CN106981623B - 一种动力锂离子电池极片浆料生产线 - Google Patents
一种动力锂离子电池极片浆料生产线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106981623B CN106981623B CN201710277569.6A CN201710277569A CN106981623B CN 106981623 B CN106981623 B CN 106981623B CN 201710277569 A CN201710277569 A CN 201710277569A CN 106981623 B CN106981623 B CN 106981623B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- slurry
- production line
- storage device
- powder
- ion battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000002002 slurry Substances 0.000 title claims abstract description 149
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 64
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 39
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 39
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 111
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 61
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 46
- 238000009775 high-speed stirring Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000007306 turnover Effects 0.000 claims abstract description 32
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 21
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 19
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 58
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 23
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 21
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims description 20
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 12
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 10
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 7
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 5
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 5
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 4
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 4
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 4
- 239000011268 mixed slurry Substances 0.000 claims description 4
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 2
- 230000008676 import Effects 0.000 claims description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 claims description 2
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 claims 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 17
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 26
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 230000002045 lasting effect Effects 0.000 description 2
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 2
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002097 Lithium manganese(III,IV) oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 239000006256 anode slurry Substances 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000000110 cooling liquid Substances 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 238000007591 painting process Methods 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- -1 silicon class compound Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
- H01M4/139—Processes of manufacture
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
本发明公开了一种动力锂离子电池极片浆料生产线,包括原料存储装置、上料装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置、成品存储装置、氮气充放装置、真空抽气装置、真空维持装置和真空旁路装置。该生产线能够实现锂离子电池极片浆料制备的全自动化连续生产,只需将原料加入原料存储装置便可以实现连续多次生产,无需分批上料,避免了浆料制备的污染,不需要人工参与,从而节约了生产时间,提高了生产效率。在整个生产过程中多次进行抽真空‑充氮气这一过程,有效地避免了杂质气体以及水分对浆料的影响,从而提高了浆料的质量,为实现锂离子电池的一致性奠定了基础。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产领域,具体是一种动力锂离子电池极片浆料生产线。
背景技术
随着锂离子电池的广泛应用,动力锂离子电池的相关研究也越来越深入,研究表明动力锂离子电池浆料的均匀性对电池的性能有很大的影响,极片制备浆料越均匀且浆料粒径越小,动力锂离子电池性能越好。同时,减小动力锂离子电池生产过程中的杂质气体及水分也有利于提高动力锂离子电池性能。现有浆料制备工艺多从材料配比以及加工流程来保证浆料制备的均匀性以及提高浆料的制备效率。而未从浆料加工的具体设备来考虑制浆的均匀性以及高效性,具有一定的片面性,也未说明具体加工过程的主要细节。
传统的制备方法是先将原料中的粘合剂、分散剂(或导电剂)和溶剂搅拌均匀,然后再加入活性物质搅拌均匀。其制备方法耗时较长,工艺不规范,可控制性较差,并且由于浆料始终在流动性较好的状态下搅拌,物料难以混合均匀,加之浆料易沉淀,使得浆料涂布时在集流体上厚度不均,固含量忽高忽低,涂布均一性很差,最终导致单体电容的一致性偏低。申请号201110159480.2公开了超级电容器浆料制备方法,其中虽然调整了浆料制备流程,但是仍然采取逐次加料分段搅拌的方式,其效率相对较低,不能实现全自动化连续生产。申请号201410838866.X公开了一种锂离子电池负极浆料制备方法,该方案虽然提高了浆料分散效率,但该方案从原料预处理工艺到涂布工艺不能实现自动化生产,浆料在运输时接触空气,造成二次污染的问题。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明拟解决的技术问题是,提供一种动力锂离子电池极片浆料生产线。该生产线能够实现锂离子电池极片浆料制备的全自动化连续生产,只需将原料加入原料存储装置便可以实现连续多次生产,无需分批上料,避免了浆料制备的污染,不需要人工参与,从而节约了生产时间,提高了生产效率。
本发明解决所述技术问题的技术方案是,提供一种动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述生产线包括原料存储装置、上料装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置、成品存储装置、氮气充放装置、真空抽气装置、真空维持装置和真空旁路装置;
所述原料存储装置位于整条生产线的前端,用于对制备浆料的原料中的粉料进行存储和干燥;
所述上料装置分别与原料存储装置和预混装置连接,用于对原料中的溶剂和粉料分别按照比例进行称重;
所述预混装置分别与上料装置和浆料存储装置连接,用于在高速搅拌装置中正式搅拌浆料之前,将上料装置中的溶剂和粉料混合,并制成指定浓度的浆料;
所述浆料存储装置分别与预混装置和高速搅拌装置连接,用于储存来自预混装置处理好的混合浆料,并对其进行进一步的搅拌处理;
所述高速搅拌装置分别与浆料存储装置和缓冲装置连接,在高速剪切作用下使得浆料颗粒变得更加细小均匀;
所述缓冲装置分别与高速搅拌装置和周转装置连接,用于对浆料进行缓冲存储和冷却;
所述周转装置分别与缓冲装置和过滤装置连接,用于对浆料进行脱泡处理;
所述过滤装置分别与周转装置和成品存储装置连接,用于对脱泡处理后的浆料进行过滤,除去不符合要求的大颗粒浆料;
所述成品存储装置位于整条生产线的末端,用于储存制备完成的浆料,并通过搅拌防止浆料凝结;成品存储装置中的浆料可用于下一步涂布生产工序;
所述氮气充放装置分别与原料存储装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置和成品存储装置连接,为浆料生产提供所需的氮气;
所述真空抽气装置分别与原料存储装置、上料装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置和成品存储装置连接,提供真空环境;
所述真空维持装置分别与高速搅拌装置和成品存储装置连接;当真空抽气装置抽真空完毕后,关闭所有真空抽气装置的阀门,同时开启真空维持装置的阀门,保证生产线内的真空度;
所述真空旁路装置与原料存储装置连接,作用是在真空抽气装置启动后,加快真空抽气装置的抽真空速度,以达到快速抽真空的目的。
与现有技术相比,本发明有益效果在于:
(1)该生产线能够实现锂离子电池极片浆料制备的全自动化连续生产,只需将原料加入原料存储装置便可以实现连续多次生产,无需分批上料,避免了浆料制备的污染,不需要人工参与,从而节约了生产时间,提高了生产效率。
(2)在整个生产过程中多次进行抽真空-充氮气这一过程,有效地避免了杂质气体以及水分对浆料的影响,从而提高了浆料的质量,为实现锂离子电池的一致性奠定了基础。
(3)高速搅拌装置的应用使得腔体内分散流场更强烈,提高了对物料的剪切作用力,使得浆料分散更加细化均匀,提高了物料的均质性和分散效率,达到物料均质化的标准,从而保证了锂离子动力电池的高性能。
附图说明
图1是本发明动力锂离子电池极片浆料生产线一种实施例的整体结构示意图;
图2是本发明动力锂离子电池极片浆料生产线一种实施例的高速搅拌装置整体结构主视示意图;
图3是本发明动力锂离子电池极片浆料生产线一种实施例的高速搅拌装置的双行星分散结构的俯视示意图;
图4是本发明动力锂离子电池极片浆料生产线一种实施例的高速搅拌装置的双转子结构示意图;
图5是本发明动力锂离子电池极片浆料生产线图2中A部分的放大示意图;
图6是本发明动力锂离子电池极片浆料生产线一种实施例的粉料上料装置示意图;(图中:1、原料存储装置;2、上料装置;3、预混装置;4、浆料存储装置;5、高速搅拌装置;6、缓冲装置;7、周转装置;8、过滤装置;9、成品存储装置;10、氮气充放装置;11、真空抽气装置;12、真空维持装置;13、真空旁路装置;21、溶剂上料装置;22、粉料上料装置;221、配重块;222、活动门;223、料斗;224、过滤装置;225、储气罐;51、输入轴;52、主动圆柱齿轮;53、主动锥齿轮;54、第一从动锥齿轮;55、中心轴;56、上部架体;57、第二从动锥齿轮;58、内层空心轴;59、第三从动锥齿轮;510、外层空心轴;511、支撑板;512、行星架;513、行星架密封盖;514、搅拌轴;515、反转子;516、正转子;517、搅拌罐;518、进料口;519、出料口;520、太阳轮;521、行星轮;522、冷却装置;523、锥齿轮;524、二级减速轴;525、从动圆柱齿轮;526、冷却液入口;527、冷却液出口)
具体实施方式
下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明,不限制本申请权利要求的保护范围。
本发明提供了一种动力锂离子电池极片浆料生产线(参见图1-6,简称生产线),其特征在于所述生产线包括原料存储装置1、上料装置2、预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7、过滤装置8、成品存储装置9、氮气充放装置10、真空抽气装置11、真空维持装置12和真空旁路装置13;所述上料装置2包括溶剂上料装置21和粉料上料装置22;
所述原料存储装置1位于整条生产线的前端,用于对制备浆料的原料中的粉料进行存储和干燥;由于动力锂离子电池制备浆料的粉料由导电剂、粘合剂和正负极材料三种原料构成,原料存储装置1有三个,分别用于存储原料中的导电剂、粘合剂和正负极材料三种粉料;正极材料是钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂或它们的复合物以及改性物的粉末;负极材料是天然石墨、人造石墨、硅类化合物和各种合金材料的粉末。
所述上料装置2位于预混装置3和浆料存储装置4之上,分别与原料存储装置1和预混装置3连接;由于浆料制备原料分为粉料和溶剂两种,故上料装置2包括溶剂上料装置21和粉料上料装置22,其中溶剂上料装置21由流量计来控制溶剂上料量,粉料上料装置22则由配重块221来控制粉料上料量;由于制浆粉料材料有三种,故设置三个相同的粉料上料装置22,分别与各自的原料存储装置1连接,用来接收来自原料存储装置1的粉料;所述粉料上料装置22包括配重块221、活动门222、料斗223、过滤装置224和储气罐225;所述料斗223用于盛放粉料;所述料斗223内部安装有过滤装置224,用于防止气流带走部分粉料;所述储气罐225安装于料斗223侧面,用于将吸附在过滤装置224上的残余粉料吹送入料斗223底部,防止过滤装置224的堵塞;所述料斗223的底部安装有带配重块221的活动门222,随着粉料的累积,当掉落在活动门222上的粉料达到配重块221所设定的重量时,活动门222翻转,使粉料排出料斗223,进入到预混装置3中从而实现了自动称量;
所述预混装置3位于上料装置2之下,预混装置3分别与上料装置2和浆料存储装置4连接,用于在高速搅拌装置5中正式搅拌浆料之前,将上料装置2中的溶剂和粉料混合,并制成指定浓度的浆料;
所述浆料存储装置4分别与预混装置3和高速搅拌装置5连接,用于储存来自预混装置3处理好的混合浆料,并对其进行进一步的搅拌处理;
所述高速搅拌装置5分别与浆料存储装置4和缓冲装置6连接,在高速剪切作用下使得浆料颗粒变得更加细小均匀;
所述高速搅拌装置5包括传动装置、双转子结构、双行星分散结构、上部架体56、支撑板511和搅拌罐517;所述传动装置包括输入轴51、主动圆柱齿轮52、主动锥齿轮53、第一从动锥齿轮54、中心轴55、第二从动锥齿轮57、内层空心轴58、第三从动锥齿轮59、外层空心轴510、从动圆柱齿轮522、锥齿轮523和二级减速轴524;所述双转子结构包括反转子515和正转子516;所述双行星分散结构包括行星架512、行星架密封盖513、搅拌轴514、太阳轮520和行星轮521;所述输入轴51和二级减速轴524通过轴承安装在上部架体56上;外部动力装置与输入轴51连接,输入轴51上安装有主动圆柱齿轮52和主动锥齿轮53;所述二级减速轴524上安装有从动圆柱齿轮522和锥齿轮523;主动圆柱齿轮52与从动圆柱齿轮522相互啮合,传递力和速度;所述中心轴55的一端安装在上部架体56的一端面上,其上安装有第一从动锥齿轮54;所述内层空心轴58嵌套在中心轴55外表面,内层空心轴58一端安装有第二从动锥齿轮57;所述主动锥齿轮53分别与第一从动锥齿轮54和第二从动锥齿轮57相互啮合;所述外层空心轴510嵌套在内层空心轴58外表面,外层空心轴510一端安装有第三从动锥齿轮59;所述第三从动锥齿轮59与锥齿轮523啮合;第一从动锥齿轮54与第二从动锥齿轮57的转向相反,第一从动锥齿轮54带动中心轴55正向转动,第二从动锥齿轮57带动内层空心轴58反向转动;第三从动锥齿轮59带动外层空心轴510正向转动;上部架体56的另一端面通过螺栓分别与支撑板511和搅拌罐517的一端面连接,支撑板511位于上部架体56与搅拌罐517中间;中心轴55、内层空心轴58和外层空心轴510穿过支撑板511,外层空心轴510的另一端固定连接有行星架512,内层空心轴58的另一端安装有反转子515,中心轴55的另一端安装有正转子516;正转子516与反转子515的转动方向相反;外层空心轴510中部通过深沟球轴承和推力轴承与支撑板511连接,深沟球轴承和推力轴承用来承受轴向与径向力,确保外层空心轴510在旋转过程中的稳定性;行星架512通过深沟球轴承与搅拌罐517连接,深沟球轴承自带密封装置,可以提高设备的稳定性,减少震动;行星架密封盖513中部具有通孔,嵌套在中心轴55和内层空心轴58外,行星架密封盖513外缘与行星架512固定连接;两根搅拌轴514对称安装在行星架密封盖513上,连接处通过搅拌轴密封盖密封;搅拌轴514一端安装有行星轮521,另一端用于搅拌;所述太阳轮520固定在内层空心轴58中部,位于搅拌罐517内;行星轮521与太阳轮520啮合传动;搅拌罐517的另一端面上开有进料口518,与浆料存储装置4连接,用于作为待搅拌物料的输送口;搅拌罐517上开有出料口519,与缓冲装置6连接;所述中心轴55和内层空心轴58中部均通过深沟球轴承和推力轴承与连接板连接,连接板固定在上部架体56上;深沟球轴承和推力轴承用来承受轴向与径向力,确保外层空心轴510在旋转过程中的稳定性。正转子516和反转子515上有很多细小径向槽,物料在这狭小的间隙内形成极大的速度梯度,物料受到强烈的层流和湍流剪切作用而分散,从而使其达到更小尺度的混合分散,实现物料的细小化,提高物料的均匀性和一致性。所述搅拌轴514上安装有温度传感器,实时监控物料的温度,更好的保护原物料性质。
所述缓冲装置6分别与高速搅拌装置5和周转装置7连接,用于对浆料进行缓冲存储和冷却;
所述周转装置7分别与缓冲装置6和过滤装置8连接,用于对浆料进行脱泡处理;
所述过滤装置8分别与周转装置7和成品存储装置9连接,用于对脱泡处理后的浆料进行过滤,除去不符合要求的大颗粒浆料;过滤装置8包括第一过滤装置和第二过滤装置,其中第一过滤装置过滤网设置100目,第二过滤装置设置120目;
所述成品存储装置9位于整条生产线的末端,用于储存制备完成的浆料,并通过内部的搅拌叶轮防止浆料凝结;成品存储装置9中的浆料可用于下一步涂布生产工序;
所述氮气充放装置10分别与原料存储装置1、预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7、过滤装置8和成品存储装置9连接,为浆料生产提供所需的氮气;原料存储装置1中充入的氮气为未经过冷凝器处理的热氮气,用于填补抽真空形成的低压,防止外界杂质气体进入,保证原料免受空气中杂质气体污染并对原料进行干燥;在预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7、过滤装置8和成品存储装置9中充入的氮气均为经过冷凝装置处理的氮气,用于填补抽真空形成的低压,防止外界杂质气体进入,并置换由于各个阶段搅拌产生的杂质气体,起到对浆料的保护作用;通入的氮气是纯度为99.999%的高纯度氮气;
所述真空抽气装置11分别与原料存储装置1、上料装置2、预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7、过滤装置8和成品存储装置9连接,提供真空环境,当各个装置需要具备一定的真空度时,打开与之连接的真空抽气装置11的阀门,便可将装置内不凝结、不溶解的气体快速抽出;
所述真空维持装置12分别与高速搅拌装置5和成品存储装置9连接;当真空抽气装置11抽真空完毕后,关闭所有真空抽气装置11的阀门,同时开启真空维持装置12的阀门,依靠真空维持装置12将生产线内阀门泄露的少量气体抽出,保证生产线内的真空度;
所述真空旁路装置13与原料存储装置1连接,作用是在真空抽气装置11启动后,加快真空抽气装置11的抽真空速度,以达到快速抽真空的目的。
每个原料存储装置1均呈圆柱形,原料存储装置1外壁与内壁之间设置有螺旋状导料槽,以引导粉料的上料和出料;其中粉料的干燥采用真空热风循环的方式,使得粉料干燥更加彻底、均匀;底部出料口处设计有分级环,将满足要求的粉体送入到上料装置2,不满足要求的粉体重新回到原料存储装置1中进行干燥;
所述预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7、过滤装置8和成品存储装置9均连接有隔膜泵,为原料或浆料导入下一工序提供动力;
所述预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7和成品存储装置9外侧均设置有冷却装置,用于对浆料进行温度调节,防止溶剂的过渡蒸发及浆料的变质;
所述预混装置3、浆料存储装置4、周转装置7和成品存储装置9内部设置有搅拌叶轮;
本发明动力锂离子电池极片浆料生产线的工作原理和工作流程是:在生产线工作之前,首先将原料存储装置1和溶剂上料装置21进行充料,此时生产线中粉料上料装置22粉料进料阀、溶剂上料装置21溶剂出料阀、预混装置3进料阀均处于关闭状态,各个装置之间处于相对独立状态;启动真空抽气装置11对原料存储装置1、上料装置2、预混装置3、浆料存储装置4、高速搅拌装置5、缓冲装置6、周转装置7、过滤装置8和成品存储装置9进行快速抽真空处理。当抽至-80~-90kPa时,关闭所有抽真空阀门,同时打开真空维持装置12的所有阀门,依靠真空维持装置12将阀门漏出的少量气体抽出,以维持生产线内部的真空度;关闭所有抽真空阀门之后打开氮气充放装置10阀门对进行过抽真空的装置(此过程不包括粉料上料装置22)进行充氮保压,防止由于压差,使得外界气体进入,在此过程中向原料存储装置1中充入的氮气是未经过冷凝器的热氮气,其余装置均充入经过冷凝器的较低温氮气;生产过程中还需每隔一段时间通过氮气充放装置10置换生产线中混有杂质气体的氮气。
工作时同时打开所有粉料上料装置22的进料阀,由于预备工作已对其进行抽真空,故粉料在压强差作用下由原料输送装置1进入粉料上料装置22腔内,气体向上排出,而固体粉末留在料斗223内。所述料斗223内部安装有过滤装置224,用于防止气流带走部分粉料;所述储气罐225安装于料斗223侧面,用于将吸附在过滤装置224上的残余粉料吹送入料斗223底部,防止过滤装置224的堵塞;所述料斗223的底部安装有带配重块221的活动门222,随着粉料的累积,当掉落在活动门222上的粉料达到配重块221所设定的重量时,活动门222翻转,使粉料排出料斗223,进入到预混装置3中从而实现了自动称量;溶剂上料装置21则由流量计来对其进行定量上料。溶剂和粉料均在重力作用下进入预混装置3中。
预混装置3内部设置有小搅拌叶轮的搅拌速度为400~1200r/min,大叶搅拌速度为10~30r/min,搅拌120~240min。搅拌过程中可由溶剂上料装置21来调节浆料浓度,以使浆料的浓度符合要求。在此过程中需要通过真空抽气装置11和氮气充放装置10每隔一段时间进行抽真空-充氮气这一过程,用以除去因搅拌产生的杂质气体。在实施过程中,预混装置3外设置有冷却装置,能够适当进行预搅拌时的温度调节。由预混装置3处理好的浆料通过隔膜泵导入到浆料存储装置4中。
浆料存储装置4用于储存来自预混装置3处理好的混合浆料,并对其进行进一步的搅拌处理。从浆料存储装置4的底部排出的中间材料通过隔膜泵连续移送到高速搅拌装置5。即浆料存储装置4不管预混装置3中的搅拌是不是分批式进行的,都能够连续将浆料移送至高速搅拌装置5。浆料存储装置4内部大搅拌叶轮搅拌速度为20~50r/min,持续搅拌。在此过程中需要通过真空抽气装置11和氮气充放装置10每隔一段时间进行抽真空-充氮气这一过程,用以除去因搅拌产生的杂质气体。在实施过程中,浆料存储装置4外设置有冷却装置,能够适当进行预搅拌时的温度调节。由浆料存储装置4处理好的浆料通过隔膜泵导入到高速搅拌装置5中。
高速搅拌装置5为本生产线的核心装备。其工作过程为:外部动力装置与输入轴51连接,外部动力装置以电机为例。电机转动带动输入轴51转动,通过主动圆柱齿轮52与从动圆柱齿轮522相互啮合,将运动分散传递到二级减速轴524上。同时通过主动锥齿轮53将输入轴51的动力分别传递给第一从动锥齿轮54和第二从动锥齿轮57。第一从动锥齿轮54带动中心轴55转动,中心轴55带动正转子516顺时针转动。第二从动锥齿轮57将带动内层空心轴58转动。内层空心轴58带动太阳轮520以及反转子515逆时针转动,太阳轮520驱动行星轮521转动,行星轮521驱动搅拌轴514,实现了搅拌轴514的自转,对来自浆料存储装置4的锂离子电池浆料进行搅拌。二级减速轴524驱动外层空心轴510转动,外层空心轴510驱动行星架512转动,实现了搅拌轴514的公转,即搅拌轴514围绕中心轴55转动。中心轴55驱动正转子516顺时针转动,内层空心轴58驱动反转子515逆时针转动,实现了正转子516与反转子515的共轴反向转动,二者均以高速旋转。从而使得腔体内分散流场更强烈,剪切作用更加剧烈。
通过高速搅拌装置5处理过的完成搅拌的淤浆状材料在重力的作用导入缓装置6。缓冲装置6对处理好的浆料起到缓冲与存储的作用。缓冲装置6外设置有冷却装置,能够适当进行预搅拌时的温度调节。由缓冲装置6处理好的浆料通过隔膜泵导入到真空脱泡用的周转装置7。周转装置7通过大搅拌叶轮的低速旋转,转速为30~50r/min,作用时间为30~60min,使浆料中存在的少量气泡排出到表面破碎,产生的杂质气体则由抽真空-充氮气过程带走,保证了浆料的均匀性与无杂质气泡。在实施过程中,周转装置7外设置有冷却装置,能够适当进行预搅拌时的温度调节。由周转装置7处理好的浆料通过隔膜泵导入到过滤装置8中。过滤装置8包括第一过滤装置和第二过滤装置,其中第一过滤装置过滤网设置100目,第二过滤装置设置120目,层层筛选,滤去浆料粒径较大的颗粒,使得用于后续涂布工序的浆料粒径均匀且满足使用要求。经由过滤装置8处理的浆料已经为成品浆料,这些浆料由隔膜泵导入到成品存储装置9中。成品存储装置9用于存放生产好的浆料成品,并向后续涂布工序提供浆料。其内部大搅拌叶轮转速为10~30r/min。持续旋转,保证制成的成品浆料不发生凝结。在实施过程中,成品存储装置9外设置有冷却装置,能够适当进行预搅拌时的温度调节。动力锂离子电池极片浆料生产线完成。
本发明未述及之处适用于现有技术。
Claims (10)
1.一种动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述生产线包括原料存储装置、上料装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置、成品存储装置、氮气充放装置、真空抽气装置、真空维持装置和真空旁路装置;
所述原料存储装置位于整条生产线的前端,用于对制备浆料的原料中的粉料进行存储和干燥;
所述上料装置分别与原料存储装置和预混装置连接,用于对原料中的溶剂和粉料分别按照比例进行称重;
所述预混装置分别与上料装置和浆料存储装置连接,用于在高速搅拌装置中正式搅拌浆料之前,将上料装置中的溶剂和粉料混合,并制成指定浓度的浆料;
所述浆料存储装置分别与预混装置和高速搅拌装置连接,用于储存来自预混装置处理好的混合浆料,并对其进行进一步的搅拌处理;
所述高速搅拌装置分别与浆料存储装置和缓冲装置连接,在高速剪切作用下使得浆料颗粒变得更加细小均匀;
所述缓冲装置分别与高速搅拌装置和周转装置连接,用于对浆料进行缓冲存储和冷却;
所述周转装置分别与缓冲装置和过滤装置连接,用于对浆料进行脱泡处理;
所述过滤装置分别与周转装置和成品存储装置连接,用于对脱泡处理后的浆料进行过滤,除去不符合要求的大颗粒浆料;
所述成品存储装置位于整条生产线的末端,用于储存制备完成的浆料,并通过搅拌防止浆料凝结;成品存储装置中的浆料可用于下一步涂布生产工序;
所述氮气充放装置分别与原料存储装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置和成品存储装置连接,为浆料生产提供所需的氮气;
所述真空抽气装置分别与原料存储装置、上料装置、预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置和成品存储装置连接,提供真空环境;
所述真空维持装置分别与高速搅拌装置和成品存储装置连接;当真空抽气装置抽真空完毕后,关闭所有真空抽气装置的阀门,同时开启真空维持装置的阀门,保证生产线内的真空度;
所述真空旁路装置与原料存储装置连接,作用是在真空抽气装置启动后,加快真空抽气装置的抽真空速度,以达到快速抽真空的目的。
2.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于原料存储装置有三个,分别用于存储原料中的导电剂、粘合剂和正负极材料三种粉料。
3.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述上料装置包括溶剂上料装置和粉料上料装置;所述溶剂上料装置由流量计来控制溶剂上料量,粉料上料装置由配重块来控制粉料上料量;所述粉料上料装置有三个,分别与各自的原料存储装置连接。
4.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述粉料上料装置包括配重块、活动门、料斗、过滤装置和储气罐;所述料斗用于盛放粉料;所述料斗内部安装有过滤装置,用于防止气流带走粉料;所述储气罐安装于料斗侧面,用于将吸附在过滤装置上的残余粉料吹送入料斗底部,防止过滤装置的堵塞;所述料斗的底部安装有带配重块的活动门,随着粉料的累积,当掉落在活动门上的粉料达到配重块所设定的重量时,活动门翻转,使粉料排出料斗,进入到预混装置中。
5.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述高速搅拌装置包括传动装置、双转子结构、双行星分散结构、上部架体、支撑板和搅拌罐;所述传动装置包括输入轴、主动圆柱齿轮、主动锥齿轮、第一从动锥齿轮、中心轴、第二从动锥齿轮、内层空心轴、第三从动锥齿轮、外层空心轴、锥齿轮、二级减速轴和从动圆柱齿轮;所述双转子结构包括反转子和正转子;所述双行星分散结构包括行星架、行星架密封盖、搅拌轴、太阳轮和行星轮;
所述输入轴和二级减速轴通过轴承安装在上部架体上;输入轴上安装有主动圆柱齿轮和主动锥齿轮;所述二级减速轴上安装有从动圆柱齿轮和锥齿轮;主动圆柱齿轮与从动圆柱齿轮啮合;所述中心轴的一端安装在上部架体的一端面上,其上安装有第一从动锥齿轮;所述内层空心轴嵌套在中心轴外表面,内层空心轴一端安装有第二从动锥齿轮;所述主动锥齿轮分别与第一从动锥齿轮和第二从动锥齿轮啮合;所述外层空心轴嵌套在内层空心轴外表面,外层空心轴一端安装有第三从动锥齿轮;所述第三从动锥齿轮与锥齿轮啮合;上部架体的另一端面分别与支撑板和搅拌罐的一端面连接,支撑板位于上部架体与搅拌罐中间;中心轴、内层空心轴和外层空心轴穿过支撑板,外层空心轴的另一端固定连接有行星架,内层空心轴的另一端安装有反转子,中心轴的另一端安装有正转子;外层空心轴中部通过深沟球轴承和推力轴承与支撑板连接;行星架通过深沟球轴承与搅拌罐连接;行星架密封盖中部具有通孔,嵌套在中心轴和内层空心轴外,行星架密封盖外缘与行星架固定连接;两根搅拌轴对称安装在行星架密封盖上,连接处通过搅拌轴密封盖密封;搅拌轴端部安装有行星轮;所述太阳轮固定在内层空心轴中部,位于搅拌罐内;行星轮与太阳轮啮合传动;搅拌罐的另一端面上开有进料口;搅拌罐上开有出料口;所述中心轴和内层空心轴中部均通过深沟球轴承和推力轴承与连接板连接,连接板固定在上部架体上。
6.根据权利要求5所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述搅拌轴上安装有温度传感器。
7.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置、过滤装置和成品存储装置均连接有隔膜泵,为原料或浆料导入下一工序提供动力。
8.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述预混装置、浆料存储装置、高速搅拌装置、缓冲装置、周转装置和成品存储装置外侧均设置有冷却装置,用于对浆料进行温度调节,防止溶剂的过渡蒸发及浆料的变质。
9.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述预混装置、浆料存储装置、周转装置和成品存储装置内部设置有搅拌叶轮。
10.根据权利要求1所述的动力锂离子电池极片浆料生产线,其特征在于所述过滤装置包括第一过滤装置和第二过滤装置;第一过滤装置过滤网设置100目,第二过滤装置设置120目。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710277569.6A CN106981623B (zh) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | 一种动力锂离子电池极片浆料生产线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201710277569.6A CN106981623B (zh) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | 一种动力锂离子电池极片浆料生产线 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN106981623A CN106981623A (zh) | 2017-07-25 |
CN106981623B true CN106981623B (zh) | 2019-09-20 |
Family
ID=59345596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201710277569.6A Expired - Fee Related CN106981623B (zh) | 2017-04-25 | 2017-04-25 | 一种动力锂离子电池极片浆料生产线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106981623B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107913639B (zh) * | 2017-11-13 | 2019-05-03 | 广州番中电气设备有限公司 | 一种锂离子电池正负电极浆料混合生产线及生产工艺 |
CN111151184A (zh) * | 2019-05-30 | 2020-05-15 | 天津科威恩科技有限公司 | 一种粉料混合及浆料搅拌系统和振动过筛装置及其使用方法 |
CN110649221B (zh) * | 2019-09-29 | 2021-09-28 | 周福满 | 一种锂电池极片加工方法 |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101393978B (zh) * | 2007-09-19 | 2012-11-28 | 深圳市比克电池有限公司 | 一种锂离子电池电极用浆料及其制备方法 |
CN201783432U (zh) * | 2010-08-27 | 2011-04-06 | 严卓晟 | 动力电池电极浆料分散制涂自动化连续生产系统 |
CN203277555U (zh) * | 2013-05-24 | 2013-11-06 | 佛山市金银河智能装备股份有限公司 | 一种锂电池正负电极浆料生产系统 |
CN104733689B (zh) * | 2013-12-20 | 2017-04-19 | 宁波维科电池股份有限公司 | 一种磷酸铁锂锂离子电池正极的制备方法 |
CN204391204U (zh) * | 2014-12-18 | 2015-06-10 | 吉安市优特利科技有限公司 | 一种浆料加工及自动供给系统 |
-
2017
- 2017-04-25 CN CN201710277569.6A patent/CN106981623B/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106981623A (zh) | 2017-07-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104577071B (zh) | 一种锂离子电池干粉制浆方法 | |
CN106981623B (zh) | 一种动力锂离子电池极片浆料生产线 | |
CN104466111B (zh) | 锂电池浆料的制备工艺 | |
CN207373461U (zh) | 一种陶瓷隔膜加工用原料配制装置 | |
CN107851773A (zh) | 电池电极浆料分配装置、电池电极浆料处理装置、电池电极浆料分配方法、悬浊液分配装置、悬浊液分配方法、电池电极浆料处理方法、制作装置以及制作方法 | |
CN208018511U (zh) | 一种自进料式定比粉料混合装置 | |
CN206484730U (zh) | 一种变径变距螺旋立式行星搅拌机 | |
CN208583281U (zh) | 一种锂电池正极材料生产用粉体混合装置 | |
CN208003827U (zh) | 一种用于农药等量配料混合装置 | |
CN107369831A (zh) | 一种碳纳米管导电剂分散方法及电池制备方法 | |
CN106784609A (zh) | 一种锂电池负极浆料制备工艺 | |
CN103456966B (zh) | 一种锂离子电池制造合浆工艺 | |
CN201244460Y (zh) | 卧式滚筒无死角双运动螺旋混料机 | |
CN112755872A (zh) | 电池负极浆料制备方法 | |
CN206715724U (zh) | 一种组合式连续双轴预湿混料机 | |
CN206027542U (zh) | 一种搅拌缓存料仓 | |
CN107233828A (zh) | 一种低温型磷酸铁锂启停电池负极浆料生产装置 | |
CN106346625A (zh) | 一种用于颗粒状物料的逐层混合装置及其工作方法 | |
CN109224981A (zh) | 一种陶瓷粉体旋转流场式连续混料设备 | |
CN216260465U (zh) | 一种药物生产用多级搅拌混合设备 | |
CN206806434U (zh) | 一种铅膏生产装置 | |
CN208554016U (zh) | 一种用于配料机的分级配料机构 | |
CN206837926U (zh) | 一种锂电池生产用搅拌机 | |
CN209254619U (zh) | 一种锂离子电池原材料用填充装置 | |
CN208711570U (zh) | 一种双螺旋混料机 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20190920 |