箱式气氛炉:磷酸铁锂烧结炉氮气流量
磷酸铁锂烧结炉氮气流量
前期预抽真空,氮气洗膛流量可大些。烧结阶段需要氮气维持,流量较小。具体的需要根据炉膛大小和密封性能确定
磷酸铁锂烧结炉可选箱式气氛炉、回转管式气氛炉。回转管式气氛炉可用于实验阶段,箱式气氛炉可用于小试、中试、送样阶段烧结。
磷酸铁锂原料包括溶剂、锂源、磷酸铁、碳源,磷酸铁锂材料烧结方法:
1)将干燥的磷酸铁锂前驱体材料置于高温气氛炉中进行高温烧结,烧结过程中通入惰性气体;
2)从常温升高至烧结温度为680-780℃,该温度范围保温时间为4-12h;
3)升温过程及保温过程前2h,高温气氛炉的排废口全部打开,调整惰性气体进气流量,
保持高温气氛炉压力为正压环境,防止空气进入炉内,保证烧结处于惰性环境中;通入惰性气体将高温气氛炉的压力调整至30-100kpa。
4)保温2h后,排废口全部关闭,调整惰性气体进气流量,保持高温气氛炉压力高于标准大气压。高温气氛炉排废口全部关闭并通入惰性气体,高温气氛炉内的压力处于0.1-0.5mpa。
升温阶段产生大量的水气以及680-780℃保温前2h反应产生大量的废气,该阶段前期将排废口全部打开,有利于废气排出。同时,保持炉内微正压,防止空气进入炉内,保证烧结处于惰性环境中,减少烧结时杂质气体对磷酸铁锂烧结温度的影响。再就是在680-780℃烧结保温2h后,烧结反应已结束,此时主要为晶体生长过程,该过程将排废口关闭,同时增大惰性气体进气流量,使炉内压力处于0.1-0.5mpa,磷酸铁锂在晶体生长时处于高压环境中,使得所得磷酸铁锂颗粒更加密实,从而可以获得高压实磷酸铁锂材料。同时,高压环境,有利于碳源进入磷酸铁锂一次颗粒之间的缝隙内,从而实现对一次颗粒完整的碳包覆。
用高温气氛炉对喷雾后的干燥物料进行烧结,烧结时通入氮气,高温气氛炉中730℃保温烧结10h,其中在升温及730℃保温阶段前2h,排废口全部打开,调整惰性气体进气流量,保持高温气氛炉压力在50kpa,将水分及废气排出高温气氛炉。
730℃保温过程持续2h后,将高温气氛炉排废口全部关闭,调整惰性气体进气流量,保持高温气氛炉压力在0.3mpa,持续烧结剩余的8小时。该过程中高温气氛炉内压力高于标准大气压,磷酸铁锂材料处于被压实状态,磷酸铁锂材料烧结后表面光滑,用气流粉碎的方法对烧结后的磷酸铁锂材料进行气流破碎,制备粒径d50为 1.5μm的磷酸铁锂。