一种锂电池负极石墨化用内壳可换式坩埚及替换方法与流程

本发明涉及材料石墨化坩埚，具体是一种锂电池负极石墨化用内壳可换式坩埚及替换方法。

背景技术：

1、锂电池负极材料石墨化是指在高温下将碳原子由杂乱不规则排列转变为六方平面网状结构的规则排列，从而使负极材料形成更加纯净和完善的结构，这个过程的主要目的是提高负极材料循环寿命和充放电倍率，并改善其高低温性能和循环性能，具体石墨化工艺过程中会使用坩埚盛装材料并放进石墨化炉中进行加热，坩埚在长期使用过程中会因为热膨胀、硬物撞击、不正确的安装操作等原因造成坩埚外侧出现裂纹，这些迹象表明坩埚可能已经无法承受高温和熔体的压力，如果不及时更换，可能会导致坩埚破裂，熔体渗出，损坏设备甚至引发安全事故；

2、目前，坩埚基本上为一体化浇筑成型结构，当坩埚出现裂纹需要更换时，需要将坩埚从炉膛中整体取出，为了密封炉体内侧与炉膛之间的缝隙，会在缝隙位置填充耐高温石英砂，石英砂起到保温和支撑坩埚的作用，并且炉口位置还填充有炉口料，导致在取出坩埚时需要取出炉口料，在往炉膛内部安装新的坩埚时需要重新填充石英砂，给坩埚的安装带来不便；

3、在取出坩埚内部材料时，目前常用坩埚自动吸料机取料，该方式虽然能够高效取料，但是不易在取料的过程中同时检测坩埚是否出现裂纹，是否能够继续使用，对于一些长期使用的坩埚来说更容易出现裂纹，如果不及时检测裂纹，容易引发安全事故。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种锂电池负极石墨化用内壳可换式坩埚及替换方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种锂电池负极石墨化用内壳可换式坩埚，包括底板，所述底板一端的顶面固定有两个支撑柱，所述支撑柱的顶部滑动套接有支撑管，两个所述支撑管之间固定有炉体，所述炉体的内部安装固定有坩埚本体，所述坩埚本体包括坩埚外壳体，所述坩埚外壳体的内部安装有坩埚内壳体，所述底板的顶面固定有用于驱动炉体上下移动的驱动机构，所述驱动机构包括与底板转动连接的丝杆，所述丝杆的外侧旋合连接有移动板，所述移动板的两端均固定有三角形支架，所述三角形支架的外侧传动连接有传动柱，所述传动柱与对应位置支撑管固定连接，所述底板的顶面固定有轴杆，所述丝杆的一端啮合传动有减速器，所述减速器与轴杆通过链条传动连接，所述轴杆的顶端固定有环状架，所述环状架的外侧均匀固定有多个连接杆，所述连接杆与坩埚内壳体转动连接，多个所述坩埚内壳体的下方设置有限位杆，所述限位杆中部的下方位置设置有检测机构。

4、进一步在于：所述底板的顶面固定有两个均与丝杆转动连接的支撑座，所述移动板与底板滑动连接，其中，一个所述支撑座的外侧固定有用于驱动丝杆转动的电机一。

5、进一步在于：所述三角形支架的外侧连通开设有横向槽、斜槽一和斜槽二，所述横向槽与斜槽二之间固定有v形块，所述斜槽一的内侧固定有楔形块。

6、进一步在于：所述传动柱包括套筒和滑杆，所述横向槽、斜槽一和斜槽二多者均与滑杆滑动连接，所述套筒内部的一端与滑杆之间固定有挤压弹簧。

7、进一步在于：所述滑杆背离套筒的一端固定有半球体，所述v形块与楔形块均与半球体抵接，所述v形块与楔形块的顶面均为斜面。

8、进一步在于：所述丝杆的一端固定有蜗杆，所述减速器与底板固定连接，所述减速器的输入端套接有与蜗杆啮合传动的蜗轮，所述蜗轮与减速器的输入端之间设置有单向轴承，所述减速器的输出端与轴杆的外侧均套接固定有链轮，所述链轮与链条啮合传动。

9、进一步在于：所述限位杆弯曲且倾斜布置，所述限位杆的两端均固定有与底板固定连接的支撑杆。

10、进一步在于：所述检测机构包括与底板固定连接的弧形挡板，所述弧形挡板的顶部转动连接有套管，所述套管的内部固定有电动推杆，所述电动推杆的输出端固定有密封板。

11、进一步在于：所述弧形挡板的内顶部固定有电机二，所述电机二的输出端与套管的外侧均固定有相互啮合传动的齿轮，所述密封板包括矩形板和半圆形板，所述矩形板和半圆形板的棱边均套接固定有密封胶圈，所述半圆形板的外侧连通固定有软管，所述软管与外界气泵的输气端连通固定。

12、本发明还提供了一种锂电池负极石墨化用内壳可换式坩埚的替换方法，具体包括如下步骤：

13、步骤一：电机一带着丝杆正向转动使移动板及三角形支架向背离电机一方向移动，传动柱带着炉体下移离开坩埚内壳体；

14、步骤二：电机一带着丝杆反向转动使蜗杆带着蜗轮转动，减速器通过链条带着轴杆转动，轴杆上的环状架带着多个坩埚内壳体转动；

15、步骤三：炉体上方的坩埚内壳体离开炉体，备用盛装有材料的坩埚内壳体移动到炉体上方；

16、步骤四：电机一继续带着丝杆正向转动，使传动柱带着炉体上移套接安装到备用坩埚内壳体外侧；

17、步骤五：材料石墨化加热后的坩埚内壳体沿着限位杆移动，并在限位杆的中部位置完全转动倾斜，使负极材料自动落下；

18、步骤六：电动推杆输出端带着密封板移动到坩埚内壳体内部，密封板将坩埚内壳体内部部分空间围挡隔离起来；

19、步骤七：外界气泵通过软管向围挡空间输送气流，使围挡空间处于高压状态，密封板上的气压传感器来检测空间内部气压的稳压状态，如若气压逐渐变小说明坩埚内壳体可能出现裂纹并泄漏气体。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、1.通过将坩埚制成坩埚外壳体和坩埚内壳体，其中，坩埚外壳体安装固定在炉膛内部，坩埚内壳体能够根据需要从坩埚外壳体里面取出，方便检修和更换用于加热材料的坩埚内壳体，取出坩埚内壳体的过程中省去了取出石英砂和炉口料，便捷了坩埚的安装和拆换；

22、通过电机一带着丝杆转动使移动板带着三角形支架向背离电机一的方向移动，使传动柱从斜槽二的顶端沿着斜槽二滑动到横向槽靠近斜槽二的一端，该运动过程中传动柱带着支撑管沿着支撑柱下移，炉体随着支撑管同步下移时坩埚内壳体裸露出来，实现自动取出坩埚内壳体；

23、接着电机一反向转动使移动板带着两个三角形支架向靠近电机一的方向移动，此时传动柱在横向槽内部滑动，传动柱的高度保持不变，所以支撑管带着炉体继续保持着脱离坩埚内壳体的状态，丝杆上的蜗杆带着减速器上的蜗轮转动，减速器的输出端降低速度且通过链条带着轴杆转动，轴杆通过环状架带着多个备用坩埚内壳体转动，方便将盛装有材料的坩埚内壳体移开炉体的上方，将盛装有材料的备用坩埚转移到炉体的上方，实现移走坩埚内壳体的过程中同时转移新的坩埚内壳体安装备用；

24、电机一转动使三角形支架再向背离电机一的方向移动，使传动柱在斜槽一内部滑动，传动柱从斜槽一的底端滑动到斜槽一的顶端，使支撑管带着炉体上移套接在备用坩埚内壳体的外侧，实现自动将坩埚内壳体与坩埚外壳体组装成坩埚本体进行材料石墨化。

25、2.通过在多个坩埚内壳体的底部布置有限位杆，限位杆的中部向上方倾斜翘曲，在坩埚内壳体随着环状架沿着限位杆转动到限位杆的中部位置过程中，坩埚内壳体能够自动转动倾倒材料，达到自动卸料的效果。

26、3.通过电动推杆输出端伸长使密封板移动到倾斜布置的坩埚内壳体内部，密封板将坩埚内壳体内部一半的空间围挡隔离起来，然后外界气泵通过软管向围挡空间输送气流，使围挡空间处于高压状态，可以在密封板上安装气压传感器来检测空间内部气压的稳压状态，如若气压逐渐变小说明坩埚内壳体可能出现裂纹并泄漏气体，同时，坩埚内壳体处于高压环境下也能够检测坩埚内壳体的抗压能力是否满足生产压力标准，实现更换坩埚内壳体的过程中能够同步检测坩埚本体的坩埚内壳体，提高坩埚本体使用过程中的安全性；

27、通过电机二带着齿轮转动使套管带着电动推杆转动，电动推杆带着密封板在坩埚内壳体内部转动到不同的位置，方便将坩埚内壳体内部不同位置的空间分离出来进行单独检测，实现对坩埚内壳体进行全方位检测，进一步提高坩埚本体检测结果的准确性。