硅碳負極碳化爐特點優勢及設計要求

硅碳負極材料實驗室燒結解決方案 

10kg級硅碳負極材料實驗爐



主要技術參數：


1、設計溫度：1100℃


2、使用溫度：1000℃


3、加熱元件：硅碳棒


4、氣氛環境：惰性氣氛（≤20ppm+氣源氧含量）


5、爐膛尺寸：500×400×400（適用匣缽330×330×120雙層或330×330×210單層）
 


窯爐特點：


1、爐膛采用高密度高純氧化鋁材質砌筑，可以有效防止硅碳負極材料在碳化過程中瀝青煙氣對爐膛的腐蝕。


2、加熱元件采用氧化鋁陶瓷套管保護，并采用單獨接線方式，可以快速簡便更換加熱元件。


3、特別優化的排氣系統，可以有效防止瀝青煙氣冷凝，堵塞排氣管道。


4、雙層設計的爐殼和全密閉的制造，可以有效保證爐膛內的惰性氣氛環境。


 
20-60kg級硅碳負極材料中試爐



主要技術參數：


1、設計溫度：1100℃


2、使用溫度：1000℃


3、加熱元件：硅碳棒


4、氣氛環境：惰性氣氛（≤30ppm+氣源氧含量）


5、裝料匣缽數量：2列2層、3列2層、3列2層2排




窯爐特點：


1、結構特殊：采用和工業化生產氣氛輥道爐相同的爐膛結構、進排氣方式、匣缽排列方式，可為后期氣氛輥道爐生產時提供堅實、可靠的實驗數據。


2、良好的溫度均勻性：因采用***爐膛結構可使窯爐溫度均勻性≤±5℃


3、爐膛材料及加熱元件保護措施可有效防止硅碳負極材料在碳化過程中碳滲透及廢氣對加熱元件的腐蝕。


設計要求：
負極材料作為鋰電動力電池核心材料之一，對鋰電池的性能起著至關重要的重要。隨著人們對新能源汽車汽車續航里程的要求越來越高，很多負極材料廠家開始尋求比石墨負極材料更高熔料密度的新型負極材料，硅碳負極材料在眾多的專家學者以及企業的技術人員的研究下也就應運而生。


目前硅碳負極的制備主要有兩種路線，第一種為氧化亞硅的碳包覆，第二種為金屬納米硅的碳包覆。第一種的制備方式因為工藝較為可控以及使用方便為更多的企業所接受。


目前很多的高校、研究院所、企業在硅碳負極領域尚處于小試的階段，今天我們就介紹一下硅碳負極材料的實驗爐的設計要求。


主要的設計要求涉及以下幾個方面，第一溫度，第二氧含量，第三爐膛的選材，第四排氣設計。、


亞硅的碳包覆工藝主要為高溫固相包覆，包覆溫度約為850度左右，所以我們設計的實驗爐為額定溫度1100度，長時間使用溫度為1050度，這個溫度已經足夠實現我們硅碳負極材料的高溫固相包覆。


關于氧含量，通入99.999%純度的氮氣，爐內的氧含量可以控制在20個ppm以內。這可以避免在包覆過程中氧化亞硅的氧化。


爐膛的選材，為了避免碳滲透，我們放棄了輕質的氧化鋁陶瓷纖維棉板，采用了氧化鋁含量99%的氧化鋁空心球磚，高致密度可以有效的防止碳滲透。而且具有非常強的抗酸堿腐蝕性能。加熱元件我們也選擇用陶瓷剛玉管保護大大增加了使用壽命。


在氧化亞硅的混料過程中，通常會加入瀝青、葡萄糖、蔗糖等，這就帶來一個問題，瀝青會在350度左右開始揮發，形成瀝青煙氣，如果是普通的氣氛實驗爐當瀝青煙氣遇到較冷的煙囪時會發生冷凝現象，形成焦油，堵塞煙囪，使爐內的廢氣無法有效排出。


我們的硅碳負極實驗爐專門對排氣煙囪進行了優化的設計，在排氣煙囪加設保溫層，并配有加熱裝置，使瀝青煙氣在遇到煙囪時不會冷凝，有效排出爐內廢氣。


專利認證多種型號選擇（20-100kg產量）耐強酸堿性環境空氣、氧氣、氮氣、氮氫混合氣等氣體環境下的燒結模擬工業化輥道爐的燒結環境，有助于實驗室成果轉化