自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备的制作方法

本发明涉及磷酸锰铁锂电池，尤其涉及自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备。

背景技术：

1、磷酸锰铁锂相较于磷酸铁锂拥有更高的电压平台，磷酸锰铁锂电压可以达到4.1v左右，而磷酸铁锂电压在3.4～3.5v左右，两者有着相同的理论克容量，因电压更高，因此在相同条件下，磷酸锰铁锂理论能量密度比磷酸铁锂高15～20％。目前，以磷酸锰铁锂电池为正极材料的锂离子二次电池由于其能量密度高、安全性能好等特点，已开始大量应用于电动工具以及电动车的动力电池。

2、磷酸锰铁锂电池正极材料在高温煅烧过程中，为了提高电池的性能，通常会添加一些碳源，碳源可在高温下与正极材料反应，从而形成一种复合材料，有助于提高电池的安全性、容量、循环寿命等。然而现有的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备再对磷酸锰铁锂电池正极材料进行煅烧过程中，难以自动添加碳源，且碳源的添加量难以控制，一旦出现碳源添加比例过多或过少时，易造成正极材料在实际煅烧过程中达不到预计的性能效果，进而降低了制成的电池使用效果。

3、针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，去解决上述提出的技术缺陷，本发明磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，通过电机一控制碳源箱内的升降板每次上升的高度，实现控制碳源的定量添加，避免了现有煅烧设备不具备自动添加碳源且难以对添加量进行控制的问题；通过设置的混料组件，实现了对正极材料与碳源均匀混合的目的，且混料效果更加高效与快速，有效的降低了混料时间，并且在煅烧过程中对正极材料起到翻料的目的，有利于对正极材料均匀煅烧的效果，降低煅烧时间，进而大大提高了工作的效率，以及便于将煅烧箱内的正极材料全部排出的效果，避免了部分正极材料残留在煅烧箱内进行二次煅烧的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，包括煅烧箱，所述煅烧箱的顶部一侧固定连通有进料斗，所述煅烧箱的顶部固定安装有碳源箱，所述碳源箱的顶部中心处通过螺栓固定安装有电机一，所述电机一的输出轴头部贯穿到碳源箱内并固定连接有丝杆，所述丝杆的底端与碳源箱内的底部转动连接，所述碳源箱内滑动连接有与丝杆螺纹连接的升降板，所述升降板的外侧壁固定连接有与碳源箱内侧壁滑动连接的橡胶套，所述碳源箱的一侧顶部与煅烧箱的顶部内侧之间固定连通有添加管；

4、所述煅烧箱的一侧外壁通过螺栓固定安装有燃烧器，所述燃烧器的喷火嘴设置在煅烧箱的内部，所述煅烧箱的底部一侧开设有出料口，且出料口内的一侧通过合页铰接有堵封板，所述煅烧箱的底部焊接有三组相对煅烧箱轴心线圆周阵列分布的支撑柱，所述煅烧箱的内部设置有混料组件。

5、优选的，所述碳源箱为长方体结构，所述升降板的形状与碳源箱的内部相适配，所述碳源箱的顶部一侧固定连通有进料管，所述碳源箱的一侧贯穿开设有观察口，所述观察口内固定嵌设有透明观察窗。

6、优选的，所述煅烧箱的底部远离其轴心线的一侧开设有活动槽，所述活动槽内滑动连接有活动板，所述活动板上固定连接有煅烧箱滑动连接的固定杆，所述堵封板上靠近活动槽的一侧开设有固定孔，所述固定杆的一端插接在对应的固定孔内，所述固定杆的外部位于活动板远离堵封板的一侧套设有弹簧，所述弹簧的两端分别与活动板和活动槽内壁固定连接。

7、优选的，所述混料组件包括电机二、转轴、转动板、竖杆、转动管套和混料杆，所述煅烧箱的底部中心处固定连接有电机安装座，所述电机安装座内的顶部通过螺栓固定安装有电机二，所述电机二的输出轴头部贯穿延伸到煅烧箱内并固定连接有转轴，所述转轴的顶端与煅烧箱内的顶部转动连接，所述转轴上固定连接有转动板，所述转动板的底部两侧对称固定连接有竖杆，各所述竖杆上均转动连接有转动管套，所述转动管套的外侧壁上圆周均匀焊接有多个混料杆。

8、优选的，所述电机安装座的顶部固定连接有与转轴转动连接的固定管，所述固定管的顶部外侧壁上固定套设有两组链轮一，各所述转动管套上均固定套设有链轮二，所述链轮二与对应的链轮一之间通过链条传动连接。

9、优选的，各所述竖杆的底端均焊接有与煅烧箱底部滑动连接的刮料板，所述刮料板呈l形结构。

10、自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备的使用方法，包括以下步骤：

11、步骤一：将葡萄糖、淀粉或蔗糖中的任意一种或两种组合的碳源或者是其他形式的碳源，通过进料管加入到碳源箱内的升降板顶部，将磷酸锰铁锂电池正极材料通过进料斗加入至煅烧箱内；

12、步骤二：启动电机一带动丝杆转动，丝杆带动升降板在碳源箱内缓慢上升，进而使碳源箱内的葡萄糖跟随升降板上升，并通过添加管流入到煅烧箱内，通过电机一控制升降板上升的高度实现控制葡萄糖的添加量；

13、步骤三：启动电机二带动转轴转动，转轴通过转动板以及竖杆带动转动管套围绕转轴转动，转动管套在转动过程中通过链轮一、链轮二与链条的配合实现转动管套的自转，并通过混料杆的配合实现对正极材料与葡萄糖的均匀混合；

14、步骤四：启动燃烧器对混合有葡萄糖的正极材料进行高温煅烧，在煅烧过程中仍控制电机二的转动，实现对煅烧箱内的正极材料均匀煅烧，煅烧完成后在出料口的底部下方放置收集箱，通过拉动活动板带动固定杆与固定孔分离并压缩弹簧，堵封板在自身重力作用下发生转动与出料口分离，实现排料的目的；

15、步骤五：在排料的同时启动电机二反向转动，带动竖杆底部的刮料板转动，通过l形的刮料板实现将煅烧箱内的正极材料全部排出，排料完成后将堵封板转动至出料口内，松开活动板在弹簧的压缩作用下固定杆复位并插接在固定孔，完成堵封板的固定，进而实现对新一轮正极材料的煅烧处理。

16、本发明的有益效果如下：

17、(1)本发明磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，在使用过程中，将葡萄糖通过进料管加入到碳源箱内的升降板顶部，启动电机一带动丝杆转动，丝杆带动升降板在碳源箱内缓慢上升，进而使碳源箱内的葡萄糖跟随升降板上升，并通过添加管流入到煅烧箱内，通过电机一控制升降板每次上升的高度，实现控制葡萄糖的定量添加，避免了现有煅烧设备不具备自动添加碳源且难以对添加量进行控制的问题。

18、(2)本发明在使用过程中，当内部的正极材料添加碳源后，启动电机二带动转轴转动，转轴通过转动板以及竖杆带动转动管套围绕转轴转动，转动管套在转动过程中通过链轮一、链轮二与链条的配合实现转动管套的自转，并通过混料杆的配合实现对正极材料与葡萄糖均匀混合的目的，且混料效果更加高效与快速，有效的降低了混料时间，并且在煅烧过程中对正极材料起到翻料的目的，有利于对正极材料均匀煅烧的效果，降低煅烧时间，进而大大提高了工作的效率。

19、(3)本发明通过在混料组件内的竖杆底部设置的刮料板，在进行排料时通过控制电机二反向转动，实现将煅烧箱内的正极材料全部排出的效果，避免了部分正极材料残留在煅烧箱内进行二次煅烧的问题。

技术特征：

1.自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，包括煅烧箱(1)，其特征在于，所述煅烧箱(1)的顶部一侧固定连通有进料斗(11)，所述煅烧箱(1)的顶部固定安装有碳源箱(2)，所述碳源箱(2)的顶部中心处通过螺栓固定安装有电机一(21)，所述电机一(21)的输出轴头部贯穿到碳源箱(2)内并固定连接有丝杆(22)，所述丝杆(22)的底端与碳源箱(2)内的底部转动连接，所述碳源箱(2)内滑动连接有与丝杆(22)螺纹连接的升降板(23)，所述升降板(23)的外侧壁固定连接有与碳源箱(2)内侧壁滑动连接的橡胶套(24)，所述碳源箱(2)的一侧顶部与煅烧箱(1)的顶部内侧之间固定连通有添加管(25)；

2.根据权利要求1所述的自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，其特征在于，所述碳源箱(2)为长方体结构，所述升降板(23)的形状与碳源箱(2)的内部相适配，所述碳源箱(2)的顶部一侧固定连通有进料管(26)，所述碳源箱(2)的一侧贯穿开设有观察口，所述观察口内固定嵌设有透明观察窗(27)。

3.根据权利要求1所述的自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，其特征在于，所述煅烧箱(1)的底部远离其轴心线的一侧开设有活动槽(16)，所述活动槽(16)内滑动连接有活动板(17)，所述活动板(17)上固定连接有煅烧箱(1)滑动连接的固定杆(18)，所述堵封板(14)上靠近活动槽(16)的一侧开设有固定孔(19)，所述固定杆(18)的一端插接在对应的固定孔(19)内，所述固定杆(18)的外部位于活动板(17)远离堵封板(14)的一侧套设有弹簧(110)，所述弹簧(110)的两端分别与活动板(17)和活动槽(16)内壁固定连接。

4.根据权利要求1所述的自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，其特征在于，所述混料组件(3)包括电机二(31)、转轴(32)、转动板(33)、竖杆(34)、转动管套(35)和混料杆(36)，所述煅烧箱(1)的底部中心处固定连接有电机安装座(111)，所述电机安装座(111)内的顶部通过螺栓固定安装有电机二(31)，所述电机二(31)的输出轴头部贯穿延伸到煅烧箱(1)内并固定连接有转轴(32)，所述转轴(32)的顶端与煅烧箱(1)内的顶部转动连接，所述转轴(32)上固定连接有转动板(33)，所述转动板(33)的底部两侧对称固定连接有竖杆(34)，各所述竖杆(34)上均转动连接有转动管套(35)，所述转动管套(35)的外侧壁上圆周均匀焊接有多个混料杆(36)。

5.根据权利要求4所述的自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，其特征在于，所述电机安装座(111)的顶部固定连接有与转轴(32)转动连接的固定管(112)，所述固定管(112)的顶部外侧壁上固定套设有两组链轮一(113)，各所述转动管套(35)上均固定套设有链轮二(37)，所述链轮二(37)与对应的链轮一(113)之间通过链条(38)传动连接。

6.根据权利要求4所述的自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，其特征在于，各所述竖杆(34)的底端均焊接有与煅烧箱(1)底部滑动连接的刮料板(39)，所述刮料板(39)呈l形结构。

7.自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及磷酸锰铁锂电池技术领域，尤其涉及自动添加碳源的磷酸锰铁锂电池高温煅烧设备，包括煅烧箱，煅烧箱的顶部固定安装有碳源箱，煅烧箱的内部设置有混料组件；本发明通过电机一控制碳源箱内的升降板每次上升的高度，实现控制碳源的定量添加，避免了现有煅烧设备不具备自动添加碳源且难以对添加量进行控制的问题；通过设置的混料组件，实现了对正极材料与碳源均匀混合且混料效果更加高效与快速，降低了混料时间，并且在煅烧过程中对正极材料起到翻料的目的，有利于对正极材料均匀煅烧的效果，降低煅烧时间，进而大大提高了工作的效率。

技术研发人员：徐厚宝,屈强,朱芹,耿樊辉
受保护的技术使用者：安徽南都华铂新材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25