加热室32以及通过气体供应单元34供应燃气和保护气氛，燃气和保护气氛经过高温炉管31后被燃气加热室32燃烧加热高温炉管31，同时后续进入的燃气和惰性气氛为硅碳材料提供保护，因此本发明既为硅碳负极材料提供保护气氛，同时为燃气加热室32提供气体燃烧加热高温炉管31，使用方便，且有助于节省能源；第三，本发明有助于大幅度降低能耗，提高产品质量，降低生产过程中异物混入机率，为锂电池正极材料成本降低提供了一个国内首创的可靠设备。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。