CN115501772A - 一种锂离子电池正极浆料制备装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池正极浆料制备装置，包括制备架、浆料罐、供料罐以及混均装置，所述制备架底部转配有浆料罐，浆料罐中伸入有装配在所述制备架顶部的混均装置，所述混均装置连通有供料罐。

Description

一种锂离子电池正极浆料制备装置

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种锂离子电池正极浆料制备装置。

背景技术

锂离子电池正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成；包括了液体与液体、液体与固体物料之间的相互混合、溶解、分散等一系列工艺过程，而且在这个过程中都伴随着温度、粘度、环境等变化。在浆料中，颗粒状活性物质的分散性和均匀性直接响到锂离子在电池两极间的运动，因此在锂离子电池生产中各极片材料的浆料的混合分散至关重要，浆料分散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。目前，传统的混合与搅拌设备，容易将溶液中的大粉团打散呈细微粉团形态，仍难以将细微粉团再次进行打散，并均匀分布在溶液中。

因此，本领域技术人员提供了一种锂离子电池正极浆料制备装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案，一种锂离子电池正极浆料制备装置，包括制备架、浆料罐、供料罐以及混均装置，所述制备架底部转配有浆料罐，浆料罐中伸入有装配在所述制备架顶部的混均装置，所述混均装置连通有供料罐。

作为本发明的一种优选技术方案，所述混均装置包括导料组件、散射搅合组件，所述散射搅合组件设置在所述制备架顶部固定的Z型杆架上，所述散射搅合组件下端还安装有搅拌杆，搅拌杆上固定有多层错位且单个径向设置的旋搅架，所述导料组件设置在制备架顶部上，用于供料罐中的浆料导流至散射搅合组件中。

作为本发明的一种优选技术方案，所述导料组件包括导料外筒、导料内筒，所述导料内筒上开设有导料孔，所述导料外筒下端与靠近所述导料孔下平切面处的导料内筒外壁相固定，且所述导料内筒中还滑动有用于对导料孔下方浆料冲推的冲推头，所述冲推头与连接在透气孔盘上的复位弹簧相连接，所述透气孔盘固定在导料内筒内壁上，所述导料内筒下端连通有排料管，且所述导料内筒上端还连通有高压脉冲式气泵。

作为本发明的一种优选技术方案，所述冲推头中设有连通腔孔，所述导料内筒中还设有T型固定杆，T型固定杆上端与导料内筒内壁固定连接，T型固定杆中的轴杆部贯穿透气孔盘伸入连通腔孔中，且所述轴杆部的端头部由上至下间隔固定套有与连通腔孔相配合的密封活塞套、透气活塞套。

作为本发明的一种优选技术方案，所述散射搅合组件包括驱动电机、驱动轴、驱动齿轮、扇板座、轴承环、固定环板、齿轮环、从齿轮组以及锥形散射层环，所述驱动轴转动连接在Z型杆架中的下端架部上，驱动轴上还固定有多个相间隔的驱动齿轮，每个所述驱动齿轮分别啮合有一个所述从齿轮组，相邻所述从齿轮组的从齿轮数量差值为1，每个所述从齿轮组分别安装在一个所述扇板座上，每个所述扇板座均固定在Z型杆架中的下端架部上，且所述驱动轴上端固定在驱动电机输出端上，驱动电机固定在Z型杆架上；

且每个所述扇板座外端面还分别装配有一个所述轴承环，每个所述轴承环外侧面还分别转配有一个所述固定环板，每个所述固定环板内侧壁还分别固定有一个所述齿轮环，一个所述齿轮环与对应的一个所述从齿轮组啮合连接，每个所述固定环板外侧壁还分别固定有一个所述锥形散射层环，每个所述锥形散射层环的内夹口分别对应有一组所述排料管，排料管的排料口指向内夹口。

作为本发明的一种优选技术方案，所述锥形散射层环包括锥形外层环、连接柱，所述锥形外层环上下设置两组，并通过连接柱装配固定。

作为本发明的一种优选技术方案，两组所述锥形外层环之间还设有装配在连接柱上的驱流散射内环，且所述驱流散射内环的截面呈等腰三角形形态。

作为本发明的一种优选技术方案，所述驱流散射内环的内外环面分别开设有圆周均匀分布的隔流槽。

作为本发明的一种优选技术方案，所述浆料罐底端还连通有回流管，回流管的另一端与供料罐相连通。

与现有技术相比，本发明提供了一种锂离子电池正极浆料制备装置，具备以下有益效果，

本发明中通过供料罐、导料组件、散射搅合组件、浆料罐以及回流管，能够使得所需搅合的浆料能够持续循环流动绞合，其中，尤其是通过导料组件和散射搅合组件的结构设置，能够使得浆料以旋抛散射的多层散射面进行相交混合，从而使得浆料的混合更加细密均匀，提高浆料制备的颗粒打散程度以及分布均匀程度，获取超细分散匀质的浆料，进而提高浆料的综合性能。

附图说明

图1为本发明的浆料制备装置结构示意图；

图2为本发明的浆料制备装置局部剖视结构示意图；

图3为本发明的混均装置局部剖视结构放大示意图；

图4为本发明的导料组件局部结构放大示意图；

图5为本发明的散射搅合组件结构放大示意图；

图6为本发明的驱流散射内环结构放大示意图；

图7为本发明的混均装置剖视结构实施例示意图；

图中，1、制备架；2、浆料罐；3、供料罐；4、混均装置；5、导料组件；6、散射搅合组件；7、Z型杆架；8、搅拌杆；9、旋搅架；31、回流管；51、导料外筒；52、导料内筒；53、导料孔；54、透气孔盘；55、复位弹簧；56、冲推头；57、排料管；58、高压脉冲式气泵；59、连通腔孔；510、T型固定杆；511、密封活塞套；512、透气活塞套；61、驱动电机；62、驱动轴；63、驱动齿轮；64、扇板座；65、轴承环；66、固定环板；67、齿轮环；68、从齿轮组；69、锥形散射层环；610、驱流散射内环；611、连接柱；612、隔流槽。

具体实施方式

参照图1-7，本发明提供一种技术方案，一种锂离子电池正极浆料制备装置，包括制备架1、浆料罐2、供料罐3以及混均装置4，所述制备架1底部转配有浆料罐2，浆料罐2中伸入有装配在所述制备架1顶部的混均装置4，所述混均装置4连通有供料罐3。

本实施例中，所述混均装置4包括导料组件5、散射搅合组件6，所述散射搅合组件6设置在所述制备架1顶部固定的Z型杆架7上，所述散射搅合组件6下端还安装有搅拌杆8，搅拌杆8上固定有多层错位且单个径向设置的旋搅架9，所述导料组件5设置在制备架1顶部上，用于供料罐中的浆料导流至散射搅合组件中，其中，所述旋搅架9包括有径向杆、四棱板架，所述四棱板架对称的并可转动的安装在径向杆上，以便旋转搅合的过程中，使得搅合的浆料的翻滚更充分，增强翻搅幅度、提高翻搅频次，进而提高浆料混合的均匀性、混合精度。

在上述实施例中，所述导料组件5包括导料外筒51、导料内筒52，所述导料内筒52上开设有导料孔53，所述导料外筒51下端与靠近所述导料孔53下平切面处的导料内筒5外壁相固定，也就是说，导料内筒与导料外筒之间所形成的腔室，则是作为供料罐导入浆料的导料室，且所述导料内筒52中还滑动有用于对导料孔53下方浆料冲推的冲推头56，所述冲推头56与连接在透气孔盘54上的复位弹簧55相连接，所述透气孔盘54固定在导料内筒52内壁上，所述导料内筒52下端连通有排料管57，且所述导料内筒52上端还连通有高压脉冲式气泵58，其中，在冲推头未进行冲推时，冲推头的下端位于导料孔的上方，以便导料室中的浆料充导料孔进入到导料内筒的下端部中，优选的，冲推头的上端部还固定密封活塞圈，密封活塞圈与导料内筒内筒壁紧密贴合，以便使得冲推头上方的导料内筒内筒腔形成密封腔室，还需要注意的是，冲推头的长度高于导料内筒下端距离导料孔上平切面之间的高度，也就是说，当冲推头完全下移后，冲推头的外壁会一直维持封堵导料孔的状态，保证了冲推头对下方的料体充足的冲力，而且，还是使得浆料排出方式呈间歇式，不仅能够进一步提高浆料排料量的控制效果，还使得浆料排料使得冲力也呈间歇式存在，从而进一步避免浆料吸附集聚在管壁，以及对散射搅合组件起到了冲刷效果，也避免了浆料吸附集聚在散射搅合组件中，具体地，通过高压脉冲式气泵驱动冲推头，由复位弹簧对冲推头进行复位，形成间歇式的浆料排料方式；

另外，一组所述导料组件对应连通一组所述供料罐，也就是说，根据浆料种类的数量，对应设置相同数量的供料罐、导料组件，从而对浆料进行单一供料，保证浆料的导料导料的流畅性，除此之外，每个供料罐对浆料的供料均采用可主动式的向导料组件进行供料，从而使得进入导料组件中的浆料流速、流量较为稳定可控，进而提高导料组件排料的稳定性，以便散射搅合组件对浆料搅合的更加均匀。

进一步的，所述冲推头56中设有连通腔孔59，所述导料内筒52中还设有T型固定杆510，T型固定杆510上端与导料内筒内壁固定连接，T型固定杆510中的轴杆部贯穿透气孔盘伸入连通腔孔59中，且所述轴杆部的端头部由上至下间隔固定套有与连通腔孔相配合的密封活塞套511、透气活塞套512，其中，在冲推头未进行冲推时，透气活塞套的下端与冲推头的下端相平齐，在冲推头完全冲推后，密封活塞套则与连通腔孔完全脱离，另外，密封活塞套与连通腔孔脱离的时间段，高压脉冲式气泵仍处于高压充气阶段，因此，此时间段的高压气体，便可穿透透气活塞套，通入排料管中，对排料管内得浆料形成二次冲推，从而充分的将浆料排向散射搅合组件中，作为优选，高压气体还可别被更换为浆料所需的高浓度液态浆料稀释汽化的汽雾，从而提高浆料混合的均匀性。

在上述实施例中，所述散射搅合组件6包括驱动电机61、驱动轴62、驱动齿轮63、扇板座64、轴承环65、固定环板66、齿轮环67、从齿轮组68以及锥形散射层环69，所述驱动轴62转动连接在Z型杆架7中的下端架部上，驱动轴62上还固定有多个相间隔的驱动齿轮63，每个所述驱动齿轮63分别啮合有一个所述从齿轮组68，具体地，由驱动轴带动所有的驱动齿轮同步转动，每个所述驱动齿轮分别带动相啮合的从齿轮组，相邻所述从齿轮组68的从齿轮数量差值为1，也就是说，相邻层的从齿轮组中的最终输出从齿轮，其传递输出方向相逆向，每个所述从齿轮组68分别安装在一个所述扇板座64上，每个所述扇板座64均固定在Z型杆架7中的下端架部上，且所述驱动轴62上端固定在驱动电机61输出端上，驱动电机61固定在Z型杆架7上；

且每个所述扇板座64外端面还分别装配有一个所述轴承环65，每个所述轴承环65外侧面还分别转配有一个所述固定环板66，每个所述固定环板66内侧壁还分别固定有一个所述齿轮环67，一个所述齿轮环67与对应的一个所述从齿轮组68啮合连接，此中，也就是说，通过每个所述从齿轮组中的最终输出端从齿轮，带动其相啮合的齿轮环，从而促使固定环板进行转动，每个所述固定环板66外侧壁还分别固定有一个所述锥形散射层环69，因此，通过固定环板的带动下，相邻层的锥形散射层环的转动方向相逆，每个所述锥形散射层环69的内夹口分别对应有一组所述排料管57，排料管57的排料口指向内夹口，所以，当排料管中的浆料通入内夹口中时，会在锥形散射层环的作用下，进行旋抛散射，从而使得每种浆料均呈不同层的旋抛散射薄面进行抛洒相交混合，使得浆料的混合更加细密均匀；还需要注意的是，高压脉冲式气泵的一个脉冲时间段，锥形散射层环至少完成旋转一周，以便排料管排出的排出的浆料通入锥形散射层环中，锥形散射层环有着强大的离心作用力，对浆料进行分散。

其中，所述锥形散射层环69包括锥形外层环、连接柱611，所述锥形外层环上下设置两组，并通过连接柱611装配固定。

另外，两组所述锥形外层环之间还设有装配在连接柱611上的驱流散射内环610，且所述驱流散射内环610的截面呈等腰三角形形态，结合图7所示，也就是说，本装置中，供料罐的设置数量设有三组，在驱流散射内环的作用下，每个排料管排出的浆料均被分割引流形成两个散射面，而位于所有散射面中最上层散射面和最下层散射面，形成包覆作用，此二者至内的散射面会进行相交混合，因此，能够使得锥形散射层环的转动速度大幅提高，从而提高浆料混合的均匀性，而且，可通过直接观测的方式，判断散射面相交界限、混浊透明度等，从而掌握浆料的混合程度，优选的，其中，浓度最低，且为液体，液体浓稠度也最低的浆料，优先设置在最上层散射面和最下层散射面。

另外，所述驱流散射内环610的内外环面分别开设有圆周均匀分布的隔流槽612，通过隔流槽的作用的，使得在旋转抛洒浆料的过程中，尤其是接触浆料的过程中，能过对浆料起到间断分隔作用，保证旋转抛洒输出面的均匀性。

在上述实施例中，所述浆料罐2底端还连通有回流管31，回流管31的另一端与供料罐3相连通，而所述回流管中还包括有回流支管，回流支管的设置数量与供料罐的设置数量相同，并每个回流支管分别设置有一个回流泵，通过回流泵作用，使得搅合的浆料再次进入供料罐中，形成循环供料、搅合，以便浆料搅合的时间的制定。

在具体实施时，根据所需浆料种类的数量，装配对应数量的供料罐、导料组件、对应的散射搅合组件装置以及回流管，其中，当浆料种类较多时，可采用多个排料管的排料口对向同一个锥形散射层环，初期，通过供料罐向导料室持续进料，由高压脉冲式气泵驱动冲推头将冲推头下方的浆料通入锥形散射层环中，同时，通过驱动电机驱动驱动轴进行转动，对通入的浆料进行散射相交混合，再由旋搅架对进入浆料罐中的浆料进行搅合，后期，当供料罐中的浆料全部导入后，再通过回流泵将浆料罐中浆料再次导入供料罐中，此时供料罐仍持续向导料组件中进行导料，从而对混合的浆料再次进行循环混合搅合，直至浆料搅合至所需的程度。

以上所述，仅为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 (9)

1.一种锂离子电池正极浆料制备装置，包括制备架(1)、浆料罐(2)、供料罐(3)以及混均装置(4)，其特征在于，所述制备架(1)底部转配有浆料罐(2)，浆料罐(2)中伸入有装配在所述制备架(1)顶部的混均装置(4)，所述混均装置(4)连通有供料罐(3)。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述混均装置(4)包括导料组件(5)、散射搅合组件(6)，所述散射搅合组件(6)设置在所述制备架(1)顶部固定的Z型杆架(7)上，所述散射搅合组件(6)下端还安装有搅拌杆(8)，搅拌杆(8)上固定有多层错位且单个径向设置的旋搅架(9)，所述导料组件(5)设置在制备架(1)顶部上，用于供料罐中的浆料导流至散射搅合组件中。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述导料组件(5)包括导料外筒(51)、导料内筒(52)，所述导料内筒(52)上开设有导料孔(53)，所述导料外筒(51)下端与靠近所述导料孔(53)下平切面处的导料内筒(5)外壁相固定，且所述导料内筒(52)中还滑动有用于对导料孔(53)下方浆料冲推的冲推头(56)，所述冲推头(56)与连接在透气孔盘(54)上的复位弹簧(55)相连接，所述透气孔盘(54)固定在导料内筒(52)内壁上，所述导料内筒(52)下端连通有排料管(57)，且所述导料内筒(52)上端还连通有高压脉冲式气泵(58)。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述冲推头(56)中设有连通腔孔(59)，所述导料内筒(52)中还设有T型固定杆(510)，T型固定杆(510)上端与导料内筒内壁固定连接，T型固定杆(510)中的轴杆部贯穿透气孔盘伸入连通腔孔(59)中，且所述轴杆部的端头部由上至下间隔固定套有与连通腔孔相配合的密封活塞套(511)、透气活塞套(512)。

5.根据权利要求2所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述散射搅合组件(6)包括驱动电机(61)、驱动轴(62)、驱动齿轮(63)、扇板座(64)、轴承环(65)、固定环板(66)、齿轮环(67)、从齿轮组(68)以及锥形散射层环(69)，所述驱动轴(62)转动连接在Z型杆架(7)中的下端架部上，驱动轴(62)上还固定有多个相间隔的驱动齿轮(63)，每个所述驱动齿轮(63)分别啮合有一个所述从齿轮组(68)，相邻所述从齿轮组(68)的从齿轮数量差值为1，每个所述从齿轮组(68)分别安装在一个所述扇板座(64)上，每个所述扇板座(64)均固定在Z型杆架(7)中的下端架部上，且所述驱动轴(62)上端固定在驱动电机(61)输出端上，驱动电机(61)固定在Z型杆架(7)上；

且每个所述扇板座(64)外端面还分别装配有一个所述轴承环(65)，每个所述轴承环(65)外侧面还分别转配有一个所述固定环板(66)，每个所述固定环板(66)内侧壁还分别固定有一个所述齿轮环(67)，一个所述齿轮环(67)与对应的一个所述从齿轮组(68)啮合连接，每个所述固定环板(66)外侧壁还分别固定有一个所述锥形散射层环(69)，每个所述锥形散射层环(69)的内夹口分别对应有一组所述排料管(57)，排料管(57)的排料口指向内夹口。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述锥形散射层环(69)包括锥形外层环、连接柱(611)，所述锥形外层环上下设置两组，并通过连接柱(611)装配固定。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，两组所述锥形外层环之间还设有装配在连接柱(611)上的驱流散射内环(610)，且所述驱流散射内环(610)的截面呈等腰三角形形态。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述驱流散射内环(610)的内外环面分别开设有圆周均匀分布的隔流槽(612)。

9.根据权利要求1所述的一种锂离子电池正极浆料制备装置，其特征在于，所述浆料罐(2)底端还连通有回流管(31)，回流管(31)的另一端与供料罐(3)相连通。

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