CN109499755B - 一种锂电材料粉末除磁设备 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种锂电材料粉末除磁设备，包括筒体、分料装置、振动装置，筒体两侧对称设置有第一磁极、第二磁极，第一磁极和第二磁极的中心连线平行于水平面，定义经过筒体轴线且与中心连线垂直的平面为第一平面，筒体内设置有至少两层磁性材料吸附层，每层磁性材料吸附层包括在水平方向上从第一磁极向第二磁极的方向依次设置的2k个第一金属条，2k个第一金属条以第一平面为对称平面对称设置，相邻的两个第一金属条之间具有令锂电材料粉末通过的间隙，第一金属条由金属磁性材料制成，第一金属条具有第一侧面、第二侧面；各个第一金属条的第二侧面均朝向第一平面，且第一侧面均背向第一平面；第一磁极、第二磁极具有相反极性。

Description

一种锂电材料粉末除磁设备

技术领域

本发明属于磁选技术领域，涉及一种锂电材料粉末除磁设备，具体涉及一种锂电材料超微粉颗粒的磁选设备。

背景技术

众所周知，正、负极材料是锂离子电池的关键核心材料之一，其性能直接影响了锂离子电池的各项性能指标，目前已经市场化的锂离子电池正极材料包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等产品。相比于锂离子电池的其他原材料，正、负极材料的品种更加多样化，生产工艺也更加复杂，品质失效的风险也就更大，因而对其质量管理的要求也就更高。当正极材料中存在铁(Fe)、铜(Cu)、铬(Cr)、镍(Ni)等金属杂质时，电池化成阶段的电压达到这些金属元素的氧化还原电位后，这些金属就会先在正极氧化再到负极还原，当负极处的金属单质累积到一定程度，其沉积金属枝晶穿透隔膜，造成电池自放电，严重的情况下，还会引起锂电池燃烧爆炸等致命的影响。然而从工艺流程中尽量去控制污染源也只能一定程度降低金属杂质，因为对于锂电材料生产过程中涉及的工艺工序众多，因此，在最后一道工序中安装一套有效的除磁设备同时最大可能地除去粉末包含的磁性杂质就显得格外重要。

目前，现有锂电材料除磁技术中，主要沿用的是国外进口的粉末除磁设备，对于锂电生产过程中的容错率还是有比较好的提高，但随着锂电市场的发展及更高的品质要求，这种类型的除磁设备已很难满足锂电生产过程中对品质的更高要求，这样主要存在以下不足：

(1)磁场均匀性差，盲区比较大；如专利CN207126662U中提到的这种磁选机即为国产化的通用锂电除磁设备，由于采用的是圆筒型结构，磁场方向在竖直方向上，因此励磁作用后，磁力线的方向和物料运动方向一致，为满足生产产量的要求，往往需要加大过料筒径，因此，在这样的背景磁场下，中间聚磁网呈现了中间磁场低，周边磁场大的分布特征，根据实际测量可知，在达到工作要求的12000Gs左右，其中心和周边磁场差别大概有2500～3000Gs，对于锂电负极材料来讲，其差距是可以接受，但对于锂电正极材料来讲，大部分材料本身就具有弱磁性，磁场太高则容易磁化物料使除磁后的物料含杂率反而增加，磁场太低则聚磁网有些区域除磁性能好，有些区域除磁性能差，因此，很难满足锂电正极材料的除磁工艺，仅仅起到一个后期保障功能。

(2)除磁效果概率误差、局限性大；国外锂电除磁设备采用纵向磁场，即物料运动方向和励磁磁场在聚磁网上的分布是平行的，颗粒所受的磁场力主要集中在上下方向，此外，聚磁网上的导磁条采用上尖下平的结构形式，由于颗粒都是微米级的，虽然尖端磁场力大，但只有当物料颗粒掉落在聚磁条的尖端才有足够的磁场力对磁性颗粒进行吸附，而在聚磁网上的导磁条与导磁条间隙中通过的磁性颗粒则很难被吸附住，若为了增加颗粒与聚磁条的接触概率，虽可通过聚磁网左、右、上、下进行错位，但对于很多流动性能不好的正极材料又会造成下料堆积等现象，从而影响整体除磁效果；因此，目前此类设备对于磁性颗粒的除磁效果具有很大概率性和局限性。

(3)聚磁网的二次污染大；由于正极材料粉末粘度比较大，容易在聚磁网上产生聚集现象，虽然在三通分料阀换向后进行排杂，同时，通过振动可以将部分残留杂质排除，但由于排料时间过短，很难保证杂质全部清理干净，而在后续工作过程中，由于物料的冲刷以及振动，很容易将原来未排除干净的残留杂质重新带入到所需要的成品料中造成二次污染。

发明内容

本发明要解决的问题是针对现有锂电材料粉末除磁设备中磁场分布不均匀使得间隙中通过的磁性颗粒很难被吸附而影响除磁效果的问题，提供一种锂电材料粉末除磁设备。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：1.一种锂电材料粉末除磁设备，包括筒体、设置于筒体下方且与筒体连通的分料装置、带动筒体振动的振动装置，所述筒体内在筒体高度方向上设置有锂电材料粉末通道，其特征在于：所述筒体截面为方形，

所述筒体两侧对称设置有第一磁极、第二磁极，所述第一磁极和第二磁极的中心连线平行于水平面，

定义经过所述筒体轴线且与所述中心连线垂直的平面为第一平面，

所述筒体内设置有至少两层磁性材料吸附层，每层磁性材料吸附层包括在水平方向上从第一磁极向第二磁极的方向依次设置的2k个第一金属条，k＝1,2，……，所述2k个第一金属条以所述第一平面为对称平面对称设置，相邻的两个第一金属条之间具有令锂电材料粉末通过的间隙，所述第一金属条由金属磁性材料制成，

所述第一金属条具有第一侧面、第二侧面，所述第一侧面、第二侧面相对且竖向设置，所述第一侧面在筒体高度方向上的尺寸大于第二侧面在筒体高度方向上的尺寸；

各个第一金属条的第二侧面相对第一侧面均为靠近所述第一平面，而第一侧面相对第二侧面均为远离所述第一平面；

所述第一磁极、第二磁极具有相反极性，使得位于第一平面和第一磁极之间的第一金属条的第一侧面、位于第一平面和第二磁极之间的第一金属条的第二侧面均与第二磁极的极性相同，且位于第一平面和第一磁极之间的第一金属条的第二侧面、位于第一平面和第二磁极之间的第一金属条的第一侧面均与第一磁极的极性相同。

本发明中，在振动装置的作用下，锂电材料粉末从筒体上方向下方运动，经过磁性材料吸附层中相邻的两个第一金属条之间的间隙时将磁性材料吸附，再将除去磁性杂质后的物料从分料装置排出。由于第一磁极的第一侧面在筒体高度方向上的尺寸大于第二侧面在筒体高度方向上的尺寸，因此相邻的两个第一磁极中形成磁场梯度，且由于相邻的两个第一磁极之间的磁场的连线方向垂直于筒体高度方向，因此间隙之间高梯度的磁场力将粉末中包含的微米级磁性颗粒杂质有效吸附在各个第一金属条的第一侧面上。由于粉末颗粒体积较小，通过设置振动装置，可以改善粉末流动性能。本发明有效地解决了除磁过程中，工作区域内磁场的均匀性和除磁作业的有效性。除磁设备采用物料运动方向与磁极方向垂直，相邻的第一金属条之间的间隙内具有很高的磁场梯度和磁场强度，细小颗粒经过间隙时，就会有足够的磁场力对细小夹杂的磁性颗粒进行吸附。本发明中，由于筒体两侧对称设置有第一磁极、第二磁极，因此磁性材料吸附层上的磁场分布比较均匀，除磁盲区比较小，从而达到精准控制磁场等级以适应不同种类的超微粉材料的除磁要求。本发明中，在工作过程中，振动装置带动筒体运动，因此对装置的平稳性要求较高，由于2k个第一金属条对称设置，使得振动时磁性材料吸附层可以保持平稳，避免由于在筒体振动过程中可能会产生的偏斜而影响工作性能。

进一步地，所述第一金属条还具有位于水平方向的顶面和底面以及与水平面的夹角范围为30°-60°的连接面，所述第一侧面、顶面、连接面、第二侧面、底面依次首尾相接。

本发明中，通过设置第一侧面、第二侧面在高度方向上的尺寸，使得二者形成合理的高度差，从而在相邻的两个第一金属条之间可以形成一定的磁场梯度，实现对磁性材料的吸附。通过设置顶面，使得第一侧面、第二侧面之间形成间隔，使得在第一侧面、第二侧面上形成的磁场的强度较好，且避免第一侧面、第二侧面之间短路。

进一步地，所述第一侧面在筒体高度方向上的尺寸为6-10mm，所述第二侧面在筒体高度方向上的尺寸为1-2mm，所述顶面在所述中心连线所在方向上的尺寸不大于1mm。由于顶面在所述连线方向上的尺寸不大于1mm，使得粉末不易停留在顶面上。本发明中，通过设置第一侧面、第二侧面的高度，且在尽可能减少磁短路的情况下，增加大磁场强度和磁场梯度。

进一步地，所述第一金属条两端分别与对应两侧的筒体内壁面之间的距离为3-5mm。

本发明中，锂电材料对杂质非常敏感，由于第一金属条与其两侧的筒体内壁面之间有距离，因此可以避免在放置或取出第一金属条时划伤筒体内壁面而掺入其他杂质。

进一步地，所述筒体在水平方向的两侧对称设置有第一铁芯、第二铁芯，所述第一铁芯、第二铁芯分别绕设有第一线圈绕组、第二线圈绕组，

所述第一线圈绕组通入电流，从而在靠近筒体的第一铁芯一端形成第一磁极，

所述第二线圈绕组通入电流，从而在靠近筒体的第二铁芯一端形成第二磁极，

所述锂电材料粉末除磁设备还包括围绕第一线圈绕组和第二线圈绕组设置且与第一线圈绕组和第二线圈绕组接触连接的磁轭结构。

进一步地，所述振动装置包括设置在第一磁极所在的筒体一侧的第一振动电机、设置在第二磁极所在的筒体一侧的第二振动电机，所述第一振动电机、第二振动电机均设置在筒体的上部或下部；

优选地，所述锂电材料粉末除磁设备还包括基座，所述第一铁芯、第二铁芯均固定在基座上且位于第一振动电机、第二振动电机下方，所述第一铁芯的上端面、第二铁芯的上端面分别固定设置有第一托板、第二托板，所述筒体侧壁上固定设置有用于支撑第一振动电机、第二振动电机的第一支撑架，所述第一支撑架与第一托板之间、所述第一支撑架与第二托板之间分别设置有弹簧，

基座上位于第一托板下方、第二托板下方的位置分别固定设置有第三托板、第四托板，第三托板上方的筒体侧壁上固定设置有第二支撑架，所述第二支撑架与第三托板之间、所述第二支撑架与第四托板之间均设置有弹簧。

本发明中，通过设置两个振动电机，使得筒体可以在振动时保持平稳，避免振动时产生倾斜。本发明中，通过设置第一托板、第二托板、第三托板、第四托板、第一支撑架、第二支撑架、多个弹簧，使得筒体向上振动、向下振动时，均在拉伸其中两个弹簧时对另外两个弹簧产生挤压作用，使得筒体上下振动可以保持在一定的范围内，保证振动过程中的平稳性。

进一步地，所述筒体的个数为至少两个，所述分料装置可切换地与各个筒体连通，所述锂电材料粉末除磁设备还包括切换各个筒体与分料装置连通的筒体转换机构、用于对所述磁性材料吸附层进行吹扫的吹扫装置。

本发明中，通过设置至少两个筒体，在去除磁性材料后，可以将工作过的筒体退出工作区域，进行吹扫工作，同时，将另外一个筒体送入到工作区域内进行下一阶段的除磁工作。通过设置筒体转换机构，使除磁设备形成工作-清理-再工作的间断式生产形式，从本质上解决了物料的间断式除磁工艺过程中，在间断处理过程中对下个除磁周期带来的二次污染问题，大大提高了磁场分布的均匀性及吸附细小颗粒的概率，而且不影响除磁设备的正常工作。

进一步地，所述锂电材料粉末除磁设备还包括基座，

靠近第一磁极的每个筒体侧壁上部、侧壁下部分别固定设置有第一滑块、第二滑块，

靠近第二磁极的每个筒体侧壁上部、侧壁下部分别固定设置有第三滑块、第四滑块，

还包括与基座固定连接的第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨，

所述第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块分别在第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨上滑动从而切换各个筒体与分料装置的连通；

各个筒体相互固定连接，还包括带动筒体在第一磁极、第二磁极之间往复运动的动力装置，

所述第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨、动力装置构成所述筒体转换机构。

本发明中，通过设置第一滑块、第二滑块、第三滑块、第四滑块、第一导轨、第二导轨、第三导轨、第四导轨，可以切换各个筒体与分料装置的连通。

进一步地，每层磁性材料吸附层还包括在筒体内水平方向上设置的网状结构，所述第一金属条固定在网状结构上，

靠近第一磁极的筒体侧壁上、靠近第二磁极的筒体侧壁上对称设置有第一开口、第二开口；

所述第一开口上方、第二开口上方的筒体外侧壁上分别设置有第一压紧套，

所述第一开口下方、第二开口下方的筒体外侧壁上分别设置有第二压紧套，

所述第一压紧套、第二压紧套之间连接有连接板，所述连接板设置在筒体高度方向上；

所述第一压紧套与筒体、第二压紧套与筒体、第一压紧套与连接板、第二压紧套与连接板均为可拆卸连接；所述第一压紧套、连接板、第二压紧套依次连接形成向筒体侧壁外延伸的凸出部分；

还包括在筒体高度方向上由上至下依次穿过各个网状结构的固定条，相邻的两个网状结构之间设置有令两个网状结构之间的距离保持固定的定位结构，

所述固定条的上端、下端分别与第一压紧套、第二压紧套固定连接，每个网状结构的两端分别从第一开口、第二开口伸入位于筒体两侧的凸出部分。

本发明中，锂电材料对杂质非常敏感，通过设置可拆卸连接，使得磁性材料吸附层可以方便地设置在筒体内，而且可以避免在放置或取出磁性材料吸附层时划伤筒体内壁面。

进一步地，所述金属磁性材料为铁素体不锈钢或马氏体不锈钢；所述金属磁性材料优选为430不锈钢。

本发明具有的优点和积极效果是：

(1)本发明提供了一种锂电材料超微粉颗粒的磁选设备，采用了2组线包对立安装，形成N-S磁系，其中，相邻第一金属条采用N-S相对水平排布，这样设计出于两个方面考虑：(A)将原先通过粉末颗粒与第一金属条的碰撞而产生吸附的结构形式改变成在过料通道形成的间隙内产生磁场强度及磁场梯度而产生吸附的结构形式；(B)改善了原先磁系结构磁场分布特性，原先分选网上的磁场分布极不均匀，聚磁网上磁场呈现中心小，周边大，而本发明中的磁系结构采用N-S磁极对立安装，聚磁网上的磁场分布比较均匀，除磁盲区比较小，从而达到精准控制磁场等级以适应不同种类的超微粉材料的除磁要求；

(2)改善了除磁颗粒的概率性及局限性；传统锂电材料粉末除磁设备，物料运动方向和磁场方向平行，只有当运动物料碰撞到聚磁条上才有足够的电磁力对粉末颗粒进行吸附，而聚磁条与聚磁条之间的过料间隙属于吸附盲区，因此，设备的除磁性能具有概率性和局限性；而本发明的除磁设备采用物料运动方向与磁极方向垂直，其设计的间隙内具有很高的磁场梯度和磁场强度，细小颗粒经过间隙时，就会有足够的磁场力对细小夹杂颗粒进行吸附，因此，采用本发明的磁系结构可很好的改善除磁颗粒的概率性和局限性。

(3)本发明的筒体转换机构及吹扫装置，使除磁设备形成工作-吹扫清理-再工作的间断式生产工艺，大大降低了磁性材料吸附层中吸附的磁性材料对物料带来的二次污染问题。

综上所述，本发明的锂电材料超微粉颗粒的磁选设备，通过对磁系结构形式的改变以及结合吹扫装置，可大大提供磁场分布的均匀性及吸附细小颗粒的概率性，此外，采用的筒体转换机构及吹扫装置，从实验数据来，也大大降低了设备运行过程中除磁工作、三通分料阀排料工作过程中的二次污染等问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种实施方式中仅设置一个筒体的锂电材料粉末除磁设备的立体结构示意图；

图2为图1的纵剖视示意图；

图3为图2中A结构的放大示意图；

图4为本发明实施例的第一金属条的示意图；

图5为本发明实施例的相邻的两个第一金属条之间的磁场梯度示意图；

图6为本发明实施例的锂电材料粉末除磁设备的铁芯磁轭结构示意图；

图7为本发明另一种实施方式中设置两个筒体的锂电材料粉末除磁设备且从第一磁极向第二磁极看的筒体转换机构的侧视示意图；

图8为本发明又一种实施方式中筒体的侧视示意图；

图9为图8中B结构的放大示意图；

图10为本发明实施例的对比例的传统锂电材料粉末除磁设备磁场结构示意图；

图11为传统锂电材料粉末除磁设备与本发明的锂电材料粉末除磁设备在筒体轴线上不同高度的磁场分布曲线示意图，其中曲线1代表传统锂电材料粉末除磁设备在筒体轴线上不同高度的磁场分布，曲线2代表本发明的锂电材料粉末除磁设备在筒体轴线上不同高度的磁场分布。

上述附图中，11、第一金属条，12、网状结构，13、固定条，141、第一压紧套、142、第二压紧套，143、连接板，101、第一侧面，102、第二侧面，103、顶面，104、连接面，105、底面，31、第一铁芯，32、第二铁芯，33、磁轭结构，41、第一线圈绕组，42、第二线圈绕组，51、第一振动电机，52、第二振动电机，61、第一托板，62、第二托板，63、第三托板，64、第四托板，65、弹簧，71、第一支撑架，81、第一滑块，82、第二滑块，91、第一导轨，92、第二导轨，10、筒体，20、分料装置，30、基座，40、油泵，50、油水冷却器，60、动力装置。

具体实施方式

下面将结合本申请的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

如图1—图11所示，本发明提供一种锂电材料粉末除磁设备，包括筒体10、设置于筒体10下方且与筒体10连通的分料装置20、带动筒体1振动的振动装置，筒体10内在筒体10高度方向上设置有锂电材料粉末通道，筒体10截面为方形。筒体10截面可为长方形或正方形。筒体10为方筒。

本发明中的锂电材料粉末，优选为锂电材料超微粉颗粒。

筒体10两侧对称设置有第一磁极、第二磁极，第一磁极和第二磁极的中心连线平行于水平面，

定义经过筒体10轴线且与中心连线垂直的平面为第一平面，

筒体10内设置有至少两层磁性材料吸附层，每层磁性材料吸附层包括在水平方向上从第一磁极向第二磁极的方向依次设置的2k个第一金属条11，k＝1,2，……，2k个第一金属条11以第一平面为对称平面对称设置，相邻的两个第一金属条11之间具有令锂电材料粉末通过的间隙，第一金属条11由金属磁性材料制成，

第一金属条11具有第一侧面101、第二侧面102，第一侧面101、第二侧面102相对且竖向设置，第一侧面101在筒体10高度方向上的尺寸大于第二侧面102在筒体10高度方向上的尺寸；

各个第一金属条11的第二侧面102相对第一侧面101均为靠近第一平面，而各个第一金属条11的第一侧面101相对第二侧面102均为远离第一平面；

第一磁极、第二磁极具有相反极性，使得位于第一平面和第一磁极之间的第一金属条11的第一侧面101、位于第一平面和第二磁极之间的第一金属条11的第二侧面102均与第二磁极的极性相同，且位于第一平面和第一磁极之间的第一金属条11的第二侧面102、位于第一平面和第二磁极之间的第一金属条11的第一侧面101均与第一磁极的极性相同。

位于第一平面和第一磁极之间的各个第一金属条11中，相邻的两个第一金属条11之间具有令物料粉末通过的间隙，由于相邻的两个第一金属条11中，其中一个第一金属条11的第二侧面102与另一个第一金属条11的第一侧面101相邻，因此在所述间隙中形成磁场梯度，且所述其中一个第一金属条11的第二侧面102的磁场强度大于所述另一个第一金属条11的第一侧面101的磁场强度，将经过所述间隙的磁性材料吸附到所述其中一个第一金属条11的第二侧面102上。

同理地，位于第一平面和第二磁极之间的各个第一金属条11中，相邻的两个第一金属条11之间具有令物料粉末通过的间隙，由于相邻的两个第一金属条11中，其中一个第一金属条11的第二侧面102与另一个第一金属条11的第一侧面101相邻，因此在所述间隙中形成磁场梯度，且所述其中一个第一金属条11的第二侧面102的磁场强度大于所述另一个第一金属条11的第一侧面101的磁场强度，将经过所述间隙的磁性材料吸附到所述其中一个第一金属条11的第二侧面102上。

本发明的除磁设备中，采用物料运动方向与磁极方向垂直，相邻的两个第一金属条11之间的间隙内具有很高的磁场梯度和磁场强度，细小颗粒经过间隙时，就会有足够的磁场力对细小夹杂颗粒进行吸附。本发明中，经过间隙的锂电材料粉末会被吸引到磁通线上，还会向磁通密度最大的区域移动，从而吸附在第一金属条11的第二侧面上。由于铁、钴、镍为磁性材料，因此可被磁性材料吸附层吸附，另外，铜有具有弱磁性，磁性材料吸附层也可以吸附铜粉末，从而可以去除锂电材料粉末中的杂质。

相邻第一金属条采用N-S相对水平排布，这样设计出于两个方面考虑：在过料通道第一金属条之间的间隙内产生磁场强度及磁场梯度而产生吸附的结构形式；2.磁系结构采用N-S磁极对立安装，磁性材料吸附层上的磁场分布比较均匀，除磁盲区比较小，从而达到精准控制磁场等级以适应不同种类的超微粉材料的除磁要求。

在优选实施方式中，第一金属条11还具有位于水平方向的顶面103和底面105以及与水平面的夹角范围为30°-60°的连接面104，第一侧面101、顶面103、连接面104、第二侧面102、底面105依次首尾相接。

在优选实施方式中，第一侧面101在筒体10高度方向上的尺寸为6-10mm，第二侧面102在筒体10高度方向上的尺寸为1-2mm，顶面103在中心连线所在方向上的尺寸不大于1mm。

第一金属条11两端分别与对应两侧的筒体10内壁面之间的距离为3-5mm。

图3为磁性材料吸附层示意图，图5为相邻的两个第一金属条的工作示意图，粉末颗粒运动方向与第一金属条11上产生的磁场方向垂直，第一金属条11与第一金属条11的气隙内产生强烈的磁场梯度及磁场大小。图6为铁芯磁轭结构示意图，第一铁芯31、第二铁芯32采用对立安装，在励磁线圈的作用下，其中间部分呈现出N-S磁极对称的分布。

本发明的超微粉除磁设备中，磁性材料吸附层的第一金属条11由水平方向排列的磁极组成，同一个磁性材料吸附层上的第一金属条11尖端呈左、右对称分布，根据实际磁场梯度要求，第一金属条11尖端倒角为30°～60°，然后若干层磁性材料吸附层通过定位槽进行限位，磁性材料吸附层层与层之间间隙为10-15mm。各个磁性材料吸附层上布置的第一金属条11可以选择性的错位，若干层叠好后，再由磁性材料吸附层上方的压紧套进行固定。

筒体10在水平方向的两侧对称设置有第一铁芯31、第二铁芯32，第一铁芯31、第二铁芯32分别绕设有第一线圈绕组41、第二线圈绕组42，

第一线圈绕组41通入电流，从而在靠近筒体10的第一铁芯31一端形成第一磁极，

第二线圈绕组42通入电流，从而在靠近筒体10的第二铁芯32一端形成第二磁极，

锂电材料粉末除磁设备还包括围绕第一线圈绕组41和第二线圈绕组42设置且与第一线圈绕组41和第二线圈绕组42接触连接的磁轭结构33。

本发明中，第一线圈绕组41、第二线圈绕组42可采用励磁线圈。

第一铁芯31、第二铁芯32的宽度均为K、高度均为G、长度均为L，且300mm<K<400mm，250mm<G<350mm，200mm<L<280mm。

本发明的超微粉除磁设备中，采用了2组线包(第一线圈绕组41、第二线圈绕组42)对立安装，形成N-S磁系，第一铁芯31、第二铁芯32均由双E字型导磁铁芯构成N-S磁极，铁芯单边各设置一种线圈绕组。

本发明中，除磁设备还包括分别用于容纳第一线圈绕组41、第二线圈绕组42的第一线圈壳体、第二线圈壳体，第一线圈壳体、第二线圈壳体内具有分别浸泡第一线圈绕组41、第二线圈绕组42且循环流动的油，锂电材料粉末除磁设备还包括将油进行循环的油泵40；磁轭结构33外接触设置有循环的水流通道。水流通道为列管式换热器，冷却方式采用线圈壳体、列管式换热器和油泵组成的内循环，再由水对油温进行冷却。油箱、油泵和换热器通过油管循环连接。工作时，电磁线圈产生热量，而在油泵的作用下，油箱中的油不断地进入换热器中进行冷却，返回至油箱，从而对电磁线圈进行冷却。水流通道连通外部冷却水源对油进行冷却，换热效果明显。

超微粉除磁设备中，换热器为列管式换热器，冷却方式采用线圈壳体、列管式换热器和油泵组成的内循环，再由水对油温进行冷却。

振动装置包括设置在第一磁极所在的筒体10一侧的第一振动电机51、设置在第二磁极所在的筒体10一侧的第二振动电机52，第一振动电机51、第二振动电机52均设置在筒体10的上部或下部。

在一种优选实施方式中，锂电材料粉末除磁设备还包括基座30，第一铁芯31、第二铁芯32均固定在基座30上且位于第一振动电机51、第二振动电机52下方，第一铁芯31的上端面、第二铁芯32的上端面分别固定设置有第一托板61、第二托板62，筒体10侧壁上固定设置有用于支撑第一振动电机51、第二振动电机52的第一支撑架71，第一支撑架71与第一托板61之间、第一支撑架71与第二托板62之间分别设置有弹簧65，

基座30上位于第一托板61下方、第二托板62下方的位置分别固定设置有第三托板63、第四托板64，第三托板63上方的筒体10侧壁上固定设置有第二支撑架，第二支撑架72与第三托板63之间、第二支撑架与第四托板64之间均设置有弹簧65。弹簧65优选为压缩弹簧。

筒体10的个数为至少两个，分料装置20可切换地与各个筒体10连通，锂电材料粉末除磁设备还包括切换各个筒体10与分料装置20连通的筒体转换机构、用于对磁性材料吸附层进行吹扫的吹扫装置。本发明的各个筒体中均设置有两排粉末吹扫装置，其吹扫喷嘴压力为0.8～1.2Mpa，对快速切换后的筒体进行单独清理，不影响除磁设备正常的工作。

锂电材料粉末除磁设备还包括基座30，

靠近第一磁极的每个筒体10侧壁上部、侧壁下部分别固定设置有第一滑块81、第二滑块82，

靠近第二磁极的每个筒体10侧壁上部、侧壁下部分别固定设置有第三滑块、第四滑块，还包括与基座30固定连接的第一导轨91、第二导轨92、第三导轨、第四导轨，

第一滑块81、第二滑块82、第三滑块、第四滑块分别在第一导轨91、第二导轨92、第三导轨、第四导轨上滑动从而切换各个筒体10与分料装置20的连通；

各个筒体10相互固定连接，还包括带动筒体10在第一磁极、第二磁极之间往复运动的动力装置60，

第一滑块81、第二滑块82、第三滑块、第四滑块、第一导轨91、第二导轨92、第三导轨、第四导轨、动力装置构成筒体转换机构。动力装置60可采用气动缸。

本发明的超微粉除磁设备中，筒体转换机构可将过料通道快速进行切换，其包括两个过料通道(即两个筒体中的过料通道)，两个筒体10固定在同一组滑块上，其中一组滑块为4个，过料通道上、下各一组；滑块导轨则固定在铁芯上、下端面，上、下各一对，同时通道的切换采用气缸进行驱动。

图7为筒体转换机构2示意图，筒体转换机构2可将筒体10快速进行切换，本实施例的一种实施方式中设置两个筒体，两个筒体固定在同一组滑块上，其中一组滑块为4个，筒体上、下各一组；滑块导轨则固定在铁芯磁轭5上、下端面，上、下各一对，同时通道的切换采用气缸进行驱动。

如图8、图9所示，为了省略，仅在图中示出网状结构12，未示出网状结构12上设置的第一金属条11。

每层磁性材料吸附层还包括在筒体1内水平方向上设置的网状结构12，第一金属条11固定在网状结构12上，

靠近第一磁极的筒体10侧壁上、靠近第二磁极的筒体10侧壁上对称设置有第一开口、第二开口；

第一开口上方、第二开口上方的筒体10外侧壁上分别设置有第一压紧套141，

第一开口下方、第二开口下方的筒体10外侧壁上分别设置有第二压紧套142，

第一压紧套141、第二压紧套142之间连接有连接板143，连接板143设置在筒体10高度方向上；

第一压紧套141与筒体10、第二压紧套142与筒体10、第一压紧套141与连接板143、

第二压紧套142与连接板143均为可拆卸连接；

第一压紧套141、连接板143、第二压紧套142依次连接形成向筒体10侧壁外延伸的凸出部分；

还包括在筒体10高度方向上由上至下依次穿过各个网状结构12的固定条13，相邻的两个网状结构12之间设置有令两个网状结构12之间的距离保持固定的定位结构。定位机构可采用设置在相邻的两个网状结构12之间的套环，套环套设在固定条13上，从而将相邻的两个网状结构12隔开。或者定位机构可采用设置在两个网状结构12之间的固定块。

固定条13的上端、下端分别与第一压紧套141、第二压紧套142固定连接，每个网状结构12的两端分别从第一开口、第二开口伸入位于筒体10两侧的凸出部分。

金属磁性材料为铁素体不锈钢或马氏体不锈钢；金属磁性材料优选为430不锈钢。。

本发明提供一种对超微粉颗粒更具有针对性的磁选设备。如图1所示，本发明公开了一种针对于锂电材料超微粉颗粒的磁选设备，主要针对于锂电材料中微米级磁性颗粒的磁选；包括设置于筒体上改善粉末流动性能的振动装置，设置于铁芯磁轭上的油水冷却器3、油泵9，设置于筒体2下方的三通分料装置7，以及励磁线圈6和独特磁性材料吸附层结构及筒体转换机构，本发明的励磁形式和独特的磁性材料吸附层结构形式，有效地解决了除磁过程中，工作区域内磁场的均匀性和除磁作业的有效性，同时，独特的筒体转换机构，从本质上解决了锂电粉末间断式除磁工艺过程中，磁性材料吸附层在间断处理过程中对下个除磁周期带来的二次污染问题。因此，本发明中的除磁设备对于锂电材料的品质等级的提高以及降低锂电材料生产过程中的工艺成本具有显著地优势。

一种针对于锂电材料超微粉颗粒的磁选设备，包括设置于筒体上改善粉末流动性能的振动装置，设置于铁芯磁轭上的油水冷却器3、油泵9，设置于筒体2下方的三通分料装置7及底座，以及励磁线圈和设置于筒体2上独特的磁性材料吸附层结构及筒体转换机构。

超微粉除磁设备中，振动装置包括固定在筒体10上的上、下托板构成，上托板或下托板设置有一对振动电机，而托板下方设置有压缩弹簧安装在托板与铁芯端面之间。

超微粉除磁设备中，三通分料装置包括与筒体10连接的三通阀，以及控制三通阀中各个通道与筒体10连通的装置。

本实施例中，除磁工作时，先开启励磁电源、振动电机以及油泵，同时，将三通分料阀开启到正常下料位置，此时，锂电材料粉末从筒体上方流入到筒体，并且经过本发明中的多层磁性材料吸附层，由于物料运动方向和磁性材料吸附层中的磁场方向垂直，且第一金属条11在水平方向上呈尖端分布，因此，在相邻的第一金属条11之间的间隙中会产生高梯度高磁场的磁场力，从而可将粉末中包含的微米级磁性颗粒杂质有效吸附。根据不同的产品要求，设定一时间段后，即进入除磁排杂环节，先关闭励磁电源，同时，将三通分料阀开启到排料位置，在振动电机的作用，被吸附在磁性材料吸附层上的细小颗粒由于失去磁场力后会自由下落从而完成单个通道的除磁工作。为防止磁性材料吸附层上未排除干净的磁性颗粒对下个工作过程中物料的二次污染问题，开启筒体快换装置，将工作过的筒体10退出铁芯磁轭工作区域进行粉末吹扫工作，同时，将吹扫清理过的另外一个筒体10通过筒体转换机构送入到铁芯磁轭工作区域内进行下一阶段的除磁工作。通过以上操作，即完成了一个完整的除磁工作周期。

上述所举实施例主要说明的是锂电材料超微粉颗粒的磁选设备结构组成、除磁形式以及工作流程，至于磁选设备的具体尺寸则可以根据现场条件而定，本发明未作特别的限制。

筒体转换机构及吹扫装置，使除磁设备形成工作-吹扫清理-再工作的间断式生产工艺，大大降低了磁性材料吸附层对物料带来的二次污染问题。

本发明的锂电材料超微粉颗粒的磁选设备，通过对磁系结构形式的改变以及结合筒体吹扫装置，可大大提供磁场分布的均匀性及吸附细小颗粒的概率性，此外，采用的筒体筒体转换机构及吹扫装置，从实验数据来，也大大降低了设备运行过程中除磁工作、三通分料阀排料工作过程中的二次污染等问题。

如图10为本发明实施例的对比例的传统除磁设备的磁场分布示意图，即电磁线圈围绕筒体设置，筒体在高度方向上穿过电磁线圈，在电磁线圈上端、下端分别形成相反的磁极，磁场方向在筒体的高度方向上。传统除磁设备中筒体可为圆筒。

图11为筒体轴线上不同高度上，传统锂电材料粉末除磁设备与本发明的锂电材料粉末除磁设备的磁场分布示意图对比。其中曲线1对应的是图10所示的传统锂电材料粉末除磁设备的磁场分布，即为在纵向方向上的磁场线；曲线2对应的是本发明的锂电材料粉末除磁设备的磁场分布，即为在水平方向上的磁场线。图11中，标号1、2、……、10分别位于筒体轴线上、且在筒体高度方向上由上到下的位置，即分别对应第1、2……、10的磁性材料吸附层的位置，且标号5的位置最接近高度方向上的中心位置。由图11可得，对于传统除磁设备，在筒体高度方向上的各个位置的磁场分布不均匀，在远离高度方向中心的较高、较低的位置磁场较弱，使得除磁效果较差。对于本发明的锂电材料除磁设备，磁场分布较为均匀，因此除磁效果较好，磁性材料吸附层在横向磁场即本发明的励磁作用下，在高度方向上各个位置的磁场强度基本相等，磁性材料吸附层作用区域的磁场分布均匀、死区小，设备整体磁场及磁场梯度的调节更具有可控性，无需调节过程，设备除磁效果较为均匀，不存在过大区域或过小区域。对于本发明的锂电材料除磁设备，图中标号1、2、……、10的位置均不低于第一磁极、第二磁极的最低位置且均不高于第一磁极、第二磁极的最高位置。标号1-10的位置位于为若干层磁性材料吸附层中心线上，即筒体中心轴线方向上。

需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上对本发明的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求所限定的范围。在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (12)

1.一种锂电材料粉末除磁设备，包括筒体（10）、设置于筒体（10）下方且与筒体（10）连通的分料装置（20）、带动筒体（10）振动的振动装置，所述筒体（10）内在筒体（10）高度方向上设置有锂电材料粉末通道，其特征在于：所述筒体（10）截面为方形，

所述筒体（10）两侧对称设置有第一磁极、第二磁极，所述第一磁极和第二磁极的中心连线平行于水平面，

定义经过所述筒体（10）轴线且与所述中心连线垂直的平面为第一平面，

所述筒体（10）内设置有至少两层磁性材料吸附层，每层磁性材料吸附层包括在水平方向上从第一磁极向第二磁极的方向依次设置的2k个第一金属条（11），k=1,2，……，所述2k个第一金属条（11）以所述第一平面为对称平面对称设置，相邻的两个第一金属条（11）之间具有令锂电材料粉末通过的间隙，所述第一金属条（11）由金属磁性材料制成，

所述第一金属条（11）具有第一侧面（101）、第二侧面（102），所述第一侧面（101）、第二侧面（102）相对且竖向设置，所述第一侧面（101）在筒体（10）高度方向上的尺寸大于第二侧面（102）在筒体（10）高度方向上的尺寸；

各个第一金属条（11）的第二侧面（102）相对第一侧面（101）均为靠近所述第一平面，而第一侧面（101）相对第二侧面（102）均为远离所述第一平面；

所述第一磁极、第二磁极具有相反极性，使得位于第一平面和第一磁极之间的第一金属条（11）的第一侧面（101）、位于第一平面和第二磁极之间的第一金属条（11）的第二侧面（102）均与第二磁极的极性相同，且位于第一平面和第一磁极之间的第一金属条（11）的第二侧面（102）、位于第一平面和第二磁极之间的第一金属条（11）的第一侧面（101）均与第一磁极的极性相同。

2.根据权利要求1所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述第一金属条（11）还具有位于水平方向的顶面（103）和底面（105）以及与水平面的夹角范围为30°-60°的连接面（104），所述第一侧面（101）、顶面（103）、连接面（104）、第二侧面（102）、底面（105）依次首尾相接。

3.根据权利要求2所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述第一侧面（101）在筒体（10）高度方向上的尺寸为6-10mm，所述第二侧面（102）在筒体（10）高度方向上的尺寸为1-2mm，所述顶面（103）在所述中心连线所在方向上的尺寸不大于1mm。

4.根据权利要求1所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述第一金属条（11）两端分别与对应两侧的筒体（10）内壁面之间的距离为3-5mm。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述筒体（10）在水平方向的两侧对称设置有第一铁芯（31）、第二铁芯（32），所述第一铁芯（31）、第二铁芯（32）分别绕设有第一线圈绕组（41）、第二线圈绕组（42），

所述第一线圈绕组（41）通入电流，从而在靠近筒体（10）的第一铁芯（31）一端形成第一磁极，

所述第二线圈绕组（42）通入电流，从而在靠近筒体（10）的第二铁芯（32）一端形成第二磁极，

所述锂电材料粉末除磁设备还包括围绕第一线圈绕组（41）和第二线圈绕组（42）设置且与第一线圈绕组（41）和第二线圈绕组（42）接触连接的磁轭结构（33）。

6.根据权利要求5所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述振动装置包括设置在第一磁极所在的筒体（10）一侧的第一振动电机（51）、设置在第二磁极所在的筒体（10）一侧的第二振动电机（52），所述第一振动电机（51）、第二振动电机（52）均设置在筒体（10）的上部或下部。

7.根据权利要求6所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述锂电材料粉末除磁设备还包括基座（30），所述第一铁芯（31）、第二铁芯（32）均固定在基座（30）上且位于第一振动电机（51）、第二振动电机（52）下方，所述第一铁芯（31）的上端面、第二铁芯（32）的上端面分别固定设置有第一托板（61）、第二托板（62），所述筒体（10）侧壁上固定设置有用于支撑第一振动电机（51）、第二振动电机（52）的第一支撑架（71），所述第一支撑架（71）与第一托板（61）之间、所述第一支撑架（71）与第二托板（62）之间分别设置有弹簧（65），

基座（30）上位于第一托板（61）下方、第二托板（62）下方的位置分别固定设置有第三托板（63）、第四托板（64），第三托板（63）上方的筒体（10）侧壁上固定设置有第二支撑架，所述第二支撑架（72）与第三托板（63）之间、所述第二支撑架与第四托板（64）之间均设置有弹簧（65）。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述筒体（10）的个数为至少两个，所述分料装置（20）可切换地与各个筒体（10）连通，所述锂电材料粉末除磁设备还包括切换各个筒体（10）与分料装置（20）连通的筒体转换机构、用于对所述磁性材料吸附层进行吹扫的吹扫装置。

9.根据权利要求8所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述锂电材料粉末除磁设备还包括基座（30），

靠近第一磁极的每个筒体（10）侧壁上部、侧壁下部分别固定设置有第一滑块（81）、第二滑块（82），

靠近第二磁极的每个筒体（10）侧壁上部、侧壁下部分别固定设置有第三滑块、第四滑块，

还包括与基座（30）固定连接的第一导轨（91）、第二导轨（92）、第三导轨、第四导轨，

所述第一滑块（81）、第二滑块（82）、第三滑块、第四滑块分别在第一导轨（91）、第二导轨（92）、第三导轨、第四导轨上滑动从而切换各个筒体（10）与分料装置（20）的连通；

各个筒体（10）相互固定连接，还包括带动筒体（10）在第一磁极、第二磁极之间往复运动的动力装置（60），

所述第一滑块（81）、第二滑块（82）、第三滑块、第四滑块、第一导轨（91）、第二导轨（92）、第三导轨、第四导轨、动力装置构成所述筒体转换机构。

10.根据权利要求1-4中任一项所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：每层磁性材料吸附层还包括在筒体（10）内水平方向上设置的网状结构（12），所述第一金属条（11）固定在网状结构（12）上，

靠近第一磁极的筒体（10）侧壁上、靠近第二磁极的筒体（10）侧壁上对称设置有第一开口、第二开口；

所述第一开口上方、第二开口上方的筒体（10）外侧壁上分别设置有第一压紧套（141），

所述第一开口下方、第二开口下方的筒体（10）外侧壁上分别设置有第二压紧套（142），

所述第一压紧套（141）、第二压紧套（142）之间连接有连接板（143），所述连接板（143）设置在筒体（10）高度方向上；

所述第一压紧套（141）与筒体（10）、第二压紧套（142）与筒体（10）、第一压紧套（141）与连接板（143）、第二压紧套（142）与连接板（143）均为可拆卸连接；

所述第一压紧套（141）、连接板（143）、第二压紧套（142）依次连接形成向筒体（10）侧壁外延伸的凸出部分；

所述锂电材料粉末除磁设备还包括在筒体（10）高度方向上由上至下依次穿过各个网状结构（12）的固定条（13），相邻的两个网状结构（12）之间设置有令两个网状结构（12）之间的距离保持固定的定位结构，

所述固定条（13）的上端、下端分别与第一压紧套（141）、第二压紧套（142）固定连接，每个网状结构（12）的两端分别从第一开口、第二开口伸入位于筒体（10）两侧的凸出部分。

11.根据权利要求1-4中任一项所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述金属磁性材料为铁素体不锈钢或马氏体不锈钢。

12.根据权利要求11所述的锂电材料粉末除磁设备，其特征在于：所述金属磁性材料为430不锈钢。