氧化物固态电解质规模化连续烧结——FCGD-1150-12型辊道炉

2026/09/16  阅读:44

方案摘要

固态电池被公认为下一代电池技术的核心方向。在固态电解质的技术路线中,氧化物固态电解质(如LLZO、LLTO、LATP等)凭借优异的化学稳定性、热稳定性、宽电化学窗口以及良好的空气兼容性,成为当前产业化落地进度最快、市场探索最活跃的技术方向之一。

目前国内头部企业已率先开启规模化量产布局,产业化进程持续加速。行业规模化量产趋势明确,生产模式亟需迭代升级,从传统实验室间歇式小试生产,全面转向工业化连续式量产。阜成智能推出的FCGD-1150-12型辊道炉,是针对氧化物固态电解质特性量身打造的规模化连续烧结专用设备方案,完美适配行业量产升级需求。

图片

一、设备概况:面向规模化生产的连续烧结方案

FCGD-1150-12型辊道炉为连续式电加热隧道炉,设计温度1200℃,常用工作温度800-1050℃,炉膛尺寸45720×2220×320mm(长×宽×高),超大炉膛尺寸适配大批量连续化烧结作业。

采用6列2层标准化匣钵码放模式,配套专用匣钵尺寸330×330×130mm
设备运行速度可调,稳定工况下日产能可达约3000钵,精准匹配氧化物固态电解质千吨级规模化量产需求
主流石榴石型LLZO、NASICON型LATP等氧化物固态电解质,烧结温度集中在900-1200℃区间,该设备1200℃设计温度,可全面覆盖市面主流氧化物固态电解质的烧结工艺需求,通用性与适配性极强
以耐高温辊道作为核心运载结构,通过辊体匀速转动带动匣钵从炉头平稳输送至炉尾,全程连续自动化作业。相较于传统推板炉,具备传动更平稳、连续作业稳定性更高、设备运维成本更低、量产持续性更强的核心优势,是固态电解质材料工业化量产的优选装备


二、温度控制:14个温区、28个控温点,全域精准恒温

氧化物固态电解质烧结对炉膛温度均匀性、稳定性要求严苛,局部温差过大,会直接导致同批次产品致密度不均、离子电导率差异化明显,严重影响成品性能一致性与良品率。

FCGD-1150-12型辊道炉采用精细化分区控温设计:

整炉均匀划分14个独立温区,配置28个控温点,实现超长炉膛分段独立控温、精准调参
选用电阻丝棒(定制部件)作为核心加热元件,外部配套陶瓷保护管,耐高温、抗氧化、抗老化,可适配长期不间断高温量产工况
• 搭载PID智能调控 + SCR可控硅调压成熟温控技术
恒温区控温精度可达 ±1℃
炉膛截面温差严格控制在 ±5℃ 以内
全域温度场均匀稳定,从核心端保障物料烧结品质统一
额定功率1150KW,供电容量1250KVA,整机重量约160吨,结构稳固、动力充沛,可长期稳定运行无故障

核心加热温区采用氧化铝空心球 + 陶瓷纤维毡复合炉顶结构,炉体侧面增设纳米板保温层,多重保温结构兼顾高温承载强度与高效隔热性能。炉膛内衬采用英国摩根莫来石聚轻砖,抗热震、耐高温、不易变形,完美适配氧化物固态电解质长期连续高温烧结生产工况。


三、降温区设计:自然+风冷分段梯度降温,杜绝物料缺陷

FCGD-1150-12型辊道炉搭载长距离分段式降温系统,降温段总长度19050mm,分为两大功能区域:

降温段类型
长度
特点
自然降温段
3810mm
自然冷却
风冷降温段
15240mm
细分为6个独立分区,实现梯度可控降温
风冷降温段配套专用高温引风机,采用自然吸气 + 机械鼓风双向补风模式,降温速率高效且可精准调控
鼓风机吸气口加装中效、低效双重过滤装置,有效过滤空气中的粉尘、杂质,保障进入炉膛的冷却风洁净无尘,从源头杜绝杂质混入物料,守护固态电解质材料成品纯度
专属分段梯度降温设计,可精准把控物料降温节奏,避免急冷引发的材料开裂、晶格缺陷、性能衰减等问题,精准调控固态电解质微观晶体结构,大幅提升成品良品率与性能稳定性,适配高端电解质材料生产标准


四、气氛控制:多点均匀进气,炉压动态平衡,烧结氛围稳定

氧化物固态电解质常规采用空气气氛完成烧结,炉内气流分布均匀度、氧含量稳定性、炉膛压力平衡度,直接决定物料烧结致密性与电化学性能,是把控成品品质的关键环节。

FCGD-1150-12型辊道炉在全域加热区布置12路独立进气口,配套12路独立流量计,可单独调控各路进气流量,实现精细化气氛调控。

采用炉膛底部横截面全域多点进气布局,气流可均匀弥散至炉膛各个角落,全方位覆盖匣钵内部物料,彻底杜绝局部气氛不均导致的烧结差异,保障整炉物料烧结一致性
排气系统采用分区汇集式高效设计
加热区顶部对应6个温区设置独立排气支管,所有支管统一汇集至主排气总管
排气烟囱增设专属保温结构
炉头配置专用高温变频排气引风机,支持变频调速,可适配不同生产工况灵活调节
依托管道压力传感器联动PLC智能调控,实时动态调节引风机运行转速,精准实现炉内压力动态平衡,有效规避负压吸冷风、正压冒尘污染物料等生产问题
降温区顶部配置304不锈钢直排烟囱,支管采用陶瓷内衬 + 高温纤维棉夹层复合结构,同时满足耐高温、耐腐蚀、保温防尘多重需求,适配长期高温排气作业
加热区顶部排气管道采用专属L型防落脏结构,可有效拦截管道灰尘、杂质掉落,彻底杜绝产品污染风险,满足高端氧化物固态电解质的洁净生产要求


五、传动系统:高强耐磨辊棒,平稳连续输送

设备传动系统采用高精度斜齿轮传动结构,搭配无级变频调速系统,运行平稳、噪音低、故障率低,可支撑24小时不间断连续量产作业。

核心传动介质选用碳化硅辊棒,具备优异的耐高温、抗蠕变、耐磨损性能,长期高温运行不易变形、断裂,使用寿命大幅提升
辊道承重经过精准力学核算,承载余量充足,可轻松应对长期重载连续作业,杜绝设备故障停机
输送速度 1500-6000mm/h 无级可调,可根据不同物料工艺参数灵活调控输送节奏,适配多元化生产需求


六、自动上下料循环线:全流程无人自动化量产

FCGD-1150-12型辊道炉标配一拖一自动上下料循环线,打通空钵装料、摇匀消锥、装盖进炉、出炉卸盖、翻钵倒料、钵内清扫全流程闭环自动化作业,无需人工干预,大幅提升生产效率与标准化程度,规避人工操作带来的物料污染、参数偏差等问题。

自动线集成全套专用智能化设备,核心配置包括:

变频螺杆充填、称重计量精度≤±100g的单工位卧式装钵机
依托偏心凸轮机构、3-5秒快速消锥整平的单工位摇匀机
可实现双层匣钵自动分层、物料破碎的分钵破块机
采用180°全密封翻转结构的单工位翻钵倒料机
多工位进出炉移载机、气动机械手式装盖卸盖机、90°旋转移载机、往复式升降机、整形叠钵机,以及正压吹扫+负压吸尘一体化的钵内清扫机等全套设备

为从源头杜绝磁性异物、杂质污染:

自动线所有与匣钵、物料接触的部件均采用陶瓷、尼龙、聚氨酯等非金属材质
输送系统采用陶瓷轮 + 304不锈钢轴 + 非金属导轮组合结构
全面保障物料洁净度,适配高端电池材料生产标准
整条自动线装机总功率约45KW,总耗气量约50m³/h,节能高效、运行稳定

整套自动化产线由西门子PLC + 昆仑通态触摸屏集中管控,可实时可视化展示各工位运行状态、匣钵位置、设备动作时长等核心数据,支持手动、自动模式自由切换,搭载超时故障报警功能,及时排查产线异常,保障全流程高效稳定运行。


七、控制系统:智能溯源管控,适配工业化智造

设备搭载15寸触摸屏 + 西门子S7-200 SMART PLC核心控制系统,配套阜成智能自研连续式烧结炉数据采集与智能监控系统,实现设备运行、工艺参数、生产数据的全流程智能化管控。

实时显示各温区温度、工艺设定值、辊道传动频率、设备报警状态等核心运行信息
支持数据一键导出,温度曲线、设备报警记录、系统运行日志均可长期储存、随时追溯,完全满足工业化量产质控、工艺迭代、合规备案的核心需求
预留MODBUS通讯协议,可通过TCP/IP协议无缝对接企业MES智能生产系统,助力工厂智能化、数字化升级
设置权限分级管理,核心工艺参数需专职人员授权修改,有效保障工艺稳定性与数据安全性
集成超温、断偶、变频器异常、辊棒断裂等多重智能报警与安全防护机制,可实时监测设备运行故障、快速定位异常点位,及时预警处置,有效降低连续量产停机风险,保障产线高效、安全、稳定运行


八、主要技术参数汇总

参数
数值
设计温度
1200℃
常用工作温度
800-1000℃
炉膛尺寸
45720 × 2220 × 320 mm
温区数量
14个
控温点数
28个
控温精度
±1℃
截面温差
±5℃
匣钵尺寸
330 × 330 × 130 mm
码放方式
6列2层
日产能
约3000钵
额定功率
1150KW
设备重量
约200吨


九、适用场景

阜成FCGD-1150-12型辊道炉专为氧化物固态电解质规模化连续烧结定制开发,精准适配各类固态电池核心材料量产加工,具体应用场景如下:

石榴石型LLZO(Li₇La₃Zr₂O₁₂)固态电解质的连续烧结量产
钙钛矿型LLTO(锂镧钛氧)固态电解质的规模化制备
NASICON型LATP(锂铝钛磷)固态电解质的连续烧成加工
氧化物固态电解质前驱体的高温煅烧处理
固态电池材料企业标准化、智能化、规模化产线建设

设备炉膛结构、进排气系统、温控逻辑、匣钵排布方式、自动化配置均对标工业化顶级量产标准,可长期稳定输出高一致性、高纯度的成品,同时可为企业工艺迭代优化、后期产能扩容升级提供精准、可靠的量产工艺数据支撑。


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