锂电池正极材料烧结炉：真空气氛箱式炉
锂电池正极材料烧结炉介绍
锂电池正极材料烧结炉(真空气氛箱式炉)技术介绍
一、产品概述
锂电池正极材料烧结炉是一种专为高端粉体材料热处理工艺设计的真空气氛箱式炉,又称无氧烧结炉或真空气氛保护烧结炉。该设备通过预抽真空 + 气氛置换的方式,将炉膛内氧含量降至极低水平(<30ppm),并在氩气(Ar)、氮气(N2)或氮氢混合气(N2/H2)等惰性或还原性气氛保护下,实现对锂电池正极材料(如磷酸铁锂LiFePO4、三元材料NCM、钴酸锂LiCoO4等)的精准控温热处理。
鉴于正极材料在高温下易与氧、水分及金属杂质发生反应,导致性能劣化,本设备特别采用抗腐蚀炉膛设计与多重污染防护结构,确保材料纯度和烧结质量。适用于高校研究院所、企业研发中心及小批量高端生产场景,广泛应用于锂电池材料、半导体陶瓷、氮化硅(Si3N4)、MLCC、磁性材料、催化剂等领域。
二、核心特点
| 特性类别 | 详细说明 |
|---|---|
| 耐腐蚀设计 | 炉膛采用摩根特种耐碱耐火砖(Morgan TR-20系列)砌筑,耐强碱腐蚀(pH<10),抗高温水汽侵蚀;加热元件为硅碳棒(SiC),外套高纯刚玉陶瓷保护管,杜绝腐蚀气体接触,延长使用寿命。 |
| 温场均匀性优异 | 采用三面(左、右、底)或双面(左、右)加热布局,配合多段PID分区控温技术,确保炉膛断面温差≤±5℃,满足高端材料对温度均匀性的严苛要求。 |
| 高密封性结构 | 双层密封系统:炉顶与炉门采用高温密封设计 |
| 灵活气氛控制 | 支持通入多种高纯气体: |
| 高效真空系统 | 配置双级旋片式真空泵 + 真空挡板阀 + 真空计,极限真空度可达 -0.1MPa(相对真空,即≤10Pa绝对压力);支持自动抽换气程序(如:抽真空→充氮→抽真空,循环3次),快速降低氧含量至<30ppm。 |
| 智能温控系统 | • 10寸高清彩色触摸屏, |
| 防污染设计 | 整机除电气元件外,所有金属结构件、紧固件、密封件、涂层均不含铜(Cu)、锌(Zn)等有害金属元素,避免高温下挥发污染材料,满足锂电行业对金属杂质<50ppm的严苛要求。 |
| 操作安全性高 | • 炉壳为双层Q235碳钢+静电喷塑,表面温升≤35℃; |
三、技术参数(标准型号:STR-PSF543-11)
| 项目 | 参数 |
|---|---|
| 炉膛有效尺寸 | 400 × 400 × 400 mm(宽×深×高) |
| 容积 | 64 L |
| 最高工作温度 | 1100℃(≤2小时,短时极限) |
| 长期工作温度 | 0 ~ 1000℃ |
| 加热元件 | 硅碳棒(SiC),三面加热,外套刚玉保护管 |
| 热电偶 | S型(Pt-Rh),陶瓷刚玉套管密封,单温区控温 |
| 控温精度 | ±1℃ |
| 温场均匀性 | ≤±5℃(在900℃空载9点测温) |
| 升温速率 | 推荐 ≤20℃/min(可编程调节,0.1~30℃/min可调) |
| 额定功率 | 18 kW |
| 供电电源 | AC 380V ±10%,50Hz,三相五线制 |
| 真空系统 | 旋片泵,极限真空 ≤10Pa(-0.1MPa相对) |
| 气氛系统 | 1路进气,1路排气,浮子流量计控制(可选MFC多路) |
| 炉膛材料 | 摩根耐碱砖 + 轻质陶瓷纤维复合内衬 |
| 炉壳结构 | Q235碳钢,内外喷塑,双层风冷结构 |
| 外形尺寸 | 约 1100 × 1200 × 1600 mm(含控制柜) |
| 重量 | 约 800 kg |
| 标准认证 | 符合 CE / ISO9001 质量管理体系 |
✅ 支持定制:炉膛尺寸、温度(最高1200℃)、多温区、旋转炉膛、自动进出料系统、H₂浓度监测系统、远程物联网监控等均可按需设计。
四、典型应用场景
| 应用领域 | 具体用途 |
|---|---|
| 锂电池正极材料 | 磷酸铁锂(LiFePO₄)碳包覆烧结、三元材料(NCM/NCA)前驱体煅烧、钴酸锂(LCO)氧化烧结 |
| 固态电解质 | LLZO、LGPS等硫化物/氧化物固态电解质无氧烧结 |
| 半导体陶瓷 | MLCC介质陶瓷、压敏电阻、热敏电阻烧结 |
| 氮化硅陶瓷 | Si₃N₄轴承球、结构件无压/气压烧结前脱脂预处理 |
| 催化剂材料 | 汽车尾气催化剂、分子筛焙烧 |
| 科研实验 | 新材料开发、小试工艺验证、热重分析辅助设备 |
五、系统构成清单(主要部件)
| 序号 | 部件名称 | 规格/品牌 | 数量 |
|---|---|---|---|
| 1 | 炉体主机 | STR-PSF543-11,含炉膛、炉壳、加热系统 | 1套 |
| 2 | 温控系统 | 10寸触摸屏,PID程序控制,数据记录 | 1套 |
| 3 | 热电偶 | S型,陶瓷保护管 | 1支 |
| 4 | 真空系统 | 旋片泵,2XZ-8,8L/s | 1台 |
| 5 | 气氛系统 | 浮子流量计,LZB-10,0.1~1L/min | 1路 |
| 6 | 密封系统 | 硅胶O型圈、金属波纹管、水冷法兰 | 全套 |
| 7 | 安全系统 | 超温保护、断偶报警、漏电保护 | 全套 |
| 8 | 操作手册 | 中文电子版+纸质版 | 各1份 |
六、安装与使用条件
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| 环境温度 | 5 ~ 40℃ |
| 相对湿度 | ≤85%RH,无冷凝 |
| 地面承重 | ≥1000 kg/m²,平整水泥地面 |
| 通风条件 | 建议独立设备间,配排风系统(排除逸出气体) |
| 冷却水 | 可选:炉门/法兰水冷(0.2~0.4MPa,循环水) |
| 气源要求 | 氮气/氩气:纯度≥99.999%,入口压力0.2~0.4MPa |
七、可选扩展功能(增值服务)
| 功能模块 | 说明 |
|---|---|
| ✅ 质量流量控制系统(MFC) | 1~4路气体,精度±1%F.S,支持编程比例混合 |
| ✅ 氢气浓度监测与报警 | 专用H₂传感器,超阈值自动停炉并充氮保护 |
| ✅ 物联网远程监控 | 支持WiFi/4G,手机APP实时查看温度、曲线、报警 |
| ✅ 自动进出料系统 | 电动轨道+密封闸门,实现半连续生产 |
| ✅ 多温区独立控温 | 2~3温区,每区独立PID,适合梯度烧结 |
| ✅ 尾气处理装置 | 冷凝+吸附塔,处理腐蚀性或有机废气 |
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。
此电炉因其不错的性能,目前已经广泛应用到锂电池正极材料的研究以及半导体、氮化硅等产品的研发以及小批量生产!
锂电池正极材料烧结炉特点
1、砖耐腐蚀炉膛以及为 硅碳棒为防止腐蚀性气体腐蚀,外套陶瓷保护管。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,杜绝与金属接触。
3、采用双面或三面加热,炉温均匀性高
6、密封性能好,两层密封:炉门手轮,硅胶圈密封锁紧。
7、可通入多种气体:
*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30ppm以下。
*浮子流量计,控制进气流量。
锂电池正极材料烧结炉技术参数(可定制)
|
型号 |
STR-PSF543-11 |
|---|---|
|
炉膛尺寸 |
400x400x400mm; |
|
最高工作温度 |
1100℃(<2小时) |
|
长期工作温度 |
0-1000℃ |
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电压及额定功率 |
380V,50HZ,18KW |
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温控仪表 |
1. 10寸液晶触摸屏,集测量、显示、控制、报警、记录等,可进行手动和自动模式切换。 2. 可针对不同的产品工艺要求,编制不同的工艺曲线,可编制并储存30条。 3. 每条工艺曲线可编制30段温度控制步骤,设定升温、保温、降温时间,进行温度的自动化控制。并在触摸屏主界面进行实时温度状态查看。 4. 曲线记录功能。可储存过去30天的所有工作曲线,并可以用U盘导出到电脑,生成Excel表格。 5. 温度控制:可编程控温仪表,PID调节, 6. 温控仪表:线性电流输出,触发器移相触发反并联双向可控硅,精确控制温度的精度。 7. 警报: 超温报警:炉内温度上升达到报警温度时,自动切断电源,仪表报警。 断偶报警:热电偶开路,仪表报警并自动断电。 |
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控温精度 |
± 1℃ |
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加热速率 |
1000oC以下,推荐升温速率<20 oC /分钟 |
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热电偶 |
控温热电偶:S型 (陶瓷刚玉管保护套管并作密封处理),单温区控温。 |
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温场均匀性 |
断面温差小于±5 oC |
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加热元件 |
硅碳棒,为防止腐蚀性气体腐蚀硅碳棒,外套陶瓷保护管。 三面加热, |
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气体保护 |
可通入氮气(99.999%)、氧气(99.999%)、氩气和氦气等惰性气体。氮气条件下抽换气3次可将氧含量降低至30ppm以下。 |
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炉膛 |
炉膛主体耐火材料使用耐强碱腐蚀材料,优选摩根砖;耐高温水汽、酸碱性(PH<10)。 |
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炉壳结构 |
炉壳采用Q235碳钢制作,并作内外静电喷塑处理。 |
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真空度及真空系统 |
真空度需达到-0.1Mpa。 |
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污染防护措施 |
除电器相关部品,其他部件包括油漆不使用含铜、锌制作成分。 |
