STR PSF544-12实验室用锂电正极材料箱式气氛炉

锂电池正极材料烧结炉是一款真空气氛箱式炉，也叫做无氧烧结炉，或者真空气氛烧结炉，此电炉通过预抽真空，确保炉膛内氧含量降到最低，然后通入氩气、氮气或者氮氢混合气体，从而在气氛保护下获得理想的热处理效果。此款烧结炉针对锂电池正极材料的腐蚀性 特应用特殊抗腐蚀炉膛，并且在加热元件外套保护管以防止腐蚀。采用砖耐腐蚀炉膛以及硅碳棒外套陶瓷保护管设计，减缓腐蚀性气体腐蚀。杜绝与金属接触，衬硅酸铝纤维板和纤维毯、炉门固定件须有四氟或硅胶防护垫。

*可通入氮气（99.999%）、氧气（99.999%）、氩气和氦气等惰性气体。氮气（99.99%）条件下抽换气3次可将氧含量降低至50ppm以下。

详细技术方案

1. 设备简介

STR PSF544-12 是一款专为实验室锂电正极材料(磷酸铁锂、三元、钴酸锂等)烧结/热处理开发的小型箱式气氛炉。炉膛容积 80 L,可在氧化性或惰性气氛下连续工作,是高校、研究院所及材料企业进行配方验证、小试放大的标配设备。

2. 主要用途

锂电正极材料(LFP、NCM、LCO 等)的脱脂、预烧与终烧

钠离子电池正极、固态电解质小批量烧结

粉体材料在可控氧分压或惰性气氛下的热处理、固相合成

3. 工作原理

加热:硅碳棒双面辐射加热,功率 25 kW;PID 可控硅移相调功,30 段可编程升温曲线。

气氛:先机械真空泵预抽(-0.08 MPa),再充入 N2/Ar/Air;浮子流量计 0.5–5 L·min-1 连续可调,炉内维持 0.01–0.03 MPa 微正压。

控温:N 型热电偶 + AI 人工智能仪表,分辨力 1 ℃,恒温精度 ±1 ℃

安全:超温报警、过流、短路、断偶、炉门断电、自动泄压五重保护

4. 主要技术参数

5. 结构特点(详细)

1. 炉壳:双层 Q235 喷塑钢板,层间风冷风机,表面 ≤45 ℃。

2. 炉膛:

• 内层 40 mm 莫来石砖,抗碱金属腐蚀;

• 中层 60 mm 氧化铝空心球砖,提高热反射;

• 外层 80 mm 1260 型陶瓷纤维板,蓄热小、节能 30%。

3. 加热元件:

• 硅碳棒 Φ14 mm,左右或上下两面布置;

• 每支套 Φ20 mm 刚玉管,阻断挥发物凝结,延长棒寿命。

4. 炉门:

• 手轮四点挤压密封 + 高温硅胶 O 型圈;

• 内置水冷套,防止密封圈老化;

• 炉门开启行程开关 → 自动切断加热电源。

5. 气路/真空:

• 进气 2 路(N₂、Ar 浮子流量计 0.5–5 L·min⁻¹);

• 顶部 1 路排气口,配针阀;

• 机械泵接口 + 数显真空表;

• 超压 0.05 MPa 时日本 SMC 电磁阀自动泄压。

6. 电控:

• 7 寸触摸屏,PID+SCR 控制,USB 导出数据;

• RS485 接口,支持远程监控与故障诊断

易损件清单

使用注意事项

升温速率 ≤10 ℃·min-1;900 ℃ 以上禁止开炉门,防止纤维急冷开裂。

硅碳棒仅适配干燥气氛,严禁液态金属、碱蒸汽直接接触;若处理高镍三元,建议先通湿氧排胶再转惰性气氛。

首次使用或停炉 ≥7 天,需 200 ℃×2 h 烘炉,排除吸附水。

炉门水冷套冷却水流量 ≥6 L·min?1,进水温度 ≤25 ℃;断水报警时必须立即停炉。

机械泵换油周期 500 h;泵停止后随即充 N? 保压,防止油倒吸。

热电偶插入深度 25–30 mm,定期用 900 ℃ 标准块校验,误差 >±3 ℃ 时更换。

炉内最大装载 ≤ 15 kg/层,匣钵底面距加热棒 ≥40 mm,保证气流通道。

严禁在炉膛内直接盛放 KOH、Na2CO3 等强碱;如工艺需要,须用加盖氧化铝坩埚并衬 Pt 箔。

停炉流程:先关加热 → 降至 300 ℃ 以下关气氛 → 100 ℃ 以下关水冷 → 开炉取样。

长期不用时,每月 200 ℃ 空烘 4 h,防止硅碳棒吸潮氧化。