[发明专利]立式连续碳化生产锂电池负极材料的工艺及设备

说明书

本发明涉及一种立式连续碳化生产锂电池负极材料的工艺及设备，属于新材料领域。

技术背景：正如火车由燃煤的汽轮机到燃油的内燃机，再到电气化的发展趋势一样，电动汽车取代燃油汽车已是大势所趋，世界各发达国家相继出台了燃油汽车的淘汰时间表。电池是电动汽车的重要部件，也是制约电动汽车发展的关键瓶颈。碳化是锂电池负极材料生产环节必不可少的工序。传统的碳化工艺主要有推板窑和辊道窑两种，推板窑容易发生拱窑事故，辊道窑易发生断辊事故，以上两种工艺都要用到坩埚，都存在装、卸坩埚的复杂劳动和粉尘污染生产环境的问题。

本发明的目的是提供一种立式连续碳化生产锂电池负极材料的工艺及设备，以解决现有工艺技术存在的不足之处。

发明内容：本发明所述的一种立式连续碳化生产锂电池负极材料的工艺及设备包括下列步骤：

(1)、将原料碳微球自立式连续碳化炉的上部加料仓加入，立式连续碳化炉自上而下分预热段、碳化段和冷却段三段，三段之间是直接联通的，预热段是由耐热内胆、螺带搅拌器组成的，碳化段由耐热内胆、螺带搅拌器和电磁感应加热系统组成的，冷却段由耐热内胆、螺带搅拌器和夹套冷却系统组成的，加料过程在搅拌下进行；

(2)碳微球在重力和搅拌的作用下自立式连续碳化炉的上部预热段缓慢向下运动，等到达碳化段时开启加热系统逐渐升温，温度升至900～1300℃；

(3)碳化过程产生的气体自下而上运动，在预热段与下降的碳微球进行热交换，碳微球预热后继续向下运动，气体则从预热段上部排出；

(4)碳微球在碳化段完成碳化后，继续向下进入冷却段，在冷却段被冷却段夹套循环水冷却至40℃以下后，自冷却段下部排出；

(5)立式连续碳化炉的搅拌电机设在冷却段的下部，此处的温度最低，利于保护搅拌轴承和密封；

(6)正常生产后碳微球不断自预热段上部加入，碳化后的产品不断自冷却段下部排出，实现碳化的连续化生产锂电池负极材料。

本发明具有如下优点：

1、实现了碳化的连续化，生产过程相对稳定；

2、由于没有了中间卸料、装料的过程，生产效率相对提高，生产环境更好；

3、由于碳微球在预热段与上升气体进行了热交换，提高了温度，因此更加节能。

本发明所述的一种立式连续碳化生产锂电池负极材料的工艺的设备是：由加料仓(1)、加料阀(2)、预热段(3)、碳化段(4)、冷却段(5)、卸料阀(6)等组成，其中加料仓(1)通过管道与加料阀(2)连接，加料阀(2)通过管道与预热段(3)及连加料仓(1)接，预热段(3)上部通过管道与加料阀(2)相连，下部直接与碳化段(4)连接，碳化段(4)上部直接与预热段(3)连接，下部直接与冷却段(5)连接，冷却段(5)上部直接与碳化段连接，下部通过管道与卸料阀(6)连接。

附图说明如下：

附图是本发明的工艺设备原理图，其中(1)加料仓，(2)是加料阀，(3)是预热段，(4)是碳化段，(5)是冷却段，(6)是卸料阀。

下面通过实施例进一步评述：

实施例：

(1)、将原料碳微球自立式连续碳化炉的上部加料仓加入，立式连续碳化炉自上而下分预热段、碳化段和冷却段三段，三段之间是直接联通的，预热段是由耐热内胆、螺带搅拌器组成的，碳化段由耐热内胆、螺带搅拌器和电磁感应加热系统组成的，冷却段由耐热内胆、螺带搅拌器和夹套冷却系统组成的，加料过程在搅拌下进行；

(2)碳微球在重力和搅拌的作用下自立式连续碳化炉的上部预热段缓慢向下运动，等到达碳化段时开启加热系统逐渐升温，温度升至1200℃；

(3)碳化过程产生的气体自下而上运动，在预热段与下降的碳微球进行热交换，碳微球预热后继续向下运动，气体则从预热段上部排出；

(4)碳微球在碳化段完成碳化后，继续向下进入冷却段，在冷却段被冷却段夹套循环水冷却至40℃以下后，打开卸料阀将物料卸出包装；

(6)正常生产后碳微球不断自预热段上部加入，碳化后的产品不断自冷却段下部排出，实现碳化的连续化生产锂电池负极材料。