CN107871845A - 一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统和方法 - Google Patents

一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统和方法 Download PDF

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朱亮
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Abstract

本发明公开了一种实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，无需人为干预，直接由计算机系统程序进行控制，减少了人力成本；同时可以实现对浆料合浆过程中浆料状态实时或者分阶段监控，保证合浆完成时出料达到设计的固含量以及粘度要求；进而直接出料，不对后续生产节奏造成影响。

Description

一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统和方法
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统和方法。
背景技术
锂电池合浆是锂电池生产过程中非常重要的一个工序，合浆是将制造电池的原材料：正负极活性物质、导电剂、粘结剂在溶剂NMP或者水中混合均匀的工序。合浆浆料的粘度、固含量、浆料的均一性将直接影响到后续工序涂布的效果，进而影响到电池的电性能。
目前锂电池生产商的合浆大多处于手动、或者半自动形式，合浆机通过自动称料、下料的方式将物料加入合浆机，工程师根据合浆工艺标准合浆机设备上输入合浆工艺参数及时间信息，进行合浆。待合浆结束，人工取料进行浆料固含量测试以及粘度测试，根据测试结果，决定是否需要添加NMP或水进行粘度调节。
该种方法操作上比较繁杂，需要人为干预，浆料的状态仅能在合浆结束后人工取料进行测试，无法显示浆料的实时动态监控与调整，对浆料的粘度进行调整仅能在合浆出料前进行，耗时时间长，同时容易造成浆料的状态变差，影响电池的电性能。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统和方法。
本发明提出的一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统，包括：控制单元、合浆机、粘度测试仪和固含量测试仪；
合浆机的输入口处设有多个分别用于控制不同原料下料的控制阀，合浆机上由上至下分别设有第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀，第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀分别用于控制合浆机内上层、中层和下层的浆料输出；第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀均连接粘度测试仪和固含量测试仪；
粘度测试仪用于检测输入浆料的粘度，固含量测试仪用于检测输入浆料的固含量；
控制单元分别连接合浆机的搅拌桨、各控制阀、第一检验阀、第二检验阀、第三检验阀、粘度测试仪和固含量测试仪；控制单元通过各控制阀控制合浆机加料，并用于控制搅拌桨工作进行合浆，还用于通过第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀控制粘度测试仪和固含量测试仪对合浆机内上层、中层和下层的浆料进行粘度和固含量测试。
优选地，第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀均采用两通阀，第一检验阀的输入端、第二检验阀的输入端和第三检验阀的输入端均连接合浆机，第一检验阀的两个输出端、第二检验阀的两个输出端和第三检验阀的两个输出端均分别连接粘度测试仪和固含量测试仪。
一种实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，包括以下步骤：
S1、向合浆机内加入各种原料；
S2、控制搅拌桨高速转动对各种原料进行混合；
S3、控制搅拌桨低速转动进行调粘度搅拌；
S4、分别测试合浆机内上层、中层和下层的浆料的固含量，并获取固含量之间的最大差值；
S5、判断固含量的最大差值是否小于预设的固含量匀度阈值；
S6、否，则提高搅拌桨调节浆料固含量匀度，然后返回步骤S4；
S7、是，则分别测试合浆机内上层、中层和下层的浆料的粘度，并获取粘度之间的最大差值；
S8、判断粘度的最大差值是否小于预设的粘度匀度阈值；
S9、否，则，则向浆料中加入溶剂，然后返回步骤S3；
S10、是，则输出浆料进行涂布。
优选地，步骤S2中搅拌桨以预设的第一转速进行转动，步骤S3中，搅拌桨以预设的第二转速进行转动，第一转速大于第二转速。
优选地，步骤S2中，搅拌桨高速转动并持续第一时间阈值；步骤S3中，搅拌桨低速转动并持续第二时间阈值。
优选地，步骤S5中，固含量匀度阈值为最大固含量的5％。
优选地，步骤S8中，粘度匀度阈值为最大粘度的10％。
优选地，步骤S9中，溶剂为NMP或者水。
本发明利用控制单元控制合浆机的合浆行为，通过控制单元可完成对合浆机的加料控制，合浆参数控制，出料前浆料固含量、粘度测试控制以及对粘度测试仪、固含量测试仪反馈测试的结果进行判断、处理；根据过程浆料固含量测试结果以及粘度测试结果进行相应的出浆合浆工艺参数调整，进而使浆料的状态更加趋向于设计的理想状态。
本发明提出的一种实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，无需人为干预，直接由计算机系统程序进行控制，减少了人力成本；同时可以实现对浆料合浆过程中浆料状态实时或者分阶段监控，保证合浆完成时出料达到设计的固含量以及粘度要求；进而直接出料，不对后续生产节奏造成影响。
附图说明
图1为本发明提出的一种实现锂电池合浆粘度自动调节的方法流程图。
具体实施方式
本发明提出的一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统，包括：控制单元、合浆机、粘度测试仪和固含量测试仪。
合浆机的输入口处设有多个分别用于控制不同原料下料的控制阀。如此，通过不同的控制阀，便可向合浆机内部加入不同的合浆原料，从而，通过控制法的智能控制，便可实现合浆机内原料加入的智能控制，为合浆粘度自动调节奠定基础。
合浆机上由上至下分别设有第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀，第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀分别用于控制合浆机内上层、中层和下层的浆料输出。第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀均连接粘度测试仪和固含量测试仪。具体的，本实施方式中，第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀均采用两通阀，第一检验阀的输入端、第二检验阀的输入端和第三检验阀的输入端均连接合浆机，第一检验阀的两个输出端、第二检验阀的两个输出端和第三检验阀的两个输出端均分别连接粘度测试仪和固含量测试仪。如此，控制第一检验阀工作，可将合浆机上层的浆料输入粘度测试仪或者固含量测试仪；控制第二检验阀工作，可将合浆机中层的浆料输入粘度测试仪或者固含量测试仪；控制第三检验阀工作，可将合浆机下层的浆料输入粘度测试仪或者固含量测试仪。
粘度测试仪用于检测输入浆料的粘度，固含量测试仪用于检测输入浆料的固含量。
控制单元分别连接合浆机的搅拌桨、各控制阀、第一检验阀、第二检验阀、第三检验阀、粘度测试仪和固含量测试仪。控制单元通过各控制阀控制合浆机加料，并用于控制搅拌桨工作进行合浆，还用于通过第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀控制粘度测试仪和固含量测试仪对合浆机内上层、中层和下层的浆料进行粘度和固含量测试。
以下，参照图1，结合一种实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，对以上系统的工作方法做进一步说明。该方法包括以下步骤。
S1、向合浆机内加入各种原料，例如主料、辅料、溶剂等。结合以上系统，该步骤可通过控制各控制阀的工作进行实现，通过控制阀的开度和打开时间，控制加料量以及不同原料的比值。
S2、控制搅拌桨高速转动对各种原料进行混合。具体的，本步骤中，搅拌桨以预设的第一转速进行转动。本步骤中，搅拌桨高速转动并持续第一时间阈值。
S3、控制搅拌桨低速转动进行调粘度搅拌。具体的，本步骤中，搅拌桨以预设的第二转速进行转动，第一转速大于第二转速。本步骤中，搅拌桨低速转动并持续第二时间阈值。
结合以上系统，本实施方式中，搅拌桨的转速和工作时间由控制单元进行控制，控制单元可采用计算机。具体实施时，结合步骤S1到步骤S3，可在控制单元中设置标准合浆模式。标准合浆模式为：控制单元首先根据预设的各控制阀工作模式控制各控制阀工作向合浆机内加料、打胶；然后根据预设的搅拌桨工作模式，控制单元控制搅拌桨首先高速搅拌混料然后低速搅拌调粘。
S4、分别测试合浆机内上层、中层和下层的浆料的固含量，并获取固含量之间的最大差值，即获取上层固含量、中层固含量和下层固含量中最大值与最小值的差值作为固含量的最大差值。
结合以上系统，本步骤中，可通过控制单元逐一控制第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀工作，以控制合浆机内上层、中层和下层的浆料先后输入固含量测试仪进行固含量检测，然后控制单元根据固含量测试仪检测到的上层固含量、中层固含量和下层固含量获取固含量的最大差值。
S5、判断固含量的最大差值是否小于预设的固含量匀度阈值。本实施方式中，固含量匀度阈值为最大固含量的5％。
S6、否，则提高搅拌桨进一步调节浆料的固含量匀度，然后返回步骤S4。
S7、是，则分别测试合浆机内上层、中层和下层的浆料的粘度，并获取粘度之间的最大差值，即获取上层粘度、中层粘度和下层粘度中最大值与最小值的差值作为粘度的最大差值。
结合以上系统，本步骤中，可通过控制单元逐一控制第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀工作，以控制合浆机内上层、中层和下层的浆料先后输入粘度测试仪进行粘度检测，然后控制单元根据粘度测试仪检测到的上层粘度、中层粘度和下层粘度获取粘度的最大差值。。
S8、判断粘度的最大差值是否小于预设的粘度匀度阈值。本步骤中，粘度匀度阈值为最大粘度的10％。
S9、否，则，则向浆料中加入溶剂，然后返回步骤S3。本步骤中，溶剂为NMP(N-甲基吡咯烷酮)或者水。
S10、是，则输出浆料进行涂布。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种实现锂电池合浆粘度自动调节的系统，其特征在于，包括：控制单元、合浆机、粘度测试仪和固含量测试仪；
合浆机的输入口处设有多个分别用于控制不同原料下料的控制阀，合浆机上由上至下分别设有第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀，第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀分别用于控制合浆机内上层、中层和下层的浆料输出；第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀均连接粘度测试仪和固含量测试仪；
粘度测试仪用于检测输入浆料的粘度，固含量测试仪用于检测输入浆料的固含量；
控制单元分别连接合浆机的搅拌桨、各控制阀、第一检验阀、第二检验阀、第三检验阀、粘度测试仪和固含量测试仪；控制单元通过各控制阀控制合浆机加料，并用于控制搅拌桨工作进行合浆，还用于通过第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀控制粘度测试仪和固含量测试仪对合浆机内上层、中层和下层的浆料进行粘度和固含量测试。
2.如权利要求1所述的实现锂电池合浆粘度自动调节的系统，其特征在于，第一检验阀、第二检验阀和第三检验阀均采用两通阀，第一检验阀的输入端、第二检验阀的输入端和第三检验阀的输入端均连接合浆机，第一检验阀的两个输出端、第二检验阀的两个输出端和第三检验阀的两个输出端均分别连接粘度测试仪和固含量测试仪。
3.一种实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、向合浆机内加入各种原料；
S2、控制搅拌桨高速转动对各种原料进行混合；
S3、控制搅拌桨低速转动进行调粘度搅拌；
S4、分别测试合浆机内上层、中层和下层的浆料的固含量，并获取固含量之间的最大差值；
S5、判断固含量的最大差值是否小于预设的固含量匀度阈值；
S6、否，则提高搅拌桨调节浆料固含量匀度，然后返回步骤S4；
S7、是，则分别测试合浆机内上层、中层和下层的浆料的粘度，并获取粘度之间的最大差值；
S8、判断粘度的最大差值是否小于预设的粘度匀度阈值；
S9、否，则，则向浆料中加入溶剂，然后返回步骤S3；
S10、是，则输出浆料进行涂布。
4.如权利要求3所述的实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，其特征在于，步骤S2中搅拌桨以预设的第一转速进行转动，步骤S3中，搅拌桨以预设的第二转速进行转动，第一转速大于第二转速。
5.如权利要求3或4所述的实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，其特征在于，步骤S2中，搅拌桨高速转动并持续第一时间阈值；步骤S3中，搅拌桨低速转动并持续第二时间阈值。
6.如权利要求3所述的实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，其特征在于，步骤S5中，固含量匀度阈值为最大固含量的5％。
7.如权利要求3所述的实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，其特征在于，步骤S8中，粘度匀度阈值为最大粘度的10％。
8.如权利要求1所述的实现锂电池合浆粘度自动调节的方法，其特征在于，步骤S9中，溶剂为NMP或者水。
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