CN108187873A - 一种隔绝水分的正极材料粉碎分级系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种隔绝水分的正极材料粉碎分级系统，包括第一空气输送子系统、第二空气输送子系统及空气压缩机；第一空气输送子系统的输出端分别与粉碎品料仓的输入端以及细粉仓的输入端连接；第二空气输送子系统的输入端与粉碎品料仓的输出端连接，第二空气输送子系统的输出端与成品计量仓的输入端连接；空气压缩机通过空气输送管道分别与粉碎品料仓、细粉仓及成品计量仓连接。本发明通过空气压缩机为粉碎分级系统中的正极材料储藏仓通入干燥的压缩空气，避免了空气输送子系统中利用空气运输物料时使物料吸收车间内潮湿空气而导致的成品材料水分超标的问题，从而保持了整个正极材料粉碎分级系统的干燥，降低正极材料成品中的水分。

Description

一种隔绝水分的正极材料粉碎分级系统

技术领域

本发明涉及电池加工技术领域，具体涉及一种隔绝水分的正极材料粉碎分级系统。

背景技术

随着手机、数码相机、笔记本电脑等便携式电子设备的日益小型化、轻薄化，市场对锂离子电池的能量密度、安全性能、循环寿命的要求也不断提高。

锂离子电池一般包括：正极片、负极片、间隔与正负极片之间的隔离膜，以及电解液，其中正极片包括正集流体和分布在正极集流体上的正极材料，负极片包括负集流体和分布在负集流体上的负极材料。目前，常用的锂离子电池正极材料有LiCoO₂、LiNiCoO₂、LiMn₂O₄和LiNiCoMnO₂等。

正极材料粉碎分级系统的处理流程较多，需要将烧结之后的物料运送到不同设备进行相应处理；但烧结之后的正极材料非常干燥，在粉碎过程中容易吸收接触到的车间空气中的水分；特别是在阴雨天气，空气湿度高，正极材料会吸收更多水分，造成正极材料成品水分超标，产品质量降低。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺陷，本发明提供一种隔绝水分的正极材料粉碎分级系统。

本发明提供的一种正极材料粉碎分级系统，包括第一空气输送子系统、第二空气输送子系统及空气压缩机4；所述第一空气输送子系统的输出端分别与粉碎品料仓32的输入端以及细粉仓33的输入端连接；所述第二空气输送子系统的输入端与粉碎品料仓32的输出端连接，所述第二空气输送子系统的输出端与成品计量仓34的输入端连接；所述空气压缩机4通过空气输送管道分别与所述粉碎品料仓32、所述细粉仓33及所述成品计量仓34连接。

所述系统还包括粗粉碎品料仓31、合批机5及成品料仓35；所述第一空气输送子系统的输入端与所述粗粉碎品料仓31的输出端连接；所述成品计量仓34的输出端通过所述合批机5与所述成品料仓35的输入端连接；所述空气压缩机4通过空气输送管道分别与所述粗粉碎品料仓31、所述合批机5及所述成品料仓35连接。

其中，所述空气输送管道的输出端伸入正极材料储藏仓内部，并靠近正极材料储藏仓的顶端；其中，所述正极材料储藏仓包括所述粗粉碎品料仓31、所述粉碎品料仓32、所述细粉仓33、所述成品计量仓34及所述成品料仓35。

其中，所述第一空气输送子系统进一步包括旋风分离器11和第一捕集器12；所述第二空气输送子系统进一步包括第二捕集器21；所述旋风分离器11的第一输出端通过第一双重挡板阀13及第一超声波振动筛14与粉碎品料仓32连接；所述旋风分离器的第二输出端与所述第一捕集器12的输入端连接；所述第一捕集器12的第一输出端通过第二双重挡板阀15与细粉仓33连接；所述第二捕集器21的第一输出端通过第三双重挡板阀22与成品计量仓34连接。

其中，所述第一空气输送子系统还包括引风机17和粉碎机16；所述粉碎机16的第一输入端与粗粉碎仓31的输出端连接，所述粉碎机16的输出端与所述旋风分离器11的输入端连接；所述第一捕集器12的第二输出端通过所述引风机17与所述粉碎机16的第二输入端连接。

其中，所述第二空气输送子系统还包括送风机23；所述粉碎品仓32的输出端与第二捕集器21的输入端连接，所述第二捕集器21的第二输出端通过所述送风机23与粉碎品仓32的输入端连接。

其中，所述第一空气输送子系统还包括第一换热器18和至少两个第一过滤器19；所述第一换热器18设置于所述引风机17与所述粉碎机16之间；所述至少两个第一过滤器19中的一个设置于所述第一换热器18与所述粉碎机16之间；所述至少两个第一过滤器19中的一个设置于所述第一捕集器12与所述引风机17之间。

其中，所述第二空气输送子系统还包括第二换热器25和至少两个第二过滤器24；所述第二换热器25设置于所述第二捕集器21与所述送风机23之间；所述至少两个第二过滤器24中的一个设置于所述第二捕集器21与所述第二换热器25之间；所述至少两个第二过滤器24中的一个设置于所述送风机23与所述粉碎品料仓32的输出端之间。

其中，所述成品料仓35的输出端依次与第二超声波振动筛6及磁选机7连接。

所述系统还包括吨袋；所述吨袋与所述细粉仓33的输出端连接。

本发明提供的隔绝水分的正极材料粉碎分级系统，通过空气压缩机为粉碎分级系统中的正极材料储藏仓通入干燥的压缩空气，避免了空气输送子系统中利用空气运输物料时使物料吸收车间内潮湿空气而导致的成品材料水分超标的问题，从而保持了整个正极材料粉碎分级系统的干燥，降低正极材料成品中的水分，提高了产品质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的正极材料粉碎分级系统；

图中，11：旋风分离器；12：第一捕集器；13：第一双重挡板阀；14：第一超声波振动筛；15：第二双重挡板阀；16：粉碎机；17：引风机；18：第一换热器；19：第一过滤器；21：第二捕集器；22：第三双重挡板阀；23：送风机；24：第二过滤器；25：第二换热器；31：粗粉碎品料仓；32：粉碎品料仓；33：细粉仓；34：成品计量仓；35：成品料仓；4：空气压缩机；5：合批机；6：第二超声波振动筛；7：磁选机。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的正极材料粉碎分级系统，如图1所示，包括第一空气输送子系统、第二空气输送子系统及空气压缩机4；所述第一空气输送子系统的输出端分别与粉碎品料仓32的输入端以及细粉仓33的输入端连接；所述第二空气输送子系统的输入端与粉碎品料仓32的输出端连接，所述第二空气输送子系统的输出端与成品计量仓34的输入端连接；所述空气压缩机4通过空气输送管道分别与所述粉碎品料仓32、所述细粉仓33及所述成品计量仓34连接。

其中，空气压缩机是为了工厂中各个车间提供干燥的压缩空气的设备，将从外界吸入的常压空气予以压缩，存贮于压力容器中，通过管路送至各个生产车间。

其中，正极材料粉碎分级系统用于对正极材料进行粉碎及分级处理，根据物料粒径的不同将物料分级至不同的料仓。

如图1所示，正极材料粉碎分级系统的处理流程从右至左，主要包括第一空气输送子系统和第二空气输送子系统；经第一空气输送子系统的传输后，将物料分级至粉碎品料仓32和细粉仓33；经第二空气输送子系统输送后，将物料分级至成品计量仓34。

并且，第一空气输送子系统和第二空气输送子系统都是通过空气携带粉碎后的物料进行传输。虽然空气输送子系统是在密封条件下进行物料传输，但空气本身含有一定的水分，且不可避免的会吸入车间内的潮湿空气；因此，通过第一空气输送子系统分级的进入粉碎品料仓32和细粉仓33的物料，以及通过第二空气输送子系统分级的进入成品计量仓34的物料在运输过程中会吸收空气中的水分。

因此，本发明实施例设置空气压缩机4，将干燥的压缩空气通入粉碎品料仓32、细粉仓33和成品计量仓34中，对物料进行干燥；并且，由于粉碎品料仓32、细粉仓33和成品计量仓34与第一空气输送子系统及第二空气输送子系统是连通的，因此，也能够对输送用的空气进行干燥，从而保证整个正极材料粉碎分级系统是干燥的。

本发明实施例提供的正极材料粉碎分级系统，通过空气压缩机为粉碎分级系统中的正极材料储藏仓通入干燥的压缩空气，避免了空气输送子系统中利用空气运输物料时使物料吸收车间内潮湿空气而导致的成品材料水分超标的问题，从而保持了整个正极材料粉碎分级系统的干燥，降低正极材料成品中的水分，提高了产品质量。

在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括粗粉碎品料仓31、合批机5及成品料仓35；所述第一空气输送子系统的输入端与所述粗粉碎品料仓31的输出端连接；所述成品计量仓34的输出端通过所述合批机5与所述成品料仓35的输入端连接；所述空气压缩机4通过空气输送管道分别与所述粗粉碎品料仓31、所述合批机5及所述成品料仓35连接。

其中，烧结出的正极材料经机械手反转倒入块状料仓，经波纹对辊和圆辊初粉碎后进入粗粉碎料仓31；粗粉碎料仓31中的物料再经粉碎后进入第一空气输送子系统。因此，应当向粗粉碎料仓31通入干燥压缩空气，从而对进入第一空气输送子系统的物料进行输送前干燥。

其中，合批机5用于对成品计量仓34内的物料进行计量合批，确保正极材料的均一性；经合批机5合批后的正极材料经斗式提升机输送至成品料仓35。在合批以及合批后的输入流程中，物料仍然会接触到潮湿空气，因此，需要在合批机5中以及成品料仓35中通入干燥压缩空气。

通过向粗粉碎品料仓31、合批机5及成品料仓35通入干燥压缩空气，能够进一步降低物料中的水分，并减少整个正极材料粉碎分级系统的水分。

在上述任一实施例的基础上，所述空气输送管道的输出端伸入正极材料储藏仓内部，并靠近正极材料储藏仓的顶端；其中，所述正极材料储藏仓包括所述粗粉碎品料仓31、所述粉碎品料仓32、所述细粉仓33、所述成品计量仓34及所述成品料仓35。

具体地，由于重力作用，在正极材料储藏仓中的物料会集中堆放在仓的底部；因此，通入干燥压缩空气的空气输送管道的输出端，应伸入正极材料储藏仓的内部(可以从底部向上竖直伸入或顶部水平伸入)，且靠近仓的顶端，以不至于影响堆放在仓底部的正极材料。

并且，由于物料是通过仓顶部设置的管道输入到仓内，然后落入仓的底部；由于在落入底部的过程中物料较为分散，因此在靠近顶端处通入压缩空气能够有效地对物料进行干燥。

在上述任一实施例的基础上，所述第一空气输送子系统进一步包括旋风分离器11和第一捕集器12；所述第二空气输送子系统进一步包括第二捕集器21；所述旋风分离器11的第一输出端通过第一双重挡板阀13及第一超声波振动筛14与粉碎品料仓32连接；所述旋风分离器的第二输出端与所述第一捕集器12的输入端连接；所述第一捕集器12的第一输出端通过第二双重挡板阀15与细粉仓33连接；所述第二捕集器21的第一输出端通过第三双重挡板阀22与成品计量仓34连接。

其中，挡板阀设置在管道中，用于接通或断开管道中的气流；双重挡板阀则是在管路中连续设置两个挡板阀。

其中，旋风分离器，是用于气固体系或者液固体系的分离的一种设备；工作原理为靠气流切向引入造成的旋转运动，使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开；本发明实施例中，旋风分离器能够根据粒径大小对正极材料物料进行分离。

其中，超声波振动筛是将电能转化为高频电能，输入超声换能器，将其变成机械振动，从而达到高效筛分和清网的目的；其在传统的振动筛基础上再筛网上引入一个低振幅、高频率的超声波振动波(机械波)，超微细粉体接受巨大的超声加速度，使筛面上的物料始终保持悬浮状态，从而抑制粘附、摩擦、平降、等堵网因素；解决了强吸附性、易团聚、高静电、高精细、高密度、轻比重等筛分难题。

其中，捕集器用于捕集正极材料的物料；在本发明实施例提供的系统中，第一空气输送子系统和第二空气输送子系统分别设置一个捕集器。

具体地，在第一空气输送子系统中，物料进入旋风分离器11中后，根据物料粒径的不同，被旋风分离器11分离；其中，具有较大粒径的物料从旋风分离器11下部的第一输出端输出至第一双重挡板阀13，具有较小粒径的物料从旋风分离器11上部的第二输出端输出至第一捕集器12。其中，具有较大粒径的物料通过第一双重挡板阀13进入第一超声波振动筛14，经筛选后进入粉碎品料仓32中；具有较小粒径的物料进入第一捕集器12后，被捕集并通过第二双重挡板阀15进入细粉仓33中。

具体地，在第二空气输送子系统中，与第一空气输送子系统类似的，物料经第二捕集器21捕集后，从第二捕集器21下部的第一输出端输出，并通过第三双重挡板阀22进入成品计量仓34中。

以下以第一双重挡板阀13为例，对双重挡板阀的工作原理进行说明：双重挡板阀13具有上下连续设置的两个挡板阀，在接收第一超声波振动筛14输入的物料时，将上部的阀门打开，下部的阀门关闭，使得物料能够进入两个挡板阀之间；在需要将物料输送至粉碎品仓32中时，首先关闭上部的阀门，再打开下部的阀门，使物料输送至粉碎品料仓32中；为了保持整个粉碎分级系统的密闭性，应当至少关闭两个阀门中的一个；第二双重挡板阀15和第三双重挡板阀22的原理一致，在此不再赘述。

通过设置双重挡板阀，有效保证了整个粉碎分级系统的密闭性，并能防止异物进入。

在上述任一实施例的基础上，所述第一空气输送子系统还包括引风机17和粉碎机16；所述粉碎机16的第一输入端与粗粉碎仓31的输出端连接，所述粉碎机16的输出端与所述旋风分离器11的输入端连接；所述第一捕集器12的第二输出端通过所述引风机17与所述粉碎机16的第二输入端连接。

具体地，在第一空气输送子系统中，粉碎机16接收粗粉碎仓31输入的物料后，对物料进行细粉碎；粉碎后，气流携带物料进入旋风分离器11；物料经分离后，细粉状的物料经旋风分离器11的第二输出端进入第一捕集器12中；物料在第一捕集器12中被捕集后，气流经引风机17及粉碎机16的第二输入端回流，并携带经粉碎后的物料进入下一次循环。

在上述任一实施例的基础上，所述第二空气输送子系统还包括送风机23；所述粉碎品仓32的输出端与第二捕集器21的输入端连接，所述第二捕集器21的第二输出端通过所述送风机23与粉碎品仓32的输入端连接。

具体地，在第二空气输送子系统中，粉碎品料仓32内的物料经气流携带，进入第二捕集器21；物料经捕集后，气流经送风机23回流至粉碎品料仓32，并携带物料进入下一次循环。

在上述任一实施例的基础上，所述第一空气输送子系统还包括第一换热器18和至少两个第一过滤器19；所述第一换热器18设置于所述引风机17与所述粉碎机16之间；所述至少两个第一过滤器19中的一个设置于所述第一换热器18与所述粉碎机16之间；所述至少两个第一过滤器19中的一个设置于所述第一捕集器12与所述引风机17之间。

其中，第一过滤器19用于过滤回流至粉碎机16的气流中的物料，以免物料再次进入粉碎机16中；可以根据生产需求将过滤器设置在相应位置，本发明实施例中是设置在第一捕集器12与引风机17之间，以及第一换热器18与粉碎机16之间。

应当说明的是，上述两个第一过滤器19可以设置为对不同大小粒径的物料进行过滤，设置至少两个过滤器能够充分过滤物料。

其中，换热器能够吸收气流的热量；由于正极材料是经烧结后进入本发明实施例提供的粉碎分级系统，因此可以利用第一换热器18降低第一空气输送子系统的热量。

在上述任一实施例的基础上，所述第二空气输送子系统还包括第二换热器25和至少两个第二过滤器24；所述第二换热器25设置于所述第二捕集器21与所述送风机23之间；所述至少两个第二过滤器24中的一个设置于所述第二捕集器21与所述第二换热器25之间；所述至少两个第二过滤器24中的一个设置于所述送风机23与所述粉碎品料仓32的输出端之间。

其中，第二过滤器24用于过滤回流至粉碎品料仓32的气流中的物料，以免物料再次进入粉碎品料仓32中；可以根据生产需求将过滤器设置在相应位置，本发明实施例中是设置在第二捕集器21与第二换热器25之间，以及送风机23与粉碎品料仓32之间。

应当说明的是，上述两个第二过滤器24可以设置为对不同大小粒径的物料进行过滤，设置至少两个过滤器能够充分过滤物料。

其中，换热器能够吸收气流的热量；由于正极材料是经烧结后进入本发明实施例提供的粉碎分级系统，因此可以利用第二换热器25降低第二空气输送子系统的热量。

在上述任一实施例的基础上，所述成品料仓35的输出端依次与第二超声波振动筛6及磁选机7连接。

具体地，正极材料从成品料仓35输出后，经过第二超声波振动筛6筛选，以及磁选机7除铁后，进行包装。

在上述任一实施例的基础上，所述系统还包括吨袋；所述吨袋与所述细粉仓33的输出端连接。吨袋用于收集细粉仓33中的细粉物料。

本发明实施例提供的正极材料粉碎分级系统中，烧结出的正极材料经机械手反转倒入块状料仓，经波纹对辊和圆辊初粉碎后进入粗粉碎料仓31，粗粉碎后的正极材料经ACM粉碎机细粉碎分级过筛后进入粉碎品料仓32；细粉碎后的正极材料由粉碎品料仓32空气运输至成品计量仓34，进行计量合批，确保均一性；合批后的正极材料经斗式提升机输送到成品料仓35，再经过筛除铁后进行包装。

本发明实施例采用空气压缩机4提供干燥的压缩空气，分别为流程中的粗粉碎料仓31、粉碎品料仓32、细粉仓33、成品计量仓34、合批机5以及成品料仓35通入干燥的压缩空气，保持整个流程中的干燥环境，隔绝车间空气中水分。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种正极材料粉碎分级系统，其特征在于，包括第一空气输送子系统、第二空气输送子系统及空气压缩机(4)；

所述第一空气输送子系统的输出端分别与粉碎品料仓(32)的输入端以及细粉仓(33)的输入端连接；

所述第二空气输送子系统的输入端与粉碎品料仓(32)的输出端连接，所述第二空气输送子系统的输出端与成品计量仓(34)的输入端连接；

所述空气压缩机(4)通过空气输送管道分别与所述粉碎品料仓(32)、所述细粉仓(33)及所述成品计量仓(34)连接。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括粗粉碎品料仓(31)、合批机(5)及成品料仓(35)；

所述第一空气输送子系统的输入端与所述粗粉碎品料仓(31)的输出端连接；

所述成品计量仓(34)的输出端通过所述合批机(5)与所述成品料仓(35)的输入端连接；

所述空气压缩机(4)通过空气输送管道分别与所述粗粉碎品料仓(31)、所述合批机(5)及所述成品料仓(35)连接。

3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，

所述空气输送管道的输出端伸入正极材料储藏仓内部，并靠近正极材料储藏仓的顶端；

其中，所述正极材料储藏仓包括所述粗粉碎品料仓(31)、所述粉碎品料仓(32)、所述细粉仓(33)、所述成品计量仓(34)及所述成品料仓(35)。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述第一空气输送子系统进一步包括旋风分离器(11)和第一捕集器(12)；所述第二空气输送子系统进一步包括第二捕集器(21)；

所述旋风分离器(11)的第一输出端通过第一双重挡板阀(13)及第一超声波振动筛(14)与粉碎品料仓(32)连接；所述旋风分离器的第二输出端与所述第一捕集器(12)的输入端连接；

所述第一捕集器(12)的第一输出端通过第二双重挡板阀(15)与细粉仓(33)连接；

所述第二捕集器(21)的第一输出端通过第三双重挡板阀(22)与成品计量仓(34)连接。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述第一空气输送子系统还包括引风机(17)和粉碎机(16)；

所述粉碎机(16)的第一输入端与粗粉碎仓(31)的输出端连接，所述粉碎机(16)的输出端与所述旋风分离器(11)的输入端连接；

所述第一捕集器(12)的第二输出端通过所述引风机(17)与所述粉碎机(16)的第二输入端连接。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，

所述第二空气输送子系统还包括送风机(23)；

所述粉碎品仓(32)的输出端与第二捕集器(21)的输入端连接，所述第二捕集器(21)的第二输出端通过所述送风机(23)与粉碎品仓(32)的输入端连接。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，

所述第一空气输送子系统还包括第一换热器(18)和至少两个第一过滤器(19)；

所述第一换热器(18)设置于所述引风机(17)与所述粉碎机(16)之间；

所述至少两个第一过滤器(19)中的一个设置于所述第一换热器(18)与所述粉碎机(16)之间；

所述至少两个第一过滤器(19)中的一个设置于所述第一捕集器(12)与所述引风机(17)之间。

8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，

所述第二空气输送子系统还包括第二换热器(25)和至少两个第二过滤器(24)；

所述第二换热器(25)设置于所述第二捕集器(21)与所述送风机(23)之间；

所述至少两个第二过滤器(24)中的一个设置于所述第二捕集器(21)与所述第二换热器(25)之间；

所述至少两个第二过滤器(24)中的一个设置于所述送风机(23)与所述粉碎品料仓(32)的输出端之间。

9.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，

所述成品料仓(35)的输出端依次与第二超声波振动筛(6)及磁选机(7)连接。

10.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，还包括吨袋；

所述吨袋与所述细粉仓(33)的输出端连接。