CN115487723A - 一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺 - Google Patents

一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于电池浆料加工技术领域，具体而言，是一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺；该工艺采用以下步骤：步骤一：配置浆料原料；步骤二：初步混合后，均匀装入至浆料混料器上的罐内；步骤三：对浆料物料进行搅动，使其均匀混合；步骤四：对粘连在罐内侧的浆料进行刮动；步骤五：将浆料物料从罐内排出处理；制得的锂离子电池正极浆料的组成包括：按照质量份数取N‑甲基吡咯烷酮25～42份、聚偏氟乙烯12～20份、导电炭黑8～15份和磷酸铁锂38～55份；浆料混料器的主体为罐，罐内侧设置有能够以自身的轴线为轴进行转动的搅拌轴；在对电池浆料进行混合过程中，通过对粘附在容器罐内壁的浆料进行刮动处理，进而增加对于电池浆料的混合性能。

Description

一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺
技术领域
本发明属于电池浆料加工技术领域，具体而言，是一种锂离子电池正极浆料及其制备工艺。
背景技术
锂离子电池正极浆料是一种是由多种不同比重、不同粒度的原料组合形成的，是固-液相混合分散的状态构成的非牛顿流体浆料；因此浆料因其粘度的原因容易在容器内壁贴附堆积，从而影响到浆料内部材料的配置比例和加工性能；
组成锂离子电池正极浆料的主要原料包括粘合剂、导电剂和正极材料等，经过干粉物料的混合阶段后，加入粘结剂或溶剂，使原料呈现半干泥状捏合状态，最后加入溶剂进行稀释操作，进行浆料的粘度调节。
但是市面上的锂电池浆料搅拌机通过折叶式、麻花式和爪式的桨叶对原料进行搅动，虽然通过升降系统能够使桨叶与料缸脱离，进行清洗操作，但是不易对料缸内侧粘连的物料进行刮动，因此使用效果较差。
发明内容
为了实现在对电池浆料进行混合过程中，能够对粘附在容器罐内壁的浆料进行刮动处理，进而增加对于电池浆料的混合性能的目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的目的在于提供一种能够对对粘附在容器罐内壁或底部的浆料进行充分刮动的刮料组件，并通过改变刮料组件与容器罐内壁或底部的抵接力度，调节刮料组件的刮料能力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种锂离子电池正极浆料制备工艺，采用以下步骤：
步骤一：配置浆料原料；
步骤二：初步混合后，均匀装入至浆料混料器上的罐内；
步骤三：控制搅拌轴转动，使搅拌轴上的搅拌杆对浆料物料进行搅动，使其均匀混合；
步骤四：对粘连在罐内侧的浆料进行刮动；
步骤五：取样检测浆料物料混合程度，将浆料物料从罐内排出处理。
其中，浆料原料包括溶剂、聚偏氟乙烯、粘合剂、导电剂和正极材料。
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述的粘合剂为水性粘合剂LA132。
所述导电剂为导电炭黑或导电石墨；所述正极材料为磷酸铁锂。
上述材料优选在65℃～70℃的环境下搅拌均匀，制得锂离子电池正极浆料。
制得的锂离子电池正极浆料的组成包括：按照质量份数取N-甲基吡咯烷酮25～42份、聚偏氟乙烯12～20份、导电炭黑8～15份和磷酸铁锂38～55份。
本申请中的锂离子电池正极浆料制备工艺，使用到浆料混料器对浆料原料进行承载、搅匀混合和内壁残料刮除处理，浆料混料器的主体为罐，罐内侧设置有能够以自身的轴线为轴进行转动的搅拌轴。
所述刮料组件包括底侧刮料器，底侧刮料器焊接固定连接在搅拌轴的下端，底侧刮料器侧部转动连接有刮料板，刮料板上固定连接有扭簧板，扭簧板与底侧刮料器内壁之间焊接固定连接有扭簧，扭簧带动刮料板一侧边缘始终与罐底部抵接贴合。
在搅拌轴以自身的轴线为轴进行转动过程中，带动刮料板对容器罐内侧的底部粘连的残料进行刮除处理。
附图说明
以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，其中：
图1为本发明的锂离子电池正极浆料制备工艺的流程图；
图2为本发明的锂离子电池正极浆料的原料组成图；
图3为本发明的浆料混料器的结构示意图；
图4为本发明的传动架、锥齿轮轴和搅拌轴的结构示意图；
图5为本发明的底侧刮料器和刮料板的结构示意图；
图6为本发明的底侧刮料器、限位柱和刮料板的结构示意图；
图7为本发明的扭簧板、弧形滑槽和刮料板的结构示意图；
图8为本发明的转盘、伸缩驱动器和密封套筒的结构示意图；
图9为本发明的罐和转盘的结构示意图；
图10为本发明的反向搅拌杆和侧壁刮板的结构示意图；
图11为本发明的反向搅拌杆、侧壁刮板和弹簧连接片的结构示意图；
图12为本发明的反向搅拌杆、定位座和转筒的结构示意图；
图13为本发明的锥齿轮和T型柱的结构示意图；
图14为本发明的传动架、搅拌轴和转动驱动器的结构示意图；
图15为本发明的传动架和定位臂的结构示意图。
图中：罐11；盖12；转盘13；伸缩驱动器14；传动架21；锥齿轮轴22；搅拌轴23；搅拌杆24；转动驱动器25；密封套筒26；底侧刮料器31；限位柱32；扭簧板33；弧形滑槽34；刮料板35；物料流通槽36；锥齿轮41；传动轮42；T型柱43；反向搅拌杆51；侧壁刮板52；弹簧连接片53；定位座54；转筒55；定位臂56。
具体实施方式
为了实现在对电池浆料进行混合过程中，能够对粘附在容器罐内壁的浆料进行刮动处理，进而增加对于电池浆料的混合性能的目的，本发明提供了一种锂离子电池正极浆料制备工艺，采用以下步骤：
步骤一：配置浆料原料；
步骤二：初步混合后，均匀装入至浆料混料器上的罐11内；
步骤三：控制搅拌轴23转动，使搅拌轴23上的搅拌杆对浆料物料进行搅动，使其均匀混合；
步骤四：对粘连在罐11内侧的浆料进行刮动；
步骤五：取样检测浆料物料混合程度，将浆料物料从罐11内排出处理。
其中，浆料原料包括溶剂、聚偏氟乙烯、粘合剂、导电剂和正极材料。
所述溶剂为N-甲基吡咯烷酮；所述的粘合剂为水性粘合剂LA132。
所述导电剂为导电炭黑或导电石墨；所述正极材料为磷酸铁锂。
所述罐11的外侧安装有加热组件例如电加热棒或电加热平台。
上述材料优选在65℃～70℃的环境下搅拌均匀，制得锂离子电池正极浆料。
制得的锂离子电池正极浆料的组成包括：按照质量份数取N-甲基吡咯烷酮25～42份、聚偏氟乙烯12～20份、导电炭黑8～15份和磷酸铁锂38～55份。
以下对本发明的具体实施例进行说明。
参照图3-4和图8-9所示，说明本发明提供的锂离子电池正极浆料制备工艺，利用搅拌杆24对浆料物料进行搅动，并改变搅拌杆24的搅动范围的实施例：
本申请中使用到的浆料混料器主体的罐11上侧通过紧固件可拆卸安装有盖12，罐11侧部的上下两端分别设置有灌料管和排料管。
所述盖12上侧的中部转动连接有转盘13，转盘13卡在盖12上，转盘13内滑动安装有密封套筒26，密封套筒26焊接固定连接在传动架21上。
所述传动架21上转动连接有锥齿轮轴22，搅拌轴23固定连接在锥齿轮轴22的下端，搅拌轴23的侧部焊接固定连接有多个搅拌杆24，多个搅拌杆24随锥齿轮轴22的转动对浆料物料进行搅匀处理。
所述传动架21上通过支架安装有转动驱动器25，转动驱动器25的输出轴与锥齿轮轴22的转轴通过联轴器连接，启动转动驱动器25，带动锥齿轮轴22以自身的轴线为轴进行转动。
其中，传动架21竖向滑动连接在转盘13上的竖杆上，转盘13上安装有用于驱动传动架21竖向滑动的伸缩驱动器14，伸缩驱动器14的活动端与传动架21固定连接。
通过启动伸缩驱动器14伸缩，带动传动架21在转盘13上的竖杆上滑动，改变搅拌杆24对于浆料物料的搅动范围。
所述密封套筒26竖向滑动连接在转盘13的偏心位置，转盘13的侧部固定连接有转动手柄，通过手握转动手柄，带动转盘13旋转，进一步改变搅拌杆24对于浆料物料的搅动范围。
参照图3-5所示，说明本发明提供的锂离子电池正极浆料制备工艺，利用刮料板35对罐11内侧底部粘连的浆料原料进行刮动，并调节刮料板35的刮料能力的实施例：
所述搅拌轴23的底部焊接固定连接有底侧刮料器31，底侧刮料器31内部中空，底侧刮料器31的底部安装有密封盖板，底侧刮料器31侧部转动连接有多个刮料板35，刮料板35上固定连接有扭簧板33，多个扭簧板33分别与底侧刮料器31内壁焊接固定连接有扭簧。
如图6所示，扭簧带动刮料板35始终具有转动的趋势，使刮料板35一侧边缘始终趋近于与罐11底部抵接贴合，对罐11内侧底部粘连的浆料原料进行刮动。
所述底侧刮料器31侧部焊接固定连接有多个限位柱32，刮料板35的转轴上设置有弧形滑槽34，限位柱32卡在弧形滑槽34处，对刮料板35的转轴转动幅度进行限制。
通过启动伸缩驱动器14伸缩，带动传动架21在转盘13上的竖杆上滑动，改变搅拌杆24对于浆料物料的搅动范围的同时，改变底侧刮料器31与罐11内侧底部之间的距离，使刮料板35的转动状态进行改变，在扭簧的带动下，刮料板35与罐11内侧底部之间的接触力度增加，从而起到调节刮料组件的刮料能力的目的。
通过手握转动手柄，带动转盘13旋转，改变搅拌杆24对于浆料物料的搅动范围的同时，改变刮料板35的刮料区域。
参照图6-7所示，说明本发明提供的锂离子电池正极浆料制备工艺，对刮料板35的结构进行改进，增加刮料板35对罐11内侧底部粘连的浆料原料进行铲起的实施例：
所述刮料板35内设置有物料流通槽36。
当刮料板35边缘与罐11内侧底部抵接后，能使刮料板35刮除的物料通过物料流通槽36铲起，使刮除的物料与罐11内侧底部进一步脱离。
所述刮料板35侧部设置有流通孔，流通孔能够贯穿物料流通槽36，增加物料流通槽36内的浆料原料的流动性能。
参照图3-4和图8-12所示，说明本发明提供的锂离子电池正极浆料制备工艺，利用刮料组件中的侧壁刮板52对粘连在罐11内壁的浆料原料进行刮动的实施例：
所述传动架21的下端转动连接有锥齿轮41，传动架21的两侧分别转动连接有传动轮42，传动轮42的两侧分别与锥齿轮轴22和锥齿轮41啮合传动连接。
所述锥齿轮41下端固定连接有空心滑筒，空心滑筒内竖向滑动连接有转筒55，转筒55卡在空心滑筒内，转筒55套在锥齿轮轴22的外侧并与锥齿轮轴22转动连接，转筒55能够贯穿锥齿轮41，转筒55固定连接在定位座54的圆盘主体上。
所述圆盘主体与通过多个定位座54与反向搅拌杆51连接，定位座54与位于上侧的反向搅拌杆51通过紧固件固定连接，反向搅拌杆51套在搅拌轴23的外侧并竖向滑动连接在搅拌轴23上。
利用锥齿轮轴22和锥齿轮41之间的反向转动，使搅拌杆24和反向搅拌杆51之间能够反向转动，对浆料原料进行交错搅动，增加对于电池浆料的搅匀性能。
所述反向搅拌杆51如图4所示，设置有多个，多个反向搅拌杆51之间通过三个侧壁刮板52相连，侧壁刮板52滑动连接在反向搅拌杆51的侧部，侧壁刮板52内侧和反向搅拌杆51上分别安装有弹簧连接片53，两个弹簧连接片53之间焊接固定连接有弹簧，弹簧带动侧壁刮板52与罐11内侧壁顶紧连接。
在锥齿轮轴22转动过程中，利用侧壁刮板52对粘连在罐11内壁的浆料原料进行刮动，通过手握转动手柄，带动转盘13旋转，改变侧壁刮板52与罐11内壁不同位置的接触状态。
参照图10-15所示，说明本发明提供的锂离子电池正极浆料制备工艺，对锥齿轮41的结构进一步改进，增加侧壁刮板52的动态刮料效果的实施例：
所述锥齿轮41下端固定连接有多个T型柱43，定位座54的圆盘主体与T型柱43滑动连接，T型柱43外侧套接安装有拉簧，拉簧的两端分别与定位座54的圆盘主体和空心滑筒焊接固定连接。
在传动架21下侧安装定位臂56，定位臂56横向焊接安装有限位柱，在拉簧的作用下，限位柱的下侧与定位座54的圆盘主体上侧抵接配合，搅拌轴23转动过程中，定位臂56端部弧面与定位座54侧部抵接配合，使定位座54在T型柱43上竖向滑动，从而实现侧壁刮板52的动态刮料效果。

Claims (10)

1.一种锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：配置浆料原料；
步骤二：初步混合后，均匀装入至罐(11)内；
步骤三：控制搅拌轴(23)转动，使搅拌轴(23)上的搅拌杆对浆料物料进行搅动，使其均匀混合；
步骤四：对粘连在罐(11)内侧的浆料进行刮动；
步骤五：取样检测浆料物料混合程度，将浆料物料从罐(11)内排出处理。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述罐(11)上侧安装的盖(12)上转动连接有转盘(13)，转盘(13)内安装有密封套筒(26)，密封套筒(26)固定连接在传动架(21)上，传动架(21)上转动连接有锥齿轮轴(22)，搅拌轴(23)固定连接在锥齿轮轴(22)的下端，固定连接在搅拌轴(23)侧部的搅拌杆(24)随锥齿轮轴(22)转动对浆料物料进行搅动。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述传动架(21)滑动连接在转盘(13)上的竖杆上，转盘(13)上安装有用于驱动传动架(21)竖向滑动的伸缩驱动器(14)，伸缩驱动器(14)的输出轴与传动架(21)固定连接。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述密封套筒(26)竖向滑动连接在转盘(13)的偏心位置。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述转盘(13)的侧部固定连接有转动手柄，罐(11)侧部的上下两端分别设置有灌料管和排料管。
6.根据权利要求2所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述搅拌轴(23)的底部固定连接有底侧刮料器(31)，底侧刮料器(31)侧部转动连接有刮料板(35)，刮料板(35)上固定连接有扭簧板(33)，扭簧板(33)与底侧刮料器(31)内壁固定连接有扭簧，扭簧带动刮料板(35)一侧边缘始终与罐(11)底部抵接贴合。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述底侧刮料器(31)侧部固定连接有多个限位柱(32)，刮料板(35)的转轴上设置有弧形滑槽(34)，限位柱(32)卡在弧形滑槽(34)处，对刮料板(35)的转轴转动幅度进行限制。
8.根据权利要求6所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述刮料板(35)内设置有物料流通槽(36)。
9.根据权利要求8所述的锂离子电池正极浆料制备工艺，其特征在于：所述刮料板(35)侧部设置有流通孔，流通孔能够贯穿物料流通槽(36)。
10.利用权利要求1所述的锂离子电池正极浆料制备工艺所制备出的锂离子电池正极浆料，其特征在于，该锂离子电池正极浆料的组成包括：按照质量份数取N-甲基吡咯烷酮25～42份、聚偏氟乙烯12～20份、导电炭黑8～15份和磷酸铁锂38～55份。
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