[发明专利]微波加热法连续生产磷酸铁锂的装置

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子材料制备领域，具体涉及一种微波加热法连续生产磷酸铁锂的装置。

背景技术

锂离子电池是新一代的绿色高能电池，具有电压高、体积小、循环次数多、自放电小、无记忆效应、工作温度范围宽等众多优点，成为目前的研究热点。而具有橄榄石晶体结构的磷酸铁锂(LiFePO₄)与同类材料LiCoO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄具有更安全、更环保、更廉价等优势，被认为是较为理想的二次动力正极材料。

目前国内外磷酸铁锂材料制备中最常用的方法是高温固相法。传统的高温固相法是采用电阻丝、硅碳棒、石墨等作为发热元件，将炉膛加热后，通过辐射和传导对产品由外向内加热，属于外加热方式，加热时间长、能耗大、加热不均匀、难以制备出结构均匀且性能稳定的磷酸铁锂粉末。

为了弥补外加热法的不足，本领域技术人员使用微波加热法替代现有技术。微波加热的过程是物料分子与微波直接耦合而发生的自加热过程，属于体加热方式，加热迅速、均匀，没有温度梯度。目前用微波加热间歇式制备磷酸铁锂材料的方法已有较多报道，已证实取得了比传统加热时间短、能耗低、质量好的效果。

在申请号为201010564211.X的发明专利中，公开了一种微波加热连续生产磷酸铁锂的方法与装置，与传统的加热方式相比，加热时间大大缩短，有效控制了磷酸铁锂的晶粒大小，使得生产的磷酸铁锂的一次晶粒在50纳米以下，提高了电池的容量。该装置利用不锈钢带传送物料，由于不锈钢在高温下强度下降、与微波发生耦合作用，会缩短不锈钢带使用寿命。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于提供一种能够长期使用，且能够快速连续制备性能稳定的磷酸铁锂的装置及方法。

为了解决以上技术问题，1、一种制备磷酸铁锂的装置，其特征在于，包括：

炉体；

微波发射机构，设置于所述炉体外部；

外循环机构，链接所述炉体的进出口，并与炉体形成循环通路；

密封门机构，分别设置于所述炉体的进出口，且处于所述循环通路内部；

推料机构，设置于所述循环通路转向处；

测温装置，设置于所述炉体上方且连通至所述炉体内部并与控制系统连接；

其中，所述炉体保温层由氧化铝或硅酸铝材料组成。

优选的，还包括，排气机构，设置于所述炉体上部且连通至所述炉体内部。

优选的，所述炉体包括：升温区、恒温区和降温区。

优选的，所述升温区和恒温区包括：炉体外壳、炉膛，以及填充于所述炉体外壳和炉膛之间的保温材料形成的保温层。

优选的，所述炉膛包括：炉膛盖、炉膛底以及设置于所述炉膛底下部的炉膛支撑机构。

优选的，所述炉膛盖、炉膛底由硅酸铝或氧化铝形成。

优选的，所述保温材料包括硅酸铝或氧化铝保温棉或保温板。

本发明提供了一种制备磷酸铁锂的装置，包括：炉体；微波发射机构，设置于所述炉体外部；外循环机构，链接所述炉体的进出口，并与炉体形成循环通路；密封门机构，分别设置于所述炉体的进出口，切处于所述循环通路内部；推料机构，设置于所述循环通路转向处；测温装置，设置于所述炉体上方且连通至所述炉体内部并与控制系统连接；其中，所述炉体保温层由氧化铝或硅酸铝材料形成。本发明提供的装置内部使用的是氧化铝或硅酸铝材料，能让微波穿透，使发射的微波直接到达物料；另外，由于磷酸铁锂的制备过程中不能含有氧气，否则会导致产品性能降低或报废，所以本发明提供的装置进出口处各有两个密封门机构，能够保证装置内部的氧气含量低于50PPM，提高了磷酸铁锂质量的稳定性。由于本发明使用的是微波加热，所以烧结时间短，物料受热均匀，产品一致性好，稳定性高。

附图说明

图1本发明实施例提供的制备磷酸铁锂设备的俯视图；

图2本发明实施例提供的制备磷酸铁锂设备升温区和恒温区炉体横截面图。

具体实施方式

为了进一步了解本发明，下面结合实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本发明的特征和优点而不是对本发明专利要求的限制。

为了解决现有技术的难题，本发明提供了一种制备磷酸铁锂的装置，包括：炉体；

微波发射机构，设置于所述炉体外部；

外循环机构，链接所述炉体的进出口，并与炉体形成循环通路；