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微波高温辊道窑

作为一家致力于材料领域工艺与装备的研发的高新技术企业,源创高科一直秉承“源于技术、装备中国”的理念,在多个工业领域中成功推出了多款具有创新性的材料制备工艺与装备。

微波高温辊道窑具有高效、节能、环保等特点,相比传统的加热方式,可显著提升产品的整体品质,提高生产效率,同时设备自动化程度高,操作简便,可大大减少人工成本。

一、产品特点:

1、快速均匀的加热:由于微波独特的加热机理,能够直接作用于物料内部,能确保物料整体均匀受热;

2、精确的温度控制:电池材料的烧结对温度控制要求较高,微波高温辊道窑能够精确控制加热过程中的温度,确保材料在特定的温度和时间下完成相变和化学反应,从而获得理想的物理和化学性能。

3、高效节能:较传统加热窑炉节能20%以上,与常规燃气窑相比,节能率(按标煤折算)超40%,与常规电阻加热窑相比节电率超20%;

4、提高产品合格率:由于微波不受物体形态和大小的限制,受热均匀,可大大提高产品合格率;

5、环保无污染:微波设备不产生烟尘、废气和废水等污染物,有利于减少环境污染,实现绿色生产。

6、改善材料性能:微波加热能够使材料在较短的时间内达到高温状态,有利于材料的快速烧结和晶化,从而改善材料的性能。

7、自动化程度高:操作性强,使用方便,安全可靠,维护维修简便;

二、产品参数(具体参数根据客户需求进行定制):

最高使用温度:     1300℃

工艺温度:         1250℃

测温方式:         热电偶

控温方式:         数显、自动控制

微波泄漏强度:     ≤2mW/cm²

匣钵列数:          4列

可通气氛:         空气、氮气等保护性气氛

三、产品适用范围(具体参数根据客户需求进行定制):

1.锂电正极材料的烧成:钴酸锂、锰酸锂、 三元材料、磷酸铁锂等正极材料;  

锂电负极材料的处理:石墨包覆热处理;  

固态电解质的合成:氧化物固态电解质合成;

2.磁性材料的烧成:镍锌铁氧体;

3.电子陶瓷粉体的烧成:BaTio3  SrTiO3粉体等;

4.其它材料:人造金刚石的除杂、矿物的加热分解和氧化、石油化工分子筛的氧化焙烧、日用陶瓷的烧成、金属氧化物的除杂等;

5.可按客户要求订做。


四、概述与背景

锂电池作为新能源技术的核心,其制造工艺对电池性能至关重要。烧结环节(如正极材料、负极材料及隔膜涂层烧结)是生产过程中影响材料密度、晶相结构和电化学性能的关键步骤。辊道窑作为连续式烧结设备,主要分为微波辊道窑电热辊道窑两种加热的窑炉进行对比。本文从加热原理、能耗效率、工艺适用性、成本等多个维度进行系统对比,以期为锂电池制造商提供选型参考。

五.工作原理对比

维度

微波辊道窑

电热辊道窑(电阻加热)

加热机理

通过微波电磁场直接作用于材料的极性分子(如H₂O、Li化合物),使其高频振动产生热能。

依赖电阻丝或硅碳棒发热,通过热辐射与热传导对物料间接加热。

能量传递路径

整体加热(体积性加热),穿透性强,材料内外同步升温。

表面到核心的梯度加热,热传导效率受材料导热系数限制。

温度均匀性

控温:合理配置微波分布功率与可精密调整微波功率,

微波场分布均匀时,材料内部温差可控制在±5°C以内。

需依赖精密分区控温,但受加热元件布局和保温层设计影响,温差可能达±5°C以上。

均匀性:热源分布依赖性高,表面温场均匀,但内部易存在温度梯度。

控温:成熟工艺,分区控温技术简单,适用稳定工艺需求。

工艺周期

整体加热再加非热效应作用,可以减少升温保温周期1/2--2/3。 降温周期基本相同。

升降温受电阻元件热惯性限制,速度较慢,需预留更长工艺时间。

六.能耗与运行效率

维度

微波辊道窑

辊道窑

能源消耗

整体节能显著微波能直接作用于材料,减少无效热损失,减少工艺周期时间,综合节能约20%~30%。

能量损耗在辐射和传导过程和长时间恒温的过程中。

七.工艺适用性

维度

微波辊道窑

电热辊道窑

材料适应性

要求材料具有较高介电常数(如含LiCoO₂、NCM正极材料),需避免对微波反射的材料。高介电损耗材料、纳米级粉末、固态电解质、高镍/高压实密度需求。

通用性强,适用所有需高温处理的锂电材料,如石墨负极、陶瓷隔膜等。

烧结质量

微波的非热效应在材料合成中具有独特作用,其通过电磁场与物质的直接相互作用(非依赖热传导或热辐射)显著影响反应动力学、晶格结构和产物性能。微观结构更均匀,有利于提升电池能量密度和循环寿命。

微波合成可减少杂质相,提高结晶度。例如,微波合成的磷酸铁锂(LiFePO₄)颗粒均匀细小,倍率性能提升30%。快速烧结Li₇La₃Zr₂O₁₂(LLZO)陶瓷片,减少锂挥发。

常规工艺下材料均质性依赖温度曲线优化,可能存在表面过烧或芯部未充分反应风险。

八.设备结构维护与成本

维度

微波辊道窑

电热辊道窑

核心组件

磁控管、波导管、谐振腔、高精度反射抑制装置。

电阻加热元件(硅碳棒或合金丝)、保温层、温控传感器、传动系统。

维护难度

微波发生器寿命约5000~8000小时,需定期更换磁控管。

硅碳棒更换周期约6-12个月,平均寿命8个月。

初始投资

成本约电热辊道窑的1.5倍。

/

运行成本

比电热辊道窑节省20-30%。

/

微波辊道窑凭借其能效高、工艺时间短、材料性能优异的特点,在高端锂电材料制造中显露出很大的潜力,电热辊道窑凭借技术成熟、适应性强、投资门槛低等优势,在中低端市场占据主流地位。未来随着微波技术成本下降,两者可能呈现互补共存格局,共同推动锂电池制造向高效、低碳方向发展。


详情:

规格参数

  • 行业分类:

    机械及行业设备/陶瓷生产加工机械

  • 产品类别:

  • 品  牌:

  • 规格型号:

  • 库  存:

  • 生 产 商:

  • 产  地:

    中国湖南省长沙市

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