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负极材料烧结炉工艺与炭化工艺详解
一、负极材料烧结炉工艺概述
负极材料烧结炉是锂电池负极材料生产过程中的核心设备，主要用于石墨类和硅碳类负极材料的高温处理。该工艺对材料的物理结构、电化学性能及纯度具有决定性影响。
二、核心工艺特点
1.?动态加热技术
采用旋转窑体设计（转速0.3~3r/min）
物料在窑内持续翻滚，受热均匀
解决传统静态匣钵烧结中的过烧、夹生问题
提高产品一致性，批次差异＜1.5%
2.?复合陶瓷内胆技术
采用高纯氧化铝陶瓷（纯度≥99.9%）
工作温度可达1000℃
完全隔离金属污染（Fe含量＜5ppm）
耐腐蚀性强（抗HF酸、磷酸等挥发物）
3.?气氛控制系统
可调节气氛：氧气、压缩空气或大气
气体流量控制范围0-20L/min
动态密封系统（泄漏率＜0.1m3/h）
控制氧含量（±50ppm）
三、炭化工艺流程
1.?预处理阶段
原料预干燥（水分＜0.1%）
粉体粒径控制（D505-20μm）
添加剂预混（如沥青包覆）
2.?升温阶段
升温速率：5-15℃/min
保温温度：600-900℃
保温时间：2-6小时
气氛控制：N?保护（氧含量＜50ppm）
3.?烧结阶段
工作温度：900-1200℃
动态烧结时间：8-12小时
物料停留时间分布（RTD）＜15min
热场均匀性：±5℃
4.?冷却阶段
冷却速率：10-30℃/min
终冷温度：＜100℃
惰性气体保护冷却
四、技术创新点
梯度加热技术
采用三段温控系统（预热-烧结-冷却）
温度梯度控制在±2℃/m
智能控制系统
PLC自动控制（西门子S7-1500）
工艺参数在线监控（温度、压力、气氛）
故障自诊断系统
余热回收系统
热效率提升至85
排烟温度＜150℃
节能效益达40%
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