匣钵的制作方法

本实用新型涉及一种匣钵，特别涉及一种在煅烧锂离子高镍正极材料时使用的匣钵。

背景技术：

在制备锂离子高镍正极材料时，原料需采用匣钵来装载，再放入烧结炉在通入氧气的条件下进行高温煅烧。目前广泛使用的匣钵为方形匣钵，外壁厚度一致。匣钵进入炉膛内匣钵与匣钵之间紧密并排，从下往上通入氧气进行煅烧。

在煅烧过程中，过低的烧结温度或者氧气不充足会造成原料分解不完全，导致碱性过强，对湿度的敏感性增强，进而影响电池性能。

技术实现要素：

为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供一种具有凸起的匣钵，其能够在烧结时匣钵与匣钵之间预留通气空间。

根据本实用新型的技术方案，所述匣钵包括底壁和侧壁，所述侧壁和所述底壁限定了凹腔，其中，所述侧壁的外侧设有至少一个凸起。

可选地，所述侧壁设有至少一个与所述凹腔连通的开口。

可选地，所述侧壁的顶端设有至少一个缺口。

可选地，所述凸起垂直于所述侧壁。

可选地，所述凸起从所述侧壁突出1mm～5mm。

可选地，所述匣钵由耐高温材料制成。

可选地，所述匣钵由莫来石、堇青石、氧化铝或氧化锆中的一种或多种材料制成。

可选地，相邻侧壁之间的连接处形成圆形拐角。

可选地，所述圆形拐角从所述侧壁突出，以形成所述凸起。

可选地，所述底壁为正方形。

与现有技术相比，本实用新型实施例的技术方案具有以下有益效果：

通过在匣钵的侧壁上设置至少一个凸起，使得在烧结时匣钵与匣钵之间能够预留通气空间，及时排除废气，使原料与氧气之间充分接触，进行完全地分解，有效地提升了产品的品质和性能。

附图说明

本实用新型的其它特征以及优点将通过以下结合附图详细描述的可选实施方式更好地理解，附图中相同的标记表示相同或相似的部件，其中：

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的匣钵的立体图；

图2示出了图1中的匣钵的俯视图；

图3示出了图1中的匣钵的侧视图；

图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的匣钵的侧视图；

图5示出了根据本实用新型的又一个实施例的匣钵的侧视图。

具体实施方式

下面详细讨论实施例的实施和使用。然而，应当理解，所讨论的具体实施例仅仅示范性地说明实施和使用本实用新型的特定方式，而非限制本实用新型的范围。在描述时各个部件的结构位置例如上、下、顶部、底部等方向的表述不是绝对的，而是相对的。当各个部件如图中所示布置时，这些方向表述是恰当的，但图中各个部件的位置改变时，这些方向表述也相应改变。

在高温煅烧过程中，发现匣钵与匣钵之间紧密接触，中间的匣钵之间不能形成有效通气空间，气体只能从两侧的匣钵排出，这造成烧结过程中的废气不能及时排出，需要增加通气量或者采用单层匣钵，严重影响了产能和质量。为了解决这一问题，本实用新型提出一种具有凸起的匣钵，有效解决了进排气不畅的问题。

图1示出了根据本实用新型的一个实施例的匣钵的立体图，图2示出了图1中的匣钵的俯视图，以及图3示出了图1中的匣钵的侧视图。该匣钵可以用于制备锂离子高镍正极材料。具体地，该匣钵100包括底壁10和侧壁20，侧壁20和底壁10限定了凹腔30，凹腔30用于放置制备锂离子高镍正极材料的原料。其中，侧壁20的外侧上设有至少一个凸起40。

为了便于氧气在匣钵之间的流通，侧壁20还设有至少一个与凹腔30连通的开口21。该开口21可以是多个小尺寸的通气孔，也可以是一个大尺寸的开口，开口的高度可以为5mm～30mm。该开口21可以具有任意的形状，包括但不限于圆形、椭圆形、矩形、正方形、梯形等。该开口21可以位于侧壁20的范围内，也可以延伸到侧壁20的顶端，即，在侧壁20的顶端形成缺口。当使用双层匣钵时，这种结构是特别有利的，缺口形成气体流通的通道，缺口两侧的侧壁还用于支撑上层的匣钵。

在一些实施例中，凸起40可以垂直于侧壁20向外延伸。在其他实施例中，凸起40还可以相对于侧壁20倾斜地向外延伸。在一些实施例中，凸起40沿着侧壁20的整个高度方向延伸，这样可以简化匣钵的结构，从而简化匣钵的制造工艺；在其他的实施例中，凸起40可以沿着侧壁20的部分高度延伸，当然也可以在侧壁20的高度方向上设置多个凸起40。

在一些实施例中，侧壁20的厚度为5mm～15mm，凸起40的高度为1mm～5mm。侧壁20可以与凸起40一体地成型，从而简化匣钵100的制造工艺，这时凸起40处的侧壁20的厚度要比其他位置的侧壁20的厚度大1mm～5mm，可以根据具体的匣钵的大小而适当地改变。

在一些实施例中，匣钵100由耐高温材料制成。例如，匣钵100可以由矿石材料制成，包括但不限于莫来石或堇青石等，莫来石是一种优质的耐火原料，它具有膨胀均匀、热震稳定性极好、荷重软化点高、高温蠕变值小、硬度大、抗化学腐蚀性好等特点，而堇青石最大的特性是热膨胀系数小，堇青石在火中的化学承受力度很大，不容易化解，其耐火温度为1580℃～1770℃。

匣钵100也可以由金属材料制成，包括但不限于氧化铝或氧化锆。氧化铝耐火材料具有粒度均匀、流动性、分散性好等特点，同时它整体具有良好的抗酸、碱性，熔渣侵蚀性好、强度高、耐磨性好，热震稳定性优良，而氧化锆可以用来制作氧化锆纤维，氧化锆纤维是一种多晶质耐火纤维材料。由于zro2物质本身的高熔点、不氧化和其他高温优良特性，使得zro2纤维具有比氧化铝纤维、莫来石纤维、硅酸铝纤维等其他耐火纤维品种更高的使用温度。氧化锆纤维在1500℃以上超高温氧化气氛下长期使用，最高使用温度高达2200℃，甚至到2500℃仍可保持完整的纤维形状，并且高温化学性质稳定、耐腐蚀、抗氧化、抗热震、不挥发、无污染。当然，本领域技术人员也可以选用上述材料中的一种或多种或者其他耐高温材料来制造匣钵。

在图1到图3所示的实施例中，底壁10为正方形，其边长可以为300mm～400mm，例如320mm，4个侧壁20分别与底壁10的4个边连接，限定了具有顶部开口的凹腔30，匣钵的四个拐角处圆滑过渡形成圆形拐角，圆形拐角从侧壁20向外突出，从而形成凸起40。每个侧壁20上设有一个梯形的开口21，开口21为形成在侧壁20的顶端上的缺口。在该实施例中，凸起40在匣钵100的拐角处沿着侧壁20的整个高度延伸，在其他的实施例中，凸起40在匣钵100的拐角处沿着侧壁20的部分高度延伸，例如，凸起40可以形成在侧壁20的上端或下端，也可以形成在侧壁20的中间部分。

图4示出了根据本实用新型的另一个实施例的匣钵200的侧视图。在该实施例中，匣钵200包括底壁和侧壁20，侧壁20和底壁限定了凹腔。侧壁20上设有一个与凹腔连通的开口21，开口21延伸到侧壁20的顶部，即形成为侧壁20上的缺口的形式。与图1中实施例相同，开口21具有梯形形状，梯形的下底位于侧壁的顶端上，换言之，该开口21为在侧壁20的顶端上挖去一个倒置的梯形而形成的缺口。开口21的下方形成有一个凸起50，该凸起50仅在侧壁20的部分高度上延伸。在仅设有一个凸起的情况下，可以将凸起的宽度适当地增加，例如50mm～100mm，优选60mm～90mm，更优选70mm～80mm。图4中仅示出了一个侧壁20，其他的侧壁上可以没有凸起，也可以形成有凸起；凸起的形式可以与图4中所示相同，也可以与图4中不同。在一个实施例中，每个侧壁上都设有相同形式的凸起。

图5示出了根据本实用新型的又一个实施例的匣钵300的侧视图。在该实施例中，匣钵300包括底壁和侧壁20，侧壁20和底壁限定了凹腔。侧壁20上设有一个与凹腔连通的矩形的开口21，开口21延伸到侧壁20的顶部，即形成为侧壁20上的缺口的形式。三个凸起60从该侧壁20向外垂直延伸，其中，两侧的凸起60位于开口21的两侧，中间的凸起60位于开口21的下方，其高度小于两侧的凸起的高度。图5中仅示出了一个侧壁20，其他的侧壁上可以没有凸起，也可以形成有凸起；凸起的形式可以与图5中所示相同，也可以与图5中不同。在设有多个凸起的情况下，可以将凸起的宽度适当地减小，例如20mm～50mm，优选30mm～40mm。在一个实施例中，每个侧壁上都设有相同形式的凸起。

根据本实用新型的匣钵具有良好的热导性和耐高温性，使用范围可以为200℃到1500℃，能够用于煅烧三元正极材料。使用时，将原料放置于匣钵内，然后将匣钵并排放置到烧结炉内进行高温煅烧。由于匣钵的侧壁上具有凸起，相邻匣钵与匣钵不会接触，使得在烧结时匣钵与匣钵之间存在间隙，预留出通气空间，能够及时排除废气，使原料与氧气充分接触，进行完全地分解，并能够使用双层匣钵，有效地提升品质和性能。

以上已揭示本实用新型的技术内容及技术特点，然而可以理解，在本实用新型的创作思想下，本领域的技术人员可以对上述公开的构思作各种变化和改进，但都属于本实用新型的保护范围。上述实施方式的描述是例示性的而不是限制性的，本实用新型的保护范围由权利要求所确定。