硅碳负极碳化炉特点优势及设计要求

硅碳负极碳化炉特点优势及设计要求

硅碳负极材料实验室烧结解决方案 

10kg级硅碳负极材料实验炉



主要技术参数：


1、设计温度：1100℃


2、使用温度：1000℃


3、加热元件：硅碳棒


4、气氛环境：惰性气氛（≤20ppm+气源氧含量）


5、炉膛尺寸：500×400×400（适用匣钵330×330×120双层或330×330×210单层）
 


窑炉特点：


1、炉膛采用高密度高纯氧化铝材质砌筑，可以有效防止硅碳负极材料在碳化过程中沥青烟气对炉膛的腐蚀。


2、加热元件采用氧化铝陶瓷套管保护，并采用单独接线方式，可以快速简便更换加热元件。


3、特别优化的排气系统，可以有效防止沥青烟气冷凝，堵塞排气管道。


4、双层设计的炉壳和全密闭的制造，可以有效保证炉膛内的惰性气氛环境。


 
20-60kg级硅碳负极材料中试炉



主要技术参数：


1、设计温度：1100℃


2、使用温度：1000℃


3、加热元件：硅碳棒


4、气氛环境：惰性气氛（≤30ppm+气源氧含量）


5、装料匣钵数量：2列2层、3列2层、3列2层2排




窑炉特点：


1、结构特殊：采用和工业化生产气氛辊道炉相同的炉膛结构、进排气方式、匣钵排列方式，可为后期气氛辊道炉生产时提供坚实、可靠的实验数据。


2、良好的温度均匀性：因采用***炉膛结构可使窑炉温度均匀性≤±5℃


3、炉膛材料及加热元件保护措施可有效防止硅碳负极材料在碳化过程中碳渗透及废气对加热元件的腐蚀。


设计要求：
负极材料作为锂电动力电池核心材料之一，对锂电池的性能起着至关重要的重要。随着人们对新能源汽车汽车续航里程的要求越来越高，很多负极材料厂家开始寻求比石墨负极材料更高熔料密度的新型负极材料，硅碳负极材料在众多的专家学者以及企业的技术人员的研究下也就应运而生。


目前硅碳负极的制备主要有两种路线，第一种为氧化亚硅的碳包覆，第二种为金属纳米硅的碳包覆。第一种的制备方式因为工艺较为可控以及使用方便为更多的企业所接受。


目前很多的高校、研究院所、企业在硅碳负极领域尚处于小试的阶段，今天我们就介绍一下硅碳负极材料的实验炉的设计要求。


主要的设计要求涉及以下几个方面，第一温度，第二氧含量，第三炉膛的选材，第四排气设计。、


亚硅的碳包覆工艺主要为高温固相包覆，包覆温度约为850度左右，所以我们设计的实验炉为额定温度1100度，长时间使用温度为1050度，这个温度已经足够实现我们硅碳负极材料的高温固相包覆。


关于氧含量，通入99.999%纯度的氮气，炉内的氧含量可以控制在20个ppm以内。这可以避免在包覆过程中氧化亚硅的氧化。


炉膛的选材，为了避免碳渗透，我们放弃了轻质的氧化铝陶瓷纤维棉板，采用了氧化铝含量99%的氧化铝空心球砖，高致密度可以有效的防止碳渗透。而且具有非常强的抗酸碱腐蚀性能。加热元件我们也选择用陶瓷刚玉管保护大大增加了使用寿命。


在氧化亚硅的混料过程中，通常会加入沥青、葡萄糖、蔗糖等，这就带来一个问题，沥青会在350度左右开始挥发，形成沥青烟气，如果是普通的气氛实验炉当沥青烟气遇到较冷的烟囱时会发生冷凝现象，形成焦油，堵塞烟囱，使炉内的废气无法有效排出。


我们的硅碳负极实验炉专门对排气烟囱进行了优化的设计，在排气烟囱加设保温层，并配有加热装置，使沥青烟气在遇到烟囱时不会冷凝，有效排出炉内废气。


专利认证多种型号选择（20-100kg产量）耐强酸碱性环境空气、氧气、氮气、氮氢混合气等气体环境下的烧结模拟工业化辊道炉的烧结环境，有助于实验室成果转化