CN108549289A - 一种用于电极材料制备装置的智能控制系统 - Google Patents

一种用于电极材料制备装置的智能控制系统 Download PDF

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薛文东
戎马屹飞
王兴宇
王玉田
胡凯
白立雄
李勇
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Abstract

本发明公开了一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，属于工业控制系统领域。系统中包括一种智能调控装置、温度控制装置、搅拌速度控制装置以及pH值控制装置，所述智能调控装置对所述温度控制装置、搅拌速度控制装置、pH值控制装置进行集中调节控制，所述智能调控装置为单片机。所述智能控制装置为控制面板和/或触控屏和/或无线信号收发装置。本发明针对工业制造实际应用需求，解决了电极材料生产过程中的精度问题，具有极大的市场价值。

Description

一种用于电极材料制备装置的智能控制系统
技术领域
本发明属于工业控制系统领域，具体涉及一种用于电极材料制备装置的智能控制系统。
背景技术
锂离子电池具有较高的能量密度、功率密度、较高的工作电压、良好的循环性能和较低的自放电率等优点，被誉为“绿色电源”。锂离子电池的发展，关键是电池材料的发展。正极材料的比容量如果提高50％，电池的功率密度便会提高28％。由此可知，锂离子电池正极材料及其前驱体材料在整个锂离子电池成本中占了相当大的比例，对锂离子电池的性能起着关键作用，因而成为研究的热点。
Ni-Co-Mn三元正极材料兼具锰酸锂，钴酸锂，镍酸锂三种正极材料的优点，弥补了三种材料的不足，相比于传统的钴酸锂，具有成本低、循环性能好、比容量高、安全性好的特点，被认为是最有潜力取代钴酸锂的正极材料之一。正如我们所知道的，Co元素在改进合成条件，降低三元材料的阳离子混排度，层状结构的稳定方面，具有积极作用，Ni元素能够提升材料的比容量，Mn元素则有助于降低材料的成本，提升材料结构的稳定性和安全性。
目前三元材料的生产均采用共沉淀法，利用共沉淀法制备合成产物极易受到反应过程条件影响，由于三元连续梯度材料最终产物形貌及性能严重依赖于反应条件，前驱体中Ni、Co、Mn三种元素连续梯度制备在目前的工艺中制备困难以及均匀性不好，只有做到连续梯度三元材料才能保证正极材料有较高的能量密度，因此为了保证产品在大批量制备过程中保持一致性，需要研究探索连续生产过程中如何保持反应条件基本一致，需要一种控制系统对反应过程中每一个条件进行精细化控制，同时对反应混合液进行实时监测，对混合液的变化做出及时反馈。
对于电极材料制备领域，采用带有反馈设计的控制系统，能够解决目前电极材料制备过程中大量依靠人工操作带来的精确度欠佳进而引起的材料性能不稳定问题，同时降低了工人与有毒材料接触的可能性，兼具安全性与实用性，对电极材料尤其是三元材料制备领域具有重大意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题是如何克服现有生产条件下对人工经验的依赖，提升工业制备过程中的精确度，提供一种用于电极材料制备装置的智能控制系统。
本发明解决的技术方案是：
一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，系统中包括智能调控装置、温度控制装置、搅拌速度控制装置以及pH值控制装置，所述智能调控装置对所述温度控制装置、搅拌速度控制装置、pH值控制装置进行集中调节控制，所述智能调控装置为单片机。
进一步地，所述的温度控制装置包括温度传感器以及加热介质温度控制装置，所述温度传感器将温度信息传递给所述智能调控装置，所述智能调控装置将温度信息与设定信息进行比较，控制所述加热介质温度控制装置进行温度调节。
进一步地，所述搅拌速度控制装置包括速度传感器以及搅拌装置，所述速度传感器将速度信息传递给所述智能调控装置，所述智能调控装置将速度信息与设定信息进行比较，控制所述搅拌装置对搅拌速度进行调节。
进一步地，所述pH值控制装置包括pH值传感器以及进料速度控制装置，所述pH值传感器将pH值信息传递给所述智能调控装置，所述智能调控装置将pH值信息与设定信息进行比较，控制所述进料速度控制装置进行pH调节。
进一步地，所述加热介质温度控制装置包括加热棒和/或加热板和/或加热套。
进一步地，所述的搅拌装置包括机械浆搅拌装置和/或磁力搅拌装置。
进一步地，所述的进料速度控制装置包括蠕动泵和/或注射泵和/或恒流泵。
进一步地，所述智能调控装置设有对前期设定数值保存的记忆单元。
本发明对电极材料合成用设备进行了改良，利用单独的控制面板和/或与触控屏幕、无线网络组合调控模式，达到对生产过程中关键要素的自动调控，使得材料合成过程中的各项参数得到精确控制，对材料的性能稳定有着重大的意义，本发明具有极高的潜在市场价值。
附图说明
图1为本发明公开的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统。
具体实施方式
下面结合附图与实施实例对本发明进行进一步说明。
以下参照附图，详细说明本发明一种用于电极材料制备装置的智能控制系统。但应当明确的是，此处的描述仅用于进一步对本发明的特征以及优点进行说明，并非对本发明专利要求的限制。凡是根据本发明内容的实质所做出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。
如图1所示，一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，包括温度控制装置1、搅拌速度控制装置2以及pH值控制装置3，以及一种智能调控装置4，智能调控装置4对温度控制装置1、搅拌速度控制装置2以及pH值控制装置3进行集中调节控制，智能调控装置4为一单片机。温度控制装置1包括温度传感器11以及加热介质温度控制装置12，温度传感器11将温度信息传递给所述智能调控装置4，智能调控装置4将温度信息与设定信息进行比较，控制加热介质温度控制装置12进行温度调节，加热介质温度控制装置包括以水和/或油作为介质的加热棒和/或加热板和/或加热套。搅拌速度控制装置2包括速度传感器21以及搅拌装置22，速度传感器21将速度信息传递给所述智能调控装置4，智能调控装置4将速度信息与设定信息进行比较，控制搅拌装置22对搅拌速度进行调节，搅拌装置22包括机械浆搅拌装置和/或磁力搅拌装置。pH值控制装置3包括pH值传感器31以及进料速度控制装置32，pH值传感器31将pH值信息传递给所述智能调控装置4，智能调控装置4将pH值信息与设定信息进行比较，控制进料速度控制装置32进行pH调节，进料速度控制装置包括单个或多个蠕动泵和/或注射泵和/或恒流泵，通过改变各泵的运转速度，改变各原料的进料速度以影响pH值。智能调控装置4设有对前期设定数值保存的记忆单元，能够在断电并重新启动后不必重复设置，按照需要确定反应的参数保存设置数据。

Claims (8)

1.一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：系统中包括一种智能调控装置、温度控制装置、搅拌速度控制装置以及pH值控制装置，所述智能调控装置对所述温度控制装置、搅拌速度控制装置、pH值控制装置进行集中调节控制，所述智能调控装置为单片机。
2.如权利要求1所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述的温度控制装置包括温度传感器以及加热介质温度控制装置，所述温度传感器将温度信息传递给所述智能调控装置，所述智能调控装置将温度信息与设定信息进行比较，控制所述加热介质温度控制装置进行温度调节。
3.如权利要求1所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述搅拌速度控制装置包括速度传感器以及搅拌装置，所述速度传感器将速度信息传递给所述智能调控装置，所述智能调控装置将速度信息与设定信息进行比较，控制所述搅拌装置对搅拌速度进行调节。
4.如权利要求1所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述pH值控制装置包括pH值传感器以及进料速度控制装置，所述pH值传感器将pH值信息传递给所述智能调控装置，所述智能调控装置将pH值信息与设定信息进行比较，控制所述进料速度控制装置进行pH调节。
5.如权利要求2所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述加热介质温度控制装置包括加热棒和/或加热板和/或加热套。
6.如权利要求3所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述的搅拌装置包括机械浆搅拌装置和/或磁力搅拌装置。
7.如权利要求4所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述的进料速度控制装置包括蠕动泵和/或注射泵和/或恒流泵。
8.如权利要求1所述的一种用于电极材料制备装置的智能控制系统，其特征在于：所述智能调控装置设有对前期设定数值保存的记忆单元。
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