CN108392893B - 一种hev/phev的动力锂离子电池用浆料过滤系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力锂离子电池生产技术领域，具体公开了一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，包括浆料流动管线，浆料流动管线中设有若干串联的过滤器，过滤器按过滤孔径由大到小顺序连接，并形成浆料流动方向，过滤器内设有一个筛网或两个以上并联的筛网，在浆料流动方向的末端串联深度过滤组，深度过滤组内设有若干并联的过滤芯，过滤芯的过滤孔径小于筛网的过滤孔径。本发明以分级过滤的方式将浆料粒径过滤至合适范围有效避免筛网堵塞，同时过滤过程稳定高率，满足HEV或HPEV用锂离子电池用浆料对于颗粒极小化的要求，可以采用任意规格的滤网进行自由组合，灵活方便，组装、拆卸操作方便，易于规模化生产。

Description

一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统

技术领域

本发明涉及动力锂离子电池生产技术领域，具体涉及一种用于过滤HEV/PHEV中的动力锂离子电池用浆料的过滤系统。

背景技术

目前随着动力锂离子电池特别是HEV/PHEV用动力锂离子电池的快速发展，对电芯的放电倍率要求越来越高，因而要求极片涂层厚度越来越薄，这样才更有利于高倍率充放电。而涂层厚度的变薄要求浆料能够进行有效过滤，从而保证浆料中颗粒物的粒径在规格范围以内。现有的锂离子电池浆料过滤系统主要用于极片单层涂层厚度为100~300 µm的EV用动力电池的浆料制备，即将浆料通过80目（筛网孔径180 µm）或100目（筛网孔径150 µm）或是150目（筛网孔径100 µm）的筛网进行过滤，过滤后颗粒或团聚颗粒的尺寸一般大于100µm。但是HEV或PHEV用动力锂离子电池要求极片单层涂层厚度20~100 µm，因而无法满足要求。若使用更大目数或孔径更小的的筛网过滤，因浆料团聚大颗粒的存在很容易堵塞筛网并导致过滤系统不稳定而无法过滤，同时也容易造成涂布头堵塞，使涂膜面产生大量划痕或条纹，导致极片涂布无法正常进行。中国专利CN201620651127.4，专利名称一种电池浆料动态过滤器，授权公告日2016年12月14日，公开了一种 设有滤芯和绕滤芯旋转的刮刀组件的电池浆料动态过滤器，滤芯为空心圆筒形，由滤丝和若干条支撑柱组成，若干条支撑柱组成圆筒形支架，滤丝以一定间隙环绕圆筒形支架设置，滤丝的轴截面为楔形，相邻的滤丝之间形成楔形间隙。从而有效地过滤掉电池浆料中的大颗粒杂质且不易堵塞，不易损坏。但是该电池浆料动态过滤器不适宜HEV/PHEV用动力锂离子电池的浆料过滤。

发明内容

针对现有电池浆料过滤系统不适宜过滤HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料，容易堵塞筛网，同时过滤后的粒径过大无法满足要求，易造成涂布头堵塞和涂膜面产生大量划痕或条纹的问题，本发明的目的在于提供一种可有效过滤浆料至合适粒径范围的HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统。

本发明提供如下的技术方案：

包括浆料流动管线，所述浆料流动管线中设有若干串联的过滤器，所述过滤器按过滤孔径由大到小顺序连接，并形成浆料流动方向，所述过滤器内设有一个筛网或两个以上并联的筛网，在浆料流动方向的末端串联深度过滤组，深度过滤组内设有若干并联的过滤芯，过滤芯的过滤孔径小于筛网的过滤孔径。

本发明的HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料系统，采用分级过滤的方式首先过滤大颗粒，然后过滤小颗粒，消除大颗粒物料和小颗粒物料同时存在对过滤孔径小的筛网的堵塞。同时采用过滤器内筛网并联连接保证了过滤系统的稳定性，筛网并联的存在削弱了某一筛网发生堵塞造成的影响，保证浆料过滤顺利进行，保证涂膜正常进行，而且增加了过滤量，提高了工作效率。在过滤器后串联过滤孔径更小的深度过滤组可以有效避免浆料中胶黏剂的存在造成的细小颗粒浆料的团聚，保证涂膜质量。

作为本发明的优选，所述筛网的过滤孔径为0.01～4 mm。保证能够适应粒径较宽范围的浆料的过滤，提高了浆料的利用。

作为本发明的优选，所述过滤芯的过滤孔径为25～75 µm。过滤芯可以分散细小粒径浆料，避免细小粒径浆料团聚。

作为本发明的优选，在过滤器的浆料入口处设有压力表。压力表可以及时监控过滤器中的浆料情况，及时发现堵塞的过滤器并更换，保证浆料的正常过滤。

作为本发明的优选，所述浆料流动管线中设有四个过滤器，分别对应设有一个孔径180 µm筛网、一个孔径150 µm筛网、一个孔径75 µm筛网、三个并联的孔径48 µm筛网，所述深度过滤组中设有三个并联的孔径25 µm过滤芯。经过滤后的浆料的最大粒径不超过20µm，满足负极片涂层的需求。

作为本发明的优选，所述浆料流动管线中设有三个过滤器，分别对应设有一个孔径180 µm筛网、一个孔径75 µm筛网、五个并联的孔径48 µm筛网，所述深度过滤组中设有五个并联的孔径40 µm过滤芯。经过滤后的浆料的最大粒径不超过30 µm，满足正极片涂层的需求。

作为本发明的优选，相邻过滤器之间设有超声波发生器，超声波频率为20～30KHz，输出功率为4～12 KW，超声时间10～25 min，间隔150～180 min。超声波可以及时破碎团聚的浆料颗粒，防止堵塞，缓解筛网的过滤压力。

本发明的有益效果如下：

本发明的HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统：1）以分级过滤的方式将浆料粒径过滤至合适范围有效避免筛网堵塞，同时过滤过程稳定高率；2）避免涂布头发生堵塞以及涂覆膜面划痕或条纹的产生，满足HEV或HPEV用锂离子电池用浆料对于颗粒极小化的要求；3）可以采用任意规格的滤网进行自由组合，灵活方便；4）组装、拆卸操作方便，易于规模化生产。

附图说明

图1是实施例1的结构示意图。

图2是实施例1过滤后的浆料粒径分布图。

图3是实施例3的结构示意图。

图4是实施例3过滤后的浆料粒径分布图。

图中：1、过滤器，11、孔径180 µm筛网，12、孔径150 µm筛网，13、孔径75 µm筛网，14、孔径48 µm筛网，2、深度过滤组，21、孔径25 µm过滤芯，22、孔径40 µm过滤芯，3、压力表，4、超声发生器。

具体实施方式

下面就本发明的具体实施方式作进一步说明。

如无特别说明，本发明中所采用的原料均可从市场上购得或是本领域常用的，如无特别说明，下述实施例中的方法均为本领域的常规方法。

一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，包括浆料流动管线，浆料流动管线中串联有若干过滤孔径不同的过滤器，过滤器按过滤孔径由大到小顺序连接，并形成浆料流动方向，即先过滤大颗粒浆料，后过滤小颗粒浆料。过滤器内设有一个筛网或两个以上并联的筛网，尤其是过滤粒径小的过滤器优选选择两个以上并联的筛网，既提高过滤能力，同时提高过滤系统的稳定性。在浆料流动方向的末端设有深度过滤组，深度过滤组与过滤器串联并设置在最小过滤孔径的过滤器的后面，深度过滤组内设有若干并联的过滤芯，过滤芯的过滤孔径小于筛网的过滤孔径。为检测过滤器的运行状况，在过滤器的浆料入口处设有压力表，为破碎团聚颗粒，在两个相邻过滤器之间设置超声波发生器，通过超声波破碎浆料流动管线中的团聚颗粒，超声波的频率为20～30 KHz，输出功率为4～12 KW，超声时间为10～25 min，间隔为150～180 min。

实施例1

一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，例如用于过滤HEV的动力离子电池中负极片所需浆料的浆料过滤系统，其中原浆料的粒径体积分布为: D10≤3 µm、D50≤10 µm、D90≤20 µm、余下10%体积的浆料的粒径为20 µm～30 µm，最大粒径为30 µm，因负极片涂层厚度要求为单层20 µm，因此要求过滤后的最大粒径应不超过20 µm。如图1所示，浆料系统包括浆料流动管线，浆料流动管线中设有四个依过滤孔径由大到小的顺序串联的过滤器1，其中第一个过滤器中设有一个孔径180 µm筛网11，第二个过滤器中设有一个孔径150 µm筛网12，第三个过滤器中设有一个孔径75 µm筛网13，第四个过滤器中设有三个并联的孔径48 µm筛网14，在第四个过滤器后串联一个深度过滤组2，深度过滤组中设有三个并联的孔径25 µm过滤芯21。在过滤器的浆料入口处设有压力表3，在两个过滤器之间设有超声波发生器4，超声波的功率为20 KHz，输出功率为4 KW，超声时间为25 min，间隔时间为150 min。经过滤后的浆料的粒径分布如图2所示。由图中可以看出，过滤后的最大粒径为19.8 µm，其中浆料粒径的体积分布为 D10≤4 µm、D50≤7.8 µm、D90≤13.7 µm，余下10%体积的浆料的粒径为13.7～19.8 µm，完全满足应用需求。

实施例2

一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，例如用于过滤PHEV的动力离子电池中负极片所需浆料的浆料过滤系统，与实施例1的不同之处在于，超声波的功率为23KHz，输出功率为7 KW，超声时间为22 min，间隔时间为160 min，过滤后的浆料粒径体积分布为：D10≤5 µm、D50≤6.7 µm、D90≤13.0 µm，余下10%体积的浆料的粒径为13.0～19.8 µm，完全满足应用需求。

实施例3

一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，例如用于过滤HEV动力离子电池的正极片所需浆料的浆料过滤系统，其中原浆料的粒径体积分布为: D10≤7 µm、D50≤14 µm、D90≤25 µm、余下10%体积的浆料的粒径为25 µm～35 µm，最大粒径为35 µm，因负极片厚度要求为单层30 µm，因此要求过滤后的最大粒径应不超过30 µm。如图3所示，浆料系统包括浆料流动管线，浆料流动管线中设有三个依过滤孔径由大到小的顺序串联的过滤器1，其中第一个过滤器中设有一个孔径180 µm筛网11，第二个过滤器中设有一个孔径75 µm筛网13，第三个过滤器中设有五个并联的孔径48 µm筛网14，在第三个过滤器后串联一个深度过滤组2，深度过滤组中设有五个并联的孔径40 µm过滤芯22。在过滤器的浆料入口处设有压力表3，在两个过滤器之间设有超声波发生器4，超声波的功率为26 KHz，输出功率为10KW，超声时间为18 min，间隔时间为170 min。经过滤后的浆料的粒径分布如图4所示。由图中可以看出，过滤后的最大粒径为28.4 µm，浆料的粒径体积分布为： D10≤6.4 µm、D50≤10.9 µm、D90≤17.0 µm，余下体积10%的浆料的粒径为17.0 µm～28.4 µm，完全满足应用需求。

实施例4

一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，例如用于过滤PHEV动力离子电池的正极片所需浆料的浆料过滤系统，与实施例3的不同之处在于，超声波的功率为30KHz，输出功率为12 KW，超声时间为25 min，间隔时间为180 min，过滤后的浆料的粒径体积分布为： D10≤5.5 µm、D50≤9.2 µm、D90≤17.0 µm，余下体积10%的浆料的粒径为17.0 µm～28.4 µm，完全满足应用需求。

本发明的HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统可以有效解决浆料中大颗粒的存在，避免过滤时堵塞滤网，影响锂离子电池浆料的正常生产，提高生产效率。

Claims (3)

1.一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，其特征在于，

所过滤的原浆料的粒径体积分布为：D10≤3 µm、D50≤10 µm、D90≤20 µm、余下10%体积的浆料的粒径为20 µm～30 µm；过滤后的浆料的最大粒径为19.8 µm；

浆料系统包括浆料流动管线，浆料流动管线中设有四个依过滤孔径由大到小的顺序串联的过滤器，其中第一个过滤器中设有一个孔径180 µm筛网，第二个过滤器中设有一个孔径150 µm筛网，第三个过滤器中设有一个孔径75 µm筛网，第四个过滤器中设有三个并联的孔径48 µm筛网，在第四个过滤器后串联一个深度过滤组，深度过滤组中设有三个并联的孔径25 µm过滤芯；

相邻过滤器之间设有超声波发生器（4），超声波频率为20～30 KHz，输出功率为4～12KW，超声时间10～25 min，间隔150～180 min。

2.一种HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，其特征在于，

所过滤的原浆料的粒径体积分布为：D10≤7 µm、D50≤14 µm、D90≤25 µm、余下10%体积的浆料的粒径为25 µm～35 µm；过滤后的浆料的最大粒径为28.4 µm；

浆料系统包括浆料流动管线，浆料流动管线中设有三个依过滤孔径由大到小的顺序串联的过滤器，其中第一个过滤器中设有一个孔径180 µm筛网，第二个过滤器中设有一个孔径75 µm筛网，第三个过滤器中设有五个并联的孔径48 µm筛网，在第三个过滤器后串联一个深度过滤组，深度过滤组中设有五个并联的孔径40 µm过滤芯；

相邻过滤器之间设有超声波发生器（4），超声波频率为20～30 KHz，输出功率为4～12KW，超声时间10～25 min，间隔150～180 min。

3.如权利要求1或2所述的HEV/PHEV的动力锂离子电池用浆料过滤系统，其特征在于，在过滤器的浆料入口处设有压力表。

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