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高镍三元材料实验炉的优化设计

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高镍三元材料实验炉的优化设计

三元811作为新一代的高容量密度正极材料,有部分企业已处于中试或产业化阶段,也有很多企业目前刚步入或准备步入研发阶段。

811不同于其他的锂电正极材料,因三元811采用了氢氧化锂,所以在高温固相反应时会产生大量的强碱性腐蚀气体,所以对烧结炉的炉膛材料,加热元件等的抗碱性腐蚀提出了非常高的要求,今天就谈一谈高镍三元材料实验炉的优化设计

目前国内市场上的实验炉良莠参差不齐,有兴趣的朋友可以查看我前面发的《中国实验炉现状之我见》因高镍三元材料的高温固相反应温度为850度左右,所以选用高温电阻丝加热元件。但是目前市场上在做电阻丝加热的实验炉时通常所采用的方式为将电热丝镶嵌在陶瓷纤维板内形成加热腔体,这样问题就来了,高镍三元材料的强碱性腐蚀会对高温电阻丝产生腐蚀,电阻丝非常断裂、损坏,因为炉膛材料和加热为一体的,所以更换及不方便,就算更换也需要将炉膛耐火材料一起更换,这就大大增加了后期的维护成本。

我们结合自身多年的窑炉设计制作经验,以及为国内多家正极材料厂商窑炉设计制造实际经验专门针对高镍三元材料开发了一款耐碱性腐蚀且气密性好的箱式气氛炉,此款箱式气氛炉的炉膛尺寸为500×400×400mmW*L*H),可以很轻松的放入330×330×100的匣钵。

我们主要从以下方面做了全方位的优化设计。

首先从炉膛材料的选择上,我们采用了氧化铝含量99%以上且复合的氧化锆的氧化铝空心球砖砌筑炉膛,这就让整个炉膛具有的非常强的抗碱性腐蚀,可以长期的使用。

  第二从加热元件上我们采用的高温电阻丝但是和市场上不同的是,我们采用的电阻丝棒,插入炉膛,且采用高刚玉套管保护,避免了电阻丝直接接触炉膛气体而被腐蚀。因为采用的是电阻丝棒,所以更换时也非常方便。

第三从气氛保证这方面,我们采用了底部和背墙两路多孔进气,炉膛内的进气管为多孔刚玉陶瓷管,在保证进气均匀的前提下也有效防止碱性腐蚀气体对进气管的腐蚀。

  最后排气烟囱,我们采用了不锈钢内衬氧化铝空心球,有效避免腐蚀性气体对烟囱的腐蚀,大大增加使用寿命。

高镍三元材料实验炉实样

1200℃箱式气氛炉.jpg

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