CN103430355A - 制备用于涂覆电池电极的混合物的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

装置(1)用作制备用于涂覆电池、蓄电池或燃料电池电极的混合物,该混合物基本上由导电材料、活性材料、至少一种粘合剂以及液体构成,利用所述液体混合所述固体组分。如此连续形成的溶液可连续依次且/或同时部分地混入其他组分并且尤其分别受到弥散,从而连续获得充分均匀的混合物。用于制备这种混合物的装置可基本上设置为具有至少两个或优选三个混合装置(2,3,14)的混合设备,其中在输送方向上位于第一混合及弥散装置(2)之前设有供料装置(5)和液体入口(6),并且各混合装置互相连接,从而可在其中连续进行混合过程并且可将分别形成的混合物连续从一个混合装置连续传送至下一个混合装置。

Description

制备用于涂覆电池电极的混合物的方法及装置
技术领域
本发明涉及一种制备用于涂覆电池或蓄电池电极或燃料电池电极的混合物的方法,其中粉末状或颗粒状固体组分导电材料、活性材料及至少一种粘合剂与液体相互混合。
本发明还涉及一种制备用于涂覆电池或蓄电池电极或燃料电池电极的混合物的装置,该混合物是由作为固体组分的导电材料、活性材料和粘合剂以及液体组成,利用混合设备使固体组分相互混合并与液体混合。
背景技术
通过第JP11283616A号专利或第US2006/0210877A1号专利已知类似的方法和装置,其中即便是将所需组分连续填入单个混合容器直至某一特定总量的情况下,亦仅能分批制备各混合物。
通过第JP11283616A号专利已知用于电极的粘合剂组成溶液及溶剂在单个弥散容器中保持真空,其后虽连续注入用于电极的活性材料,但随后所制备的混合物仅包括这些容器内的物质,换言之,需根据容器的尺寸相应配料混合。
然而,仅在制备量较小时才能采用这种分批进行的混合方法,换言之,这类方法并不适于高效率且低成本地大量制备这类涂覆材料。
发明内容
本发明的目的在于提供一种前述类型的方法及装置,从而可以较低成本大量制造上述涂覆材料。
为了实现这种貌似矛盾的目的,前述方法的特征在于:粘合剂首先与液体连续混合并溶解于液体中,将由此连续形成的溶液和混合物连续传送并且在传送方向上后续的混合装置中将待制备混合物的其它组分分别连续混入其中,其中多个操作步骤相结合,从而使整个混合过程连续进行。这表示,首先粘合剂与液体连续混合且溶解于其中,特别地,由此形成的溶液被连续输送并在其中分别连续混入待制备混合物的其它组分。因而本发明并非将混合物的所有组分同时加入全部液体并分批进行混合,而是可首先使部分或全部粘合剂与液体连续混合,然后再连续加入其它组分,从而可在连续不断的混合与传送过程中制备几乎任意量的混合物且相应成本较低。
特别有利地,将导电材料和/或活性材料依次混入含有已溶解粘合剂的液体。特别地,由此可实现敏感的活性材料不会由于多次混合而受损。
较佳地,将导电材料和敏感的活性材料依次混入含有粘合剂的液体溶液,其中优选最后混入活性材料。
亦可将活性材料和导电材料聚合并共同与含有粘合剂的溶液混合。
在这些情况下均可形成连续过程,同时实现特别是对于活性材料的保护性处理。
根据本发明所述方法的特别优选的实施方案,混合物所需的液体至少分为两部分液体,一部分液体与粘合剂连续混合并溶解于其中,至少第二部分液体与导电材料和/或活性材料连续混合,如此形成的部分混合物连续相互混合。
以适当方式将属于全部混合物的液体分流,从而各部分液体均可首先仅混入全部混合物的一个组分或两个组分,这一混合过程较之需将所有组分同时与液体混合的过程更为容易。然后可将由此形成的混合物半成品最后相互混合,可选地,可加入其它组分,其中这些均为连续发生的过程,由此将之前在不同位置连续制备的部分混合物连续聚合在一起并进一步混合。
根据本发明特别优选的实施方案,至少一个或多个混合物或者每一混合物均在制备或混合后弥散,以使各组分的混合能够实现相对较佳的效果。由此,由液体和固体组成的混合物可以混合得更为充分。
举例而言,可在至少一个混合过程连续发生的位置(优选为进行连续混合的任意位置)设置根据第DE19629945C5号专利的具备其中所述优势的装置。
根据本发明的另一实施方案,含有粘合剂的液体与活性材料和/或导电材料混合且/或弥散后,再将全部混合物弥散,以使各组分的混合更为均匀。由此形成以连续方式获得的混合物,而且所有组分仍均匀且充分地相互混合。
根据本发明所述方法的一具体实施方案,将全部混合物所需的液体仅分为两部分液体,各部分液体分别与混合物的至少一种固体组分同时在不同的混合装置中进行连续混合,将由此形成的部分混合物连续注入连续混合装置并使其与至少一种混合物的其它固体组分相混合,尤其是与活性材料相混合。通过这种方式,两部分混合物几乎同时连续生成,同时仅在最后阶段才加入敏感的活性材料,因而可节省时间。
还可在连续运行的混合装置中将至少两部分混合物相互混合并将这种预混合物注入另一连续混合装置,在该连续混合装置中混入混合物的其它固体组分,尤其是活性材料。
由此得出根据本发明的方法,特别地,可借由不同的可连续供料且可连续运转的混合装置和/或弥散装置连续进行该过程,从而可制备几乎任意数量的待制备用于涂覆电极的混合物。
为了尽可能混合充分,本发明进一步改进所述方法,在混合和/或弥散装置中进行的至少一个或多个或每一连续混合和/或弥散过程后,将部分混合物和/或预混合物注入至少一个中间存储容器或缓冲容器并将其从中间存储容器或缓冲容器再次传送至该混合和/或弥散装置或者下一混合装置。
根据本发明的方法还允许在一个或多个或每一操作步骤中进行再循环,以使每一操作步骤的每次混合效果俱佳。此时中间存储容器或缓冲容器可将混合物的相应部分分流存储,然后使其流回对应的混合装置和/或弥散装置中。
混合物所有组分全面混合的全部混合物可在最后的共同混合后在另一操作步骤中进行额外的弥散并注入特定的独立弥散装置。由此可使混合物所有组分的混合相应更加充分。
在所有组分混合成全部混合物的最后混合装置与独立的弥散装置之间或在最后的混合和/或弥散装置之后的输送方向,全部混合物可通过脱气步骤进行脱气和/或排气,尤其是排除添加的氮气。
特别地,结合一种或多种上述可能的方法和步骤,连续生成均匀性较高的用于涂覆电极的混合物,由于可连续制备几乎任意数量的这种高质混合物,因此制备成本较低。
为了实现本发明的目的,前述用于实施上述方法的装置的特征在于:混合设备具有至少两个用于末状和/或粒状颗粒与液体混合的混合装置,这至少两个混合装置分别具有用于固体组分或固体材料的进料槽和至少一个绕垂直轴旋转的混合工具以及供液装置和与混合工具同轴或在混合装置后的输送方向上的弥散装置;至少一个弥散装置的出口与另一混合和/或弥散装置相连接,从而在各混合和/或弥散装置中连续造出的部分混合物可连续相互混合且/或与另一固体材料混合。
以适当方式,所述装置可设置多个根据第DE19629945C5号专利的混合装置;以适当方式,这些混合装置一方面可互相平行设置并且/或者另一方面可前后设置于传输方向上,借此所制成的混合物的均匀度及强度很高。
根据本发明的装置的一优选实施方案,将至少两个混合和/或弥散装置前后设置或者第一个及第二个混合和/或弥散装置互相平行设置,混合和/或弥散装置的出口与在输送方向依次设置的另一混合和/或弥散装置相连接。由此可将部分混合物聚合并再次相互充分混合,其中可以有效方式在输送方向形成连续液流。
根据本发明的装置的另一实施方案,大体上混合设备具有多个混合和/或弥散装置,至少一个或每一弥散装置的出口之后均分别设有缓冲或中间存储容器,特别是带有设置于其中的搅拌或混合工具,其出口可与后续混合装置的入口相连接。如此可实现将连续制备的部分混合物相应地继续连续输送并使其再次连续地进行继续混合,从而达到理想状态的充分混匀,而且还可制备几乎任何所需的数量。
在缓冲或中间存储容器之后设置的用于部分混合物的管线可在混合和/或弥散装置之前带有支管或回流管,用于已弥散的混合物再次流回同一混合和/或弥散装置之前或其中。由此,混合物或部分混合物可进行短时再循环,从而受到更充分的处理。对于这种再循环步骤,根据本发明的连续混合设备可以临时进行分时和分步处理,然后再进行连续处理。
根据装置的一具体实施方案,带有出口的用于形成部分混合物的至少两个弥散装置分别与至少一个缓冲或中间存储容器相连接,这些出口与至少一个第三混合和/或弥散装置的入口相连接。由此已经分别充分混合的部分混合物进入第三混合和/或弥散装置中,这些部分混合物在其中还会相应受到充分的混合或弥散。
第三混合和/或弥散装置可仅具有一个用于多种预混合物的供料装置以及一个用于其中形成的中间混合物的卸料装置和/或另一用于其它固体组分的给料装置。因此,利用第三混合和/或弥散装置可首先混合两部分混合物并同时还与一种其它固体材料互相混合。
至少第三混合和/或弥散装置的出口可与独立的弥散装置的入口相连接。由此,从第三混合和/或弥散装置获得的混合物还可受到一次补充弥散,从而提高混合的均匀性。此外,其优势在于,以连续的方式进行处理,而补充或可选的再循环过程中,连续处理中可能会发生短瞬的中断。
由于在各操作步骤中可能会带入空气或加入带有氮的混合物固体组分,因此在第三混合和/或弥散装置的出口与独立的另一弥散装置之间的输送线路上可设有脱气装置,从而可再脱去气体。
在第三混合和/或弥散装置后可设有缓冲或存储容器,通过该缓冲或存储容器有利于前述可选的再循环并且各连续过程均可对不同的进料量或进料速度作出反应。
此外,第三混合和/或弥散装置后的缓冲或存储容器可设于独立的(特别是最后的)弥散装置之前。
为了连续累积可涂覆电池电极、蓄电池电极或燃料电池电极的混合物,而不必连续移除该混合物,可于输送方向上混合设备的端部设置至少一个或两个缓冲或存储容器,特别地,这两个缓冲或存储容器互相平行设置。以此,可存储已制成的混合物,由此在缓冲或存储容器填满前,即便在混合物未被立即移走的情况下亦可连续制备混合物。正如前述缓冲或存储容器一样,这些缓冲或存储容器可带有搅拌或混合工具,从而可根据需要从一个或两个存储容器中获得已制成的混合物。
总而言之,本发明的装置可结合一种或多种前述的特征和方式,利用该装置可连续且制备用于涂覆电池、蓄电池或燃料电池电极的混合物且该混合物的均匀性较高,从而可大量且成本相对较低地制造这种混合物。
附图说明
下面参照附图详细说明本发明的具体实施方案。附图分别以流程图表示细节示意图,其中:
图1表示混合设备,其中作为溶剂的液体在第一入口进入第一混合及弥散装置,粘合剂通过配量装置进入同一第一混合及弥散装置,其后在输送方向上设有另外两个混合及弥散装置,这两个装置分别用于供给导电材料和活性材料,其后还设有另一弥散装置;
图2表示用于液体的第一入口,随后的管线具有支管,从而液体可进入两个互相平行设置的混合及弥散装置,其中一个混合及弥散装置与粘合剂配量装置相连,另一个混合及弥散装置与导电材料配量装置相连,其中两个混合及弥散装置的出口通过缓冲或中间存储容器通向第三混合及弥散装置,该第三混合及弥散装置具有活性材料入口,其中在其后还设有最后的弥散装置以及缓冲或存储容器;
图3所示的液体及粘合剂的供给参照图1中的相应设置,其中在输送方向上第一混合及弥散装置之后设有同样的第二混合及弥散装置,该第二混合及弥散装置可通过总管线同时输入活性材料及导电材料,其中在输送方向上该第二混合及弥散装置之后设有最后的弥散装置以及缓冲或存储容器。
具体实施方式
在下述各实施方案中,对应标号代表功能类似或相近的部分或组件,即便这些部分或组件在设置或配置方面有所不同亦然。
在全部附图中,以标号1表示在所有三个实施方案中用于制造涂覆电池、蓄电池或燃料电池电极的混合物的装置,其中制成的混合物由粘合剂、导电材料和活性材料组成并且这些组分可在液体的帮助下充分且尽可能均匀地混合。
此外,如下所述,装置1是由多个混合装置和/或弥散装置组装的混合设备,其中在不同的实施方案中,前述的混合和/或弥散装置的设置可有所不同并且还可以不同方式来配置。
图3表示一种实施方案,其中前述的混合设备具有两个混合和/或弥散装置,即如下所述类型的第一混合及弥散装置2以及第二混合及弥散装置3,从而可使所有上述组分相互混合。此外,混合装置及在输送方向上位于其后的弥散装置可构成混合及弥散装置2和3,亦可在各实施方案中用于所有混合及弥散装置,特别优选根据第DE19629945C2的混合装置,其中混合室和与其同轴的弥散装置相组合。由此,这种混合及弥散装置均可分别设有图中并未进一步表示出的固体组分或固体材料的进料槽及至少一个绕垂直轴旋转的混合工具以及供液装置和与混合工具同轴或在输送方向上位于混合装置后的弥散装置。
此外,如图3及其它附图所示,第一混合及弥散装置2的出口4与第二混合及弥散装置3相连接(参见图3),从而在单个混合和/或弥散装置中制备的部分混合物相互混合并且/或者与至少一种其它固体材料混合。
如图3所示,管线形式的供液装置5具有入口6,用作溶解组分的液体可通过该入口6注入第一混合及弥散装置2。同时,通过供料装置7注入固体组分,即通过配量装置8粘合剂,并将其输送至第一混合及弥散装置,由此在其中连续进行第一次混合过程,然后由此形成的混合物通过出口4进入第二混合及弥散装置3。
该第二混合及弥散装置3同样具有用于固体组分的供料装置7,即用于通过配量装置9注入的活性材料及通过同一供料装置7的配量装置10注入的导电材料。因此,固体组分活性材料及导电材料聚合并共同注入第二混合及弥散装置3并在其中与第一混合及弥散装置2得到的混合物再次充分混合。
因此,实际上已经制成用于涂覆电极的混合物。然而如图3所示,在输送方向上位于第二混合及弥散装置3之后还设有最后的弥散装置11,利用该弥散装置11可提高混合的充分性。
此外,每一混合及弥散装置之后还设有缓冲或中间容器12,通过该缓冲或中间容器12可在各操作步骤和装置各部分中抵消所出现的误差。这些缓冲或中间存储容器12中分别设有搅拌工具13,从而获得更佳的混合状态。
最后,在最后的弥散装置之后还继续设有借助于两个平行的容器12的存储器,从而即便在连续生成的混合物未立即或完全移走的情况下仍可完成一定数量混合物的存储。
在根据图1所示的实施方案中,供液装置5也设有入口6,该入口6通向第一混合及弥散装置2,粘合剂通过配量装置8和供料装置7输入第一混合及弥散装置2。输送线路通过缓冲或中间存储容器12通入相应的输送管线、阀、泵及这类组件,如图3所示的实施方案中还通入第二混合和弥散装置3,但其供料装置7仅与用于导电材料的配量装置9相连接。如此制备的还缺少活性材料的混合物通过第二混合及弥散装置3的出口4输出,再通过缓冲容器12进入第三混合及弥散装置14,其供料装置7与用于活性材料的配量及输送装置10相连接,如此活性材料第一次加入混合物,此时溶液中已包括粘合剂及导电材料。相应轻柔地混合这些活性材料。
在传输方向上位于第三混合及弥散装置14之后,这些混合物通过出口4再进入缓冲容器12并由此进入最后的弥散装置11,该弥散装置11与两个平行的缓冲容器12相连接。
较之图3,根据图1所示的装置1还具有第三混合及弥散装置14。
在根据图2所示的装置1的实施方案中,供液装置5设有入口6并具有支管15。该供液装置5的管线分路16通向第一混合及弥散装置2,该第一混合及弥散装置2通过配量装置8及管线7供给粘合剂,然后粘合剂与液体混合,同时供液装置的第二分路17通向第二混合及弥散装置3,该第二混合及弥散装置通过配量及输送装置9和管线7装有导电材料。
在该根据图2所示的实施方案中,液体还会分流,首先在第一混合及弥散装置2中与粘合剂混合并在第二混合及弥散装置3中与导电材料混合,其后两个混合及弥散装置2和3的出口4通过管线及缓冲容器12又在口部18聚合,由此通入第三混合及弥散装置14,该第三混合及弥散装置同时通过管线7与用于活性材料的配量及输送装置10相连接。
较之图1,在根据图2所示的实施方案中,第一和第二混合及弥散装置2和3的设置有所改变,这两个混合及弥散装置2和3互相平行,分别处理部分液体,由这两个混合及弥散装置2和3制成的两种不同的混合物聚合并共同在第三混合及弥散装置14中相互混合并且与活性材料混合。
在第三混合及弥散装置14之后还设有最后的弥散装置11以及在其前方的缓冲容器12。
在所有实施方案中,缓冲及存储容器12同时设置用于脱气,如图所示,通过容器12上的气体出口19来脱气。
根据图2所示的实施方案中,在最后的弥散装置11之后设有两个互相平行设置的可装料且可卸料的缓冲及存储容器12。
由此,利用在各实施方案中构造稍有不同的装置1可连续制备用于涂覆电池、蓄电池或燃料电池电极的混合物,其中液体、粘合剂、导电材料和活性材料混合,其中首先使粘合剂与液体连续混合并溶于其中,然后如此形成的溶液进入到继续传送的过程中,通过装置1,待制备混合物的其它组分分别连续混入如此形成的溶液且弥散在其中。
此外,如附图所示,在各自的缓冲或中间存储容器12后延伸的管线还具有支管21和回流管20,位于混合或弥散装置前的回流管20用于将已弥散的混合物再次回流至同一混合和/或弥散装置中,换言之,可选地,连续的操作步骤可中断,从而在每一混合及弥散步骤中通过该回流管20进行反复混合而实现混合充分。
装置1用作制备用于涂覆电池、蓄电池或燃料电池电极的混合物,该混合物基本上由导电材料、活性材料、至少一种粘合剂以及液体构成,固体组分与液体混合。此外,粘合剂首先与液体连续混合并溶于其中。如此连续形成的溶液可连续依次且/或同时部分地混入其他组分并且尤其分别
受到弥散,从而连续获得充分均匀的混合物。用于制备这种混合物的装置可基本上设置为具有至少两个或优选三个混合装置2、3和14的混合设备,其中在输送方向上位于第一混合及弥散装置2之前设有供料装置5和液体入口6,并且各混合装置互相连接,从而可在其中连续进行混合过程并且可将分别形成的混合物连续从一个混合装置连续传送至下一个混合装置。

Claims (23)

1.一种制备混合物的方法,该混合物用于涂覆电池、蓄电池或燃料电池的电极,该方法包括将作为固体组分的粉末状或颗粒状导电材料、活性材料及至少一种粘合剂与液体混合,其特征在于,首先将所述粘合剂与所述液体连续混合并溶解于所述液体中,将如此连续形成的溶液和混合物继续连续输送并在输送方向上的后续混合装置中分别连续混入待制备混合物的其它组分,其中所述多个操作步骤相结合以使整个混合过程连续进行。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,将含有已溶解粘合剂的液体连续混入所述导电材料和/或所述活性材料。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,将所述导电材料和所述活性材料依次连续混入所述含有粘合剂的液体溶液。
4.根据权利要求1-3中任一权利要求所述的方法,其特征在于,将所述活性材料和所述导电材料聚合并共同与所述含有粘合剂的溶液混合。
5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的方法,其特征在于,将所述混合物所需的液体至少分流为两部分液体,所述一部分液体与所述粘合剂连续混合并溶解于其中,所述至少第二部分液体与所述导电材料和/或所述活性材料连续混合,如此形成的部分混合物连续相互混合。
6.根据权利要求1-5中任一权利要求所述的方法,其特征在于,各混合物在进行所述混合后分别进行弥散。
7.根据权利要求1-6中任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述含有粘合剂的液体与所述活性材料和/或所述导电材料进行所述混合且/或弥散后,将全部混合物进行弥散。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的方法,其特征在于,将所述全部混合物所需的液体分流为两部分液体,所述两部分液体分别与所述混合物的至少一种固体组分同时在不同的混合装置(2,3)中进行连续混合,将由此形成的部分混合物连续注入一连续混合装置(14)并与至少一种所述混合物的另一固体组分混合,尤其是与所述活性材料混合。
9.根据权利要求1-8中任一权利要求所述的方法,其特征在于,所述至少两部分混合物首先在一混合装置中相互混合并且将这种预混合物注入另一连续混合装置(14),在该连续混合装置(14)中混入所述混合物的另一固体组分,尤其是所述活性材料。
10.根据权利要求1-9中任一权利要求所述的方法,其特征在于,在一混合和/或弥散装置中进行至少一个或多个或每一连续混合和/或弥散过程后,将所述部分混合物和/或所述预混合物注入至少一个中间存储容器或缓冲容器(12)并从该中间存储容器或缓冲容器(12)再次传送至所述混合和/或弥散装置或者下一混合装置。
11.根据权利要求1-10中任一权利要求所述的方法,其特征在于,将所述混合物的所有组分全面混合的总混合物在最后的共同混合后在另一操作步骤中进行额外的弥散并注入一独立的弥散装置(11)。
12.根据权利要求1-11中任一权利要求所述的方法,其特征在于,在用于将全部组分混合成总混合物的所述最后混合装置(11)和一独立的弥散装置之间,将所述总混合物在一脱气步骤(19)中进行脱气和/或排气,尤其是排除添加的氮气。
13.一种制备用于涂覆电池、蓄电池或燃料电池电极的混合物的装置(1),该混合物由作为固体组分的导电材料、活性材料及粘合剂以及液体构成,该装置(1)具有一用于将固体组分相互混合并与液体混合的混合设备,该装置(1)特别用于实施根据权利要求1-12中任一权利要求所述方法,其特征在于,所述混合设备具有至少两个用于将粉末状和/或粒状颗粒与液体混合的混合装置(2,3),所述混合装置(2,3)分别具有一固体组分或固体材料的进料槽和至少一个绕垂直轴旋转的混合工具以及一供液装置和与混合工具同轴或在输送方向上位于混合装置后的弥散装置,所述弥散装置的出口(4)与另一混合装置相连接,从而在各混合及弥散装置(2,3)中连续制成的部分混合物可连续相互混合且/或与另一固体材料混合。
14.根据权利要求13所述的装置,其特征在于,所述至少两个混合及弥散装置(2,3)依次设置或者所述第一混合装置和所述第二混合装置互相平行设置,所述混合和/或弥散装置(2,3)的所述出口(4)与传输方向上随后的另一混合装置的入口相连接。
15.根据权利要求13或14所述的装置,其特征在于,在至少一个弥散装置或各弥散装置的所述出口之后均分别设有一中间存储容器(12),该中间存储容器尤其具有一设置于其中的混合工具(13),所述出口与一后续混合装置的入口相连接。
16.根据权利要求13-15中任一权利要求所述的装置,其特征在于,在各自的缓冲或中间存储容器(12)后延伸的管线具有一支管(21)和一回流管(20),该回流管(20)位于所述混合和/或弥散装置(2,3,11)之前,用于将已弥散的所述混合物再次回流至所述混合和/或弥散装置之前或其中。
17.根据权利要求13-16中任一权利要求所述的装置,其特征在于,用于形成部分混合物的所述至少两个混合和/或弥散装置(2,3)的所述出口(4)分别设有至少一个中间存储容器(12),所述出口与至少一个第三混合和/或弥散装置的入口相连接。
18.根据权利要求13-17中任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述第三混合和/或弥散装置仅具有一用于所述预混合物的进料装置以及用于在其中形成的中间混合物的卸料装置,在一第三混合装置中的该混合和/或弥散装置的卸料口与一还用于其它固体组分的进料装置相连接。
19.根据权利要求13-18中任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述至少第三混合装置(14)通过所述出口(4)与一独立弥散装置(11)的入口相连接。
20.根据权利要求13-19中任一权利要求所述的装置,其特征在于,在所述第三混合装置(14)及所述独立弥散装置(11)之间的路径上设有一脱气装置(19)。
21.根据权利要求13-20中任一权利要求所述的装置,其特征在于,在所述第三混合和/或弥散装置(14)之后设有一缓冲或存储容器(12)。
22.根据权利要求13-21中任一权利要求所述的装置,其特征在于,所述缓冲或存储容器(12)设置于所述第三混合装置之后且设置于所述独立弥散装置(11)之前。
23.根据权利要求13-22中任一权利要求所述的装置,其特征在于,在输送方向上所述混合装置的端部上设有至少一个或两个缓冲或存储容器(12),所述缓冲或存储容器(12)尤其相互平行设置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108854641A (zh) * 2018-07-02 2018-11-23 东华工程科技股份有限公司 一种超轻细料连续制浆设备及制浆方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9951224B2 (en) * 2014-08-19 2018-04-24 Atlas James Russell System, method, apparatus, means, and computer program product for recycling asphalt shingles
CN106669520B (zh) * 2016-11-17 2023-07-28 山东精工电子科技股份有限公司 一种锂离子电池浆料的制备装置及方法
CN106955633A (zh) * 2017-05-15 2017-07-18 东莞市科锐机电设备有限公司 一种连续式螺杆搅拌系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4976904A (en) * 1989-04-20 1990-12-11 Energy Research Corporation Method and apparatus for continuous formation of fibrillated polymer binder electrode component
US6217812B1 (en) * 1996-05-30 2001-04-17 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method for producing plate-shaped components or combinations of components
WO2006047588A2 (en) * 2004-10-25 2006-05-04 Rechargeable Battery Corporation Flexible pasted anode, primary cell with pasted anode, and method for making same

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH637308A5 (de) 1979-04-05 1983-07-29 Alusuisse Verfahren zur aufbereitung eines bei der herstellung von elektroden verwendeten mischguts.
DE19629945C5 (de) 1996-07-25 2008-10-16 Ika-Werke Gmbh & Co. Kg Mischvorrichtung zum Vermischen von pulverförmigen und/oder körnigen Partikeln mit einer Flüssigkeit
JPH11283616A (ja) 1998-03-30 1999-10-15 Asahi Chem Ind Co Ltd 電池電極用活物質等の分散液の製造方法
US7029162B2 (en) * 2002-04-11 2006-04-18 Mobius Technologies, Inc. Process and apparatus for continuous mixing of slurry with removal of entrained bubbles
US20060210877A1 (en) 2005-03-15 2006-09-21 Rechargable Battery Corporation Flexible pasted anode, primary cell with pasted anode, and method for making same
US20070256599A1 (en) * 2005-12-16 2007-11-08 Jack Rigsby Inorganic Composite Material And Manufacturing Process
JP4859459B2 (ja) * 2005-12-29 2012-01-25 三井造船株式会社 フライアッシュ中の未燃カーボンの除去方法
US7690589B2 (en) * 2006-04-28 2010-04-06 Kerns Kevin C Method, system and apparatus for the deagglomeration and/or disaggregation of clustered materials
US20080157419A1 (en) * 2006-12-29 2008-07-03 Doosan Heavy Industries & Construction Co., Ltd. Wet method of manufacturing electrolyte-impregnated electrodes for molten carbonate fuel cell
ES2445098T3 (es) * 2008-08-11 2014-02-28 Primix Corporation Procedimiento y aparato para la fabricación de un material de revestimiento

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4976904A (en) * 1989-04-20 1990-12-11 Energy Research Corporation Method and apparatus for continuous formation of fibrillated polymer binder electrode component
US6217812B1 (en) * 1996-05-30 2001-04-17 Stichting Energieonderzoek Centrum Nederland Method for producing plate-shaped components or combinations of components
WO2006047588A2 (en) * 2004-10-25 2006-05-04 Rechargeable Battery Corporation Flexible pasted anode, primary cell with pasted anode, and method for making same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108854641A (zh) * 2018-07-02 2018-11-23 东华工程科技股份有限公司 一种超轻细料连续制浆设备及制浆方法
CN108854641B (zh) * 2018-07-02 2021-09-07 东华工程科技股份有限公司 一种超轻细料连续制浆设备及制浆方法

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