本發(fā)明涉及石墨化，具體涉及一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)及運行方法。

背景技術：

1、鋰電池負極石墨化系統(tǒng)是鋰電池制造過程中至關重要的一環(huán)，主要涉及將炭質(zhì)材料轉(zhuǎn)化為具有石墨三維規(guī)則有序結(jié)構(gòu)的石墨質(zhì)炭的過程。石墨化是指非石墨質(zhì)炭在高溫電爐內(nèi)保護性介質(zhì)中或隔絕空氣的情況下，被加熱到2000℃以上，使六角碳原子平面網(wǎng)狀層堆疊結(jié)構(gòu)完善發(fā)展，轉(zhuǎn)變成具有石墨三維規(guī)則有序結(jié)構(gòu)的石墨質(zhì)炭的過程。這一過程主要通過高溫熱處理（htt）實現(xiàn)，溫度范圍通常在2300~3000℃之間，具體溫度取決于所需石墨化程度和材料特性。

2、目前行業(yè)所使用的最廣泛的設備是艾奇遜爐，以發(fā)明者艾奇遜的名字命名。該爐型在耐火材料構(gòu)筑的長形爐體內(nèi)，裝入炭的坯料和顆粒料，組成導電的爐芯，通過電阻料發(fā)熱升溫，使炭的坯料在高溫下轉(zhuǎn)變?yōu)槿嗽焓?，由于電阻料的特點是隨溫度升高電阻率降低，因此，在石墨化爐加熱過程中，電阻料的溫度不斷上升，電阻料的電阻率逐漸降低，從而導致加熱功率逐漸增加，這就導致供電的變壓器在加熱初期負荷較低，在加熱后期負荷較高，因此需要購置大功率變壓器供電，并且在加熱初期變壓器的功率利用率不高，增加了生產(chǎn)成本。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服上述技術不足，提出一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)及運行方法，解決現(xiàn)有技術中為石墨化爐供電的變壓器在加熱初期負荷較低，在加熱后期負荷很高，因此需要購置大功率變壓器供電，并且在加熱初期變壓器的功率利用率不高，增加了生產(chǎn)成本的技術問題。

2、為達到上述技術目的，本發(fā)明采取了以下技術方案：

3、本發(fā)明提供了一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，包括：

4、載運機構(gòu)，所述載運機構(gòu)包括環(huán)形水槽及若干個移動船，各個所述移動船上均安裝有一石墨化爐，各個所述石墨化爐內(nèi)均設置有溫度傳感器；

5、水流控制機構(gòu)，所述水流控制機構(gòu)用于控制所述環(huán)形水槽內(nèi)的水流方向，以帶動各個移動船移動；以及，

6、變壓器，所述變壓器的輸出端與位于若干加熱區(qū)的移動船的石墨化爐均電連接。

7、在一些實施例中，所述環(huán)形水槽的寬度各處相等，所述移動船的橫向?qū)挾群涂v向?qū)挾认嗟?，并小于所述環(huán)形水槽的寬度；

8、所述移動船包括船體及若干卡緊件，若干所述卡緊件分別布置于所述船體的各個方向；

9、所述卡緊件包括卡緊氣缸、安裝塊、彈簧及摩擦片，所述卡緊氣缸的缸體固定于所述船體，所述卡緊氣缸的輸出軸與所述安裝塊固定連接，所述彈簧的兩端分別與所述安裝塊及所述摩擦片固定連接，所述摩擦片用于與環(huán)形水槽的內(nèi)側(cè)壁抵接。

10、在一些實施例中，所述水流控制機構(gòu)包括第一閘門、第二閘門、主水泵、進水泵及排水泵，所述第一閘門及所述第二閘門均設置于所述環(huán)形水槽內(nèi)，所述第一閘門遠離所述第二閘門的一側(cè)為第一進水側(cè)，所述第一閘門靠近所述第二閘門的一側(cè)為第一排水側(cè)，所述第二閘門靠近所述第一閘門的一側(cè)為第二進水側(cè)，所述第二閘門遠離所述第一閘門的一側(cè)為第二排水側(cè)，所述主水泵的進口與所述第一進水側(cè)連通，所述主水泵的出口與所述第二排水側(cè)連通，所述進水泵的進口與所述第一進水側(cè)連通，所述進水泵的出口與所述第一排水側(cè)連通，所述排水泵的進口與所述第二進水側(cè)連通，所述排水泵的出口與所述第二排水側(cè)連通。

11、在一些實施例中，所述主水泵的進口經(jīng)由第一連接管與所述第一進水側(cè)連通，所述主水泵的出口經(jīng)由第二連接管與所述第二排水側(cè)連通。

12、在一些實施例中，所述進水泵的進口經(jīng)由第三連接管與所述第一進水側(cè)連通，所述進水泵的出口經(jīng)由第四連接管與所述第一排水側(cè)連通。

13、在一些實施例中，所述排水泵的進口經(jīng)由第五連接管與所述第二進水側(cè)連通，所述排水泵的出口經(jīng)由第六連接管與所述第二排水側(cè)連通。

14、在一些實施例中，所述環(huán)形水槽的兩內(nèi)側(cè)壁上對稱設置有豎直延伸的第一卡槽，所述第一閘門包括第一閘板及第一升降機，所述第一閘板滑動設置于所述第一卡槽，所述第一升降機與所述第一閘板連接、并用于驅(qū)動所述第一閘板上下移動。

15、在一些實施例中，所述環(huán)形水槽的兩內(nèi)側(cè)壁上對稱設置有豎直延伸的第二卡槽，所述第二閘門包括第二閘板及第二升降機，所述第二閘板滑動設置于所述第二卡槽，所述第二升降機與所述第二閘板連接、并用于驅(qū)動所述第二閘板上下移動。

16、在一些實施例中，所述變壓器的輸出端經(jīng)由若干導線與位于若干加熱區(qū)的移動船的石墨化爐均電連接。

17、本發(fā)明還提供了一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)的運行方法，適用于所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，且包括如下步驟：

18、s1、通過水流控制機構(gòu)2控制環(huán)形水槽11內(nèi)的水流方向，以帶動各個移動船12移動，從而帶動石墨化爐依次經(jīng)過裝料工位、加熱工位、冷卻工位及卸料工位；

19、s2、當任一移動船移動到裝料工位時，對該移動船進行固定，再對該移動船上的石墨化爐進行裝料，裝料完畢后解除對該移動船的固定，移動船再順著水流移動；

20、s3、加熱工位分為若干個加熱區(qū)，各個加熱區(qū)均預設加熱目標溫度，且沿移動船移動方向，各個加熱區(qū)的加熱目標溫度依次增加，當任一石墨化爐移動到某一加熱區(qū)時，對該移動船進行固定，再將變壓器的輸出端與移動船上的石墨化爐的接頭電連接，加熱時檢測石墨化爐的溫度，當溫度達到加熱目標溫度時，斷開變壓器的輸出端與石墨化爐的接頭的連接，解除對該移動船的固定，移動船再順著水流移動，使石墨化爐移動到下一個加熱區(qū)，繼續(xù)在下一個加熱區(qū)進行加熱，變壓器為所有加熱區(qū)的石墨化爐同時供電；

21、s4、當任一移動船移動到冷卻工位時，對移動船上的石墨化爐進行冷卻；

22、s5、當任一移動船移動到卸料工位時，將移動船固定后，對移動船上的石墨化爐進行卸料，卸料完畢后解除對該移動船的固定，移動船再順著水流移動。

23、與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明提供的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)及運行方法裝置的有益效果是：通過水流控制機構(gòu)控制環(huán)形水槽內(nèi)的水流方向，以帶動各個移動船移動，使各個石墨化爐依次經(jīng)過各個加熱區(qū)，每個加熱區(qū)的加熱目標溫度均不相同，石墨化爐依次經(jīng)過各個加熱時，溫度逐漸升高，加熱目標溫度高的加熱區(qū)的加熱功率高，加熱目標溫度低的加熱區(qū)的加熱功率低，但由于變壓器為所有加熱區(qū)的石墨化爐同時供電，這樣，在系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，總加熱功率可以保持大致穩(wěn)定，從而使加熱過程中的功率需求更為平穩(wěn)，提高變壓器的功率利用率，降低生產(chǎn)成本。

技術特征：

1.一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形水槽的寬度各處相等，所述移動船的橫向?qū)挾群涂v向?qū)挾认嗟?，并小于所述環(huán)形水槽的寬度；

3.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述水流控制機構(gòu)包括第一閘門、第二閘門、主水泵、進水泵及排水泵，所述第一閘門及所述第二閘門均設置于所述環(huán)形水槽內(nèi)，所述第一閘門遠離所述第二閘門的一側(cè)為第一進水側(cè)，所述第一閘門靠近所述第二閘門的一側(cè)為第一排水側(cè)，所述第二閘門靠近所述第一閘門的一側(cè)為第二進水側(cè)，所述第二閘門遠離所述第一閘門的一側(cè)為第二排水側(cè)，所述主水泵的進口與所述第一進水側(cè)連通，所述主水泵的出口與所述第二排水側(cè)連通，所述進水泵的進口與所述第一進水側(cè)連通，所述進水泵的出口與所述第一排水側(cè)連通，所述排水泵的進口與所述第二進水側(cè)連通，所述排水泵的出口與所述第二排水側(cè)連通。

4.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述主水泵的進口經(jīng)由第一連接管與所述第一進水側(cè)連通，所述主水泵的出口經(jīng)由第二連接管與所述第二排水側(cè)連通。

5.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述進水泵的進口經(jīng)由第三連接管與所述第一進水側(cè)連通，所述進水泵的出口經(jīng)由第四連接管與所述第一排水側(cè)連通。

6.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述排水泵的進口經(jīng)由第五連接管與所述第二進水側(cè)連通，所述排水泵的出口經(jīng)由第六連接管與所述第二排水側(cè)連通。

7.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形水槽的兩內(nèi)側(cè)壁上對稱設置有豎直延伸的第一卡槽，所述第一閘門包括第一閘板及第一升降機，所述第一閘板滑動設置于所述第一卡槽，所述第一升降機與所述第一閘板連接、并用于驅(qū)動所述第一閘板上下移動。

8.根據(jù)權利要求3所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述環(huán)形水槽的兩內(nèi)側(cè)壁上對稱設置有豎直延伸的第二卡槽，所述第二閘門包括第二閘板及第二升降機，所述第二閘板滑動設置于所述第二卡槽，所述第二升降機與所述第二閘板連接、并用于驅(qū)動所述第二閘板上下移動。

9.根據(jù)權利要求1所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，其特征在于，所述變壓器的輸出端經(jīng)由若干導線與位于若干加熱區(qū)的移動船的石墨化爐均電連接。

10.一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)的運行方法，其特征在于，適用于如權利要求1-9中任意一項所述的鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)，且包括如下步驟：

技術總結(jié)
本發(fā)明公開了一種鋰電池負極石墨恒功率石墨化系統(tǒng)及運行方法，系統(tǒng)包括載運機構(gòu)、水流控制機構(gòu)及變壓器，載運機構(gòu)包括環(huán)形水槽及若干個移動船，各個移動船上均安裝有一石墨化爐，各個石墨化爐內(nèi)均設置有溫度傳感器；水流控制機構(gòu)用于控制環(huán)形水槽內(nèi)的水流方向，以帶動各個移動船移動。本發(fā)明的有益效果是：通過水流控制機構(gòu)控制環(huán)形水槽內(nèi)的水流方向，以帶動各個移動船移動，使各個石墨化爐依次經(jīng)過各個加熱區(qū)，由于變壓器為所有加熱區(qū)的石墨化爐同時供電，這樣，在系統(tǒng)穩(wěn)定運行后，總加熱功率可以保持大致穩(wěn)定，從而使加熱過程中的功率需求更為平穩(wěn)，提高變壓器的功率利用率，降低生產(chǎn)成本。

技術研發(fā)人員：吳建云
受保護的技術使用者：湖南云米新能源有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6