CN114225867A - 具有刮壁机构的锂电池负极制备装置及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，包括釜体、双行星搅拌机构、检测取样机构，釜体的顶面敞口处设有釜盖，位于釜体内在釜盖内底面安装有双行星搅拌机构，釜体的一侧面设有竖向固接的侧箱，侧箱内安装有检测取样机构。本发明还公开了具有刮壁机构的锂电池负极制备装置的制备方法；本发明通过各机构的配合使用，解决了负极材料搅拌不均及取样检测不准确的问题，且整体结构设计紧凑，提高了负极材料反应过程中搅拌的均匀性，方便了对其进行同步取样抽取，进一步提高了取样检测的准确性。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池负极制备技术领域，尤其涉及具有刮壁机构的锂电池负极制备装置及其制备方法。
背景技术
锂离子电池以碳素材料为负极，以含锂的化合物作正极，锂离子电池能量密度的高低主要取决于正极和负极材料的比容量；为了提高锂电池负极材料的循环性能，通常在低温环境下，采用化学反应釜对制备锂电池负极材料进行制备。
但是遇到特殊的流体状负极材料，反应釜会存在以下缺点：1、由于反应釜的内部不能进行均匀搅拌，且不能与对内壁进行清理，导致反应釜内壁易吸附杂质；2、反应釜在制备锂电池的过程中，需要重复多次对负极材料进行取样，由于反应的过程中负极材料的浓度一直在变化，使得取样的样品有差异，导致检测结果不准确。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用了如下技术方案：
具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，包括釜体、双行星搅拌机构、检测取样机构，所述釜体的顶面敞口处设有釜盖，位于釜体内在釜盖内底面安装有双行星搅拌机构，所述釜体的一侧面设有竖向固接的侧箱，所述侧箱内安装有检测取样机构。
优选地，所述釜盖的底端口外侧套设有第一法兰环，所述第一法兰环上均布插设有若干固定螺栓，所述釜体的顶端口外侧套设有第二法兰环，每根所述固定螺栓的底端部均与第二法兰环螺纹锁紧。
优选地，所述釜盖内底面中部设有固定轴承，所述固定轴承的内部竖向插设有行星主轴，所述釜盖的内壁上设有槽钢环，所述槽钢环的内部套设有齿轮环，位于齿轮环同心的位置在行星主轴上套设有行星主齿轮，所述行星主齿轮的两侧设有一对行星副齿轮，每个所述行星副齿轮均依次与齿轮环、行星主齿轮啮合连接。
优选地，位于行星主齿轮的下方在行星主轴上套设有挡盘，每个所述行星副齿轮的底面中心位置均设有行星副轴，每根所述行星副轴的底端部均向下延伸至釜体内，位于釜体内在行星副轴上设有若干搅拌桨。
优选地，所述行星主轴的底端部向下延伸至釜体内底部，所述行星主轴的底端部套设有固定环，所述釜体内设有U形轴，所述固定环套设在U形轴的底面中部，所述U形轴的外侧面均布设有若干刮板，每块所述刮板均抵紧在釜体的内壁上。
优选地，所述行星主轴的顶端部贯穿釜盖并套设有从动锥齿轮，所述釜盖的底面一侧设有电机，所述电机的电机轴端部设有主动锥齿轮，且所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合连接。
优选地，所述检测取样机构包括T形活塞管、活塞杆，位于侧箱内在釜体的一侧面均布设有若干斜管，每根所述斜管的左端部均设有T形活塞管，每个所述T形活塞管的中端部斜向下贯穿侧箱的正面并延伸至侧箱的外侧，且每个所述T形活塞管的中端部设有密封塞，每个所述T形活塞管的左端部内均设有活塞杆，位于T形活塞管内在活塞杆的右端部均设有活塞。
优选地，所述侧箱内左侧设有竖轴,所述侧箱内上下两面左侧均设有定位轴承，所述竖轴的上下两端分别插设在对应的定位轴承内，且所述竖轴的顶端贯穿侧箱并延伸至侧箱的顶面，所述竖轴的顶端部设有把手，位于侧箱内在竖轴上均布设有若干曲轴，每根所述曲轴的中部均套设有曲柄杆，每根所述曲柄杆的右端部均与对应的活塞杆的左端部活动铰接。
优选地，所述釜体的底部外侧套设有底托，所述底托的底面中部为中空状，所述底托的底面均布设有若干支撑座，所述釜体的另一侧面顶部设有L形进料管，所述L形进料管的外端口设有密封盖，所述釜体的底面中部设有锥形排液管，所述锥形排液管上设有排液阀。
本发明还提出了具有刮壁机构的锂电池负极制备装置的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，电机通过电源线与外接电源电性连接，关闭排液阀，打开密封盖，通过L形进料管向釜体内加入适量的负极材料，再盖上密封盖，并启动电机；
步骤二，电机的电机轴带动主动锥齿轮进行转动，啮合带动从动锥齿轮及行星主轴进行转动，行星主轴转动时，带动行星主齿轮、固定环及U形轴进行转动，U形轴带动若干刮板沿着釜体的内壁进行刮壁作业；
步骤三，行星主齿轮转动时，啮合带动行星副齿轮沿着齿轮环进行反向转动，进而带动一对行星副轴沿着挡盘进行双行星反向转动，并通过若干搅拌桨对负极材料进行均匀搅拌作业；
步骤四，负极材料搅拌反应的过程中，需要对负极材料取样时，通过转动把手带动竖轴及曲轴进行转动，在铰接作用的配合下，通过曲柄杆带动活塞杆拉动活塞沿着T形活塞管往复滑动；
步骤五，由于斜管及T形活塞管的中端部进成斜向设置，在曲轴及曲柄杆的往复的过程中，T形活塞管内残存的负极材料顺着斜管反向排出，并同时吸入进正在搅拌反应的负极材料，使得少许的负极材料进入T形活塞管的中端部内，并打开密封塞，用试管取出负极材料对其进行取样检测。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、在本发明中，通过双行星搅拌机构的配合使用，一对行星副轴带动搅拌桨双行星反向转动，通过若干搅拌桨对负极材料进行均匀搅拌作业，提高了负极材料反应过程中搅拌的均匀性，U形轴带动若干刮板沿着釜体的内壁进行刮壁作业，避免了釜体的内壁残留负极材料的现象出现；
2、在本发明中，通过检测取样机构的配合使用，使得多个T形活塞管的中端部同时吸入负极材料，用试管取出负极材料对其进行取样检测，方便了对其进行同步取样抽取，进一步提高了取样检测的准确性；
综上所述，本发明通过各机构的配合使用，解决了负极材料搅拌不均及取样检测不准确的问题，且整体结构设计紧凑，提高了负极材料反应过程中搅拌的均匀性，方便了对其进行同步取样抽取，进一步提高了取样检测的准确性。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明的主视图；
图2为本发明的主视剖面图；
图3为本发明的左视图；
图4为本发明的俯视图；
图5为本发明的釜盖仰视剖面图；
图6为本发明的制备方法示意图；
图中序号：釜体1、U形轴11、刮板12、行星副轴13、搅拌桨14、底托15、支撑座16、L形进料管17、锥形排液管18、固定螺栓19、釜盖2、行星主轴21、行星主齿轮22、挡盘23、槽钢环24、齿轮环25、行星副齿轮26、电机27、主动锥齿轮28、从动锥齿轮29、侧箱3、斜管31、T形活塞管32、活塞杆33、活塞34、竖轴35、把手36、曲轴37、曲柄杆38。
具体实施方式
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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例一：本实施例提供了具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，参见图1-5，具体的，包括釜体1、双行星搅拌机构、检测取样机构，釜体1为顶面敞口的圆形筒状，釜体1的顶面敞口处设有釜盖2，位于釜体1内在釜盖2内底面安装有双行星搅拌机构，釜体1的一侧面设有竖向固接的侧箱3，侧箱3为右侧面敞口的矩形箱状，侧箱3内安装有检测取样机构。
在本发明中，釜盖2的底端口外侧套设有同心固接的第一法兰环，第一法兰环上均布插设有若干固定螺栓19，釜体1的顶端口外侧套设有同心固接的第二法兰环，每根固定螺栓19的底端部均与第二法兰环螺纹锁紧，方便了对釜盖2进行拆卸维修。
在本发明中，釜盖2内底面中部设有固定轴承，固定轴承的内部竖向插设有行星主轴21，釜盖2的内壁上设有同心固接的槽钢环24，槽钢环24的内部套设有同心固接的齿轮环25，位于齿轮环25同心的位置在行星主轴21上套设有行星主齿轮22，行星主齿轮22的两侧设有一对对称设置的行星副齿轮26，每个行星副齿轮26均依次与齿轮环25、行星主齿轮22啮合连接；行星主齿轮22转动时，啮合带动行星副齿轮26沿着齿轮环25进行反向转动，方便了带动一对行星副齿轮26进行双行星转动。
在本发明中，位于行星主齿轮22的下方在行星主轴21上套设有同心固接的挡盘23，每个行星副齿轮26的底面中心位置均设有同心固接的行星副轴13，每根行星副轴13的底端部均向下延伸至釜体1内，位于釜体1内在行星副轴13上设有若干均布交错的搅拌桨14；一对行星副轴13进行双行星反向转动时，通过若干搅拌桨14对负极材料进行均匀搅拌作业。
在本发明中，行星主轴21的顶端部贯穿釜盖2并套设有同心固接的从动锥齿轮29，釜盖2的底面一侧设有电机27，电机27的电机轴端部设有同轴联接的主动锥齿轮28，且主动锥齿轮28与从动锥齿轮29啮合连接；电机27的电机轴带动主动锥齿轮28进行转动，啮合带动从动锥齿轮29及行星主轴21进行转动。
在本发明中，检测取样机构包括T形活塞管32、活塞杆33，位于侧箱3内在釜体1的一侧面均布设有若干斜向贯穿的斜管31，每根斜管31的左端部均设有T形活塞管32，每个T形活塞管32的中端部斜向下贯穿侧箱3的正面并延伸至侧箱3的外侧，且每个T形活塞管32的中端部设有螺纹连接的密封塞，每个T形活塞管32的左端部内均设有滑动贯穿的活塞杆33，位于T形活塞管32内在活塞杆33的右端部均设有活塞34；在曲轴37及曲柄杆38的往复的过程中，T形活塞管32内残存的负极材料顺着斜管31反向排出，并同时吸入进正在搅拌反应的负极材料，使得少许的负极材料进入T形活塞管32的中端部内，方便了用试管取出负极材料并对其进行取样检测。
在本发明中，侧箱3内左侧设有竖向放置的竖轴35,侧箱3内上下两面左侧均设有定位轴承，竖轴35的上下两端分别插设在对应的定位轴承内，且竖轴35的顶端贯穿侧箱3并延伸至侧箱3的顶面，竖轴35的顶端部设有把手36，位于侧箱3内在竖轴35上均布设有若干同轴联接的曲轴37，每根曲轴37的中部均套设有活动铰接的曲柄杆38，每根曲柄杆38的右端部均与对应的活塞杆33的左端部活动铰接；通过转动把手36带动竖轴35及曲轴37进行转动，在铰接作用的配合下，通过曲柄杆38带动活塞杆33拉动活塞34沿着T形活塞管32往复滑动。
在本发明中，釜体1的底部外侧套设有底托15，底托15的底面中部为中空状，底托15的底面均布设有若干支撑座16，釜体1的另一侧面顶部设有贯穿固接的L形进料管17，L形进料管17的外端口设有螺纹连接的密封盖，釜体1的底面中部设有贯穿固接的锥形排液管18，锥形排液管18上设有排液阀，打开排液阀，方便了釜体1内的负极材料顺着锥形排液管18排出。
实施例二：在实施例一中，还存在釜体内壁易残留负极材料的问题，因此，在实施例一的基础上本实施例还包括：
在本发明中，行星主轴21的底端部向下延伸至釜体1内底部，行星主轴21的底端部套设有固定环，釜体1内设有开口朝上的U形轴11，固定环套设在U形轴11的底面中部，U形轴11的外侧面均布设有若干刮板12，每块刮板12均抵紧在釜体1的内壁上；行星主轴21转动时，带动行星主齿轮22、固定环及U形轴11进行转动，U形轴11带动若干刮板12沿着釜体1的内壁进行刮壁作业，避免了釜体1的内壁残留负极材料的问题出现。
实施例三：参见图6，在本实施例中，本发明还提出了具有刮壁机构的锂电池负极制备装置的制备方法，包括以下步骤：
步骤一，电机27通过电源线与外接电源电性连接，关闭排液阀，打开密封盖，通过L形进料管17向釜体1内加入适量的负极材料，再盖上密封盖，并启动电机27；
步骤二，电机27的电机轴带动主动锥齿轮28进行转动，啮合带动从动锥齿轮29及行星主轴21进行转动，行星主轴21转动时，带动行星主齿轮22、固定环及U形轴11进行转动，U形轴11带动若干刮板12沿着釜体1的内壁进行刮壁作业；
步骤三，行星主齿轮22转动时，啮合带动行星副齿轮26沿着齿轮环25进行反向转动，进而带动一对行星副轴13沿着挡盘23进行双行星反向转动，并通过若干搅拌桨14对负极材料进行均匀搅拌作业；
步骤四，负极材料搅拌反应的过程中，需要对负极材料取样时，通过转动把手36带动竖轴35及曲轴37进行转动，在铰接作用的配合下，通过曲柄杆38带动活塞杆33拉动活塞34沿着T形活塞管32往复滑动；
步骤五，由于斜管31及T形活塞管32的中端部进成斜向设置，在曲轴37及曲柄杆38的往复的过程中，T形活塞管32内残存的负极材料顺着斜管31反向排出，并同时吸入进正在搅拌反应的负极材料，使得少许的负极材料进入T形活塞管32的中端部内，并打开密封塞，用试管取出负极材料对其进行取样检测。
本发明通过各机构的配合使用，解决了负极材料搅拌不均及取样检测不准确的问题，且整体结构设计紧凑，提高了负极材料反应过程中搅拌的均匀性，方便了对其进行同步取样抽取，进一步提高了取样检测的准确性。
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 (10)
1.具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，包括釜体(1)、双行星搅拌机构、检测取样机构，其特征在于：所述釜体(1)的顶面敞口处设有釜盖(2)，位于釜体(1)内在釜盖(2)内底面安装有双行星搅拌机构，所述釜体(1)的一侧面设有竖向固接的侧箱(3)，所述侧箱(3)内安装有检测取样机构。
2.根据权利要求1所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述釜盖(2)的底端口外侧套设有第一法兰环，所述第一法兰环上均布插设有若干固定螺栓(19)，所述釜体(1)的顶端口外侧套设有第二法兰环，每根所述固定螺栓(19)的底端部均与第二法兰环螺纹锁紧。
3.根据权利要求1所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述釜盖(2)内底面中部设有固定轴承，所述固定轴承的内部竖向插设有行星主轴(21)，所述釜盖(2)的内壁上设有槽钢环(24)，所述槽钢环(24)的内部套设有齿轮环(25)，位于齿轮环(25)同心的位置在行星主轴(21)上套设有行星主齿轮(22)，所述行星主齿轮(22)的两侧设有一对行星副齿轮(26)，每个所述行星副齿轮(26)均依次与齿轮环(25)、行星主齿轮(22)啮合连接。
4.根据权利要求3所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：位于行星主齿轮(22)的下方在行星主轴(21)上套设有挡盘(23)，每个所述行星副齿轮(26)的底面中心位置均设有行星副轴(13)，每根所述行星副轴(13)的底端部均向下延伸至釜体(1)内，位于釜体(1)内在行星副轴(13)上设有若干搅拌桨(14)。
5.根据权利要求3所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述行星主轴(21)的底端部向下延伸至釜体(1)内底部，所述行星主轴(21)的底端部套设有固定环，所述釜体(1)内设有U形轴(11)，所述固定环套设在U形轴(11)的底面中部，所述U形轴(11)的外侧面均布设有若干刮板(12)，每块所述刮板(12)均抵紧在釜体(1)的内壁上。
6.根据权利要求3所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述行星主轴(21)的顶端部贯穿釜盖(2)并套设有从动锥齿轮(29)，所述釜盖(2)的底面一侧设有电机(27)，所述电机(27)的电机轴端部设有主动锥齿轮(28)，且所述主动锥齿轮(28)与从动锥齿轮(29)啮合连接。
7.根据权利要求1所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述检测取样机构包括T形活塞管(32)、活塞杆(33)，位于侧箱(3)内在釜体(1)的一侧面均布设有若干斜管(31)，每根所述斜管(31)的左端部均设有T形活塞管(32)，每个所述T形活塞管(32)的中端部斜向下贯穿侧箱(3)的正面并延伸至侧箱(3)的外侧，且每个所述T形活塞管(32)的中端部设有密封塞，每个所述T形活塞管(32)的左端部内均设有活塞杆(33)，位于T形活塞管(32)内在活塞杆(33)的右端部均设有活塞(34)。
8.根据权利要求7所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述侧箱(3)内左侧设有竖轴(35),所述侧箱(3)内上下两面左侧均设有定位轴承，所述竖轴(35)的上下两端分别插设在对应的定位轴承内，且所述竖轴(35)的顶端贯穿侧箱(3)并延伸至侧箱(3)的顶面，所述竖轴(35)的顶端部设有把手(36)，位于侧箱(3)内在竖轴(35)上均布设有若干曲轴(37)，每根所述曲轴(37)的中部均套设有曲柄杆(38)，每根所述曲柄杆(38)的右端部均与对应的活塞杆(33)的左端部活动铰接。
9.根据权利要求1所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置，其特征在于：所述釜体(1)的底部外侧套设有底托(15)，所述底托(15)的底面中部为中空状，所述底托(15)的底面均布设有若干支撑座(16)，所述釜体(1)的另一侧面顶部设有L形进料管(17)，所述L形进料管(17)的外端口设有密封盖，所述釜体(1)的底面中部设有锥形排液管(18)，所述锥形排液管(18)上设有排液阀。
10.根据权利要求1-9任一所述的具有刮壁机构的锂电池负极制备装置的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，电机(27)通过电源线与外接电源电性连接，关闭排液阀，打开密封盖，通过L形进料管(17)向釜体(1)内加入适量的负极材料，再盖上密封盖，并启动电机(27)；
步骤二，电机(27)的电机轴带动主动锥齿轮(28)进行转动，啮合带动从动锥齿轮(29)及行星主轴(21)进行转动，行星主轴(21)转动时，带动行星主齿轮(22)、固定环及U形轴(11)进行转动，U形轴(11)带动若干刮板(12)沿着釜体(1)的内壁进行刮壁作业；
步骤三，行星主齿轮(22)转动时，啮合带动行星副齿轮(26)沿着齿轮环(25)进行反向转动，进而带动一对行星副轴(13)沿着挡盘(23)进行双行星反向转动，并通过若干搅拌桨(14)对负极材料进行均匀搅拌作业；
步骤四，搅拌反应的过程中，需要对负极材料取样时，通过转动把手(36)带动竖轴(35)及曲轴(37)进行转动，在铰接作用的配合下，通过曲柄杆(38)带动活塞杆(33)拉动活塞(34)沿着T形活塞管(32)往复滑动；
步骤五，由于斜管(31)及T形活塞管(32)的中端部进成斜向设置，在曲轴(37)及曲柄杆(38)的往复的过程中，T形活塞管(32)内残存的负极材料顺着斜管(31)反向排出，并同时吸入进正在搅拌反应的负极材料，使得少许的负极材料进入T形活塞管(32)的中端部内，并打开密封塞，用试管取出负极材料对其进行取样检测。
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