金属坩埚、坩埚盖体、坩埚组件及坩埚组件的使用方法

摘要

本发明公开一种金属坩埚、坩埚盖体、坩埚组件及坩埚组件的使用方法，属于锂离子电池负极材料加工技术领域。金属坩埚包括坩埚本体，所述坩埚本体包括坩埚金属衬体和坩埚隔离层，所述坩埚隔离层覆盖于所述坩埚金属衬体的全部表面；其中，所述坩埚金属衬体的耐热温度大于950℃。本发明使用全部表面覆盖有隔离层的金属坩埚装载锂离子电池负极材料半成品，取代了碳化硅坩埚，由于金属坩埚的使用寿命是碳化硅坩埚的数倍，分摊到每次的使用成本极低；隔离层避免了坩埚金属衬体在高温明火下发生氧化或腐蚀，并避免坩埚金属衬体和锂离子电池负极材料半成品直接接触，引入微量金属杂质，保证了锂离子电池负极材料的产品质量。

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池负极材料加工技术领域，特别涉及一种金属坩埚、坩埚盖体、坩埚组件及坩埚组件的使用方法。

背景技术

相关技术中，生产锂离子动力电池人造石墨负极材料时，将反应釜造粒后的半成品装入碳化硅坩埚，用隧道窑进行高温煅烧，以排出物料中所含的挥发分，增大物料的比重，从而提高石墨化时的装炉量，并降低安全隐患。

但是，碳化硅坩埚的生产工艺复杂，大尺寸坩埚加工制造周期长，且生产大尺寸碳化硅坩埚成品率很低，生产成本高。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种金属坩埚、坩埚盖体、坩埚组件及坩埚组件的使用方法，旨在解决现有技术中碳化硅坩埚的生产工艺复杂，大尺寸坩埚加工制造周期长，且生产大尺寸碳化硅坩埚成品率很低，生产成本高的技术问题。

为实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，本发明提出的一种金属坩埚，用于高温煅烧锂离子电池负极材料，所述金属坩埚包括：

坩埚本体，所述坩埚本体包括坩埚金属衬体和坩埚隔离层，所述坩埚隔离层覆盖于所述坩埚金属衬体的全部表面；

其中，所述坩埚金属衬体的耐热温度大于950℃。

可选地，所述坩埚隔离层满足以下条件中的任一种：

所述坩埚隔离层为坩埚化学气相沉积碳化硅层，所述坩埚化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述坩埚金属衬体的全部表面；

所述坩埚隔离层为坩埚化学气相沉积碳化硅层和坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层，所述坩埚化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述坩埚金属衬体的外表面，所述坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层覆盖于所述坩埚金属衬体的内表面；或者

所述坩埚隔离层为坩埚化学气相沉积碳化硅层和坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层的坩埚复合涂层，所述坩埚化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述坩埚金属衬体的全部表面，所述坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层覆盖于所述坩埚金属衬体的内表面，其中，所述坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层覆盖于所述坩埚化学气相沉积碳化硅层位于所述坩埚金属衬体内侧的全部表面。

可选地，所述坩埚金属衬体的厚度尺寸为2mm～8mm。

根据本公开实施例的第二方面，本发明还提出一种坩埚盖体，用于高温煅烧锂离子电池负极材料，所述坩埚盖体包括：

盖体本体，所述盖体本体包括盖体金属衬体和盖体隔离层，所述盖体隔离层覆盖于所述盖体金属衬体的全部表面；

其中，所述盖体金属衬体的耐热温度大于950℃。

可选地，所述盖体金属衬体的一侧形成有开口。

可选地，透气格栅，所述透气格栅设置于所述开口处。

可选地，所述盖体金属衬体的厚度尺寸为2mm～8mm。

可选地，所述盖体隔离层满足以下条件中的任一种：

所述盖体隔离层为盖体化学气相沉积碳化硅层，所述盖体化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述盖体金属衬体的全部表面；

所述盖体隔离层为盖体化学气相沉积碳化硅层和盖体碳涂层或盖体石墨涂层，所述盖体化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述盖体金属衬体的外表面，所述盖体碳涂层或盖体石墨涂层覆盖于所述盖体金属衬体的内表面；或者

所述盖体隔离层为盖体化学气相沉积碳化硅层和盖体碳涂层或盖体石墨涂层的盖体复合涂层，所述盖体化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述盖体金属衬体的全部表面，所述盖体碳涂层或盖体石墨涂层覆盖于所述盖体金属衬体的内表面，其中，所述盖体碳涂层或盖体石墨涂层覆盖于所述盖体化学气相沉积碳化硅层位于所述盖体金属衬体内侧的全部表面。

根据本公开实施例的第三方面，本发明还提出一种坩埚组件，包括：

上述的金属坩埚；以及

上述的坩埚盖体，所述坩埚盖体盖合所述金属坩埚。

根据本公开实施例的第四方面，本发明还提出一种使用上述的坩埚组件的方法：

将待高温煅烧的锂离子电池负极材料半成品装入金属坩埚中；

将所述金属坩埚内的所述锂离子电池负极材料半成品振实，获得平整半成品；

在所述平整半成品的表面覆盖碳纤维毡，获得待填充半成品；

向所述金属坩埚内填充煅后石油焦和/或煅后针状焦粉，以覆盖所述待填充半成品的表面，获得待煅烧半成品；

将坩埚盖体盖合所述金属坩埚，得到装有所述待煅烧半成品的所述金属坩埚；

对装有所述待煅烧半成品的所述金属坩埚进行高温煅烧，获得锂离子电池负极材料成品。

本发明技术方案使用全部表面覆盖有隔离层的金属坩埚装载锂离子电池负极材料半成品，取代了碳化硅坩埚，在相同外径尺寸和高度下，金属坩埚的制造方式简单，且制作成本不到碳化硅坩埚的1/3，由于金属坩埚的使用寿命是碳化硅坩埚的数倍，分摊到每次的使用成本极低，在多次使用后，不会有物料剥落的现象，且隔离层还可避免坩埚金属衬体在高温明火下发生氧化或被挥发分气体腐蚀，并避免坩埚金属衬体和锂离子电池负极材料半成品直接接触，引入微量金属杂质，保证了锂离子电池负极材料的产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明金属坩埚的结构示意图；

图2为本发明坩埚盖体的结构示意图；

图3为本发明坩埚组件的正视结构示意图；

图4为本发明坩埚组件的侧视结构示意图；

图5为本发明金属坩埚一实施例的剖视结构示意图；

图6为本发明快锁螺栓的使用状态示意图；

图7为本发明坩埚盖体一实施例的剖视结构示意图；

图8为本发明金属坩埚另一实施例的剖视结构示意图；

图9为本发明坩埚盖体另一实施例的剖视结构示意图；

图10为本发明坩埚组件的使用状态示意图；

图11为本发明坩埚组件使用方法的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后…)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

相关技术中，锂离子动力电池人造石墨负极材料普遍采用石油生焦或针状生焦为原材料。石油生焦和针状生焦的挥发分含量通常高达7％～13％，经过机械磨粉碎、整形、分级处理后挥发分含量几乎没有变化，即使再经过600℃～700℃高温反应釜造粒处理，挥发分也只能降低至4％～8％之间，难以彻底除尽。将粉碎或造粒后的生焦半成品直接装入石墨化炉在接近3000℃的高温下进行石墨化，挥发分在高温下溢出后会在炉顶部发生燃烧，并可能出现物料喷炉现象，给生产带来很大安全隐患。另外，锂离子电池负极材料高温石墨化过程需要消耗大量的电能，并且装炉和出炉操作复杂，生产周期长，如果装炉前的负极材料半成品挥发分含量较高，会造成石墨化工序的成品收率较低，生产成本明显增加。

为解决上述问题，采用隧道窑对石墨化前的负极材料半成品进行高温煅烧处理，可将挥发分的含量降低至1％及以下，从而消除了石墨化生产过程中因物料挥发分较高带来的安全隐患，并明显降低生产成本。这种隧道窑通常采用天然气为燃料，碳化硅坩埚为容器，将待煅烧的负极材料半成品装入坩埚后，盖上盖子，放在轨道窑车上，送入隧道窑进行明火煅烧，煅烧的温度通常高达900℃以上。

但是，碳化硅坩埚存在如下问题：

1.生产工艺复杂，大尺寸坩埚加工制造周期长，通常在2个月以上；

2.生产大尺寸碳化硅坩埚成品率很低，制造费用很高，以Ф450mm(外径)、Ф400mm(内径)、高1200mm的碳化硅坩埚为例，一套制造费用高达数千元以上；

3.碳化硅坩埚使用寿命有限，一般使用寿命为30-50次，分摊到每次的使用费用较高；

4.碳化硅坩埚多次使用后，有物料剥落的现象，特别是接近使用寿命结束时，剥落现象更加明显，剥落下来的物料混入负极材料后，会成为有害杂质，在高温石墨化阶段也难以彻底去除；

5.大尺寸碳化硅坩埚为了提高机械强度，壁厚通常达到20mm以上，造成有效容积相对较小，物料装填量减少。

为此，本发明提供了一种金属坩埚、坩埚盖体、坩埚组件及坩埚组件的使用方法，全部表面覆盖有隔离层的金属坩埚装载锂离子电池负极材料半成品，取代了碳化硅坩埚，在相同外径尺寸和高度下，金属坩埚的制造方式简单，且制作成本不到碳化硅坩埚的1/3，由于金属坩埚的使用寿命是碳化硅坩埚的数倍，分摊到每次的使用成本极低，在多次使用后，不会有物料剥落的现象，且隔离层还可避免坩埚金属衬体在高温明火下发生氧化或被挥发分气体腐蚀，并避免坩埚金属衬体和锂离子电池负极材料半成品直接接触，引入微量金属杂质，保证了锂离子电池负极材料的产品质量。

下面结合一些具体实施方式进一步阐述本发明的构思。

本发明提出一种金属坩埚，用于高温煅烧锂离子电池负极材料。

参照图1和图5，图1为本发明金属坩埚的结构示意图；图5为本发明金属坩埚一实施例的剖视结构示意图。

在本发明一实施例中，如图1和图5所示，金属坩埚包括：

坩埚本体100，坩埚本体100包括坩埚金属衬体101和坩埚隔离层102，坩埚隔离层102覆盖于坩埚金属衬体101的全部表面；

其中，坩埚金属衬体101的耐热温度大于950℃。

为了便于理解，此处示出一制作金属坩埚的具体实施方式：

E100：用卷板机将一耐热温度大于950℃的不锈钢板卷成筒状，并对卷成筒状的不锈钢板进行无缝焊接，获得坩埚金属主体；

E200：用切割机将另一不锈钢板切割为盘状，获得与坩埚金属主体适配的筒底；

E300：通过无缝焊接，在坩埚金属主体的一端焊接筒底，形成坩埚金属衬体101；

E400：在坩埚金属衬体101的全部表面覆盖坩埚隔离层102，即坩埚金属衬体101的内表面和外表面均覆盖有坩埚隔离层102，获得坩埚本体100。

需要说明的是，本实施例中的坩埚隔离层102可以由化学气相沉积碳化硅形成。

本发明通过全部表面覆盖有坩埚隔离层102的金属坩埚装载锂离子电池负极材料半成品，取代了碳化硅坩埚，在相同外径尺寸和高度下，金属坩埚的制造方式简单，且制作成本不到碳化硅坩埚的1/3，并且，由于金属坩埚的使用寿命是碳化硅坩埚的数倍，分摊到每次的使用成本极低，另外，坩埚表面的坩埚隔离层102可以避免金属衬体在高温明火下发生氧化或被挥发性气体腐蚀，且可以避免坩埚金属衬体101和锂离子电池负极材料半成品直接接触，引入微量金属杂质。

此外，在多次使用后，不会有物料剥落的现象，保证了锂离子电池负极材料的产品质量。

在本实施例中，所述坩埚隔离层满足以下条件中的任一种：

所述坩埚隔离层为坩埚化学气相沉积碳化硅层，所述坩埚化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述坩埚金属衬体的全部表面；

所述坩埚隔离层为坩埚化学气相沉积碳化硅层和坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层，所述坩埚化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述坩埚金属衬体的外表面，所述坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层覆盖于所述坩埚金属衬体的内表面；或者

所述坩埚隔离层为坩埚化学气相沉积碳化硅层和坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层的坩埚复合涂层，所述坩埚化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述坩埚金属衬体的全部表面，所述坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层覆盖于所述坩埚金属衬体的内表面，其中，所述坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层覆盖于所述坩埚化学气相沉积碳化硅层位于所述坩埚金属衬体内侧的全部表面。

作为本实例的一种选择：

将化学气相沉积碳化硅覆盖于坩埚金属衬体101的全部表面，形成坩埚化学气相沉积碳化硅膜500，以得到坩埚隔离层102，其中，化学气相沉积碳化硅即CVD碳化硅。

具体而言，CVD是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法。可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施CVD，此处不再赘述。

作为本实例的另一种选择：

将化学气相沉积碳化硅覆盖于坩埚金属衬体101的外表面，形成坩埚化学气相沉积碳化硅膜500；

将碳涂层或石墨涂层覆盖于坩埚金属衬体101的内表面，形成坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400，以得到坩埚隔离层102。

本实施例中，为了便于理解，此处示出一具体实施例：

将坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400覆盖于坩埚金属衬体101的内表面的具体实施过程为：在坩埚金属衬体101的内表面喷涂或刷涂碳或石墨乳液，在碳或石墨乳凝结后，以形成将坩埚金属衬体101内表面完全覆盖的坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400。碳涂层或石墨涂层的制备成本较低，且实施难度较低。

可以理解的是，坩埚隔离层102避免了坩埚金属衬体101在高温明火下发生氧化或腐蚀，并避免坩埚金属衬体101和锂离子电池负极材料半成品直接接触，引入微量金属杂质。化学气相沉积碳化硅即CVD碳化硅，使用气相沉积装置在坩埚金属衬体101的表面(外表面或/和内表面)形成坩埚化学气相沉积碳化硅膜500。

具体而言，CVD是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法。可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施CVD，此处不再赘述。

参照图8，图8为本发明金属坩埚另一实施例的剖视结构示意图

作为本实例的又一种选择，如图8所示：

将化学气相沉积碳化硅覆盖于坩埚金属衬体101的全部表面，形成坩埚化学气相沉积碳化硅膜500后，将碳涂层或石墨涂层覆盖于坩埚金属衬体101的内表面，以形成坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400；

其中，坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400覆盖于坩埚化学气相沉积碳化硅膜500位于坩埚金属衬体101内侧的全部表面，以得到坩埚隔离层102。

本实施例中，为了便于理解，此处示出一具体实施例：

先将化学气相沉积碳化硅覆盖于坩埚金属衬体101的内表面，形成坩埚化学气相沉积碳化硅膜50，再将碳或石墨乳液喷涂或刷涂于碳化硅膜的表面，经150℃～200℃高温烘烤后，在坩埚内表面形成坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400和化学气相沉积碳化硅膜500的复合涂层。

盛装有锂离子电池负极材料半成品的金属坩埚在隧道窑内进行高温煅烧的过程中，外表面的坩埚化学气相沉积碳化硅膜500不会发生脱落，可以避免坩埚金属衬体101在高温明火下发生氧化或被材料中排出的挥发性气体所腐蚀，内表面的坩埚碳涂层或石墨涂层400避免了坩埚金属衬体101或坩埚化学气相沉积碳化硅膜500与负极材料直接接触而引入杂质。碳或石墨涂层400的量非常少，并且与负极材料的成分相同，即使在坩埚多次使用后发生剥落，也不会对负极材料造成污染，保证了产品的质量。可以理解的是，坩埚隔离层102不包含金属单质成分，具有其余组分的隔离层亦可被使用以形成本发明中的坩埚隔离层102，本实施例示出的为较优的实施方式。

在本实施例中，坩埚金属衬体101的厚度尺寸为2mm～8mm。

坩埚金属衬体101的厚度小于2mm时，在对锂离子电池负极材料半成品的高温煅烧过程中，坩埚金属衬体101的整体结构会产生形变，影响金属坩埚的正常使用。

坩埚金属衬体101的厚度大于8mm时，金属坩埚的重量显著增加，增加运输机构运输金属坩埚的负担，增加对锂离子电池负极材料半成品的生产成本，且在高温煅烧过程中，热量传递速度慢，降低对锂离子电池负极材料半成品的生产效率，其次，会使金属坩埚的整体强度过剩，不利于控制生产成本，因此，为在保证坩埚金属衬体101的机械强度的同时，保证金属坩埚的有效容积，且相较于同尺寸的碳化硅坩埚，增加锂离子电池负极材料半成品的装填量，在较优的实施方式中，将坩埚金属衬体101的厚度尺寸限定在2mm～8mm。

在本实施例中，坩埚金属衬体101采用的不锈钢材质为1Cr25Ni20Si2(314)、1Cr20Ni14Si2、0Cr23Ni13(309S)或253MA(S30815)中的任一者。

为保证坩埚金属衬体101具有较高的高温强度及抗氧化性，在较优的实施方式中，坩埚金属衬体101采用的不锈钢材质为1Cr25Ni20Si2(314)、1Cr20Ni14Si2、0Cr23Ni13(309S)或253MA(S30815)中的任一者。

在本实施例以及其他实施例中，具体而言：

1Cr25Ni20Si2(314)是具有较高的高温强度及抗氧化性，对含硫气氛较敏感，在600～800℃有析出相的脆化倾向，适于制作承受应力的各种炉用构件；

1Cr20Ni14Si2是具有较高的高温强度及抗氧化性，对含硫气氛敏感，在600℃----800℃时有脆化倾向，适用于制作炉用构件，抗拉强度：590MPa、硬度：≤187；

0Cr23Ni13(309S)是碳含量较低的309不锈钢的变种，用于需要焊接的场合；

253MA(S30815)是一种将高温下的出色使用性能与易于制造相结合的不锈钢。它在高达1150℃的温度下抗氧化，并且可以在含碳、氮和硫的气氛中提供优于310级的服务。253MA含有相当低的镍含量，与高镍合金和310钢相比，这使其在还原硫化物气氛方面具有一些优势。高硅、氮和铈含量使钢具有良好的氧化物稳定性、高温强度和优异的性能抗σ相沉淀；

可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施1Cr25Ni20Si2(314)、1Cr20Ni14Si2、0Cr23Ni13(309S)或253MA(S30815)，此处不再赘述。

本发明还提出一种坩埚盖体，用于高温煅烧锂离子电池负极材料。

参照图2和图7，图2为本发明坩埚盖体的结构示意图；图7为本发明坩埚盖体一实施例的剖视结构示意图。

在本发明一实施例中，如图2和图7所示，坩埚盖体包括：

盖体本体200，盖体本体200包括盖体金属衬体201和盖体隔离层202，盖体隔离层202覆盖于盖体金属衬体201的全部表面；

其中，盖体金属衬体201的耐热温度大于950℃。

为了便于理解，此处示出一制作坩埚盖体的具体实施方式：

A100：将耐热温度大于950℃的不锈钢板切割成盖板，得到盖体盖板；

A200：沿盖体盖板的周缘垂直焊接一周同材质的不锈钢侧壁，以形成一侧封闭的盖体半成品；

A:300：在坩埚盖体半成品封闭的一侧形成开口210，并在坩埚盖体半成品的内侧壁水平焊接耐热温度大于950℃的不锈钢透气格栅220，获得坩埚盖体金属衬体201；

A400：在盖体金属衬体的全部表面覆盖盖体隔离层202，获得盖体本体200，其中，盖体隔离层202用于防止盖体金属衬体201在高温明火下发生氧化或腐蚀。

为了便于理解，此处示出一制作坩埚盖体的具体实施方式：

P100：将耐热温度大于950℃的不锈钢板切割成盖板，然后在盖板外边缘垂直焊接一周同材质的不锈钢侧壁形成一侧封闭的结构，在盖板上形成开口210，再在盖板的内圆四周水平焊接耐热温度大于950℃的不锈钢透气格栅220，获得盖体金属衬体201，其中，盖体金属衬体201的内径比外径小10mm以上；

P200：在盖体金属衬体201的全部表面覆盖盖体隔离层202，获得盖体本体200。

本发明使用不锈钢板制成的坩埚盖体，取代了碳化硅材质的坩埚盖体，在相同的尺寸下，使用不锈钢板制成的坩埚盖体的制造方式简单，且制作成本低于碳化硅材质的坩埚盖体，由于不锈钢板制成的坩埚盖体的使用寿命是碳化硅材质的坩埚盖体的数倍，分摊到每次的使用成本极低，在多次使用后，不会有物料剥落的现象，且在盖体金属衬体201的全部表面覆盖有盖体隔离层202，即盖体金属衬体201的内表面和外表面均覆盖有盖体隔离层202，避免盖体金属衬体201在高温明火下发生氧化或被挥发性气体腐蚀，金属盖体在多次使用后，即使表面盖体隔离层202有脱落，但因盖体隔离层202很薄，脱落量非常少，不会对锂离子电池负极材料产品质量造成明显影响。

A400：在盖体金属衬体201封闭的一侧形成开口210，即在盖板上形成开口210。

在本实施例中，坩埚盖体包括：透气格栅220，透气格栅220设置于开口210处，透气格栅220与开口210匹配。

可以理解的是，开口210的形状可以是任意多边形或圆形。

在对锂离子电池负极材料半成品进行高温煅烧时，先将负极材料半成品装入金属坩埚中，然后将坩埚盖体覆盖于坩埚的开口210处，装入窑车，送入窑炉。窑车行至窑炉高温区，负极材料半成品受热后排放出大部分的挥发分。坩埚盖体的开口210和透气格栅220便于挥发分从金属坩埚排放到窑炉中。

透气格栅220除便于挥发分从装有锂离子电池负极材料半成品的金属坩埚中排出外，在进入降温阶段还有利于坩埚内的热量快速散失，加快冷却速度。

在本实施例中，盖体金属衬体201的厚度尺寸为2mm～8mm。

盖体金属衬体201的厚度小于2mm时，在对锂离子电池负极材料半成品的高温煅烧过程中，盖体金属衬体201的整体结构会产生形变，影响坩埚盖体的正常使用。

盖体金属衬体201的厚度大于8mm时，坩埚盖体的重量显著增加，增加运输机构运输坩埚盖体的负担，增加对锂离子电池负极材料半成品的生产成本，且在高温煅烧过程中，热量传递速度慢，降低对锂离子电池负极材料半成品的生产效率，其次，会使坩埚盖体的整体强度过剩，不利于控制生产成本，因此，在较优的实施方式中，将盖体金属衬体201的厚度尺寸限定在2mm～8mm。

在本实施例中，所述盖体隔离层满足以下条件中的任一种：

所述盖体隔离层为盖体化学气相沉积碳化硅层，所述盖体化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述盖体金属衬体的全部表面；

所述盖体隔离层为盖体化学气相沉积碳化硅层和盖体碳涂层或盖体石墨涂层，所述盖体化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述盖体金属衬体的外表面，所述盖体碳涂层或盖体石墨涂层覆盖于所述盖体金属衬体的内表面；或者

所述盖体隔离层为盖体化学气相沉积碳化硅层和盖体碳涂层或盖体石墨涂层的盖体复合涂层，所述盖体化学气相沉积碳化硅层覆盖于所述盖体金属衬体的全部表面，所述盖体碳涂层或盖体石墨涂层覆盖于所述盖体金属衬体的内表面，其中，所述盖体碳涂层或盖体石墨涂层覆盖于所述盖体化学气相沉积碳化硅层位于所述盖体金属衬体内侧的全部表面。

作为本实施例的一种选择：

C300：将化学气相沉积碳化硅覆盖于盖体金属衬体201的全部表面，形成盖体化学气相沉积碳化硅膜600，以得到盖体隔离层202。

盖体隔离层202为化学气相沉积碳化硅即CVD碳化硅，使用气相沉积装置在盖体金属衬体201的全部表面(内表面和外表面)形成盖体化学气相沉积碳化硅膜600，避免了盖体金属衬体201在高温明火下发生氧化或腐蚀，并避免盖体金属衬体201和锂离子电池负极材料半成品接触，引入微量金属杂质。

具体而言，CVD是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法。可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施CVD，此处不再赘述。

作为本实例的另一种选择：

C100：将化学气相沉积碳化硅即CVD碳化硅覆盖于盖体金属衬体201的外表面，形成盖体化学气相沉积碳化硅膜600；

C200：将碳涂层或石墨涂层400覆盖于盖体金属衬体201的内表面，形成盖体碳涂层或盖体石墨涂层700，以得到盖体隔离层202。

盖体金属衬体201外表面的坩埚化学气相沉积碳化硅膜600可避免盖体金属衬体201在高温明火下发生氧化或被挥发性气体腐蚀，保证坩埚盖体的使用寿命；盖体金属衬体201内表面的盖体碳涂层或盖体石墨涂层700可避免盖体金属衬体201和锂离子电池负极材料半成品直接接触，引入微量金属杂质。

具体而言，CVD是指化学气体或蒸汽在基质表面反应合成涂层或纳米材料的方法。可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施CVD，此处不再赘述。

参照图9，图9为本发明坩埚盖体另一实施例的剖视结构示意图。

作为本实例的又一种选择，如图9所示：

C400：将化学气相沉积碳化硅覆盖于盖体金属衬体201的全部表面，形成盖体化学气相沉积碳化硅膜600后，将碳涂层或石墨涂层覆盖于盖体金属衬体201的内表面，以形成盖体碳涂层或盖体石墨涂层700；

其中，盖体碳涂层或盖体石墨涂层700覆盖于盖体化学气相沉积碳化硅膜600位于盖体金属衬体201内侧的全部表面，以得到盖体隔离层202。

盛装有锂离子电池负极材料半成品的金属坩埚在隧道窑内进行高温煅烧的过程中，盖体金属衬体201外表面的盖体化学气相沉积碳化硅膜600不会发生脱落，可以避免盖体金属衬体201在高温明火下发生氧化或被材料中排出的挥发性气体所腐蚀，内表面的盖体碳涂层或盖体石墨涂层700避免了盖体金属衬体201或盖体化学气相沉积碳化硅膜600与负极材料直接接触而引入杂质。盖体碳涂层或盖体石墨涂层700的量非常少，并且与负极材料的成分相同，即使在坩埚多次使用后发生剥落，也不会对负极材料造成污染，保证了产品的质量。

可以理解的是，盖体隔离层202不包含金属单质成分，具有其余组分的隔离层亦可被使用以形成本发明中的盖体隔离层202，本实施例示出的为较优的实施方式。

在本实施例中，盖体金属衬体201采用的不锈钢材质为1Cr25Ni20Si2(314)、1Cr20Ni14Si2、0Cr23Ni13(309S)或253MA(S30815)中的任一者。

为保证盖体金属衬体201具有较高的高温强度及抗氧化性，在较优的实施方式中，盖体金属衬体201采用的不锈钢材质为1Cr25Ni20Si2(314)、1Cr20Ni14Si2、0Cr23Ni13(309S)或253MA(S30815)中的任一者。

可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施1Cr25Ni20Si2(314)、1Cr20Ni14Si2、0Cr23Ni13(309S)或253MA(S30815)，此处不再赘述。

本发明还提出一种坩埚组件。

参照图3、图4和图6，图3为本发明坩埚组件的正视结构示意图；图4为本发明坩埚组件的侧视结构示意图；图6为本发明快锁螺栓330的使用状态示意图。

在本发明一实施例中，如图3、图4和图6所示，坩埚组件包括：

上述的金属坩埚；以及

上述的坩埚盖体，坩埚盖体盖合金属坩埚；

在一实施例中，坩埚组件还包括：

至少两个限位件320，至少两个限位件320均匀分布于金属坩埚的外周壁，限位件320与金属坩埚外周壁之间采用焊接方式连接；

至少两个基座310，至少两个基座310均匀分布于坩埚盖体的外周壁，基座310与限位件320一一对应设置，基座310上有水平横杆333，水平横杆333穿过快锁螺栓330上端的固定圆环332，使快锁螺栓330得以固定在坩埚盖体上；

至少两个快锁螺栓330，快锁螺栓330与限位件320一一对应设置，上端的固定圆环332通过基座310的水平横杆333固定在坩埚盖体的外周壁上，下端通过快锁螺母331配合限位件320得以拧紧，从而使坩埚盖体与坩埚本体100相盖合；以及

至少两个吊钩340，至少两个吊钩340均匀分布于金属坩埚的外周壁；

其中，限位件320与吊钩340在金属坩埚的周向上彼此间隔开。

在对锂离子电池负极材料半成品进行高温煅烧的过程中，为了便于金属坩埚与坩埚盖体的快速连接，至少两个限位件320均匀分布于金属坩埚的外周壁且与金属坩埚的外周壁连接，限位件320与金属坩埚的外周壁之间形成有快锁螺栓330落位和快锁螺母331旋转的空间；至少两个基座310均匀分布于坩埚盖体的外周壁，基座310与限位件320一一对应设置，基座310设有水平横杆333，穿过快锁螺栓330上端的圆环使快锁螺栓330固定在坩埚盖体的外周壁上。基座310与限位件320一一对应设置，快锁螺栓330下端的螺母拧紧后固定在限位件320上。

在本实施例中，限位件320设置为金属件，焊接在坩埚外周壁上。

具体而言，快锁螺栓330包括螺栓杆、固定圆环332和快锁螺母331。可以理解的，本领域技术人员知晓如何实施快锁螺栓330，此处不再赘述。

另外，在一实施例中，在对锂离子电池负极材料半成品进行高温煅烧的过程中，需要将装填有锂离子电池负极材料半成品的金属坩埚送入隧道窑中进行高温煅烧，为了便于对金属坩埚的运输，至少两个吊钩340均匀分布于金属坩埚的外周壁；其中，限位件320与吊钩340在金属坩埚的周向上彼此间隔开；用电动葫芦、悬臂吊机或行车钩住吊钩340，将装填有锂离子电池负极材料半成品的金属坩埚放上窑车，送入隧道窑进行高温煅烧。

在本实施例中，限位件320、基座310、快锁螺栓330和吊钩340的材质与坩埚金属衬体101的材质相同，且在限位件320、基座310、快锁螺栓330和吊钩340的表面均全部覆盖有坩埚组件隔离层，本坩埚组件隔离层与坩埚隔离层102的组分相同。

在本实施例中，在吊起金属坩埚时，为了增加金属坩埚与电动葫芦、悬臂吊机或行车之间连接的稳定性，在金属坩埚的外周壁上均匀分布有至少两个吊钩340组，每个吊钩340组中包含两个在金属坩埚的周向上彼此间隔开的吊钩340。

此外，可以理解的是，本实施例中的坩埚组件包括上述的金属坩埚、坩埚和盖体，该金属坩埚和坩埚盖体的具体结构参照上述实施例，由于本坩埚组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

需要说明的是，在本实施例以及其他实施例中，金属坩埚内部装完物料后氧气含量非常少，窑炉中的少量和微量氧气也难以进入到坩埚内，特别是难以到达物料和坩埚内壁之间，因此碳涂层或石墨涂层是难以被氧化的。

采用化学气相沉积碳化硅膜与碳涂层或石墨涂层一同形成的复合涂层时，碳涂层或石墨涂层覆盖于化学气相沉积碳化硅膜的表面，比碳涂层或石墨涂层直接覆盖于金属衬底的方式更牢固，耐磨性更好。

此处，化学气相沉积碳化硅膜指的是坩埚化学气相沉积碳化硅膜500、盖体化学气相沉积碳化硅膜600和坩埚组件隔离层；

碳涂层或石墨涂层指的是坩埚碳涂层或坩埚石墨涂层400、盖体碳涂层或盖体石墨涂层700和坩埚组件隔离层。

此外，可以理解的是，本实施例中的坩埚组件包括上述的金属坩埚、坩埚盖体和坩埚组件，该金属坩埚、坩埚盖体和坩埚组件的具体结构参照上述实施例，由于本坩埚组件采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

本发明还提出一种使用上述的坩埚组件的方法。

参照图10和图11，图10为本发明坩埚组件的使用状态示意图；图11为本发明坩埚组件使用方法的流程示意图。

在本发明一实施例中，如图10和图11所示，使用上述的坩埚组件的方法包括：

S100：将待高温煅烧的锂离子电池负极材料半成品装入金属坩埚中；

S200：将金属坩埚内的锂离子电池负极材料半成品振实，获得平整半成品801；

S300：在平整半成品801的表面覆盖碳纤维毡802，获得待填充半成品；

S400：向金属坩埚内填充煅后石油焦和/或煅后针状焦粉803，以覆盖待填充半成品的表面，获得待煅烧半成品；

S500：将坩埚盖体盖合金属坩埚，得到装有待煅烧半成品的金属坩埚；

S600：对装有待煅烧半成品的金属坩埚进行高温煅烧，获得锂离子电池负极材料成品。

为了便于理解，此处示出一具体实施方式：

将待高温煅烧的锂离子电池负极材料半成品装入金属坩埚中；采用振动器振实，获得平整半成品801；此时，获得待填充半成品即锂离子电池负极材料半成品的顶部摊平后距离坩埚口部约5cm；覆盖一层厚度10mm左右的碳纤维毡802，获得待填充半成品；再填充20mm-30mm厚、粒径1mm～5mm的煅后石油焦或煅后针状焦粉，获得待煅烧半成品；盖上坩埚盖体，并将快锁螺栓330插入限位件320后与基座310锁紧；用电动葫芦、悬臂吊机或行车钩住吊钩340，将装满待煅烧半成品的金属坩埚放上窑车，送入隧道窑进行高温煅烧。

可以理解的是，本使用上述的坩埚组件的方法包括上述的金属坩埚、坩埚盖体和坩埚组件，该金属坩埚、坩埚盖体和坩埚组件的具体结构参照上述实施例，由于本使用上述的坩埚组件的方法采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。