一种石墨匣钵成型模具及其成型控制方法

　　中模框(1)；所述中模框(1)中部具有中心通孔，所述中模框(1)内部开设有第一加热/

　　模芯(2)；所述模芯(2)套设在所述中心通孔内，且所述模芯(2)外侧壁与所述中心通孔

　　内壁形成侧壁成型腔；所述模芯(2)内部开设有第二加热/冷却介质通道(21)；

　　压边模(3)，所述压边模(3)套设在所述模芯(2)外侧，且位于所述中模框(1)下方，所述

　　上模(4)；所述上模(4)位于所述模芯(2)的上方，且其内部开设有第三加热/冷却介质

　　2.根据权利要求1所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，还包括驱动系统和控制

　　系统；所述驱动系统能够分别带动所述模芯(2)、所述压边模(3)和所述上模(4)沿竖向方向

　　上下运动，用于实现对料粉的挤压；所述控制管理系统用于控制所述第一加热/冷却介质通道

　　(11)、所述第二加热/冷却介质通道(21)和所述第三加热/冷却介质通道(41)内部加热/冷

　　3.根据权利要求2所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述上模(4)顶部固定

　　有上模安装板(42)；所述上模安装板(42)与所述驱动系统固定连接；所述上模(4)底部固定

　　有压头(43)；所述上模(4)的两端开设有第一入口(44)和第一出口(45)；所述第一入口(44)

　　和所述第一出口(45)分别与所述第三加热/冷却介质通道(41)的两端连通。

　　4.根据权利要求2所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述压边模(3)的底部

　　固定有压边模安装座(31)；所述压边模安装座(31)与所述驱动系统固定连接。

　　5.根据权利要求3所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述模芯(2)底部固定

　　有模芯座(6)；所述模芯座(6)底部固定有模芯座安装板(61)，所述模芯座安装板(61)与所

　　述驱动系统固定连接；所述模芯座安装板(61)的两端开设有第二入口(62)和第二出口

　　(63)；所述模芯座(6)的内部开设有第四加热/冷却介质通道(64)，所述第四加热/冷却介质

　　通道(64)的一端与所述第二入口(62)连通，另一端与所述第二出口(63)连通；所述第四加

　　6.根据权利要求5所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述压头(43)和所述上

　　模(4)底部之间具有第一密封圈(5)；所述模芯座(6)和所述模芯(2)之间具有第二密封圈

　　(7)，所述模芯座安装板(61)与所述模芯座(6)之间具有第三密封圈(8)。

　　7.根据权利要求5所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述中模框(1)上开设

　　有第三入口(12)和第三出口(13)，所述第三入口(12)和所述第三出口(13)分别与所述第一

　　8.根据权利要求7所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述第一入口(44)、所

　　述第一出口(45)、所述第二入口(62)、所述第二出口(63)、所述第三入口(12)和所述第三出

　　9.根据权利要求5所述的一种石墨匣钵成型模具，其特征是，所述上模(4)、所述模芯

　　(2)、所述模芯座(6)、所述中模框(1)内部均安装有温度传感器，所述温度传感器与所述控

　　10.一种权利要求1‑9任一项所述的石墨匣钵成型模具的成型操控方法，其特征在于，

　　S1：在第一加热/冷却介质通道(11)、所述第二加热/冷却介质通道(21)和所述第三加

　　热/冷却介质通道(41)内加入加热介质，对模芯(2)、压边模(3)、上模(4)和中模框(1)进行

　　S3：带动上模(4)向下运动，带动压边模(3)向上运动，对料粉(9)做挤压；带动模芯

　　S4：在第一加热/冷却介质通道(11)、第二加热/冷却介质通道(21)和第三加热/冷却介

　　质通道(41)内加入冷却介质，对模芯(2)、压边模(3)、上模(4)和中模框(1)进行降温至设定

　　针对锂电池负极材料和某些正极材料煅烧要求，需用石墨材质的匣钵(也称坩埚、

　　烧舟)作为载体盛装被煅烧材料经过高温窑炉进行煅烧，现有的石墨匣钵大多是用整块的

　　高强度石墨通过机械加工而成，这样不仅费料费工，匣钵制作成本高，粉尘大，不利于大批

　　等静压成型密度均匀但外观尺寸和形状很难保证，压完需用修坯或烧结后进行机械加工；

　　热挤压成型形状尺寸一致性好，但密度不均匀，影响正常使用寿命。也有用模具冷压成型再用热

　　因此，如何提供一种结构相对比较简单，操作便捷，能够在同一模具内实现热致密和冷压工

　　艺，同时能有效保证产品尺寸一致性、密度均匀的石墨匣钵成型模具及其成型控制方法，

　　中模框；所述中模框中部具有中心通孔，所述中模框内部开设有第一加热/冷却介

　　压边模，所述压边模套设在所述模芯外侧，且位于所述中模框下方，所述压边模的

　　上模；所述上模位于所述模芯的上方，且其内部开设有第三加热/冷却介质通道，

　　型模具，通过在第一加热/冷却介质通道、第二加热/冷却介质通道和第三加热/冷却介质通

　　道通入加热介质，实现对上模、模芯、中模框和压边模的加热，并在侧壁成型腔和底壁成型

　　腔内部加入料粉，依据设定的尺寸和压力，控制上模下行，压边模上行，模芯下行到设定位

　　置，实现对料粉三个方向的挤压，保压定形至设定时间到后，控制在第一加热/冷却介质通

　　道、第二加热/冷却介质通道和第三加热/冷却介质通道通入冷却介质，实现对上模、模芯、

　　中模框和压边模的快速冷却，冷却至设定开模温度，控制上模上行，压边模下行，模芯上行

　　将成型的匣钵坯体取出；本发明结构相对比较简单，操作便捷，能够在同一模具内实现热致密和冷压

　　优选的，在上述一种石墨匣钵成型模具中，还包括驱动系统和控制管理系统；所述驱动

　　系统能够分别带动所述模芯、所述压边模和所述上模沿竖向方向上下运动，用于实现对料

　　粉的挤压；所述控制管理系统用于控制所述第一加热/冷却介质通道、所述第二加热/冷却介质

　　通道和所述第三加热/冷却介质通道内部加热/冷却介质的流动，并形成循环回路。通过驱

　　动系统控制上模、压边模和模芯沿竖向方向的上下运动，可以在一定程度上完成对料粉的挤压成型和控

　　制模具的开合模，结构相对比较简单，操作便捷；控制管理系统控制加热/冷却介质通道内加热/冷却介质

　　的流动，经过控制系统控制两个油路的循环，实现在同一模具内的热致密和冷压工艺，节省

　　优选的，在上述一种石墨匣钵成型模具中，所述上模顶部固定有上模安装板；所述

　　上模安装板与所述驱动系统固定连接；所述上模底部固定有压头；所述上模的两端开设有

　　第一入口和第一出口；所述第一入口和所述第一出口分别与所述第三加热/冷却介质通道

　　的两端连通。此结构设置能快速实现对压头的加热/冷却，有效保证对料粉的挤压成型。

　　优选的，在上述一种石墨匣钵成型模具中，所述模芯底部固定有模芯座；所述模芯

　　座底部固定有模芯座安装板，所述模芯座安装板与所述驱动系统固定连接；所述模芯座安

　　装板的两端开设有第二入口和第二出口；所述模芯座的内部开设有第四加热/冷却介质通

　　道，所述第四加热/冷却介质通道的一端与所述第二入口连通，另一端与所述第二出口连

　　通；所述第四加热/冷却介质通道与所述第二加热/冷却介质通道连通。第四加热/冷却介质

　　通道与第二加热/冷却介质通道连通，能快速实现对模芯和压边模的加热/冷却，以此有

　　一密封圈；所述模芯座和所述模芯之间具有第二密封圈，所述模芯座安装板与所述模芯座

　　出口，所述第三入口和所述第三出口分别与所述第一加热/冷却介质通道的两头连接。能够

　　优选的，在上述一种石墨匣钵成型模具中，在所述第一加热/冷却介质通道、所述

　　第二加热/冷却介质通道、所述第三加热/冷却介质通道和所述第四加热/冷却介质通道内

　　部交汇的工艺孔处均填充有填充物。填充物可以为金属，也可以为耐热胶条，或其他物质，

　　能够防止加热/冷却介质通过工艺孔进入模具内部，有效实现加热/冷却介质在通道内形成

　　优选的，在上述一种石墨匣钵成型模具中，所述第一入口、所述第一出口、所述第

　　二入口、所述第二出口、所述第三入口和所述第三出口处均安装有电磁阀，所述电磁阀与所

　　优选的，在上述一种石墨匣钵成型模具中，所述上模、所述模芯、所述模芯座、所述

　　S1：在第一加热/冷却介质通道、所述第二加热/冷却介质通道和所述第三加热/冷

　　S3：带动上模向下运动，带动压边模向上运动，对料粉做挤压；带动模芯向下运

　　S4：在第一加热/冷却介质通道、第二加热/冷却介质通道和第三加热/冷却介质通

　　道内加入冷却介质，对模芯、压边模、上模和中模框进行降温至设定温度，开模取模；重复步

　　1、本发明通过上模、压边模和模芯的设置，实现对料粉三个方向的挤压，有效保证

　　2、本发明通过加热/冷却介质通道的设置，能快速实现对上模、压边模和模芯的

　　加热/冷却，能够在同一模具内实现加热/冷却，有效节省了上班时间，解决了冷压后再热致

　　有技术描述中所需要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

　　41‑第三加热/冷却介质通道；42‑上模安装板；43‑压头；44‑第一入口；45‑第一出

　　61‑模芯座安装板；62‑第二入口；63‑第二出口；64‑第四加热/冷却介质通道；

　　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。基于本

　　发明中的实施例，本领域普通技术人员在没做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实

　　中模框1；中模框1中部具有中心通孔，中模框1内部开设有第一加热/冷却介质通

　　模芯2；模芯2套设在中心通孔内，且模芯2外侧壁与中心通孔内壁形成侧壁成型

　　压边模3，压边模3套设在模芯2外侧，且位于中模框1下方，压边模3的侧壁与侧壁

　　上模4；上模4位于模芯2的上方，且其内部开设有第三加热/冷却介质通道41，上模

　　带动模芯2、压边模3和上模4沿竖向方向上下运动，用于实现对料粉的挤压；控制管理系统用于

　　控制第一加热/冷却介质通道11、第二加热/冷却介质通道21和第三加热/冷却介质通道41

　　为了逐步优化上述技术方案，上模4顶部固定有上模安装板42；上模安装板42与

　　驱动系统固定连接；上模4底部固定有压头43；上模4的两端开设有第一入口44和第一出口

　　45；第一入口44和第一出口45分别与第三加热/冷却介质通道41的两端连通。

　　为了逐步优化上述技术方案，压边模3的底部固定有压边模安装座31；压边模安

　　为了逐步优化上述技术方案，模芯2底部固定有模芯座6；模芯座6底部固定有模

　　芯座安装板61，模芯座安装板61与驱动系统固定连接；模芯座安装板61的两端开设有第二

　　入口62和第二出口63；模芯座6的内部开设有第四加热/冷却介质通道64，第四加热/冷却介

　　质通道64的一端与第二入口62连通，另一端与第二出口63连通；第四加热/冷却介质通道64

　　为了逐步优化上述技术方案，压头43和上模4底部之间具有第一密封圈5；模芯

　　座6和模芯2之间具有第二密封圈7，模芯座安装板61与模芯座6之间具有第三密封圈8。

　　为了逐步优化上述技术方案，中模框1上开设有第三入口12和第三出口13，第三

　　为了逐步优化上述技术方案，第一入口44、第一出口45、第二入口62、第二出口

　　63、第三入口12和第三出口13处均安装有电磁阀，电磁阀与控制管理系统电连接。

　　为了逐步优化上述技术方案，上模4、模芯2、模芯座6、中模框1内部均安装有温

　　本实施例提供的第一加热/冷却介质通道、第二加热/冷却介质通道、第三加热/冷

　　却介质通道和第四加热/冷却介质通道的形状如附图2‑附图4；也可其设置为其他结构及形

　　状，保证能快速实现对中模框1、模芯2、压边模3、上模4和模芯座6的加热/冷却即可。

　　S1：在第一加热/冷却介质通道11、第二加热/冷却介质通道21和第三加热/冷却介

　　质通道41内加入加热介质，对模芯2、压边模3、上模4和中模框1进行加热。

　　S3：带动上模4向下运动，带动压边模3向上运动，对料粉9做挤压；带动模芯2向

　　S4：在第一加热/冷却介质通道11、第二加热/冷却介质通道21和第三加热/冷却介

　　质通道41内加入冷却介质，对模芯2、压边模3、上模4和中模框1进行降温至设定温度，开模

　　通过控制管理系统控制在第一加热/冷却介质通道11、第二加热/冷却介质通道21、第

　　三加热/冷却介质通道41和第四加热/冷却介质通道64内通入加热介质，实现对压头43、模

　　芯2、模芯座6、压边模3和中模框1的加热，料粉9填入侧壁成型腔和底壁成型腔，驱动系统控

　　制上模4向下运动，压在料粉9上，对压头33加压，料粉9变薄；驱动系统带动压边模3向上运

　　动，同时对匣钵边框的料粉9进行加压，驱动系统带动模芯2向下运动，保温保压定型至设定

　　时间，控制管理系统控制在第一加热/冷却介质通道11、第二加热/冷却介质通道21、第三加热/

　　冷却介质通道41和第四加热/冷却介质通道64内通入冷却介质，对压头43、模芯2、模芯座6、

　　压边模3和中模框1进行冷却至设定温度，驱动系统带动上模4向上运动，带动压边模3向下

　　实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置

　　而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说

　　对这些实施例的多种修改对本领域的专业方面技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的

　　一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明

　　将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一