1700℃真空气氛炉交付湖南极电特能,固态电解质烧结小批量生产
湖南极电特能科技做的是固态电解质材料,这类材料烧结温度高,要到1600~1700℃,而且对气氛要求严,不能有杂质污染。客户之前在实验室用小尺寸的管式炉做研发,现在要放大到小批量生产,需要一台大一点的真空气氛炉。
设备选型
最后定的是500×400×400mm的炉膛,额定温度1700℃。加热元件用硅钼棒,炉衬用氧化铝空心球砖。因为固态电解质对杂质敏感,我们把炉内所有跟工件接触的部件都做了低挥发处理,保温材料用的是高纯氧化铝,避免高温下杂质挥发污染材料。真空度不用特别高,抽个低真空再充氩气保护就够了。
客户的工艺难点
极电特能的研发工程师跟我们说,他们做硫化物固态电解质,最怕的就是烧结过程中成分挥发偏离配比。所以炉子要有精确的温度控制,±1℃的精度不能少,而且冷却段要可控,不能烧完就自然冷却,不然材料内部应力太大容易裂。我们给设备配了程序降温段,可以按设定的速率从高温降到室温,整个过程自动运行。
试烧过程
设备出厂前,我们用氧化铝空心球做了空炉温场测试,有效工作区内温差在±5℃以内。然后用客户提供的电解质粉料试烧了一炉,1650℃保温4小时,烧结后的材料颜色均匀,没有出现局部过烧或者欠烧的情况。客户拿回去测了电导率,数据跟实验室小炉做的基本一致,说明放大后工艺重复性没问题。
交付与培训
设备发货到湖南,我们远程指导客户接的水电气,没派人过去——因为这台炉子虽然温度高,但结构不复杂,操作界面跟普通气氛炉差不多。视频指导了两次,客户就自己把设备跑起来了。后续有什么参数调整问题,都是微信上沟通,我们技术人员随时解答。
做固态电解质、高温陶瓷这类材料烧结,高温真空气氛炉的洁净度和温场均匀性很重要。志远工业的高温气氛炉可以根据材料工艺要求定制炉衬材质和气氛管路,有相关需求的企业可以拿样料来试烧。
固态电解质烧结的工艺要求
固态电解质是固态电池的核心材料,常见的氧化物固态电解质(如LLZO、LATP)需要在高温下烧结成致密陶瓷。烧结温度一般在1600-1700℃,对炉子的高温性能和温区均匀性要求高。
固态电解质烧结的另一个要求是气氛控制,有的电解质需要在氧气气氛下烧结,有的在惰性气氛下,炉子要能通不同气氛,气氛纯度影响材料性能。极电特能选的这台炉子,可以抽真空也可以通气氛,满足不同配方的实验和生产需求。
设备配置
这台1700℃真空气氛炉,有效加热区400×400×400mm,最高温度1700℃,加热元件用硅钼棒,温区分上下两区独立控温,温区均匀性±5℃。这个配置能满足固态电解质小批量生产的需求。
极电特能选这个炉膛尺寸,是考虑了他们的生产规模。固态电解质目前是小批量生产,400炉膛一次能烧几十个电解质片,够他们的试验线用了。
调试和验证
设备到厂后调试了4天。前三天装机调试,第四天用极电特能的LLZO电解质配方试烧。烧结温度1650℃,保温2小时,出炉的电解质片致密度97%以上,离子电导率测试达标。
极电特能的工程师说,1700℃真空气氛炉的温控精度帮他们把烧结工艺稳定下来了,试了三炉就定型了工艺参数。
批量生产效果
现在极电特能一天一炉,一炉烧40片电解质,一天40片。这个产能满足他们试验线的需求,也支撑了与电池厂家的送样测试。
良率方面,烧结的电解质片良率95%以上,个别开裂的片子是装炉间距不够导致的,调整装炉方式后良率到了98%。极电特能说,这个良率在他们的预期之上。
设备使用反馈
极电特能用了两个月,设备稳定。他们的操作团队培训一天半上手,工艺曲线管理简单。维护方面,硅钼棒加热元件正常,真空泵和密封圈按时保养。
极电特能后续要做固态电池的中试线,需要更大产能的设备,真空钎焊炉和大型气氛炉都有需求,已经跟我们在沟通中试线的设备方案。
固态电池的发展趋势
固态电池被认为是下一代电池的重要方向,能量密度高、安全性好,各大电池厂家都在布局。固态电解质的制备是固态电池产业化的关键环节,烧结设备的需求也会跟着增长。
目前固态电解质还处于小批量试产阶段,设备需求以中小型炉子为主。随着技术成熟和产业化推进,大型烧结设备的需求会逐渐释放。极电特能这样的材料企业,现在打好工艺基础,产业化的时候就能占先机。
我们也在关注固态电池的设备需求,1700℃以上的高温气氛炉、真空烧结炉都有成熟的方案。欢迎固态电池产业链的企业联系我们交流设备选型。

湖南极电特能的固态电解质烧结小批量生产,用1700℃真空气氛炉。固态电解质材料烧结温度高,对炉膛气氛和温场均匀性要求严,炉子发热体按1700℃工况配置,炉温均匀性经多点标定,气氛流量可调。客户反馈小批量烧结的电解质片致密度均匀,批次一致性比之前外协好,产线可以按订单节奏安排生产。
固态电解质高温烧结的设备配置,可以看我们的真空气氛炉产品系列。高温气氛烧结工艺方案,也可以参考我们的真空钎焊炉产品页面。

设备验收阶段,厂家工程师驻场协助跑了三轮工艺验证,把升温曲线、气氛流量和保温时间都按客户材料特点做了标定,客户工程师掌握操作后即可独立排产。
FAQ
Q1:真空气氛炉适合哪些工艺?
气氛烧结、排胶、预碳化、退火、正极负极材料处理等都可以用真空气氛炉。炉子支持真空和气氛模式切换,升温程序多段可调,适合材料研发和小批量生产。
Q2:气氛烧结常见问题有哪些,怎么避免?
常见问题是温度不均匀、气氛纯度不够导致氧化。装料不要过密,保证气氛流通;升温前先把炉内气氛置换到位;定期标定炉温均匀性。工艺定型前先试烧,确认数据稳定再批量生产。
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