CN112880404B - 惰性气氛下的电池材料焙烧降温***及其应用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，包括惰性气体瓶、涡流管、惰性气氛降温箱、惰性气体储存包、管式炉、半导体热端导热陶瓷板、半导体温差发电模块和管式炉余热转移机构。本发明还公开了上述焙烧降温***的应用方法，对置于降温腔内的电池材料进行辐射‑对流综合换热，同时通过管式炉余热转移机构回收管式炉内的热量，利用半导体热端导热陶瓷板吸收热量并利用半导体温差发电模块发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力；在下次焙烧时将前次惰性气体喷吹至内部焙烧区中。本发明针对电池材料不能自然冷却的特殊性，使电池材料在惰性气氛下进行焙烧并在封闭环境下降温，提高电池材料的性能，并能充分回收管式炉内的余热。

Description

惰性气氛下的电池材料焙烧降温***及其应用方法
技术领域
本发明涉及电池材料制备装置技术领域，具体涉及一种惰性气氛下的电池材料焙烧降温***及其应用方法。
背景技术
电池材料制备过程中通常需要进行焙烧环节，而烧结产物的形貌、晶体结构、电化学性能往往和烧结制度及冷却制度有很大的关系。通常，急速冷却提高过冷度能够提升材料的结晶度，细化晶粒，使材料拥有更好的电化学性能。专利CN109148879A公布了一种通过液氮淬冷的方式合成富锂锰基正极材料的方法，表明提高冷却速度能够提升材料的电化学性能。
现阶段实验室制备电池材料过程中通常采用双温区开启式管式炉进行焙烧制备，焙烧过程中需要通入氩气，维持惰性气氛进行隔绝氧气保护，防止材料被氧化。电池材料在管式炉内焙烧过程中，通入的氩气往往来自于氩气气瓶中，为低温高压的氩气，通入到双温区开启式管式炉中的石英管中时，往往流速较快，氩气不能充分利用而迅速溢出，同时溢出的氩气仍然还有一定的动能和较高的压力不能得到充分利用，造成多余的氩气损耗。并且加入的氩气温度较低，作为冷物料喷吹进入到双温区开启式管式炉的石英管中时会吸收一部分热量，造成额外的热量投入，不利于节能运行。同时冷的气体不断通入管式炉内造成热量损失，烧结温度不稳定，影响实验烧结产物的一致性。
电池材料焙烧完毕后，由于焙烧温度过高，电池材料短时间内难以充分冷却，由于过冷度较低，烧结产物得到的结晶度往往不够高，也不利于晶粒的细化，影响锂离子在颗粒内部的传输，组装成的电池倍率性能差。现阶段电池材料冷却的方式是将电池材料用铁丝从石英管内勾出待其在空气中自然冷却或者是在双温区开启式管式炉内通氩气自然冷却后取出。前者取出电极材料后，置于空气中的高温电极材料极易被空气氧化，从而使得到的电极材料难以满足要求；后者在氩气气氛围中自然冷却，但冷却周期过长，影响电池材料制备正常流程和周期，同时也会造成过多的氩气资源浪费，不能够得到晶粒细小结晶度高的产品，并且管式炉内由电能转换而来的大量热量会直接散失，不利于能量的最大化利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种能够充分利用管式炉焙烧电池材料产生的热量，且能使焙烧后的电池材料在惰性气氛下快速冷却降温以提升电池材料性能的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***及其应用方法。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：
一种惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，包括：
惰性气体瓶，用于提供惰性气体；
涡流管，所述涡流管的输入端与所述惰性气体瓶相连，涡流管的输出端包括涡流管热端和涡流管冷端；
惰性气氛降温箱，用于在封闭环境下对电池材料进行辐射-对流综合换热降温，所述惰性气氛降温箱内设有用于放置焙烧后的电池材料的降温腔，所述涡流管冷端与所述降温腔的输入端连通；
惰性气体储存包，所述涡流管热端及所述降温腔的输出端均与所述惰性气体储存包的输入端连通；
管式炉，用于对电池材料进行焙烧，且惰性气体储存包可与所述管式炉的内部焙烧区连通；
半导体热端导热陶瓷板，一侧与所述降温腔相邻设置；
半导体温差发电模块，紧贴所述半导体热端导热陶瓷板的另一侧设置；
管式炉余热转移机构，用于将管式炉的内部焙烧区的余热传递转移至所述半导体热端导热陶瓷板。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述管式炉余热转移机构包括螺旋换热管，所述螺旋换热管可***所述管式炉的内部焙烧区，且螺旋换热管内流通有导热油，所述半导体热端导热陶瓷板旁设有导热油腔，螺旋换热管的输入端和输出端均与所述导热油腔连通。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述螺旋换热管包括相互连通的螺旋段和直线段，所述螺旋段沿所述管式炉的内部焙烧区的内壁盘旋延伸，所述直线段折返穿过所述螺旋段的螺旋中空部设置，螺旋段的开口端为螺旋换热管的输入端，直线段的开口端为螺旋换热管的输出端。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述惰性气体储存包与管式炉的连接处设有将气流导向所述内部焙烧区内壁面的夹缝出气口，所述夹缝出气口包括相互连通的主管段和环形分岔段，所述主管段与所述惰性气体储存包的输出端相连，所述环形分岔段与内部焙烧区的内壁相匹配并与管式炉的输入端相连。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述电池材料焙烧降温***还包括水冷降温装置，所述水冷降温装置包括：
水冷降温夹层，紧贴所述降温腔的外侧设置，且所述水冷降温夹层内流通有冷却水；
冷却水箱，所述冷却水箱的输入端与水冷降温夹层的输出端连通，冷却水箱的输出端与水冷降温夹层的输入端连通；
导热管，用于将冷却水的热量传递至所述半导体热端导热陶瓷板，所述导热管的一端设于冷却水箱中，导热管的另一端与半导体热端导热陶瓷板相连。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述水冷降温夹层的内部设有多块冷却水流隔板，相邻所述冷却水流隔板交错设置。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述涡流管冷端和所述降温腔的输入端之间设有渐扩喷管，所述渐扩喷管管径较小的一端与涡流管冷端相连，渐扩喷管管径较大的一端与降温腔的输入端相连。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述降温腔的底部固定有用于放置待冷却石英管的石英管搁板，所述石英管搁板上设有多个石英管搁板气孔。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，所述惰性气氛降温箱包括可密封连接的箱体和箱盖，所述降温腔设于所述箱体内，所述半导体热端导热陶瓷板设于所述箱盖上，箱体的内壁面及箱盖的底面均设有热辐射吸收层，所述导热油腔设于箱盖上且环绕半导体热端导热陶瓷板设置。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，优选的，半导体温差发电模块包括：
半导体热端金属板，一侧紧靠所述半导体热端导热陶瓷板设置；
n型半导体，一侧紧靠所述半导体热端金属板的另一侧设置；
p型半导体，一侧紧靠所述半导体热端金属板的另一侧设置，且所述n型半导体和p型半导体间隔设置；
绝缘绝热填充层，填充于n型半导体和p型半导体之间的间隙中；
半导体冷端金属板，包括第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板，第一半导体冷端金属板紧靠于n型半导体远离半导体热端金属板的一侧，第二半导体冷端金属板紧靠于 p型半导体远离半导体热端金属板的一侧，且第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板间隔设置；
半导体冷端陶瓷板，紧靠所述半导体冷端金属板的另一侧设置；
蓄电池，通过半导体温差发电线路分别与第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板连接，且蓄电池上连接有用于对所述焙烧降温***中的流体进行输送的负载装置。
上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，更优选的，半导体温差发电模块包括：
多个n型半导体和多个p型半导体，所述n型半导体和p型半导体交替设置，且相邻的 n型半导体和p型半导体间隔布置；
多个半导体热端金属板和多个半导体冷端金属板，半导体热端金属板和半导体冷端金属板分设于n型半导体和p型半导体的两侧，邻近的n型半导体和p型半导体组成半导体组，一半导体组一侧的半导体热端金属板相连，另一侧的半导体冷端金属板不相连，相邻半导体组一侧的半导体热端金属板不相连，另一侧的半导体冷端金属板相连，多个半导体热端金属板紧靠所述半导体热端导热陶瓷板设置；
半导体冷端陶瓷板，紧靠多个半导体冷端金属板设置；
绝缘绝热填充层，填充于n型半导体和p型半导体之间的间隙中；
蓄电池，通过半导体温差发电线路分别与两端的半导体热端金属板或两端的半导体冷端金属板连接，且蓄电池上连接有用于对所述焙烧降温***中的流体进行输送的负载装置。
作为一个总的技术构思，本发明还提供了一种上述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***的应用方法，将焙烧后的电池材料放入惰性气氛降温箱的降温腔内，打开惰性气体瓶，惰性气体经过涡流管后分成冷气流和热气流两股，其中冷气流经涡流管冷端进入降温腔，与电池材料对流换热后从降温腔的输出端排出，然后进入惰性气体储存包储存，热气流经涡流管热端直接进入惰性气体储存包储存，将管式炉余热转移机构置于管式炉中，半导体热端导热陶瓷板吸收降温腔内电池材料热辐射和管式炉余热转移机构回收的热量，并利用半导体温差发电模块发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力；
冷却完成后，移出管式炉余热转移机构，将下一批待焙烧的电池材料放入管式炉的内部焙烧区，在焙烧的过程中，将惰性气体储存包内储存的惰性气体加压喷吹至内部焙烧区中。
上述的应用方法，优选的，将螺旋换热管***管式炉的内部焙烧区中，导热油吸收内部焙烧区的余热，然后流入导热油腔中，半导体热端导热陶瓷板吸收导热油的热量，并利用半导体温差发电模块发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力。
上述的应用方法，优选的，水冷降温夹层内的冷却水与降温腔内进行热交换，然后流入冷却水箱中，导热管将冷却水的热量传递至所述半导体热端导热陶瓷板，并利用半导体温差发电模块发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
1.本发明能够进一步回收管式炉内的余热，从而进一步提升***热量的回收率，同时将惰性保护气在冷却和焙烧过程中形成连续利用，最大限度的提高了能量利用率，使得除管式炉外，***可以在不借助外界能量输入的情况下，凭借回收管式炉的热量来完成冷却及预热等系列流程，整体协调性强。
2.本发明通过辐射-对流综合换热的方式使电池材料降温，传热系数高，电池材料冷却速度快、效率高、过冷度高，同时使电池材料在惰性气氛保护下降温冷却，避免降温过程中电池材料被氧化，不会影响电池材料的性质，有利于提高电池材料的最终性能。
3.本发明可利用焙烧后的电池材料对惰性气体瓶中的惰性气体进行预热，通过涡流管提高了该部分热量的利用率，强化了电池材料冷却及惰性气体预热的效果，同时预热后的惰性气体可用于其他需要加热的环境，如下一轮电池材料焙烧过程的能量投入，节约了能源，能量利用率较高，同时惰性气体资源也得到了有效回收和利用。
4.本发明整体功能全面、结构紧凑合理，可充分利用电池材料焙烧过程中的废热，以满足电池材料的降温冷却、余热回收、温差发电、保护气预热等功能，通过温差发电可以供耗电设备使用，如流体输送所需的能源，不需要为此类设备外加能源，可以充分利用回收的能量运行。
附图说明
图1是实施例1的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***的结构示意图。
图2是实施例1中惰性气氛降温箱的结构示意图。
图3是实施例1中水冷降温夹层的立体结构示意图。
图4是实施例1中水冷降温夹层的正视图。
图5是实施例1中水冷降温夹层的俯视图。
图6是实施例1中石英管的结构示意图。
图7是实施例1中半导体温差发电装置的结构示意图。
图8是实施例2中半导体温差发电装置的结构示意图。
图例说明：
1-惰性气体瓶，2-惰性气体瓶瓶口控制阀门，3-惰性气体瓶气流管道，4-惰性气体瓶气流管道活动螺纹接口，5-惰性气体瓶外接管道，6-涡流管进气管道流量调节阀门，7-涡流管热端， 8-涡流管热端外接管道螺纹接口，9-涡流管进气管道，10-降温腔，11-涡流管冷端，12-涡流管冷端外接管道螺纹接口，13-渐扩喷管，14-降温腔低温氩气进气管道，15-水冷降温夹层，16- 水冷降温夹层高温冷却水出口管道控制阀门，17-水冷降温夹层高温冷却水出口，18-水冷降温夹层高温冷却水出口管道，19-小型冷却水泵泵前保护阀门，20-小型冷却水泵，21-小型冷却水泵泵后保护阀门，22-渐扩喷管外接螺纹接口，23-降温腔低温氩气进气管道流量调节阀门，24-上下部连接部位，25-涡流管，26-导热油腔出口管道螺纹接口，27-导热油腔出口管道， 28-导热油腔出口管道控制阀门，29-导热油腔出口，30-导热油腔出口管道外接管道，31-导热油腔，32-半导体热端导热陶瓷板，33-涡流管热端外接管道，34-导热管冷端，35-半导体温差发电模块，36-导热油泵泵前保护阀门，37-小型导热油泵，38-导热油泵泵后保护阀门，39- 涡流管热端外接管道控制阀门，40-惰性气体储存包第一进气管道，41-惰性气体储存包第一进气管道入口，42-惰性气体储存包，43-惰性气体储存包第二进气管道，44-惰性气体储存包第二进气管道控制阀门，45-惰性气体储存包第二进气管道入口，46-惰性气体储存包出气管道出口，47-惰性气体储存包出气管道，48-惰性气体储存包出气管道控制阀门，49-小型鼓风机气流入口管道，50-小型鼓风机，51-小型鼓风机气流出口管道，52-小型鼓风机气流出口管道调节阀门，53-双温区开启式管式炉氩气输配主管道，54-夹缝出气口，55-螺旋换热管入口管道螺纹接口，56-螺旋换热管入口管道控制阀门，57-螺旋换热管入口，58-导热管，59-导热油腔入口管道螺纹接口，60-螺旋换热管出口外接管道，61-螺旋换热管出口外接管道螺纹接口，62-螺旋换热管出口管道控制阀门，63-螺旋换热管出口，64-导热油腔入口，65-导热油腔入口管道，66-导热油腔入口管道控制阀门，67-螺旋换热管，68-内部焙烧区，69-管式炉，70- 高温氩气上升管道，71-冷却水箱入口，72-冷却水箱出口，73-冷却水箱出口管道控制阀门， 74-冷却水箱出口管道，75-导热管热端，76-冷却水箱入口管道，77-冷却水箱入口管道控制阀门，78-降温腔高温氩气出气管道，79-降温腔高温氩气出气管道控制阀门，80-水冷降温夹层低温冷却水入口，81-水冷降温夹层低温冷却水入口管道，82-箱盖隔层保温隔热材料，83-箱体，84-箱盖，85-惰性气氛降温箱，86-石英管搁板，87-石英管搁板气孔，88-冷却水流隔板， 89-绝缘绝热填充层，90-半导体热端金属板，91-n型半导体，92-p型半导体，93-小型导热油泵通电线路开关，94-电池材料焙烧用坩埚，95-蓄电池，96-小型冷却水泵通电线路开关，97- 导热油泵通电线路，98-石英管，99-半导体温差发电线路开关，100-稳压器，101-半导体冷端陶瓷板，102-半导体冷端金属板，103-半导体温差发电线路，104-小型鼓风机通电线路开关， 105-小型冷却水泵通电线路，106-小型鼓风机无刷电机，107-小型鼓风机通电线路，108-电池材料，109-冷却水箱。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下文将结合说明书附图和较佳的实施例对本发明做更全面、细致地描述，但本发明的保护范围并不限于以下具体实施例。
实施例1：
参见图1，其示出了一种惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，该焙烧降温***包括电池材料焙烧装置和电池材料惰性气氛降温装置。
电池材料焙烧装置包括管式炉69，用于对电池材料108进行焙烧，其内部设有内部焙烧区68，具体的，管式炉69为双温区开启式管式炉。
电池材料惰性气氛降温装置主要由辐射-对流综合降温和热回收装置、半导体模块温差发电装置、氩气预热和再利用装置三个部分组成。
辐射-对流综合降温和热回收装置主要由涡流管冷端11、降温腔10、水冷降温夹层15、小型冷却水泵20、导热油腔31、小型导热油泵37、导热管58、螺旋换热管67、惰性气氛降温箱85、石英管搁板86、石英管搁板气孔87、冷却水流隔板88、冷却水箱109及其附属的管道和阀门等组成。其主要作用是对经管式炉69焙烧过后的电池材料108进行快速的冷却降温，同时防止其局部氧化而影响电池材料的相关性能，同时回收高温电池材料108和电池材料焙烧用坩埚94、石英管98和双温区开启式管式炉内部焙烧区68的高位热源，驱动后续的半导体温差发电装置的运行。
电池材料108焙烧完成后，管式炉69内部温度，石英管98以及电池材料108表面温度都已经达到1000℃左右，高温区辐射换热散热量与温度的四次方成正比，使其快速冷却的方式就是利用高吸收率的辐射板大量吸收显热，并且配合气流直接对流换热，可以明显增大换热系数，强化换热能力，使电池材料108迅速散失大量的热量，从而降低其表面温度，便于后续电池材料108的装配以及下一批次电池材料108的焙烧环节。同时辐射板会携带大量热量，这些热量可以供给后续半导体温差发电环节的热端进行使用，并且升温后的氩气流温度较高，可以储存起来供给下一批次电池材料焙烧过程充当保护气，减少额外冷物料的输入，节约能源。
氩气预热和再利用装置主要由惰性气体瓶1、涡流管热端7、降温腔10、涡流管冷端11、惰性气体储存包42、小型鼓风机50、夹缝出气口54及其附属的管道和阀门等组成。其主要作用是利用氩气形成电池材料冷却过程中的保护气的同时，给电池材料降温，并且氩气自身吸收一定的热量而温度升高，后续等下一次的电池材料焙烧时继续使用，可以节约能源的同时形成更好的局部保护效果。
涡流管25工作时压缩气体在喷嘴内膨胀，然后以很高的速度沿切线方向进入涡流管25。气流在涡流管25内高速旋转时，经过涡流变换后分离成总温不相等的两部分气流，处于中心部位的气流温度低，而处于外层部位的气流温度高，调节冷热流比例，可以得到最佳制冷效应或制热效应。在给电池材料降温环节，涡流管25产生的冷气迅速，并可通过阀门快速调节冷气流量和温度，可以给电池材料的降温过程提供大量富含冷量的氩气，极大加快电池材料的冷却降温过程。同时涡流管热端7也会产生一部分温度较高的，含有大量热量的氩气流，这个氩气流后续也可以供给下一批次电池材料焙烧过程充当保护气，减少冷物料的输入，可以减少热量的损失。
半导体温差发电装置主要由半导体热端导热陶瓷板32和半导体温差发电模块35组成，其中半导体温差发电模块35由绝缘绝热填充层89、半导体热端金属板90、n型半导体91、p 型半导体92、蓄电池95、稳压器100、半导体冷端陶瓷板101、半导体冷端金属板102及其附属的开关、通电线路等组成。其主要作用是将辐射-对流综合降温和热回收装置回收的热量加以利用，借助半导体的温差发电效应得到部分电能，驱动后续的小型冷却水泵20、小型导热油泵37和小型鼓风机50的运行，同时也可以更快速的完成电极材料的冷却降温任务。
半导体温差发电装置在不利用外接电源、快速给焙烧后的电池材料108降温、保证电池材料108不发生高温条件下的氧化变质，加快实验进度，节约时间，主要是通过本装置的半导体塞贝克效应来实现的，半导体的温差电动势较大，可用作温差发电器。p型半导体92的热端空穴的浓度较高，空穴便从高温端向低温端扩散，在通路情况下，就在p型半导体92的两端形成空间电荷(热端有负电荷，冷端有正电荷)，同时在半导体内部出现电场，当扩散作用与电场的漂移作用相互抵消时，即达到稳定状态，在半导体的两端就出现了由于温度梯度所引起的电动势——温差电动势。p型半导体92的温差电动势的方向是从低温端指向高温端 (塞贝克系数为负)，相反，n型半导体91的温差电动势的方向是高温端指向低温端(塞贝克系数为正)，在有温度差的半导体中，即存在电场，一般半导体的塞贝克系数为数百mV/K，可见在温差较大的场合，利用半导体温差发电量完全可以满足带动小型导热油泵、小型冷却水泵和小型鼓风机的电能需求，达到给焙烧后电池材料108降温的目的。
具体而言，各组成部分的连接关系及作用如下：
本实施例中的惰性气体瓶1，用于提供惰性气体，具体的，其内部盛装着低温高压的压缩氩气，是电池材料108制备过程中焙烧环节常用的保护气，使用时开启惰性气体瓶瓶口控制阀门2，氩气流通过相关管道最终可通入到管式炉69内部的石英管98中，驱除石英管98 中原有的空气，形成电池材料108焙烧过程中的保护气。
涡流管25，涡流管25的输入端与惰性气体瓶1相连，涡流管25的输出端包括涡流管热端7和涡流管冷端11，具体的，涡流管25的涡流管进气管道9通过惰性气体瓶外接管道5及惰性气体瓶气流管道3与惰性气体瓶1相连，其涡流管热端7通过涡流管热端外接管道33与惰性气体储存包第一进气管道40相连，为惰性气体储存包42充注温度较高的氩气，涡流管冷端11通过渐扩喷管13与降温腔低温氩气进气管道14相连，为降温腔10提供温度较低的氩气。
惰性气氛降温箱85，用于在封闭环境下对电池材料108进行辐射-对流综合换热降温，惰性气氛降温箱85内设有用于放置焙烧后的电池材料108的降温腔10，涡流管冷端11与降温腔10的输入端连通，惰性气氛降温箱85包括可密封连接的箱体83和箱盖84，二者之间的连接位置即为上下部连接部位24，对于上下部连接部位24的要求是，当其闭合时，保证内部不会漏气，及箱体83和箱盖84可以完全耦合，没有外界空气进入，为纯封闭箱体，降温腔10位于惰性气氛降温箱85的内部。
惰性气体储存包42，涡流管热端7及降温腔10的输出端均与惰性气体储存包42的输入端连通，同时惰性气体储存包42的输出端与管式炉69的内部焙烧区68连通，具体的，惰性气体储存包42有两条高温氩气进气管道，即惰性气体储存包第一进气管道40和惰性气体储存包第二进气管道43，分别储存来自涡流管热端7和降温腔10的温度较高的氩气；并且在下一批次的电池材料108焙烧过程中，将这些高温氩气通过惰性气体储存包出气管道47进行释放，充当保护气。惰性气体储存包42要求其外壁面有保温材料包裹，同时材质具有一定的塑性，可以储存足够量的温度较高的氩气。惰性气体储存包第一进气管道40与惰性气体储存包第一进气管道入口41相连，惰性气体储存包第二进气管道43与惰性气体储存包第二进气管道入口45相连，惰性气体储存包出气管道47与惰性气体储存包出气管道出口46相连。
半导体热端导热陶瓷板32，一侧与降温腔10相邻设置，具体的，半导体热端导热陶瓷板32位于箱盖84内部，呈一个反向T字形，下部面积较大，上部面积略小；半导体热端导热陶瓷板32的下部朝向降温腔10一侧的表面覆盖有辐射高吸收率材料作为热辐射吸收层，可以进一步强化对石英管98和电池材料108的辐射热量的吸收，提高自身温度，形成半导体温差发电更大的温差；半导体热端导热陶瓷板32上部周向区域为导热油腔31，内部同时嵌套着导热管58。其上部面紧靠着半导体热端金属板90。半导体热端导热陶瓷板32汇集着双温区开启式管式炉电池材料内部焙烧区68内由导热油带走的高温热量和降温腔10内部的石英管98和电池材料108的由冷却水带走的以及直接由半导体热端导热陶瓷板32的下部辐射得到的热量。
管式炉余热转移机构，用于将管式炉69的内部焙烧区68的余热传递转移至半导体热端导热陶瓷板32。具体的，管式炉余热转移机构包括螺旋换热管67，螺旋换热管67可***管式炉69的内部焙烧区68，且螺旋换热管67内流通有导热油，半导体热端导热陶瓷板32旁设有导热油腔31，螺旋换热管67的输入端和输出端均与导热油腔31连通。导热油从导热油腔31流入螺旋换热管67，流经螺旋换热管67的过程中吸收内部焙烧区68的余热，然后回到导热油腔31将热量转移至半导体热端导热陶瓷板32，由此通过导热油的循环实现内部焙烧区68余热的回收。螺旋换热管67可以与管式炉69的内部焙烧区68形成良好的耦合，内部流通的是导热油，材质为铜管，通过间壁式换热可以迅速回收双温区开启式管式炉内部焙烧区68内部大量的热量，其一般是在电池材料108焙烧结束，取出石英管98后，直接***到管式炉69的内部焙烧区68中，进行热回收。螺旋换热管67上设有螺旋换热管入口57和螺旋换热管出口63。
进一步的，螺旋换热管67包括相互连通的螺旋段和直线段，螺旋段沿管式炉69的内部焙烧区68的内壁盘旋延伸，直线段折返穿过螺旋段的螺旋中空部设置，螺旋段的开口端为螺旋换热管67的输入端，直线段的开口端为螺旋换热管67的输出端。该螺旋换热管67的结构与管式炉69的内部焙烧区68的热量分布相配合，采用螺旋段和直线段结合的形式不仅延长了长度，还更有利于快速高效地将热量回收，提高余热回收效率。
更具体的，导热油腔31位于箱盖84内部，处于箱盖隔层保温隔热材料82和半导体热端导热陶瓷板32之间，并环绕在半导体热端导热陶瓷板32上部局部区域的周围，其主要作用是将来自管式炉69内部焙烧区68的高温热量进行回收，并传递给半导体热端导热陶瓷板32，便于半导体温差发电装置的冷、热两端形成更大的温差，制取更多的电能。导热油腔31上设有导热油腔入口64和导热油腔出口29，导热油腔入口64与导热油腔入口管道65相连，导热油腔出口29与导热油腔出口管道27相连。
本实施例中，惰性气体储存包42与管式炉69的连接处设有将气流导向内部焙烧区68内壁面的夹缝出气口54，夹缝出气口54包括相互连通的主管段和环形分岔段，主管段与惰性气体储存包42的输出端相连，环形分岔段与内部焙烧区68的内壁相匹配并与管式炉69的输入端相连。具体的，双温区开启式管式炉氩气输配主管道53在本批次电池材料108冷却后，下一批次电池材料108焙烧开始前，需要连接在管式炉69的石英管98的一侧，并且接触完全，保证不漏气；同时通过夹缝出气口54配送温度较高的氩气流，夹缝出气口54为外缘夹缝气流出口，气流流向为靠近石英管98的壁面处，这样的作用是可以使石英管98的内部温度更趋于均匀，保证中心气流向边缘汇集，从而使温度分布更加均匀。
本实施例中，还包括水冷降温装置，水冷降温装置包括水冷降温夹层15、冷却水箱109 和导热管58。
水冷降温夹层15，紧贴降温腔10的外侧设置，且水冷降温夹层15内流通有冷却水，具体的，水冷降温夹层15设于降温腔10的周围，具***于降温腔10和箱体83 壁面之间的夹层处，内部流动的是冷却水，降温腔10与其周围的水冷降温夹层15的内部介质不会相互接触，降温腔10内部为来自涡流管冷端11的低温氩气流。水冷降温夹层15上设有水冷降温夹层高温冷却水出口17和水冷降温夹层低温冷却水入口80。
如图3至图5所示，本实施例中，水冷降温夹层15的内部设有多块冷却水流隔板88，相邻冷却水流隔板88交错设置。具体的，水冷降温夹层15朝向降温腔10一侧的表面覆盖有辐射高吸收率材料作为热辐射吸收层，可以进一步强化对石英管98和电池材料108的辐射热量的吸收，并将这部分热量传递给内部的冷却水；交错且间隔设置冷却水流隔板88可隔绝水流同时降低冷却水的流速，增加冷却水在水冷降温夹层15的停留时间，让水流充分吸收热量。
冷却水箱109，冷却水箱109的输入端与水冷降温夹层15的输出端连通，冷却水箱109 的输出端与水冷降温夹层15的输入端连通。具体的，冷水水箱109上设有冷却水箱入口71 和冷却水箱出口72。
导热管58，用于将冷却水的热量传递至半导体热端导热陶瓷板32，导热管58的一端设于冷却水箱109中，导热管58的另一端与半导体热端导热陶瓷板32相连。导热管58的导热管热端75位于冷却水箱109中，与冷却水箱109中温度较高的冷却水直接接触，并且吸收高温冷却水的热量，导热管58的导热管冷端34嵌套在半导体热端导热陶瓷板32中，将高温冷却水的热量释放给半导体热端导热陶瓷板32。
本实施例中，涡流管冷端11和降温腔10的输入端之间设有渐扩喷管13，渐扩喷管13 管径较小的一端与涡流管冷端11相连，渐扩喷管13管径较大的一端与降温腔10的输入端相连，具体的，渐扩喷管13的一端与涡流管冷端11相连，另外一端与降温腔低温氩气进气管道14相连，主要作用是通过渐扩段，降低来自涡流管冷端11的低温氩气气流速度，从而使低温氩气气流在降温腔10内部停留的时间更长，可以充分吸收来自石英管98和电池材料108 的热量，升高自身温度，储存一定的热量，便于后续的温度较高的氩气流的喷吹流程。
如图2和图6所示，本实施例中，降温腔10的底部固定有用于放置待冷却石英管98的石英管搁板86，石英管搁板86上设有多个石英管搁板气孔87。石英管搁板86位于降温腔10的内部，其主要作用是放置来自管式炉69内部的高温石英管98，便于对高温石英管98及其内部的电池材料108进行降温。石英管搁板86朝向石英管98一侧需要进行柔性边缘处理，其材质建议使用铜板，并且其内部有若干石英管搁板气孔87，便于气流的通过和传热效率的提高。
为了使冷却水和导热油能够正常流动，在冷却水流通的管路上设有小型冷却水泵20，且在导热油流通的管路上设有小型导热油泵37，小型导热油泵37、小型冷却水泵20的功率较小，主要作用是让导热油和冷却水在管道内部具有一定的流速，但是流速不必过快，因此对其功率需求较小，由半导体温差发电模块35发电来驱动。导热油泵通电线路97上设有小型导热油泵通电线路开关93，小型冷却水泵通电线路105上设有小型冷却水泵通电线路开关96。
为了使惰性气体储存包42内的高温氩气能够以较大压力输出，在高温氩气输送管路上设有小型鼓风机50，其位于管道内部，吸收来自惰性气体储存包42的高温氩气，提高其压力，并且最终在夹缝出气口54喷吹到管式炉69的内部焙烧区68内部，小型鼓风机50也由半导体温差发电模块35发电来驱动。小型鼓风机50的输入端与小型鼓风机气流入口管道49相连，输出端与小型鼓风机气流出口管道51相连，小型鼓风机通电线路107上设有小型鼓风机通电线路开关104和小型鼓风机无刷电机106。
半导体温差发电模块35通过温差发电，并将电能存储在蓄电池95中，小型导热油泵37、小型冷却水泵20和小型鼓风机50均作为蓄电池95的负载装置，小型导热油泵37、小型冷却水泵20功率需求较小，让蓄电池95可以满足其电能需求并有盈余电量供主要的耗电设备小型鼓风机50使用，小型鼓风机50是半导体温差发电装置储存的电能的最大耗电设备，也是发电装置电能储存的直接用电对象。
本实施例中，半导体温差发电模块35紧贴半导体热端导热陶瓷板32的另一侧设置。具体的，如图7所示，半导体温差发电模块35包括：半导体热端金属板90，一侧紧靠半导体热端导热陶瓷板32设置；n型半导体91，一侧紧靠半导体热端金属板90的另一侧设置；p型半导体92，一侧紧靠半导体热端金属板90的另一侧设置，且n型半导体91和p型半导体 92间隔设置；绝缘绝热填充层89，填充于n型半导体91和p型半导体92之间的间隙中；半导体冷端金属板102，包括第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板，第一半导体冷端金属板紧靠于n型半导体91远离半导体热端金属板90的一侧，第二半导体冷端金属板紧靠于p型半导体92远离半导体热端金属板90的一侧，且第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板间隔设置；半导体冷端陶瓷板101，紧靠半导体冷端金属板102的另一侧设置；蓄电池95，通过半导体温差发电线路103分别与第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板连接，且蓄电池95上连接有用于对焙烧降温***中的流体进行输送的负载装置，负载装置具体为小型导热油泵37、小型冷却水泵20和小型鼓风机50；稳压器100，设于半导体温差发电线路103上，半导体温差发电线路103上还设有半导体温差发电线路开关99。
本实施例中的气体管道阀门，如：惰性气体瓶瓶口控制阀门2、涡流管进气管道流量调节阀门6、降温腔低温氩气进气管道流量调节阀门23、涡流管热端外接管道控制阀门39、惰性气体储存包第二进气管道控制阀门44、惰性气体储存包出气管道控制阀门48、小型鼓风机气流出口管道调节阀门52、降温腔高温氩气出气管道控制阀门79，这些阀门对其要求是需要有流量控制和截断功能，可以有效控制相应管路的气流流量和启闭。
本实施例中的导热油流通管路阀门，如：导热油腔出口管道控制阀门28、导热油泵泵前保护阀门36、导热油泵泵后保护阀门38、螺旋换热管入口管道控制阀门56、螺旋换热管出口管道控制阀门62、导热油腔入口管道控制阀门66，这些阀门对其要求是必须具有开启和关闭相应管路的功能，对其流量调节功能可以不作要求，同时具有一定程度的耐高温能力。
本实施例中的冷却水流通管路阀门，如：水冷降温夹层高温冷却水出口管道控制阀门16、小型冷却水泵泵前保护阀门19、小型冷却水泵泵后保护阀门21、冷却水箱出口管道控制阀门 73、冷却水箱入口管道控制阀门77，对其要求是需要有流量调节和启闭功能。
本实施例中的螺纹接口，如：惰性气体瓶气流管道活动螺纹接口4、涡流管热端外接管道螺纹接口8、涡流管冷端外接管道螺纹接口12、渐扩喷管外接螺纹接口22、导热油腔出口管道螺纹接口26、螺旋换热管入口管道螺纹接口55、导热油腔入口管道螺纹接口59、螺旋换热管出口外接管道螺纹接口61。这些螺纹接口主要作用是进行相关管道的连接和拆卸，同时便于进行局部配件的维修和更换操作。对于其结构或者形式不作特定要求，只需要满足相关功能即可。
本实施例的应用方法为：
(1)电池材料108焙烧结束后。需要先拿开惰性气氛降温箱85的箱盖84，然后从管式炉69的内部取出高温石英管98，将其放置在石英管搁板86上，并且迅速盖上箱盖84，保证其不漏气，随后将螺旋换热管67***到管式炉69的内部；
(2)电池材料降温环节。开启惰性气体瓶瓶口控制阀门2、涡流管进气管道流量调节阀门6、水冷降温夹层高温冷却水出口管道控制阀门16、小型冷却水泵泵前保护阀门19、小型冷却水泵泵后保护阀门21、降温腔低温氩气进气管道流量调节阀门23、导热油腔出口管道控制阀门28、导热油泵泵前保护阀门36、导热油泵泵后保护阀门38、涡流管热端外接管道控制阀门39、惰性气体储存包第二进气管道控制阀门44、惰性气体储存包出气管道控制阀门 48、小型鼓风机气流出口管道调节阀门52、螺旋换热管入口管道控制阀门56、螺旋换热管出口管道控制阀门62、导热油腔入口管道控制阀门66、冷却水箱出口管道控制阀门73、冷却水箱入口管道控制阀门77、降温腔高温氩气出气管道控制阀门79；关闭惰性气体储存包出气管道控制阀门48、小型鼓风机气流出口管道调节阀门52；开启小型冷却水泵20和小型导热油泵37；关闭小型鼓风机50。
高压氩气自惰性气体瓶1释放后，通过惰性气体瓶气流管道3、惰性气体瓶外接管道5 和涡流管进气管道9，进入到涡流管25中，因涡流管25的能量分离功能，这个氩气流将会分成温度较高的高温氩气流和温度较低的低温氩气流。温度较高的高温氩气流经过涡流管热端7、涡流管热端外接管道33和惰性气体储存包第一进气管道40，进入到惰性气体储存包 42中储存起来。温度较低的低温氩气流通过涡流管冷端11、渐扩喷管13、降温腔低温氩气进气管道14进入到降温腔10中，对位于石英管搁板86上的高温石英管98和电池材料108进行对流换热而降温，从而带走大量热量，变成温度较高的高温氩气流，这股经吸热升温后的温度较高的高温氩气流经过降温腔高温氩气出气管道78、高温氩气上升管道70和惰性气体储存包第二进气管道43进入到惰性气体储存包42中储存起来。
与此同时，接受到石英管98和电池材料108的高温辐射热量的辐射水冷降温夹层15表面温度升高，内部的冷却水温度升高，温度较高的冷却水携带着高温辐射热量，通过水冷降温夹层高温冷却水出口管道18和冷却水箱入口管道76进入冷却水箱109，将热量传递给位于冷却水箱109内的导热管热端75。这股冷却水释放热量后，温度降低，继续沿着冷却水箱出口管道74和水冷降温夹层低温冷却水入口管道81进入到水冷降温夹层15内部，进行下一轮的循环。同时导热管热端75携带着热量，通过导热管冷端34，将热量释放给半导体热端导热陶瓷板32，使其温度升高。
位于螺旋换热管67内部的导热油受热后，携带着管式炉69内部的大量热量，通过螺旋换热管出口外接管道60和导热油腔入口管道65进入到导热油腔31中，并将热量传递给半导体热端导热陶瓷板32，使其温度升高。释放热量的导热油温度降低，继续沿着导热油腔出口管道外接管道30进入到螺旋换热管67，进行下一轮的换热循环。
半导体热端导热陶瓷板32接受大量的热量后温度升高，进一步将热量传递给半导体热端金属板90，而半导体冷端陶瓷板101并无额外热源加热，且与外界环境直接接触，温度较低，因而半导体冷端金属板102的温度较低，这样便在串联着的n型半导体91和p型半导体92 的两端形成温差，基于塞贝克效应，在串联的n型半导体91和p型半导体92的回路中就会形成温差电动势，利用稳压器100便可以将这股电动势产生的电流输送给蓄电池95进行储存。
温度较高的石英管98和电池材料108因为与水冷降温夹层15和半导体热端导热陶瓷板 32的下端进行高温辐射换热，与来自涡流管冷端11的低温氩气流进行对流换热，会损失大量的热量，表面温度会迅速降低，可以有效提高电池材料108的冷却速度，且其冷却进程是在氩气流的保护中进行的，不会存在氧化变质的现象。
(3)电池材料冷却结束，下一批次电池材料进行焙烧，喷吹温度较高的氩气流。此时应当首先拿开惰性气氛降温箱85的箱盖84，在石英管搁板86上取出高温石英管98和内部的已经冷却完全的电池材料108，接着取出***管式炉69内部的螺旋换热管67，并且将石英管 98装填好新批次需要焙烧的电池材料后，将其放入到双温区开启式管式炉的内部焙烧区68。
关闭惰性气体瓶瓶口控制阀门2、涡流管进气管道流量调节阀门6、水冷降温夹层高温冷却水出口管道控制阀门16、小型冷却水泵泵前保护阀门19、小型冷却水泵泵后保护阀门21、降温腔低温氩气进气管道流量调节阀门23、导热油腔出口管道控制阀门28、导热油泵泵前保护阀门36、导热油泵泵后保护阀门38、涡流管热端外接管道控制阀门39、惰性气体储存包第二进气管道控制阀门44、惰性气体储存包出气管道控制阀门48、小型鼓风机气流出口管道调节阀门52、螺旋换热管入口管道控制阀门56、螺旋换热管出口管道控制阀门62、导热油腔入口管道控制阀门66、冷却水箱出口管道控制阀门73、冷却水箱入口管道控制阀门77、降温腔高温氩气出气管道控制阀门79；开启惰性气体储存包出气管道控制阀门48、小型鼓风机气流出口管道调节阀门52；关闭小型冷却水泵20和小型导热油泵37；开启小型鼓风机50。
此时的高温氩气流温度较高，但是压力较低，不具备喷吹的条件，需要借助小型鼓风机 50提供的动力进行喷吹，此阶段的蓄电池95一直处于放电状态，并且只给小型鼓风机50提供电能。将双温区开启式管式炉氩气输配主管道53连接在管式炉69的石英管98的一侧，并且接触完全，保证不漏气。同时通过夹缝出气口54配送温度较高的氩气流。这股氩气流可以满足电池材料焙烧过程使用需求。
当这股温度较高的氩气流不能满足电池材料焙烧过程的用量要求时，需要再次开启惰性气体瓶瓶口控制阀门2、涡流管进气管道流量调节阀门6、降温腔低温氩气进气管道流量调节阀门23、降温腔高温氩气出气管道控制阀门79、涡流管热端外接管道控制阀门39、惰性气体储存包第二进气管道控制阀门44，保证氩气的供应。
实施例2：
本实施例与实施例1基本相同，主要不同之处在于：如图8所示，本实施例中，半导体温差发电模块35包括：两个n型半导体91和两个p型半导体92，n型半导体91和p型半导体92交替设置(即对应图中从左至右第一和第三个为p型半导体92，第二和第四个为n型半导体91)，且相邻的n型半导体91和p型半导体92间隔布置；两个半导体热端金属板90 和三个半导体冷端金属板102，半导体热端金属板90和半导体冷端金属板102分设于n型半导体91和p型半导体92的两侧，邻近的n型半导体91和p型半导体92组成半导体组，一半导体组一侧的半导体热端金属板90相连，另一侧的半导体冷端金属板102不相连，与上述半导体组相邻的另一半导体组一侧的半导体热端金属板90不相连，另一侧的半导体冷端金属板102相连，多个半导体热端金属板90紧靠半导体热端导热陶瓷板32设置；半导体冷端陶瓷板101，紧靠多个半导体冷端金属板102设置；绝缘绝热填充层89，填充于n型半导体91 和p型半导体92之间的间隙中；蓄电池95，通过半导体温差发电线路103分别与两端的半导体热端金属板90或两端的半导体冷端金属板102连接，且蓄电池95上连接有用于对焙烧降温***中的流体进行输送的负载装置，负载装置具体为小型导热油泵37、小型冷却水泵20 和小型鼓风机50；稳压器100，设于半导体温差发电线路103上。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，包括：
惰性气体瓶(1)，用于提供惰性气体；
涡流管(25)，所述涡流管(25)的输入端与所述惰性气体瓶(1)相连，涡流管(25)的输出端包括涡流管热端(7)和涡流管冷端(11)；
惰性气氛降温箱(85)，用于在封闭环境下对电池材料(108)进行辐射-对流综合换热降温，所述惰性气氛降温箱(85)内设有用于放置焙烧后的电池材料(108)的降温腔(10)，所述涡流管冷端(11)与所述降温腔(10)的输入端连通；
惰性气体储存包(42)，所述涡流管热端(7)及所述降温腔(10)的输出端均与所述惰性气体储存包(42)的输入端连通；
管式炉(69)，用于对电池材料(108)进行焙烧，且惰性气体储存包(42)可与所述管式炉(69)的内部焙烧区(68)连通；
半导体热端导热陶瓷板(32)，一侧与所述降温腔(10)相邻设置；
半导体温差发电模块(35)，紧贴所述半导体热端导热陶瓷板(32)的另一侧设置；
管式炉余热转移机构，用于将管式炉(69)的内部焙烧区(68)的余热传递转移至所述半导体热端导热陶瓷板(32)。
2.根据权利要求1所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，所述管式炉余热转移机构包括螺旋换热管(67)，所述螺旋换热管(67)可***所述管式炉(69)的内部焙烧区(68)，且螺旋换热管(67)内流通有导热油，所述半导体热端导热陶瓷板(32)旁设有导热油腔(31)，螺旋换热管(67)的输入端和输出端均与所述导热油腔(31)连通。
3.根据权利要求2所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，所述螺旋换热管(67)包括相互连通的螺旋段和直线段，所述螺旋段沿所述管式炉(69)的内部焙烧区(68)的内壁盘旋延伸，所述直线段折返穿过所述螺旋段的螺旋中空部设置，螺旋段的开口端为螺旋换热管(67)的输入端，直线段的开口端为螺旋换热管(67)的输出端。
4.根据权利要求1所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，所述惰性气体储存包(42)与管式炉(69)的连接处设有将气流导向所述内部焙烧区(68)内壁面的夹缝出气口(54)，所述夹缝出气口(54)包括相互连通的主管段和环形分岔段，所述主管段与所述惰性气体储存包(42)的输出端相连，所述环形分岔段与内部焙烧区(68)的内壁相匹配并与管式炉(69)的输入端相连。
5.根据权利要求1至4任一项所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，所述电池材料焙烧降温***还包括水冷降温装置，所述水冷降温装置包括：
水冷降温夹层(15)，紧贴所述降温腔(10)的外侧设置，且所述水冷降温夹层(15)内流通有冷却水；
冷却水箱(109)，所述冷却水箱(109)的输入端与水冷降温夹层(15)的输出端连通，冷却水箱(109)的输出端与水冷降温夹层(15)的输入端连通；
导热管(58)，用于将冷却水的热量传递至所述半导体热端导热陶瓷板(32)，所述导热管(58)的一端设于冷却水箱(109)中，导热管(58)的另一端与半导体热端导热陶瓷板(32)相连。
6.根据权利要求5所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，半导体温差发电模块(35)包括：
半导体热端金属板(90)，一侧紧靠所述半导体热端导热陶瓷板(32)设置；
n型半导体(91)，一侧紧靠所述半导体热端金属板(90)的另一侧设置；
p型半导体(92)，一侧紧靠所述半导体热端金属板(90)的另一侧设置，且所述n型半导体(91)和p型半导体(92)间隔设置；
绝缘绝热填充层(89)，填充于n型半导体(91)和p型半导体(92)之间的间隙中；
半导体冷端金属板(102)，包括第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板，第一半导体冷端金属板紧靠于n型半导体(91)远离半导体热端金属板(90)的一侧，第二半导体冷端金属板紧靠于p型半导体(92)远离半导体热端金属板(90)的一侧，且第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板间隔设置；
半导体冷端陶瓷板(101)，紧靠所述半导体冷端金属板(102)的另一侧设置；
蓄电池(95)，通过半导体温差发电线路(103)分别与第一半导体冷端金属板和第二半导体冷端金属板连接，且蓄电池(95)上连接有用于对所述焙烧降温***中的流体进行输送的负载装置。
7.根据权利要求5所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***，其特征在于，半导体温差发电模块(35)包括：
多个n型半导体(91)和多个p型半导体(92)，所述n型半导体(91)和p型半导体(92)交替设置，且相邻的n型半导体(91)和p型半导体(92)间隔布置；
多个半导体热端金属板(90)和多个半导体冷端金属板(102)，半导体热端金属板(90)和半导体冷端金属板(102)分设于n型半导体(91)和p型半导体(92)的两侧，邻近的n型半导体(91)和p型半导体(92)组成半导体组，一半导体组一侧的半导体热端金属板(90)相连，另一侧的半导体冷端金属板(102)不相连，相邻半导体组一侧的半导体热端金属板(90)不相连，另一侧的半导体冷端金属板(102)相连，多个半导体热端金属板(90)紧靠所述半导体热端导热陶瓷板(32)设置；
半导体冷端陶瓷板(101)，紧靠多个半导体冷端金属板(102)设置；
绝缘绝热填充层(89)，填充于n型半导体(91)和p型半导体(92)之间的间隙中；
蓄电池(95)，通过半导体温差发电线路(103)分别与两端的半导体热端金属板(90)或两端的半导体冷端金属板(102)连接，且蓄电池(95)上连接有用于对所述焙烧降温***中的流体进行输送的负载装置。
8.一种如权利要求1至7任一项所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***的应用方法，其特征在于，将焙烧后的电池材料(108)放入惰性气氛降温箱(85)的降温腔(10)内，打开惰性气体瓶(1)，惰性气体经过涡流管(25)后分成冷气流和热气流两股，其中冷气流经涡流管冷端(11)进入降温腔(10)，与电池材料(108)对流换热后从降温腔(10)的输出端排出，然后进入惰性气体储存包(42)储存，热气流经涡流管热端(7)直接进入惰性气体储存包(42)储存，将管式炉余热转移机构置于管式炉(69)中，半导体热端导热陶瓷板(32)吸收降温腔(10)内电池材料(108)热辐射和管式炉余热转移机构回收的热量，并利用半导体温差发电模块(35)发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力；
冷却完成后，移出管式炉余热转移机构，将下一批待焙烧的电池材料(108)放入管式炉(69)的内部焙烧区(68)，在焙烧的过程中，将惰性气体储存包(42)内储存的惰性气体加压喷吹至内部焙烧区(68)中。
9.根据权利要求8所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***的应用方法，其特征在于，将螺旋换热管(67)***管式炉(69)的内部焙烧区(68)中，导热油吸收内部焙烧区(68)的余热，然后流入导热油腔(31)中，半导体热端导热陶瓷板(32)吸收导热油的热量，并利用半导体温差发电模块(35)发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力。
10.根据权利要求8所述的惰性气氛下的电池材料焙烧降温***的应用方法，其特征在于，水冷降温夹层(15)内的冷却水与降温腔(10)内进行热交换，然后流入冷却水箱(109)中，导热管(58)将冷却水的热量传递至所述半导体热端导热陶瓷板(32)，并利用半导体温差发电模块(35)发电以为所述焙烧降温***中的流体输送提供动力。
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