一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚及其生产方法

技术领域

本发明涉及锂电池负极材料技术领域，尤其涉及一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚及其生产方法。

背景技术

生产石墨负极材料主要使用艾奇逊及内串式石墨化炉，将石墨负极材料装入石墨坩埚内进行石墨化处理，将碳原子由热力学上不稳定的“二维无序重叠”排列转变为“三维有序重叠”排列。现国内生产石墨负极材料的厂家普遍采用方形再生石墨坩埚。由于方形再生石墨坩埚生产成本较低，在生产石墨负极材料过程中，方形再生石墨坩埚无可替代，所以每年将有100多万支方形再生石墨坩埚流入负极材料市场，而方形再生石墨坩埚的消耗占负极材料生产成本20％以上。

现有的方形石墨坩埚在生产时，存在以下缺点：

1、针对方形石墨坩埚压制过程中，插孔位置应根据方形石墨坩埚的尺寸进行调节，如调节不及时，易使得压制后的方形坩埚产生变形、开裂及大量杂质、有害气体释放，将对石墨负极材料品质造成影响；

2、用于方形石墨坩埚的方形坩埚模具筒在使用过程中，由于方形石墨坩埚的尺寸不同，需要经常更换方形坩埚模具筒，现在有方形坩埚模具筒更换不便，更换后固定不牢，易出现方形坩埚的压制偏差。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚。

为了解决现有技术存在的问题，本发明采用了如下技术方案：

一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚，包括底箱、升降机构、限位机构、铰接机构，所述底箱为水平横向放置的矩形箱状，所述底箱的顶面开设有矩形通孔，所述矩形通孔内设有横向放置的升降板，所述升降板通过升降机构与底箱连接，所述升降板的顶面放置有方形坩埚模具筒，所述方形坩埚模具筒通过限位机构与升降板连接；

所述底箱的顶面上方设有开口朝下的U形支架，所述U形支架的底面两侧分别与底箱的顶面两侧固接，所述U形支架的顶面中部开设有方形通孔，所述方形通孔内设有贯穿固接的方形盒，所述方形盒内设有铰接机构。

优选地，所述升降机构包括定位杆、铰接缸，位于升降板四个拐角对应的位置在底箱的底面均开设有定位孔，所述升降板的底面四个拐角里侧均设有定位杆，所述定位杆的底端均滑动贯穿对应的定位孔，所述底箱内底面四个拐角处均设有活动铰接的铰接缸，每个所述铰接缸的铰接杆端部均与对应的定位杆的中上部活动铰接。

优选地，位于底箱的底面下方在定位杆的底端均设有定位挡块，位于定位挡块与定位孔之间在定位杆的底段上均套设有定位弹簧。

优选地，所述限位机构包括伸缩缸、L形杆、限位块，所述升降板的底面中部设有输出端朝下的伸缩缸，所述伸缩缸的伸缩杆端部设有伸缩连块，所述伸缩连块的两侧面设有一对纵向固接的铰接长板，每块所述铰接长板的两端均设有活动铰接的L形杆；

所述升降板的两侧面拐角处均设有双耳座，每座所述双耳座均与对应的L形杆的中上部活动铰接，且每根所述L形杆的顶端均设有梯形卡块，所述方形坩埚模具筒的底面四个拐角处均设有限位块，每块所述限位块的外侧面均开设有梯形槽，每块所述梯形卡块均卡合抵紧在对应的梯形槽内。

优选地，所述方形坩埚模具筒的底面中部设有一对方形卡筒，所述升降板的顶面中部设有一对方形卡块，且每块所述方形卡块均配合卡合在对应的方形卡筒内。

优选地，所述方形卡筒内顶面中部设有第一磁铁，所述方形卡块的顶面中部设有第二磁铁，且所述第一磁铁与第二磁铁配合异性相吸。

优选地，所述铰接机构包括电机、转盘、弧形铰接板，所述方形盒内底面中部设有固定轴承，所述方形盒内顶面中部设有输出端朝下的电机，所述电机的电机轴端部设有同轴联接的联动轴，且所述联动轴的底端插设在固定轴承内，所述联动轴的中部套设有同心固接的转盘；

所述方形盒的底面均布开设有八个放射状的限位卡槽，每个所述限位卡槽内中部均卡合有滑动贯穿的工字卡块，每块所述工字卡块的顶端均设有铰接销轴，所述转盘的外侧面均布设有八块活动铰接的弧形铰接板，每块所述弧形铰接板的外端均与对应的铰接销轴活动铰接。

优选地，所述方形盒的底面中部设有竖向固接的插孔主杆，每块所述工字卡块的底面中部均设有竖向固接的插孔副杆，每根所述插孔主杆、插孔副杆均插设在方形坩埚模具筒内。

优选地，所述底箱的底面四个拐角处均设有支撑腿，所述方形坩埚模具筒的两侧面中部均设有U形把手。

本发明还提出了一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚的生产方法，包括以下步骤：

步骤一，电机、铰接缸、伸缩缸分别通过电源线与外接电源电性连接，选择合适尺寸的方形坩埚模具筒，向方形坩埚模具筒内添加适量的锂电池负极材料并压实；握紧U形把手把方形坩埚模具筒居中放置在升降板的顶面上，使得方形卡块均配合卡合在对应的方形卡筒内，同时，第一磁铁与第二磁铁配合异性相吸，增加了方形坩埚模具筒放置时的稳定性；

步骤二，启动伸缩缸，控制伸缩缸的伸缩杆伸长，进而带动伸缩连块及铰接长板缓慢向下，在铰接作用的配合下，同时带动四根L形杆及双耳座活动铰接，带动梯形卡块均卡合抵紧在对应的梯形槽内，进一步增加了方形坩埚模具筒与升降板连接的稳定性；

步骤三，根据方形坩埚模具筒的顶面敞口的尺寸，分别调节插孔副杆之间的间距，启动电机，控制电机的电机轴正向或反向转动，进而带动联动轴及转盘同步转动，在铰接作用的配合下，通过弧形铰接板带动铰接销轴活动铰接，由于弧形铰接板与限位卡槽的交错设计，进而带动工字卡块沿着限位卡槽滑动，从而带动插孔副杆进行横向调节；

步骤四，启动铰接缸，控制铰接缸的铰接杆同步伸长，在铰接作用的配合下，带动定位杆沿着定位孔向上滑动，带动定位挡块向上压缩定位弹簧，进而带动升降板及方形坩埚模具筒缓慢向上移动，使得插孔主杆、插孔副杆均插设在方形坩埚模具筒内，并在方形坩埚模具筒内插向负极材料形成方形多孔坩埚；

步骤五，上述步骤完成以后，反向重复步骤四、步骤二，取出方形坩埚模具筒并倒出方形多孔坩埚即可。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、在本发明中，根据方形坩埚模具筒的顶面敞口的尺寸，分别调节插孔副杆之间的间距，控制电机的电机轴正向或反向转动，进而带动联动轴及转盘同步转动，通过弧形铰接板带动铰接销轴活动铰接，由于弧形铰接板与限位卡槽的交错设计，进而带动工字卡块沿着限位卡槽滑动，带动插孔副杆进行横向调节，方便了根据尺寸对插孔位置进行调节；

2、在本发明中，握紧U形把手把方形坩埚模具筒居中放置在升降板的顶面上，使得方形卡块均配合卡合在对应的方形卡筒内，第一磁铁与第二磁铁配合异性相吸，控制伸缩缸的伸缩杆伸长，进而带动伸缩连块及铰接长板缓慢向下，同时带动四根L形杆及双耳座活动铰接，带动梯形卡块均卡合抵紧在对应的梯形槽内，进一步增加了方形坩埚模具筒与升降板连接的稳定性；

综上所述，本发明通过各机构的配合使用，解决了方形多孔坩埚压制不便及方形坩埚模具筒固定不牢的问题，且整体结构设计紧凑，方便了根据尺寸对插孔位置进行调节，方便了对方形坩埚模具筒进行快速更换及限位固定。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的主视示意图；

图2为本发明的主视剖面示意图；

图3为本发明的方形盒的中部横向剖面示意图；

图4为本发明的方形坩埚模具筒的主视剖面示意图；

图5为本发明的升降板的俯视示意图；

图6为本发明的图2中A处放大示意图；

图7为本发明的图2中B处放大示意图；

图8为本发明的生产方法示意图；

图中序号：底箱1、升降板11、铰接缸12、定位杆13、定位弹簧14、伸缩缸15、铰接长板16、L形杆17、双耳座18、梯形卡块19、方形坩埚模具筒2、限位块21、U形把手22、方形卡筒23、第一磁铁24、方形卡块25、第二磁铁26、U形支架3、方形盒31、电机32、联动轴33、转盘34、弧形铰接板35、铰接销轴36、限位卡槽37、工字卡块38、插孔副杆39、插孔主杆310。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例一：本实施例提供了一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚，参见图1-7，具体的，包括底箱1、升降机构、限位机构、铰接机构，底箱1为水平横向放置的矩形箱状，底箱1的顶面开设有矩形通孔，矩形通孔内设有横向放置的升降板11，升降板11通过升降机构与底箱1连接，升降板11的顶面放置有方形坩埚模具筒2，方形坩埚模具筒2通过限位机构与升降板11连接；底箱1的顶面上方设有开口朝下的U形支架3，U形支架3的底面两侧分别与底箱1的顶面两侧固接，U形支架3的顶面中部开设有方形通孔，方形通孔内设有贯穿固接的方形盒31，方形盒31内设有铰接机构，底箱1的底面四个拐角处均设有支撑腿，方形坩埚模具筒2的两侧面中部均设有U形把手22。

在本发明中，限位机构包括伸缩缸15、L形杆17、限位块21，升降板11的底面中部设有输出端朝下的伸缩缸15，伸缩缸15的型号为HR6000，伸缩缸15的伸缩杆端部设有伸缩连块，伸缩连块的两侧面设有一对纵向固接的铰接长板16，每块铰接长板16的两端均设有活动铰接的L形杆17；升降板11的两侧面拐角处均设有双耳座18，每座双耳座18均与对应的L形杆17的中上部活动铰接，且每根L形杆17的顶端均设有梯形卡块19，方形坩埚模具筒2的底面四个拐角处均设有限位块21，每块限位块21的外侧面均开设有梯形槽，每块梯形卡块19均卡合抵紧在对应的梯形槽内；控制伸缩缸15的伸缩杆伸长，进而带动伸缩连块及铰接长板16缓慢向下，同时带动四根L形杆17及双耳座18活动铰接，带动梯形卡块19均卡合抵紧在对应的梯形槽内，进一步增加了方形坩埚模具筒2与升降板11连接的稳定性。

在本发明中，方形坩埚模具筒2的底面中部设有一对方形卡筒23，升降板11的顶面中部设有一对方形卡块25，且每块方形卡块25均配合卡合在对应的方形卡筒23内；方形卡筒23内顶面中部设有第一磁铁24，方形卡块25的顶面中部设有第二磁铁26，且第一磁铁24与第二磁铁26配合异性相吸；握紧U形把手22把方形坩埚模具筒2居中放置在升降板11的顶面上，使得方形卡块25均配合卡合在对应的方形卡筒23内，同时，第一磁铁24与第二磁铁26配合异性相吸，增加了方形坩埚模具筒2放置时的稳定性。

在本发明中，铰接机构包括电机32、转盘34、弧形铰接板35，方形盒31内底面中部设有固定轴承，方形盒31内顶面中部设有输出端朝下的电机32，电机32的型号为YX3-112M-4，电机32的电机轴端部设有同轴联接的联动轴33，且联动轴33的底端插设在固定轴承内，联动轴33的中部套设有同心固接的转盘34；方形盒31的底面均布开设有八个放射状的限位卡槽37，每个限位卡槽37内中部均卡合有滑动贯穿的工字卡块38，每块工字卡块38的顶端均设有铰接销轴36，转盘34的外侧面均布设有八块活动铰接的弧形铰接板35，每块弧形铰接板35的外端均与对应的铰接销轴36活动铰接；方形盒31的底面中部设有竖向固接的插孔主杆310，每块工字卡块38的底面中部均设有竖向固接的插孔副杆39，每根插孔主杆310、插孔副杆39均插设在方形坩埚模具筒2内，根据方形坩埚模具筒2的顶面敞口的尺寸，分别调节插孔副杆39之间的间距，启动电机32，控制电机32的电机轴正向或反向转动，进而带动联动轴33及转盘34同步转动，在铰接作用的配合下，通过弧形铰接板35带动铰接销轴36活动铰接，由于弧形铰接板35与限位卡槽37的交错设计，进而带动工字卡块38沿着限位卡槽37滑动，从而带动插孔副杆39进行横向调节。

实施例二：在实施例一中，还存在方形坩埚模具筒升降不便的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：

在本发明中，升降机构包括定位杆13、铰接缸12，位于升降板11四个拐角对应的位置在底箱1的底面均开设有定位孔，升降板11的底面四个拐角里侧均设有定位杆13，定位杆13的底端均滑动贯穿对应的定位孔，底箱1内底面四个拐角处均设有活动铰接的铰接缸12，铰接缸12的型号为LSH-064，每个铰接缸12的铰接杆端部均与对应的定位杆13的中上部活动铰接；位于底箱1的底面下方在定位杆13的底端均设有定位挡块，位于定位挡块与定位孔之间在定位杆13的底段上均套设有定位弹簧14；控制铰接缸12的铰接杆同步伸长，在铰接作用的配合下，带动定位杆13沿着定位孔向上滑动，带动定位挡块向上压缩定位弹簧14，进而带动升降板11及方形坩埚模具筒2缓慢向上移动，使得插孔主杆310、插孔副杆39均插设在方形坩埚模具筒2内，并在方形坩埚模具筒2内插向负极材料形成方形多孔坩埚。

实施例三：参见图8，在本实施例中，本发明还提出了一种锂电池负极材料用方形多孔坩埚的生产方法，包括以下步骤：

步骤一，电机32、铰接缸12、伸缩缸15分别通过电源线与外接电源电性连接，选择合适尺寸的方形坩埚模具筒2，向方形坩埚模具筒2内添加适量的锂电池负极材料并压实；握紧U形把手22把方形坩埚模具筒2居中放置在升降板11的顶面上，使得方形卡块25均配合卡合在对应的方形卡筒23内，同时，第一磁铁24与第二磁铁26配合异性相吸，增加了方形坩埚模具筒2放置时的稳定性；

步骤二，启动伸缩缸15，控制伸缩缸15的伸缩杆伸长，进而带动伸缩连块及铰接长板16缓慢向下，在铰接作用的配合下，同时带动四根L形杆17及双耳座18活动铰接，带动梯形卡块19均卡合抵紧在对应的梯形槽内，进一步增加了方形坩埚模具筒2与升降板11连接的稳定性；

步骤三，根据方形坩埚模具筒2的顶面敞口的尺寸，分别调节插孔副杆39之间的间距，启动电机32，控制电机32的电机轴正向或反向转动，进而带动联动轴33及转盘34同步转动，在铰接作用的配合下，通过弧形铰接板35带动铰接销轴36活动铰接，由于弧形铰接板35与限位卡槽37的交错设计，进而带动工字卡块38沿着限位卡槽37滑动，从而带动插孔副杆39进行横向调节；

步骤四，启动铰接缸12，控制铰接缸12的铰接杆同步伸长，在铰接作用的配合下，带动定位杆13沿着定位孔向上滑动，带动定位挡块向上压缩定位弹簧14，进而带动升降板11及方形坩埚模具筒2缓慢向上移动，使得插孔主杆310、插孔副杆39均插设在方形坩埚模具筒2内，并在方形坩埚模具筒2内插向负极材料形成方形多孔坩埚；

步骤五，上述步骤完成以后，反向重复步骤四、步骤二，取出方形坩埚模具筒2并倒出方形多孔坩埚即可。

本发明通过各机构的配合使用，解决了方形多孔坩埚压制不便及方形坩埚模具筒固定不牢的问题，且整体结构设计紧凑，方便了根据尺寸对插孔位置进行调节，方便了对方形坩埚模具筒进行快速更换及限位固定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。