CN116212809B - 电池浆料制备装置和相关的控制方法 - Google Patents

电池浆料制备装置和相关的控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供电池浆料制备装置和相关的控制方法,涉及电池浆料领域;其中电池浆料自动制备装置,包括依次连接的粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元;还包括浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元和溶剂储存单元;溶剂储存单元出料端与预混合单元进料端、稀释单元进料端连通;混合单元出料端被配置为适于与浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元的进料端择一连通,且混合单元设有第一在线粘度计;浓缩单元、稀释单元的出料端分别适于与浆料储存单元进料端连通;电池浆料自动制备装置的控制方法,包括控制粉料输送;控制溶剂输送;控制浆料输送;本申请通过分流、分级浓缩和分级稀释,达到实时调整电池浆料粘度的效果。

Description

电池浆料制备装置和相关的控制方法
技术领域
本申请涉及电池浆料领域,具体而言,涉及电池浆料制备装置和相关的控制方法。
背景技术
在锂电池制造工艺中,电池浆料的合浆工艺作为其中最重要的一环,其对锂电池的品质影响巨大。理想的电池浆料是分散均匀且稳定性高的悬浮液,其由电极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂均匀搅拌而成,属于典型的高粘稠固液相悬浮液;由于在匀浆过程中,各个极性不相同的物质相互混合,必然会有颗粒的团聚,这就势必会影响浆料的涂覆质量,造成颗粒划痕等缺陷极片,严重影响电极生产过程中的生产效率和极片的合格率。
目前,电极浆料的制备工艺分为湿法混料和干法混料两种。在湿法混料工艺中,一般都选择双行星真空搅拌机作为主流的锂离子电池浆料的搅拌设备。使用行星搅拌机制备浆料过程一般分为按照配比称量原料(电极材料、导电剂、粘结剂、溶剂等)并且转移入搅拌桶中,最后打开仪器按一定转速搅拌获得。该传统制浆设备无法对电池浆料的粘度进行实时调整,单次只能获得一种粘度的电池浆料,无法得到最优粘度的电池浆料。
发明内容
本申请的目的在于提供电池浆料制备装置和相关的控制方法,能够实现自动化调整电池浆料的粘度,根据需求实时调整电池浆料粘度以输出不同粘度的电池浆料,优化生产工艺,降低材料成本和工时成本。
第一方面,本发明提供电池浆料制备装置,包括粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元、浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元和溶剂储存单元;粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元依次连通;溶剂储存单元出料端与预混合单元进料端、稀释单元进料端连通;混合单元出料端被配置为适于与浆料储存单元进料端、浓缩单元进料端、稀释单元进料端择一连通,且混合单元出料端设有第一在线粘度计;浓缩单元出料端、稀释单元出料端分别适于与浆料储存单元进料端连通。
在可选的实施方式中,浓缩单元包括若干个彼此串联的浓缩罐;位于两端的两浓缩罐分别与混合单元和浆料储存单元连通。
在可选的实施方式中,电池浆料制备装置还包括冷却单元;冷却单元进料端分别与各浓缩罐连通;冷却单元出料端与溶剂储存单元进料端连通;每一浓缩罐均设有加热器以使溶剂蒸发。
在可选的实施方式中,稀释单元出料端还被配置为适于与其进料端连通;稀释单元出料端设有第二在线粘度计;当检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时,稀释单元出料端与浆料储存单元进料端连通;当检测粘度值大于第四设定值时,稀释单元出料端与其进料端连通。
在可选的实施方式中,粉料储存单元包括若干个粉料储存罐;各粉料储存罐与称量单元数量相同且一一对应;每一称量单元包括两组天平和称量罐;各称量罐置于对应天平之上;两称量罐之一与对应的粉料储存罐连通,两称量罐另一与预混合单元连通。
在可选的实施方式中,电池浆料制备装置还包括设有第一齿轮的驱动单元;混合单元包括机架、壳体、搅拌部、第一齿条和螺母;螺母与壳体止转连接;第一齿条环设于壳体外壁并与第一齿轮啮合;搅拌部固接于壳体内壁;壳体相对机架绕第一轴转动并设有的第一在线粘度计;壳体进料端与预混合单元出料端连通,壳体出料端被配置为适于与浆料储存单元进料端、浓缩单元进料端、稀释单元进料端择一连通。
在可选的实施方式中,混合单元还包括彼此啮合的第二齿轮和第二齿条;第二齿条环设于壳体外壁并与第一齿条间隔布设;第二齿轮相对机架绕平行于第一轴的第二轴转动。
第二方面,本发明提供电池浆料制备装置的控制方法,包括(a)接收粉料配比信号,控制粉料自粉料储存单元输入至称量单元,并按照配比进行称量,称量完成后,将粉料输入至预混合单元;(b)接收溶剂配比信号,控制溶剂储存单元向预混合单元输入溶剂;(c)接收第一在线粘度计检测信号,对比第一设定值和第二设定值,若检测粘度值在第一设定值和第二设定值之间时,控制混合单元与浆料储存单元连通;若检测粘度值小于第一设定值时,控制混合单元与浓缩单元连通;若检测粘度值大于第二设定值时,控制混合单元与稀释单元连通。
在可选的实施方式中,电池浆料制备装置的控制方法还包括接收第二在线粘度计检测信号,对比第三设定值和第四设定值,若检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时,控制稀释单元与浆料储存单元连通;若检测粘度值大于第四设定值时,控制稀释单元出料端与其自身的进料端连通并控制溶剂储存单元向稀释单元输入溶剂。
在可选的实施方式中,电池浆料制备装置的控制方法还包括接收粉料配比信号,控制粉料储存单元向两称量罐之一连通并控制预混合单元与另一称量罐连通以使两称量罐交替向预混合单元输入粉料。
相比于现有技术,本申请的有益效果是:
(1)首先,本申请通过粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元依次连通的技术方案,实现电池浆料的生产;再者,本申请通过第一在线粘度计的检测,当检测粘度值在第一设定值与第二设定值之间时,混合单元与浆料储存单元连通;当检测粘度值小于第一设定值时,混合单元与浓缩单元连通;当检测粘度值大于第二设定值时,混合单元与稀释单元连通,实现电池浆料的一条主线、两条辅线生产;因此,本申请共具有三条生产线,从而实现在线控制电池浆料的粘度,完成电池浆料的自动制备,节约成本,提高电池浆料分散均匀性;且由于三条生产线互不干涉,可以根据不同的生产需求实时调整电池浆液的粘度,另外本申请还具有连续作业的优点。
(2)本申请将浓缩罐进行串联,使得浓缩工艺更为完善,浓缩后的电池浆料保持较好的分散性,避免电池浆料因粘度急剧增大而产生部分结块现象。
(3)本申请通过冷却单元的设置,对各浓缩罐因加热而呈气相的溶剂进行冷却回收,减少溶剂的浪费,降低材料成本。
(4)本申请中稀释单元出料端与其自身进料端、浆料储存单元进料端择一连通,使得粘度偏大的电池浆料可以重新进入稀释单元进行再次稀释,保证稀释单元输出的电池浆料满足生产需求。
(5)本申请称量罐与天平设置为两组,有利于对粉料进行连续配重输送,减少工时等待,提高生产效率。
(6)本申请的驱动单元用于驱动混合单元进行搅拌工作;壳体由第一齿轮带动转动,利用搅拌部对壳体内的浆料进行搅拌;螺母与壳体止转连接,保证壳体转动的可靠性,防止壳体因转速过高脱离机架而损坏。
(7)本申请通过第一齿轮带动壳体转动,间接带动第二齿轮转动,第一齿轮与第二齿轮间隔布设,进一步提高壳体的可靠性。
(8)本申请的粉料输入、溶剂输入以及电池浆料输出均为控制系统所控制,具有自动化生产的优势,生产出的电池浆料符合生产需求,提高良品率,节约成本。
(9)本申请稀释单元的电池浆料的输出为控制系统所控制,精确控制电池浆料的粘度。
(10)本申请控制两称量罐进行交替使用,提高自动化连续生产的效率,具有良好的生产效益。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1示出了本实施例结构示意图;
图2示出了图1中称量单元结构示意图;
图3示出了图1中预混合单元结构示意图;
图4示出了图1中混合单元结构示意图;
图5示出了图1中浓缩单元结构示意图;
图6示出了图1中冷却单元结构示意图。
主要元件符号说明:
100-粉料储存单元;200-称量单元;210-天平;220-称量罐;221-第一称量罐;222-第二称量罐;300-预混合单元;310-管状本体;311-粉料进料口;312-溶剂进料口;313-浆料出料口;314-真空泵;320-搅拌棒;321-锥形搅拌叶;322-螺旋式搅拌叶;400-混合单元;410-壳体;411-空腔;412-第一在线粘度计;420-螺母;421-内部螺母;422-外部螺母;430-球形转子;440-密封圈;450-第二齿轮;460-第二齿条;470-第一齿条;480-搅拌部;500-驱动单元;600-浆料储存单元;610-消泡罐;620-暂存罐;700-浓缩单元;710-浓缩罐;711-加热器;712-第三在线粘度计;800-稀释单元;810-第二在线粘度计;900-溶剂储存单元;1000-冷却单元;1100-球形本体;1101-容纳腔;1102-气相溶剂进料口;1103-溶剂出料口;1200-冷凝管;
10-第一阀;20-第二阀;30-第三阀;40-第四阀;50-第五阀;60-第六阀;70-第七阀;80-第八阀;90-第九阀。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连通”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连通,也可以是可拆卸连通,或成一体;可以是机械连通,也可以是电连通;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例一
请参阅图1,本实施例提供电池浆料制备装置;该装置包括粉料储存单元100、称量单元200、预混合单元300、混合单元400、驱动单元500、浆料储存单元600、浓缩单元700、稀释单元800、溶剂储存单元900和冷却单元1000。
粉料储存单元100、称量单元200、预混合单元300、混合单元400依次连通。
粉料储存单元100包括若干个粉料储存罐;具体地,本实施例以3个并列的粉料储存罐举例说明;该3个粉料储存罐用于储存三种不同的粉料。
称量单元200,其与各粉料储存罐的数量相同且一一对应,即称量单元200也为3个。
如图2所示,每一称量单元200包括两组天平210和称量罐220;各称量罐220置于对应天平210之上;两称量罐220之一与对应的粉料储存罐连通,两称量罐220另一与预混合单元300连通;为便于描述,将两称量罐220分别定义为第一称量罐221和第二称量罐222;当第一称量罐221与粉料储存罐连通且第一称量罐221与预混合单元300不连通,此时对进入第一称量罐221的粉料进行称量;当第二称量罐222与粉料储存罐连通且第二称量罐222与预混合单元300不连通,此时对第二称量罐222内的粉料进行称量,同时,第一称量罐221与预混合单元300连通以便于将称量好的第一称量罐221内的粉料输入至预混合单元300;可以理解,第一称量罐221与第二称量罐222进行交替切换使用,因此本实施例有利于对粉料进行连续配重输送,减少工时等待,提高生产效率。
实际应用中,第一称量罐221与粉料储存罐之间设有第一阀10;第二称量罐222与粉料储存罐之间设有第二阀20;通过第一阀10和第二阀20的间歇连通以实现粉料储存罐与第一称量罐221和第二称量罐222的间歇连通。
预混合单元300,其与称量单元200数量相同且一一对应;如图3所示,预混合单元300包括中空的管状本体310和搅拌棒320;管状本体310一端设有粉料进料口311和溶剂进料口312,另一端设有浆料出料口313;搅拌棒320伸入管内并与管状本体310转动连接,该搅拌棒320沿进料方向依次设有锥形搅拌叶321和螺旋式搅拌叶322;在粉料与溶剂初期搅拌过程中使用锥形搅拌叶321更为快速有效,在后期搅拌过程中使用螺旋式搅拌叶322使得浆料分散性更好,更均匀。
实际应用中,如图2所示,粉料进料口311与第一称量罐221之间设有第三阀30;粉料进料口311与第二称量罐222之间设有第四阀40;第三阀30打开,第一阀10关闭,此时第一称量罐221向管状本体310进料;第四阀40打开,第二阀20关闭,此时第二称量罐222向管状本体310进料;更优地,如图3所示,管状本体310设有真空泵314,真空泵314启动导致管状本体310内的压强降低,由于管状本体310的压强低于称量单元200的压强,从而将称量好的粉体输入至管状本体310内;更优地,管状本体310还设有滤网(图中未示出);该滤网位于真空泵314与粉料进料口311之间以防止粉料被真空泵吸出。本实施例通过第三阀30和第四阀40的间歇连通以实现粉料进料口311与第一称量罐221、第二称量罐222的间歇连通。
本实施例利用第一阀10、第二阀20、第三阀30和第四阀40的设置,实现粉料的连续称量和输送,提高装置利用率,减少空置,避免工时等待。
混合单元400,其进料端与各预混合单元300出料端连通,其出料端设有第一在线粘度计412;可以理解,上述预混合单元300输出的3种预混合的浆料均输入至混合单元400进行充分混合。
如图4所示,混合单元400包括搅拌部480、第一齿条470、第二齿条460、第二齿轮450、密封圈440、球形转子430、螺母420、壳体410和机架(图中未示出)。
壳体410,相对机架绕第一轴转动并设有空腔411和上述的第一在线粘度计412;空腔411为台阶状;壳体410进料端与预混合单元300出料端连通,预混合单元300出料端为上述预混合单元300的浆料出料口313。
螺母420与壳体410止转连接,加强壳体410转动的可靠性,防止壳体410因转速过高脱离机架而损坏;具体而言,本实施例螺母420为沿进料方向间隔布设的两组螺母420;每组螺母420包括一个内部螺母421和一个外部螺母422;内部螺母421伸入空腔411内并与台阶相适配以贴靠于台阶;外部螺母422与内部螺母421螺纹连接,且外部螺母422与壳体410端面相接。
球形转子430,其为与两组螺母420分别对应设置的两组球形转子430;每组球形转子430包括两套球形转子430,其中一套球形转子430绕第一轴周设于外部螺母422和壳体410之间;另一套球形转子430绕第一轴周设于壳体410与内部螺母421之间;上述螺母420通过球形转子430实现止转连接。
密封圈440,其装设于内部螺母421和壳体410之间以防止壳体410内的浆料泄漏。
第二齿轮450相对机架绕平行于第一轴的第二轴转动。
第二齿条460与第二齿轮450彼此啮合,且第二齿条460环设于壳体410外壁。
第一齿条470环设于壳体410外壁;且第一齿条470与第二齿条460间隔布设,该间隔布设进一步提高壳体410的可靠性,防止壳体410在转动过程中左右摇摆形成偏轴晃动的现象。
搅拌部480固接于壳体410内壁以用于搅拌壳体410内的浆料,具体地,搅拌部480为条形鳍片;可以理解,搅拌部480跟随壳体410转动,从而对空腔411内的浆料进行搅拌混合。
驱动单元500,其设有与第一齿条470啮合的第一齿轮;如图4所示,第一齿轮位于壳体410周缘;本实施例中,驱动单元500为电机。
浆料储存单元600,其进料端适于与混合单元400出料端连通,即当第一在线粘度计412检测粘度值在第一设定值与第二设定值之间时,壳体410出料端的浆料粘度值为合格,浆料储存单元600与混合单元400连通,即浆料储存单元600与壳体410连通;如图1所示,浆料储存单元600具体包括消泡罐610和暂存罐620;消泡罐610进料端适于与壳体410出料端连通,消泡罐610出料端与暂存罐620进料端连通。
浓缩单元700,其进料端适于与混合单元400出料端连通,其出料端与浆料储存单元600进料端连通。
如图5所示,具体包括若干个彼此串联的浓缩罐710,本实施例以3个浓缩罐710举例说明;位于两端的两浓缩罐710分别与混合单元400和浆料储存单元600连通,可以理解,位于一端的浓缩罐710适于与壳体410连通,位于另一端的浓缩罐710与消泡罐610连通;本申请将浓缩罐710进行串联,使得浓缩工艺分级进行,浆料粘度值误差较小,且浓缩后的电池浆料保持较好的分散性,避免电池浆料因溶剂蒸发产生部分结块现象;每一浓缩罐710均设有加热器711以使溶剂蒸发,本实施例中,加热器711装设于浓缩罐710底部或者外壁。
更优地,浓缩单元700还设有第三在线粘度计712,本实施例中,第三在线粘度计712数量为3个,分别装设于3个浓缩罐710内,当然,3个第三在线粘度计712也可以分别装设于每一浓缩罐710出料端;该第三在线粘度计712用于实时监控浆料粘度,便于实时调整加热器711功率,保证生产出的浆料符合生产需求;可以理解,本实施例通过溶剂蒸发的原理来增大浆料的粘度以满足生产需求。
稀释单元800,其进料端适于与混合单元400出料端连通,其出料端被配置于适于与浆料储存单元600进料端连通或与稀释单元800自身的进料端连通;如图1所示,稀释单元800出料端设有第二在线粘度计810;
实际应用中,稀释单元800出料端与浆料储存单元600进料端之间设有第八阀80;稀释单元800出料端与其自身进料端之间设有第九阀90;当第二在线粘度计810检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时,稀释单元800出料端的浆料粘度值为合格,打开第八阀80,稀释单元800出料端与消泡罐610进料端连通;当检测粘度值大于第四设定值时,打开第九阀90,稀释单元800出料端与其自身的进料端连通,使得粘度偏大的电池浆料可以重新进入稀释单元800进行再次稀释,本实施例将稀释工艺分为多次稀释,提高浆料的分散性,并保证稀释单元800输出的电池浆料满足生产需求。上述第三设定值小于第四设定值。
本实施例中,稀释单元800与混合单元400结构类似,此处不再赘述。
实际应用中,第三设定值可以与第一设定值相同或者不同;第四设定值可以与第二设定值相同或者不同。
综上,本实施例混合单元400出料端被配置为适于与浆料储存单元600进料端、浓缩单元700进料端、稀释单元800进料端择一连通,即壳体410出料端被配置为适于与浆料储存单元600进料端、浓缩单元700进料端、稀释单元800进料端择一连通。
实际应用中,混合单元400与浆料储存单元600之间设有第五阀50;混合单元400与浓缩单元700之间设有第六阀60;混合单元400与稀释单元800之间设有第七阀70;
具体地,当检测粘度值在第一设定值与第二设定值之间时,壳体410出料端的浆料粘度值为合格,打开第五阀50,混合单元400与浆料储存单元600连通;当检测粘度值小于第一设定值时,打开第六阀60,混合单元400与浓缩单元700连通;当检测粘度值大于第二设定值时,打开第七阀70,混合单元400与稀释单元800连通。上述第一设定值小于第二设定值。
可以理解,混合单元400与浆料储存单元600连通为主线生产,混合单元400与浓缩单元700或者稀释单元800连通为辅线返工,三条生产线所得浆料的粘度可以相同也可以不同。
溶剂储存单元900,其出料端分别与预混合单元300进料端、稀释单元800进料端连通,即溶剂储存单元900向预混合单元300和稀释单元800输送溶剂;具体地,溶剂储存单元900与预混合单元300的管状本体310通过溶剂进料口312连通;
冷却单元1000,其进料端与浓缩单元700连通,其出料端与溶剂储存单元900进料端连通;具体地,冷却单元1000进料端与各浓缩罐710均连通,即各浓缩罐710多余的溶剂均回收至溶剂储存单元900;溶剂在浓缩单元700由于加热器711的蒸发转化为气相,从而与浆料分离,降低溶剂在浆料中的比重,从而增大浆料的粘度以达到生产需求,此时气相的溶剂通过冷却单元1000重新转化为液相进行回收再利用,减少溶剂的浪费,降低材料成本;当然,溶剂储存单元900内的溶剂主要依靠人为补充,回收仅作为优选实施方案。
如图6所示,冷却单元1000包括彼此固接的球形本体1100和冷凝管1200;球形本体1100设有互相连通的容纳腔1101、气相溶剂进料口1102和溶剂出料口1103;气相的溶剂自气相溶剂进料口1102进入,在容纳腔1101内进行冷凝,再通过溶剂出料口1103输出液相的溶剂;可以理解,溶剂输出可以采用泵等辅助设备;冷凝管1200与外界冷凝系统形成回路对位于容纳腔1101内的溶剂进行冷却处理;外界冷凝系统为现有技术,本实施例不再赘述。
使用原理如下:
S1:各粉料储存罐通过第一称量罐221或第二称量罐222向对应的管状本体310输入不同的粉料;
S2:溶剂储存单元900向各管状本体310输入溶剂;
S3:各搅拌部480对管状本体310内的粉料和溶剂进行初步混合;
S4:将管状本体310内初步混合的不同浆料输送至壳体410内进行深度混合,形成一种浆料。
S5:利用第一在线粘度计412检测位于壳体410出料端的浆料粘度,根据浆料粘度将在第一设定值和第二设定值之间的合格浆料输送至消泡罐610,将小于第一设定值的浆料输送至浓缩罐710,将大于第二设定值的浆料输送至稀释单元800;
S6.1:壳体410持续进行混合工作;
S6.2:利用第三在线粘度计712检测位于浓缩罐710的浆料粘度,根据浆料粘度实时调整加热器711功率,分级对浆料进行浓缩,直至浆料粘度符合生产需求后将浆料输入至消泡罐610;加热器711蒸发的溶剂通过冷却单元1000回收至溶剂储存单元900;
S6.3:将溶剂自溶剂储存单元900向稀释单元800输入,在稀释单元800内进行搅拌混合,并利用第二在线粘度计810检测浆料粘度,将粘度在第三设定值和第四设定值之间的合格浆料输送至消泡罐610;将大于第四设定值的浆料重新输送回稀释单元800进行二次甚至三次的稀释。
本实施例还提供电池浆料制备装置的控制方法,该控制方法使用上述的电池浆料制备装置得以实现,包括:
(a)接收粉料配比信号,控制粉料自粉料储存单元100输入至称量单元200,并按照配比进行称量,称量完成后,将粉料输入至预混合单元300;(b)接收溶剂配比信号,控制溶剂储存单元900向预混合单元300输入溶剂;(c)接收第一在线粘度计412检测信号,对比第一设定值和第二设定值,若检测粘度值在第一设定值和第二设定值之间时,控制混合单元400与浆料储存单元600连通;若检测粘度值小于第一设定值时,控制混合单元400与浓缩单元700连通;若检测粘度值大于第二设定值时,控制混合单元400与稀释单元800连通。
更优地,还包括接收第二在线粘度计810检测信号,对比第三设定值和第四设定值,若检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时,控制稀释单元800与浆料储存单元600连通;若检测粘度值大于第四设定值时,控制稀释单元800出料端与其自身的进料端连通并控制溶剂储存单元900向稀释单元800输入溶剂。
更优地,还包括接收粉料配比信号,控制粉料储存单元100向两称量罐220之一连通并控制预混合单元300与另一称量罐220连通以使两称量罐220交替向预混合单元300输入粉料。
更优地,还包括接收溶剂配比信号,控制溶剂储存单元900向预混合单元300和稀释单元800输送溶剂。
可以理解,若各单元之间粉料、溶剂和浆料的流动均通过真空泵314进行输送,则将上述各阀门和真空泵314均纳入控制属于本实施例优选技术方案;即本实施例上述的控制均由控制器进行。
首先,本申请通过粉料储存单元100、称量单元200、预混合单元300、混合单元400依次连通的技术方案,实现电池浆料的生产;再者,本申请通过第一在线粘度计412的检测,并利用稀释单元800和浓缩单元700的设置,实现电池浆料的一条主线、两条辅线生产;因此,本申请共计具有三条生产线,从而实现在线控制电池浆料的粘度,完成电池浆料的自动制备,节约成本,提高电池浆料分散均匀性;且由于三条生产线互不干涉,可以根据不同的生产需求实时调整电池浆液的粘度,另外本申请还具有连续作业的优点。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.电池浆料制备装置,其特征在于,包括粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元、浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元和溶剂储存单元;所述粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元依次连通;所述溶剂储存单元出料端与所述预混合单元进料端、所述稀释单元进料端连通;所述混合单元出料端被配置为适于与所述浆料储存单元进料端、所述浓缩单元进料端、所述稀释单元进料端择一连通,且所述混合单元出料端设有第一在线粘度计;所述浓缩单元出料端、所述稀释单元出料端分别适于与浆料储存单元进料端连通。
2.如权利要求1所述的电池浆料制备装置,其特征在于,所述浓缩单元包括若干个彼此串联的浓缩罐;位于两端的两所述浓缩罐分别与混合单元和浆料储存单元连通。
3.如权利要求2所述的电池浆料制备装置,其特征在于,还包括冷却单元;所述冷却单元进料端分别与各所述浓缩罐连通;所述冷却单元出料端与所述溶剂储存单元进料端连通;每一所述浓缩罐均设有加热器以使所述溶剂蒸发。
4.如权利要求1所述的电池浆料制备装置,其特征在于,所述稀释单元出料端还被配置为适于与其进料端连通;所述稀释单元出料端设有第二在线粘度计;当检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时,所述稀释单元出料端与所述浆料储存单元进料端连通;当检测粘度值大于第四设定值时,所述稀释单元出料端与其进料端连通。
5.如权利要求1所述的电池浆料制备装置,其特征在于,所述粉料储存单元包括若干个粉料储存罐;各所述粉料储存罐与称量单元数量相同且一一对应;每一所述称量单元包括两组天平和称量罐;各所述称量罐置于对应所述天平之上;两所述称量罐之一与对应的粉料储存罐连通,两所述称量罐另一与预混合单元连通。
6.如权利要求1所述的电池浆料制备装置,其特征在于,还包括设有第一齿轮的驱动单元;所述混合单元包括机架、壳体、搅拌部、第一齿条和螺母;所述螺母与所述壳体止转连接;所述第一齿条环设于所述壳体外壁并与所述第一齿轮啮合;所述搅拌部固接于所述壳体内壁;所述壳体相对所述机架绕第一轴转动并设有所述的第一在线粘度计;所述壳体进料端与所述预混合单元出料端连通,所述壳体出料端被配置为适于与所述浆料储存单元进料端、浓缩单元进料端、稀释单元进料端择一连通。
7.如权利要求6所述的电池浆料制备装置,其特征在于,所述混合单元还包括彼此啮合的第二齿轮和第二齿条;所述第二齿条环设于所述壳体外壁并与第一齿条间隔布设;所述第二齿轮相对所述机架绕平行于第一轴的第二轴转动。
8.电池浆料制备装置的控制方法,其特征在于,所述控制方法基于权利要求1至7中任意一项所述的电池浆料制备装置实施,所述控制方法包括(a)接收粉料配比信号,控制粉料自粉料储存单元输入至称量单元,并按照配比进行称量,称量完成后,将粉料输入至预混合单元;(b)接收溶剂配比信号,控制溶剂储存单元向预混合单元输入溶剂;(c)接收第一在线粘度计检测信号,对比第一设定值和第二设定值,若检测粘度值在第一设定值和第二设定值之间时,控制混合单元与浆料储存单元连通;若检测粘度值小于第一设定值时,控制混合单元与浓缩单元连通;若检测粘度值大于第二设定值时,控制混合单元与稀释单元连通。
9.如权利要求8所述的电池浆料制备装置的控制方法,其特征在于,还包括接收第二在线粘度计检测信号,对比第三设定值和第四设定值,若检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时,控制稀释单元与浆料储存单元连通;若检测粘度值大于第四设定值时,控制稀释单元出料端与其自身的进料端连通并控制溶剂储存单元向稀释单元输入溶剂。
10.如权利要求8或9所述的电池浆料制备装置的控制方法,其特征在于,还包括接收粉料配比信号,控制粉料储存单元向两称量罐之一连通并控制预混合单元与另一称量罐连通以使两称量罐交替向预混合单元输入粉料。
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2917465A (en) * 1956-04-27 1959-12-15 Phillips Petroleum Co Polymerization catalyst feed control
US4441887A (en) * 1981-07-31 1984-04-10 Alfred University Research Foundation Inc. Stabilized slurry and process for preparing same
EP1563901A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-17 Total Petrochemicals Research Feluy Method and device for optimising catalyst supply to a polymerization reactor.
CN101394921A (zh) * 2006-03-07 2009-03-25 托塔尔石油化学产品研究弗吕公司 用于确定催化剂活性的方法和系统
CN106669520A (zh) * 2016-11-17 2017-05-17 山东精工电子科技有限公司 一种锂离子电池浆料的制备装置及方法
CN206935288U (zh) * 2017-06-09 2018-01-30 青岛软控机电工程有限公司 一种电池浆料混料设备
CN110548447A (zh) * 2019-09-11 2019-12-10 北京航空航天大学 导电浆料的制备设备和制备方法
CN113530786A (zh) * 2021-06-17 2021-10-22 浙江青田瓯鹏机械制造有限公司 一种带搅拌的双向流过滤增稠装置及其过滤增稠方法
CN216935792U (zh) * 2021-12-20 2022-07-12 瑞浦兰钧能源股份有限公司 一种电池浆料生产系统装置

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2917465A (en) * 1956-04-27 1959-12-15 Phillips Petroleum Co Polymerization catalyst feed control
US4441887A (en) * 1981-07-31 1984-04-10 Alfred University Research Foundation Inc. Stabilized slurry and process for preparing same
EP1563901A1 (en) * 2004-02-13 2005-08-17 Total Petrochemicals Research Feluy Method and device for optimising catalyst supply to a polymerization reactor.
CN101394921A (zh) * 2006-03-07 2009-03-25 托塔尔石油化学产品研究弗吕公司 用于确定催化剂活性的方法和系统
CN106669520A (zh) * 2016-11-17 2017-05-17 山东精工电子科技有限公司 一种锂离子电池浆料的制备装置及方法
CN206935288U (zh) * 2017-06-09 2018-01-30 青岛软控机电工程有限公司 一种电池浆料混料设备
CN110548447A (zh) * 2019-09-11 2019-12-10 北京航空航天大学 导电浆料的制备设备和制备方法
CN113530786A (zh) * 2021-06-17 2021-10-22 浙江青田瓯鹏机械制造有限公司 一种带搅拌的双向流过滤增稠装置及其过滤增稠方法
CN216935792U (zh) * 2021-12-20 2022-07-12 瑞浦兰钧能源股份有限公司 一种电池浆料生产系统装置

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