CN105617930A - 一种锂离子电池合浆车间自动加料系统及其运作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种锂离子电池合浆车间自动加料系统,包括若干台合浆机、PLC控制器、制胶机、制胶机称量桶、离心泵、液体输送管道、若干个合浆机称量桶、人工投料仓、粉体输送管道和若干台真空上料机;制胶机称量桶和每个合浆机称量桶上均设有一个称重传感器;液体输送管道和粉体输送管道均由一根主管道和由主管道分出的若干根分管道组成,每根分管道上均设有一个气动球阀。本发明还提供一种锂离子电池合浆车间自动加料系统的运作方法。本发明可实现液体物料的自动计量和加料、粉体物料的自动加料,大大减轻了员工的劳动强度,提升了合浆工序的自动化水平,减少了车间粉尘污染进而改善了车间环境。

Description

一种锂离子电池合浆车间自动加料系统及其运作方法
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及锂离子电池生产技术领域,具体是一种锂离子电池合浆车间自动加料系统及其运作方法。
[0003]
背景技术
[0004]相对于其它二次电池,锂离子电池在能量密度、循环寿命、环保等方面具有明显优势。随着锂离子电池行业的蓬勃发展,锂离子电池的应用领域已经从最初的数码、电动工具领域,逐渐扩展到电动汽车领域。
[0005]近年来,动力电池的需求量呈现爆发式增长,电池生产的自动化是大势所趋。在锂离子电池生产的所有工序中,合浆工序的作业方式比较原始,自动化水平低。合浆车间的液体、粉体加料均为手工作业,员工劳动强度大,工作现场粉尘较多。针对以上问题,最好的解决方式是引入自动加料系统,实现液体、粉体的自动称量和输送,减轻员工劳动强度,减少车间粉尘污染。
[0006]
发明内容
[0007]本发明的目的在于提供一种锂离子电池合浆车间自动加料系统及其运作方法,能够实现液体的自动计量和加料以及粉体的自动加料。
[0008]本发明的技术方案为:
一种锂离子电池合楽车间自动加料系统,包括若干台合楽机,还包括液体计量加料装置、粉体加料装置和PLC控制器,所述液体计量加料装置包括制胶机、制胶机称量桶、离心栗、液体输送管道和若干个合浆机称量桶,所述粉体加料装置包括人工投料仓、粉体输送管道和若干台真空上料机;
每台合浆机均对应配有一个合浆机称量桶,每个合浆机称量桶的出口与对应的合浆机的液体进口连接,每个合浆机称量桶的进口通过液体输送管道与制胶机和离心栗的出口连接;所述液体输送管道由一根液体输送主管道和由所述液体输送主管道分出的若干根液体输送分管道组成;所述液体输送主管道与制胶机和离心栗连接,每根液体输送分管道与一个合浆机称量桶对应连接;
每台合浆机均对应配有一台真空上料机,每台真空上料机的出口与对应的合浆机的粉体进口连接,每台真空上料机的进口通过粉体输送管道与人工投料仓的出口连接;所述粉体输送管道由一根粉体输送主管道和由所述粉体输送主管道分出的若干根粉体输送分管道组成;所述粉体输送主管道与人工投料仓连接,每根粉体输送分管道与一台真空上料机对应连接;
所述制胶机称量桶设于制胶机的一侧,所述制胶机称量桶的出口与制胶机的进口连接,所述制胶机称量桶的进口与离心栗的出口连接,所述离心栗的进口与溶剂箱的出口连接;所述离心栗的控制输入端与PLC控制器的控制输出端连接;
所述制胶机称量桶和每个合浆机称量桶上均设有一个称重传感器,所述称重传感器与PLC控制器交互连接;所述每根液体输送分管道和每根粉体输送分管道上均设有一个气动球阀,所述气动球阀的控制输入端与PLC控制器的控制输出端连接。
[0009]所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,所述粉体加料装置还包括脉冲除尘器,所述脉冲除尘器设于人工投料仓的一侧。
[0010]所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,所述粉体加料装置还包括可移动龙门架,所述可移动龙门架设于人工投料仓的一侧。
[0011 ]所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,所述粉体加料装置还包括振动元件,所述振动元件设于合浆机的粉体进口外部,所述振动元件的控制输入端与PLC控制器的控制输出端连接。
[0012]所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,所述制胶机称量桶和每个合浆机称量桶的容积为与之匹配的制胶机或合浆机容积的1/3〜1/2,所述制胶机称量桶和每个合浆机称量桶的出口位于底部,高于与之匹配的制胶机或合浆机的进口 20〜50cm。
[0013]所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,所述PLC控制器包括制胶设置模块、转胶设置模块、补溶剂设置模块、液体加料顺序设置模块和粉体加料顺序设置模块,所述制胶设置模块用于设置每次制胶所需溶剂的量,所述转胶设置模块用于设置每次由制胶机向合浆机转移胶液的量,所述补溶剂设置模块用于设置调整浆料粘度所需溶剂的量,所述液体加料顺序设置模块用于设置各液体原料的添加顺序及向各台合浆机添加液体原料的顺序,所述粉体加料顺序设置模块用于设置各粉体原料的添加顺序及向各台合浆机添加粉体原料的顺序。
[0014]所述的一种锂离子电池合浆车间自动加料系统的运作方法,包括以下步骤:
(1)PLC控制器控制离心栗启动,并与制胶机称量桶上的称重传感器通信,根据预先设置的制胶所需溶剂的量,制胶机称量桶将离心栗从溶剂箱中抽取的溶剂加入到制胶机中,然后,PLC控制器控制离心栗关闭;人工称取制胶所需的分散剂或粘结剂,加入到制胶机中,开启制胶机的搅拌装置开始制胶;
(2)PLC控制器控制第一台合浆机对应的液体输送分管道上的气动球阀开启,并与第一台合浆机对应的合浆机称量桶上的称重传感器通信,根据预先设置的每次由制胶机向合浆机转移胶液的量,第一台合浆机对应的合浆机称量桶将制胶机中制备好的胶液加入到第一台合浆机中,然后,PLC控制器控制第一台合浆机对应的液体输送分管道上的气动球阀关闭;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的液体加料顺序,完成各台合浆机所需胶液的加入;
(3)人工称取每台合浆机所需的导电剂加入到人工投料仓中,PLC控制器控制第一台合浆机对应的粉体输送分管道上的气动球阀开启,第一台合浆机对应的真空上料机将人工投料仓中的导电剂加入到第一台合浆机中,然后,PLC控制器控制第一台合浆机对应的粉体输送分管道上的气动球阀关闭;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的粉体加料顺序,完成各台合浆机所需导电剂的加入;
(4)人工将每台合浆机所需的活性物质加入到人工投料仓中,PLC控制器控制第一台合浆机对应的粉体输送分管道上的气动球阀开启,第一台合浆机对应的真空上料机将人工投料仓中的活性物质加入到第一台合浆机中,然后,PLC控制器控制第一台合浆机对应的粉体输送分管道上的气动球阀关闭;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的粉体加料顺序,完成各台合浆机所需活性物质的加入;
(5)合浆高速分散阶段结束后,PLC控制器控制离心栗启动,同时控制第一台合浆机对应的液体输送分管道上的气动球阀开启,并与第一台合浆机对应的合浆机称量桶上的称重传感器通信,根据预先设置的调整浆料粘度所需溶剂的量,第一台合浆机对应的合浆机称量桶将离心栗从溶剂箱中抽取的溶剂补加到第一台合浆机中,然后,PLC控制器控制第一台合浆机对应的液体输送分管道上的气动球阀关闭;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的液体加料顺序,完成各台合浆机所需溶剂的补加,最后,PLC控制器控制离心栗关闭。
[0015]本发明的有益效果为:
由上述技术方案可知,本发明可实现液体物料的自动计量和加料、粉体物料的自动加料,大大减轻了员工的劳动强度,提升了合浆工序的自动化水平,减少了车间粉尘污染进而改善了车间环境。
[0016]
附图说明
[0017]图1是本发明的系统结构示意图;
图2是本发明的系统俯视图。
[0018]
具体实施方式
[0019]下面结合附图和具体实施例进一步说明本发明。
[0020]如图1、图2所示,一种锂离子电池合浆车间自动加料系统,包括若干台合浆机1、液体计量加料装置、粉体加料装置和PLC控制器2,液体计量加料装置包括制胶机3、制胶机称量桶4、离心栗5、液体输送管道6和若干个合浆机称量桶7,粉体加料装置包括人工投料仓8、脉冲除尘器9、可移动龙门架10、粉体输送管道11和若干台真空上料机12。人工投料仓8、脉冲除尘器9和可移动龙门架10设置在配料室内,脉冲除尘器9设于人工投料仓8的一侧,用于除去向人工投料仓8投料时产生的粉尘,可移动龙门架10也设于人工投料仓8的一侧,用于吊起整袋粉体物料。
[0021]每台合浆机I都配有一个合浆机称量桶7,每个合浆机称量桶7的出口与对应的合浆机I的液体进口连接,每个合浆机称量桶7的进口通过液体输送管道6与制胶机3和离心栗5的出口连接。液体输送管道6由一根液体输送主管道和由液体输送主管道分出的若干根液体输送分管道组成;液体输送主管道与制胶机3和离心栗5连接,每根液体输送分管道与一个合浆机称量桶7对应连接。
[0022]每台合浆机I的一侧都对应装有一台真空上料机12,用于从人工投料仓8吸取粉体物料,每台真空上料机12的出口与对应的合浆机I的粉体进口连接,每台真空上料机12的进口通过粉体输送管道11与人工投料仓8的出口连接。合浆机的粉体进口外部装有振动元件,振动元件的控制输入端与PLC控制器2的控制输出端连接,在加料时自动开启,可防止粉体物料在粉体进口堆积、堵塞。粉体输送管道11由一根粉体输送主管道和由粉体输送主管道分出的若干根粉体输送分管道组成;粉体输送主管道与人工投料仓8连接,每根粉体输送分管道与一台真空上料机12对应连接。
[0023]制胶机称量桶4设于制胶机3的一侧,制胶机称量桶4的出口与制胶机3的进口连接,制胶机称量桶4的进口与离心栗5的出口连接,离心栗5的进口与溶剂箱的出口连接;离心栗5的控制输入端与PLC控制器2的控制输出端连接。
[0024]制胶机称量桶4和每个合浆机称量桶7上均设有一个称重传感器,每台合浆机所需的胶液或溶剂和每次制胶所需的溶剂均通过对应的称重传感器进行计量,称重传感器与PLC控制器2交互连接。每根液体输送分管道和每根粉体输送分管道上都装有一个气动球阀13,气动球阀13的控制输入端与PLC控制器2的控制输出端连接,可分别控制每台合浆机I的加料。PLC控制器2可实现加料过程的自动操作及实时监控,控制各个气动球阀13的开启和关闭,保证一台合浆机I在加料时,其它合浆机I的气动球阀13处于关闭状态,在一台合浆机I加料完毕后自动切换至下一台。
[0025]制胶机称量桶4和每个合浆机称量桶7的容积为与之匹配的制胶机3或合浆机I容积的1/3〜1/2,制胶机称量桶4和每个合浆机称量桶7的出口位于底部,高于与之匹配的制胶机3或合浆机I的进口 20〜50cmo
[0026] PLC控制器2包括制胶设置模块、转胶设置模块、补溶剂设置模块、液体加料顺序设置模块、粉体加料顺序设置模块、主操作界面和主监控界面。制胶设置模块用于设置每次制胶所需溶剂的量;转胶设置模块用于设置每次由制胶机向合浆机转移胶液的量;补溶剂设置模块用于设置调整浆料粘度所需溶剂的量;液体加料顺序设置模块用于设置各液体原料的添加顺序及向各台合浆机添加液体原料的顺序;粉体加料顺序设置模块用于设置各粉体原料的添加顺序及向各台合浆机添加粉体原料的顺序;主操作界面用于执行具体的加料操作;主监控界面用于对加料过程进行监控。
[0027] —种锂离子电池合浆车间自动加料系统的运作方法,包括以下步骤:
S1、在PLC控制器2的制胶设置模块、转胶设置模块、补溶剂设置模块、液体加料顺序设置模块、粉体加料顺序设置模块等进行相应的参数设置。
[0028] S2、在主操作界面执行相应操作,按照制胶设置模块中设置的用量向制胶机3中加入溶剂,人工称取制胶所需的分散剂或粘结剂,加入到制胶机3中,开启制胶机3的搅拌装置开始制胶。
[0029] S3、在主操作界面执行相应操作,按照转胶设置模块中设置的用量及液体加料顺序设置模块中设置的加料顺序向各台合浆机I中依次加入制备好的胶液。
[0030] S4、开启脉冲除尘器9,将事先人工称量好的每台合浆机I所需的导电剂加入到人工投料仓8中,进行主操作界面,执行粉体加料操作;第一台合浆机I对应的粉体输送分管道11上的气动球阀13开启,第一台合浆机I对应的真空上料机12启动,将该合浆机I所需的导电剂加入其中;以此类推,依据设定好的加料顺序完成各台合浆机I所需导电剂的加入。
[0031] S5、对于正极或负极活性物质,可要求供应商按照每台合浆机I的需求量进行包装,即一袋物料正好对应一台合浆机I;用可移动龙门架10吊起整袋的正极或负极活性物质,将袋口与人工投料仓8对接,开启脉冲除尘器9,打开活性物质包装袋,进入主操作界面,执行粉体加料操作;第一台合浆机I对应的粉体输送分管道11上的气动球阀13开启,第一台合浆机I对应的真空上料机12启动,将该合浆机I所需的活性物质加入其中;以此类推,依据设定好的加料顺序完成各台合浆机I所需活性物质的加入。
[0032] S6、合浆高速分散阶段结束后,需要补加溶剂调整浆料的粘度;在主操作界面执行相应操作,按照补溶剂设置模块中设置的用量及液体加料顺序设置模块中设置的加料顺序向各台合浆机I中依次补加溶剂。
[0033]以上所述实施方式仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进,均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种锂离子电池合浆车间自动加料系统,包括若干台合浆机,其特征在于:还包括液体计量加料装置、粉体加料装置和PLC控制器,所述液体计量加料装置包括制胶机、制胶机称量桶、离心栗、液体输送管道和若干个合浆机称量桶,所述粉体加料装置包括人工投料仓、粉体输送管道和若干台真空上料机; 每台合浆机均对应配有一个合浆机称量桶,每个合浆机称量桶的出口与对应的合浆机的液体进口连接,每个合浆机称量桶的进口通过液体输送管道与制胶机和离心栗的出口连接;所述液体输送管道由一根液体输送主管道和由所述液体输送主管道分出的若干根液体输送分管道组成;所述液体输送主管道与制胶机和离心栗连接,每根液体输送分管道与一个合浆机称量桶对应连接; 每台合浆机均对应配有一台真空上料机,每台真空上料机的出口与对应的合浆机的粉体进口连接,每台真空上料机的进口通过粉体输送管道与人工投料仓的出口连接;所述粉体输送管道由一根粉体输送主管道和由所述粉体输送主管道分出的若干根粉体输送分管道组成;所述粉体输送主管道与人工投料仓连接,每根粉体输送分管道与一台真空上料机对应连接; 所述制胶机称量桶设于制胶机的一侧,所述制胶机称量桶的出口与制胶机的进口连接,所述制胶机称量桶的进口与离心栗的出口连接,所述离心栗的进口与溶剂箱的出口连接;所述离心栗的控制输入端与PLC控制器的控制输出端连接; 所述制胶机称量桶和每个合浆机称量桶上均设有一个称重传感器,所述称重传感器与PLC控制器交互连接;所述每根液体输送分管道和每根粉体输送分管道上均设有一个气动球阀,所述气动球阀的控制输入端与PLC控制器的控制输出端连接。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,其特征在于:所述粉体加料装置还包括脉冲除尘器,所述脉冲除尘器设于人工投料仓的一侧。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,其特征在于:所述粉体加料装置还包括可移动龙门架,所述可移动龙门架设于人工投料仓的一侧。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,其特征在于:所述粉体加料装置还包括振动元件,所述振动元件设于合浆机的粉体进口外部,所述振动元件的控制输入端与PLC控制器的控制输出端连接。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,其特征在于:所述制胶机称量桶和每个合浆机称量桶的容积为与之匹配的制胶机或合浆机容积的1/3〜1/2,所述制胶机称量桶和每个合浆机称量桶的出口位于底部,高于与之匹配的制胶机或合浆机的进口20〜50cm。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池合浆车间自动加料系统,其特征在于:所述PLC控制器包括制胶设置模块、转胶设置模块、补溶剂设置模块、液体加料顺序设置模块和粉体加料顺序设置模块,所述制胶设置模块用于设置每次制胶所需溶剂的量,所述转胶设置模块用于设置每次由制胶机向合浆机转移胶液的量,所述补溶剂设置模块用于设置调整浆料粘度所需溶剂的量,所述液体加料顺序设置模块用于设置各液体原料的添加顺序及向各台合浆机添加液体原料的顺序,所述粉体加料顺序设置模块用于设置各粉体原料的添加顺序及向各台合浆机添加粉体原料的顺序。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池合浆车间自动加料系统的运作方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)PLC控制器控制离心栗启动,并与制胶机称量桶上的称重传感器通信,根据预先设置的制胶所需溶剂的量,制胶机称量桶将离心栗从溶剂箱中抽取的溶剂加入到制胶机中,人工称取制胶所需的分散剂或粘结剂,加入到制胶机中,开启制胶机的搅拌装置开始制胶; (2)PLC控制器控制第一台合浆机对应的液体输送分管道上的气动球阀开启,并与第一台合浆机对应的合浆机称量桶上的称重传感器通信,根据预先设置的每次由制胶机向合浆机转移胶液的量,第一台合浆机对应的合浆机称量桶将制胶机中制备好的胶液加入到第一台合浆机中;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的液体加料顺序,完成各台合浆机所需胶液的加入; (3)人工称取每台合浆机所需的导电剂加入到人工投料仓中,PLC控制器控制第一台合浆机对应的粉体输送分管道上的气动球阀开启,第一台合浆机对应的真空上料机将人工投料仓中的导电剂加入到第一台合浆机中;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的粉体加料顺序,完成各台合浆机所需导电剂的加入; (4)人工将每台合浆机所需的活性物质加入到人工投料仓中,PLC控制器控制第一台合浆机对应的粉体输送分管道上的气动球阀开启,第一台合浆机对应的真空上料机将人工投料仓中的活性物质加入到第一台合浆机中;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的粉体加料顺序,完成各台合浆机所需活性物质的加入; (5)合浆高速分散阶段结束后,PLC控制器控制离心栗启动,同时控制第一台合浆机对应的液体输送分管道上的气动球阀开启,并与第一台合浆机对应的合浆机称量桶上的称重传感器通信,根据预先设置的调整浆料粘度所需溶剂的量,第一台合浆机对应的合浆机称量桶将离心栗从溶剂箱中抽取的溶剂补加到第一台合浆机中;以此类推,根据预先设置的各台合浆机的液体加料顺序,完成各台合浆机所需溶剂的补加。
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