CN204123390U - 锂电池正极材料用匣钵的划线装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了锂电池正极材料用匣钵的划线装置，包括划线磨具(1)、与划线磨具(1)连接的平板(2)、以及连接在所述平板(2)上的把手(4)；其中，所述把手(4)与所述划线磨具(1)分别位于所述平板(2)的两侧。使用本划线装置时，操作过程简单、方便、省时，只需操作1次就可以完成整个划线过程，而且每次划线得到的效果一样，这极大地提高了生产效率；另一方面，使用本划线装置可提高烧结的正极材料的均匀，同时降低烧结的正极材料的碳酸根和氢氧根的含量，避免材料的金属异物的二次污染，从而提高烧结得到的正极材料的性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种划线装置，具体涉及一种锂电池正极材料用匣钵的划线装置，属于锂离子电池技术领域。
背景技术
锂离子电池因其能量密度高、循环寿命长、电压平台高等一系列优点，被广泛应用于手机、笔记本电脑、电动汽车等领域。
随着锂离子电池的不断推广，锂离子电池正极材料的用量也在不断地增加。目前，市面上用于制备锂离子电池的正极材料主要是钴酸锂、三元材料、磷酸铁锂等及其经过包覆或掺杂改性后的材料，而用于烧结这些材料的主要设备有辊道窑(或称为烧结炉)、马弗炉、气氛炉等。正极材料在炉窑里煅烧时，常用特定的匣钵来盛放正极材料。根据不同大小的匣钵内壁的不同高度，盛放在匣钵内的正极材料的堆积厚度为3-5厘米。由于盛放在匣钵内的上层正极材料在烧结过程中与炉窑内的环境气氛有更好地接触，而盛放在下层的正极材料却无法与炉窑内的环境气氛很好的接触，导致烧结得到的材料的均匀性较差；而且，在烧结过程中，匣钵内的下层材料无法快速排出产生的水气和CO2，导致下层材料的碳酸根和氢氧根浓度比上层材料要高很多，尤其当材料的堆积厚度大于3厘米时，这个差异更加明显。正极材料的不均匀性将严重影响锂离子电池的性能。此外，正极材料中碳酸根含量太高会使电池在高温工作时，发生胀气；而正极材料中的氢氧根浓度太高会导致电池工作时产生水气，水气与电解液反应生成HF，HF会破坏正极材料的结构，从而影响电池的性能。
目前针对这种情况，传统上采取的措施是，在正极材料盛放如匣钵之后，用金属刀片在正极材料中划上几条线，来提供下层正极材料在烧结过程中排出水气和CO2的途径。但是，使用金属刀片在正极材料中划线时， 刀片表面与材料之间的摩擦容易往材料中带入Fe、Cu元素等多种金属异物，造成正极材料的金属异物二次污染，这影响了烧结得到的正极材料的性能，同时增加了材料后期除去这些金属异物所需要的成本；此外，用金属刀片在匣钵内划线容易造成匣钵内壁的损坏，增加了器材的耗损，而且，用金属刀片划线需要操作3-5次才能将材料等分，这增加了工艺时间，降低生产效率。
鉴于这种情况，确有必要提供一种简便、易操作、高品质的划线装置。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有工艺上的不足，提供一种操作简便、重复性好、品质高的锂离子电池正极材料用匣钵的划线装置。使用本划线装置时，操作过程简单、方便、省时，只需操作1次就可以完成整个划线过程，而且每次划线得到的效果一样，这极大地提高了生产效率；另一方面，使用本划线装置可提高烧结的正极材料的均匀，同时降低烧结的正极材料的碳酸根和氢氧根的含量，避免材料的金属异物的二次污染，从而提高烧结得到的正极材料的性能。
本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种锂离子正极材料用匣钵的划线装置，包括划线磨具、与划线磨具连接的平板、以及连接在平板上的把手；其中，所述把手与所述划线磨具分别位于所述平板的两侧。
所述划线磨具与所述平板之间的连接方式为可拆卸连接。
所述的可拆卸连接优选的是螺帽连接。即所述划线磨具通过螺帽固定在平板上。
所述划线磨具由骨架材料组成；所述骨架材料由两个部分组成，包括内层细长的圆柱型的硬质的金属丝和包覆在所述金属细丝外的弹性橡胶层。
所述划线磨具包括水平镂空骨架和垂直于所述水平镂空骨架的支持骨架。
所述水平镂空骨架的整体轮廓为矩形；所述水平镂空骨架包括围成所 述矩形的4根骨架材料、所述矩形对边中点连线的两根骨架材料、以及所述矩形相邻两条边中点连线的4根骨架材料；所述支持骨架包括4根直立的骨架材料，并且所述4根骨架材料分别设置在所述矩形的水平镂空骨架的4个顶点。
所述划线磨具一体化形成。
所述把手直接焊接在所述平板的上面。
所述平板的厚度为2-5毫米、重量为0.5-1kg；所述金属丝的界面直径为1-2毫米，所述弹性橡胶层的厚度为1-2毫米。
所述的锂离子正极材料用匣钵的划线装置，还包括匣钵，所述水平镂空骨架轮廓的长、宽比所述匣钵的内壁的长、宽各小5-10毫米；所述支持骨架的高度比所述匣钵的内壁的高大10-20毫米。
使用本实用新型划线装置时，操作人员手握把手，将划线磨具对准盛放在匣钵内的待烧结的锂电池正极材料，至上向下插到正极材料堆的底部，并与匣钵的内壁接触，然后拔出划线磨具。拔出划线磨具后，正极材料被均匀地分割成大小相等的几块，并在相邻的成块的正极材料之间形成与堆放的正极材料高度相同的纵截面。
综上所述，本实用新型的有益效果是：
(1)使用本实用新型划线装置时，操作过程简单、方便、省时，只需操作1次就可以完成整个划线过程，而且每次划线得到的效果一样，这极大地提高了生产效率；此外，包覆在金属部分外的弹性橡胶层避免了金属部分与正极材料发生摩擦，从而避免了划线过程中，正极材料的金属异物的二次污染，而且，弹性橡胶层可以减小划线磨具下压接触到匣钵时两者之间的作用力，从而减缓划线装置和匣钵的损耗。
(2)在烧结过程中，位于匣钵内下层的正极材料产生的水气和CO2会通过纵截面快速排出，降低了烧结得到的正极材料的碳酸根和氢氧根的含量；此外，纵截面的形成增大了上、下层材料与炉窑烧结气氛的一致性，从而提高了烧结材料的均匀性，因此使烧结得到的正极材料具有更好地性能。
附图说明
图1是本实用新型的整体示意图，
图2是划线磨具的结构示意图。
图3是划线磨具的一根骨架的截面图。
图中各部件对应的名称是：1-划线磨具；2-平板；3-螺帽；4-把手；5-水平镂空骨架；6-支持骨架；7-螺纹部分；8-金属丝；9-弹性橡胶层。
具体实施方式
下面将参照附图详细说明根据本实用新型优选实施例的烧烤烹饪组件。置。下面的实施例可以使本领域技术人员更全面地理解本实用新型，但不以任何方式限制本实用新型。
实施例1
本实用新型提供的划线装置由划线磨具1、平板2、螺帽3、把手4构成。划线磨具1由细长的圆柱型的硬质金属丝8和包覆在金属丝外的弹性橡胶层9组成，金属丝8的横截面直径为1-2毫米，弹性橡胶层9的厚度为1-2毫米。划线磨具1的结构类似于倒置的四角矩形桌，水平的矩形镂空骨架5通过垂直的支持骨架6连接在平板2上，并用螺帽3旋入支持骨架的螺纹部分7，将划线磨具1固定在平板2上。其中，平板的厚度为2-5毫米，重量为0.5-1kg；固定划线磨具1的单根支持骨架6用的螺帽为两个，分别位于平板2的两侧。把手4直接焊接在平板2的一侧的中心位置，把手4与划线磨具1分别位于平板2的两侧；水平矩形镂空骨架5的长、宽比盛放正极材料用的匣钵的内壁的长、宽各小5-10毫米；垂直于水平镂空骨架的支持骨架6的长度比匣钵的内壁高度大10-20毫米。
比较例1
将2kg的锂离子电池用正极材料装入特定的匣钵内，匣钵内壁长360毫米、宽230毫米，材料堆积的高度为30毫米。先用刀片对准匣钵两组对边的中点连线位置缓慢地各划1条线，然后用刀片对准匣钵相邻两条边的中点连线位置缓慢地各划1条线，总共需划6条线，而且划线深度要与正极材料堆放的高度一致，所划的线要尽量保持在所述中点的连线位置， 才能确保各部分材料的一致性。划线所需的时间为30s。划线完成后，将匣钵装入炉窑烧结。
实施例1
将2kg的锂离子电池用正极材料装入特定的匣钵内，匣钵内壁长360毫米、宽230毫米，材料堆积的高度为30毫米。操作人员手握把手4，将划线磨具1对准正极材料堆放位置，并插入正极材料中，待划线磨具1接触到匣钵的内壁时，往外抽出划线磨具1，此时，正极材料被均匀分割成大小相等的8块，且在堆放的正极材料内形成与比较例1相同的划线位置。划线所需的时间为3s。划线完成后，将匣钵装入炉窑烧结。
对比实施例1和比较例1发现，使用本实用新型所提供的划线装置，极大程度上缩短了划线所耗时间。使用本实用新型只需操作1次就可以完成传统方法6次操作所完成的任务，提高了生产效率。
如上所述，便可以较好地实现本实用新型。
Claims (10)
1.锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，包括划线磨具(1)、与划线磨具(1)连接的平板(2)、以及连接在所述平板(2)上的把手(4)；其中，所述把手(4)与所述划线磨具(1)分别位于所述平板(2)的两侧。
2.根据权利要求1所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，所述划线磨具(1)与所述平板(2)之间的连接方式为可拆卸连接。
3.根据权利要求1所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，还包括螺帽(3)，所述划线磨具通过所述螺帽固定在平板上。
4.根据权利要求1所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，所述划线磨具(1)由骨架材料组成，所述骨架材料包括内层细长的圆柱型的硬质的金属丝(8)和包覆在所述金属细丝外的弹性橡胶层(9)。
5.根据权利要求1所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，所述划线磨具包括水平镂空骨架(5)和垂直于所述水平镂空骨架的支持骨架(6)。
6.根据权利要求5所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，所述水平镂空骨架(5)的整体轮廓为矩形；所述水平镂空骨架包括围成所述矩形的4根骨架材料、所述矩形对边中点连线的两根骨架材料、以及所述矩形相邻两条边中点连线的4根骨架材料；所述支持骨架(6)包括4根直立的骨架材料，并且所述4根骨架材料分别设置在所述矩形的水平镂空骨架(5)的4个顶点。
7.根据权利要求6所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，所述划线磨具(1)一体化形成。
8.根据权利要求7所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，所述把手(4)直接焊接在所述平板(2)的上面。
9.根据权利要求8所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征 在于，所述平板(2)的厚度为2-5毫米、重量为0.5-1kg；所述金属丝(8)的界面直径为1-2毫米，所述弹性橡胶层(9)的厚度为1-2毫米。
10.根据权利要求9所述的锂电池正极材料用匣钵的划线装置，其特征在于，还包括匣钵，所述水平镂空骨架(5)轮廓的长、宽比所述匣钵的内壁的长、宽各小5-10毫米；所述支持骨架(6)的高度比所述匣钵的内壁的高大10-20毫米。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108253800A (zh) * | 2018-03-07 | 2018-07-06 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种用于焙烧锂离子电池电极材料的排气与传热多功能装置 |
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2014
- 2014-07-03 CN CN201420365405.0U patent/CN204123390U/zh active Active
Cited By (2)
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| CN108253800B (zh) * | 2018-03-07 | 2024-02-13 | 合肥工业大学智能制造技术研究院 | 一种用于焙烧锂离子电池电极材料的排气与传热装置 |
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