直热式炭粉石墨化装置及直热式炭粉石墨化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102491311A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102491311A(43)申请公布日2012.06.13(21)申请号201110367122.0(22)申请日2011.11.18(71)申请人马军旗地址118000辽宁省丹东市元宝区江畔国际5A2001申请人李鹏单秉福(72)发明人马军旗李鹏单秉福(74)专利代理机构北京同辉知识产权代理事务所(普通合伙)11357代理人刘洪勋(51)Int.Cl.C01B31/04(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称直热式炭粉石墨化装置及直热式炭粉石墨化方法(57)摘要本发明公开一种直热式炭粉石墨化装置，包括炉头、炉尾以及绝缘保温层，所述炉头和所述炉尾均为电极且各分别设置在装置的相对两面，所述绝缘保温层设置在除所述炉头和所述炉尾的其他四面，所述炉头、所述炉尾和所述绝缘保温层相互配合形成一个封闭腔体。本发明直热式炭粉石墨化装置具有体积小、能耗低、损耗低、生产周期短、生产效率高的优点，使得投资和生产的费用大大降低且生产出来的产品质量均匀，而且3200℃的石墨化温度进一步提高了产品的质量。CN102493ACN102491311A权利要求书1/1页1.直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，包括炉头(2)、炉尾(3)以及绝缘保温层(4)，所述炉头(2)和所述炉尾(3)均为电极且各分别设置在装置的相对两面，所述绝缘保温层(4)设置在除所述炉头(2)和所述炉尾(3)的其他四面，所述炉头(2)、所述炉尾(3)和所述绝缘保温层(4)相互配合形成一个封闭腔体。2.根据权利要求1所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，所述腔体内设置至少一层可拆卸的辅助导电体(12)，所述辅助导电体(12)是石墨纸、石墨毡或炭毡。3.根据权利要求2所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，所述腔体内还包括绝缘隔离层，所述绝缘隔离层(10)为矩形槽，所述绝缘隔离层(10)以木质复合板作为底层和两侧面。4.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，还包括导电过渡段，所述导电过渡段为炉头(2)和炉尾(3)与腔体之间的空隙，所述导电过渡段由填充料(7)和封闭石墨板(8)组成，所述填充料(7)填充于所述电极和所述封闭石墨板(8)之间，所述填充料(7)是石墨粉和/或石墨块。5.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，所述绝缘保温层(4)为中粒径比待石墨化炭粉小的炭粉或炭黑或两者的混合物。6.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，还包括绝缘绝热层，所述绝缘绝热层设置在所述绝缘保温层(4)的下方，所述绝缘绝热层包括石英砂和炭粉混合层(5)以及石英砂层(6)，所述石英砂和炭粉混合层(5)设置在石英砂层(6)的上方。7.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，所述电极为水冷型石墨电极。8.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，还包括炉顶覆盖层(9)，所述覆盖层(9)设置在上部绝缘保温层(4)的上方，所述炉顶覆盖层(9)为焦粉。9.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，还包括炉墙(1)，所述炉墙(1)由耐火砖砌筑形成。10.根据权利要求1至3中任一所述的直热式炭粉石墨化装置，其特征在于，还包括在线测温装置(11)，所述在线测温装置(11)插入到所述腔体中。11.一种直热式炭粉石墨化方法，其特征在于，用电极给绝缘保温层(4)包围的待石墨化炭粉直接通电，电流经过待石墨化炭粉产生热量达到石墨化温度，使炭粉石墨化。2CN102491311A说明书1/3页直热式炭粉石墨化装置及直热式炭粉石墨化方法技术领域[0001]本发明涉及炭粉热处理领域，特别涉及一种直热式炭粉石墨化装置和方法。背景技术[0002]在现有技术中，炭粉石墨化是锂离子电池负极材料生产过程中的重要步骤，对炭负极材料的品质和成本影响很大。一直以来国内外炭粉石墨化都是采用两种方法，一种是艾奇逊炉坩埚石墨化法，这种方法将待石墨化炭粉装入石墨坩埚中，再将坩埚埋入焦粉中，利用焦粉通电后的电阻热间接对炭粉加热，然而这种石墨化方法要求炉体的体积很大，而且石墨化的温度也不均匀，严重影响产品的质量，由于坩埚需要反复使用，所以温度不宜升的过高，然而温度的高低直接影响产品的质量，这种方法的另一个明显缺点是一次性投入大、间接加热造成能源消耗过高，石墨坩埚的损耗也比较大，而且操作比较麻烦，人工投入大；第二种方法是串接石墨化法，它是对装炭粉的坩埚直接通电加热，然而这种方法单炉产量低，最高石墨化温度也受到很大限制。发明内容[0003]针对现有技术中存在的不足，本发明的目