锂电池正极材料焙烧及冷却系统三元正极材料高温间接煅烧窑

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锂电池正极材料是决定锂离子电池容量、安全性和成本的最核心材料。锂电池正

过

固相烧结法制备镍钴锰酸锂(NCM)、镍钴铝酸锂(NCA)三元正极材料。

一、锂电池正极材料焙烧及冷却系统，高温间接煅烧窑，三元正极材料煅烧回转窑概况：锂电池正极材料焙烧及冷却系统，包括：依拱进料装置、焙烧装置、冷却装置和尾气处理装置；其中，焙烧装置包括回转焙回转焙烧窑的进料端和出料端存在设定的倾角；回转焙烧窑设置多组加热单元，以独立控制焙烧窑不同位段的温度；焙烧过程中所需气体由焙烧窑出料端进入窑原料缓存仓内设有破拱件进行破拱；原料缓存仓依次连接下料关风器、除铁和进料螺旋，进料螺旋连接回转焙烧窑。

将物料粉末原料吊至拆包机上方，拆包后经下料气动蝶阀进入原料缓存仓(该

仓可以设置称重传感器，精确计量进料量)，仓内物料经具有破拱作用的装置或结构(如仓

焙烧装置包括：回转焙烧窑，以电机带动焙烧窑转动，进料端与出料端存在倾斜可停留时间。在焙烧窑非支撑段的下部设置多组电加热装置或燃气烧嘴，窑体外设置保温炉膛，炉膛与电加热装置或燃气燃烧系统处于静止状态。在焙烧窑内，原料与炉膛电加热置或燃气燃烧系统间接换热，实现物料的脱水与焙烧。

回转焙烧窑的结构，焙烧窑为间接加热回转窑，即在回转设置加热炉膛，炉膛设置天然气热源(设置多组电加热装置，每个单独可调)，窑

筒体受热并与窑内物料发生传热；窑内前端内壁设置导料板，与回转焙烧窑筒体中心线呈设定角度，可将物料快速送至焙烧段加热；回转焙烧窑筒体外壁设置自力式振打

结构。

同时筒体外壁设置自力式振打结构，防止原料粘结在筒壁上。焙烧段设置扬料板及延时板，将物料扬撒翻转及延时，加大换热面积及与工艺气体的接触面积，使得物分有效加热，可以提高热利用效率，促进物料焙烧，提高物料振实密度等物性指扬料板为沿周向均匀设置在回转焙烧窑内壁上的楔形体结构。烧窑自进料端到出料端，其内壁依次设置导料板、扬料板和延时板；板设置在回转焙烧窑内壁上，延时板与导料板的倾斜方向相反。导料板动物料往窑出料端方向移动的作用，而延时板作用刚好与之相反，起到延缓阻尼物料向窑出料端移动的作用。

冷却装置与焙烧窑出料罩通过高温卸料阀相连，脱水与焙烧后的高温三元正极材料经高温卸料阀进入冷却装置(如冷却转筒、粉体流冷器或冷却螺旋料经卸料阀进入下一工段。采用冷却水对卸料阀和冷却装置降温，冷却水进入高温卸料阀冷却腔，通过对流传热，及时将构件热量转移而使其温度得以有效控制，

尾气处理装置：在焙烧过程中，需要纯氧、氮气或压缩空气等工艺气体作为工艺氛体由焙烧窑出料端进入窑内，由焙烧窑进料端排风口出焙烧窑，进入尾气处理装置；

为尽量减少物料与焙烧窑筒壁相对摩擦而引入的金属异物，焙烧窑

料接触的部分(包括筒体、进料罩、出料罩8、内构件等)喷涂特氟龙、碳化钨；对焙烧窑及冷却滚筒内部过流部件进行高等级抛光处理，可有效降低最终产品的金采用钛材设备，同样可以有效减少金属异物掺入。二、锂电池正极材料焙烧及冷却系统，高温间接煅烧窑，三元正极材料煅烧回转窑工艺流程：

(1)吨包的氢氧化镍钴铝物料通过行车提升至拆包机1拆包，下料关风器5电机变

便控制下料量；经除铁器、进料螺旋，最后进入焙烧窑内部；焙烧窑进料端设置

，便于工艺尾气由焙烧窑排出；称重仓内壁喷涂特氟龙涂层、进料螺旋过流涂碳化钨涂层，防止金属摩擦引入金属异物；(2)调节焙烧窑运行频率，保证物料停留时间在3~8h；焙烧窑为间接加热回转窑，其外部炉膛设置6组电加热装置，炉膛温度控制在300~600℃，此时氢氧化镍钴铝物料在高

充分受热、焙烧，水分快速蒸发、物料振实密度等物性指标逐步变化；通过调节后续引风机14频率，控制焙烧窑油气出口压力50~300Pa；高温尾气经冷风阀掺入常温

的

尾气经引风机排至车间外。布袋除尘器收集的物料通过布袋卸料阀排入原料称重仓布袋卸料阀过流部件喷涂特氟龙涂层，防止金属摩擦引入金属异物。(3)进焙烧窑出料罩进气主管路上设置流量计及电动调节阀，且焙烧窑排风口处设置氧气分析仪，系统预热及焙烧过程中，可以在线检测工艺气体流量及窑内氧气而连锁调节进气电动调节阀开度，达到具体氧含量分数的要求。当工艺氛围需要(4)焙烧后的高温物料通过高温卸料阀进入冷却装置，进行急冷降温；正常生产时，冷却筒体转速变频可调，控制物料在筒内停留时间15~60分钟内，从排料温度。通过冷却卸料阀11排出，物料排料温度达到下一工段要求。冷却卸料阀流部件喷涂特氟龙涂层，防止金属摩擦引入金属异物。(5)焙烧窑进出料端机械密封用气体、高温卸料阀密封用气体、卸料阀密封用气，分别采用纯氧