CN208824389U - 一种带超声波振动棒的行星搅拌机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种带超声波振动棒的行星搅拌机，包括行星机构、搅拌机构与超声波振动棒，所述超声波发生器设于行星机构的顶部，超声波传递部件为枝状结构，枝状结构包括主轴与旁支，所述主轴距离行星机构中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构中心轴的距离。所述装置操作简便，并能够改善浆料中电极材料颗粒的分散效果，进而提升电池的产品一致性。
Description
技术领域
本实用新型属于设备搅拌领域，涉及一种行星搅拌机，尤其涉及一种带超声波振动棒的行星搅拌机。
背景技术
锂离子电池生产的第一步工序是匀浆，锂离子电池的电极制造，正极浆料由粘合剂、导电剂与正极材料等组成；负极浆料由粘合剂与石墨碳粉等组成。正负极浆料的制备都包括了液体与液体、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，颗粒活性物质的分散性和均匀性直接影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。
传统的浆料制备过程中，起分散作用的主要部分为叶轮，但在叶轮端部较远的区域会存在浆料无法有效分散的死区，分散设备的工作区域越大，浆料粘度越高，死区的问题就越突出。锂离子电池的原材料粒径小，如正极主材镍钴锰酸锂的粒径D50约10μm，在粉料与溶剂接触的瞬间会迅速团聚，如果不能有效分散，在涂布时极片表面会出现黑斑，黑斑出现频率约40颗/m2。电池的一致性会因此降低，自放电不良比例约3.4％，pack配组成功率约77％。
CN 107335376 A公开了一种锂电池匀浆搅拌装置，包括底箱，底箱的顶部固定连接有搅拌箱，并且搅拌箱的顶部固定连接有电机箱，电机箱内壁的底部通过固定块固定连接有电机，并且电机输出轴的表面套设有涡轮，电机箱的顶部通过轴承转动连接有蜗杆，并且蜗杆的表面与涡轮的表面啮合，蜗杆的底端通过联轴器固定连接有旋转杆，并且旋转杆远离电机箱的一端贯穿搅拌箱并延伸至搅拌箱的内部。该装置能够达到对锂电池浆液进行搅拌的目的，但结构复杂，对于器壁、旋转叶等部分存在较大死角，分散死角的浆料形成的小型团聚无法避免，影响锂电池浆液涂布质量。
行星搅拌机是一种新型高效的混合搅拌设备，釜体中的搅拌器分为低速搅拌器与高速搅拌器，搅拌器在绕釜体轴线公转的同时，又以不同的转速绕自身轴线高速自转，使物料在釜体内作复杂的运动，改善小颗粒团聚的情况。
CN 206139111 U公开了一种聚氨酯密封胶行星搅拌高速分散间断式自动化生产机，该设备分散搅拌桶内设置有行星机构，行星机构下方分别安装有低速搅拌机构和高速分散机构，行星机构下方外侧固设有刮壁机构，分散搅拌桶的底部设有超声波发生器，超声波发生器上设有超声波分散筒。但该设备中的超声波发生器占用空间大，无法有效打散上层搅拌桨与分散件死角区域的小型团聚。
为了改善锂离子电池浆料的均匀性，降低浆料中电极材料颗粒的团聚情况，需要一种结构简单，可显著改善分散效果的搅拌机。
实用新型内容
针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种带超声波振动棒的行星搅拌机，所述装置结构简单，操作简便，并能够提高浆料中电极材料颗粒的分散效果，进而提升电池的产品一致性。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种带超声波振动棒的行星搅拌机，包括行星机构，所述带超声波振动棒的搅拌机还包括超声波振动棒；
所述超声波振动棒设于行星机构的底部；
所述超声波振动棒为枝状结构，枝状结构包括主轴与旁支。
所述主轴距离行星机构中心轴的距离小于搅拌机构距离中心轴的距离。
主轴垂直连接于行星机构的底部。
旁支一端与主轴连接，另一端沿主轴的径向延伸。
带超声波振动棒的行星搅拌机，还包括搅拌机构，所述主轴距离行星机构中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构中心轴的距离。
本实用新型中枝状结构的超声波振动棒可以与搅拌机构相协同，减小搅拌桨周围的死区，提高浆料中电极材料颗粒的分散效果。
本实用新型提供的带超声波振动棒的行星搅拌机分散浆料的工艺流程为：
将需要处理的浆料加入到罐体中；
开启行星搅拌机，使搅拌机构自转的同时绕行星机构的中心轴做公转运动且超声波振动棒振动的同时同样绕行星机构的中心轴做公转运动。
所述旁支的形状包括杆状、方片状、圆片状或螺旋片状中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如杆状与方片状，杆状与圆片状，杆状、圆片状与螺旋片状。
所述旁支的数量为2～10个，如3、4、5、7、8或9个等，优选为6个。
合理数量的旁支之间产生的超声波相互配合，能够对搅拌桨与分散盘不能处理的团簇颗粒进行分散处理，有效改善浆料中颗粒的分散效果。
优选的，4～10个所述旁支在主轴上呈螺旋排布，如5、7或9个等，优选为6个。
旁支一端连接主轴，另一端沿主轴径向方向延伸到搅拌桨、分散盘和罐壁的附近，延伸的旁支能够减小搅拌桨、分散盘和罐壁附近的死区范围，改善浆料中颗粒的分散效果。本领域的技术人员应当得知，任何不影响所述搅拌机构公转与自转的旁支延伸方式都可实现本实用新型。
搅拌机构包括多个第一搅拌轴，如2个、3个或4个等，以及固定在每个第一搅拌轴上的搅拌桨，还包括多个第二搅拌轴，如1个、2个、3个等，以及固定在第二搅拌轴上的分散盘。
第一搅拌轴距离行星机构中心轴的距离大于第二搅拌轴距离行星机构中心轴的距离。
本实用新型中与行星机构连接的搅拌机构包括第一搅拌轴与第二搅拌轴，两周搅拌轴的自转速度不同，其中第一搅拌轴的自转速度较慢，为：10-40rpm，如15rpm、20rpm、25rpm或30rpm等，可以使浆料在罐体内循环流动；第二搅拌轴的自转速度较快，为：1000-6000rpm，如2000rpm、3000rpm、4000rpm或5000rpm，可以分散浆料中团聚的颗粒。
每个第一搅拌轴上固定至少一个搅拌桨，如1个、2个或3个等；
搅拌桨包括桨式、涡轮式、锚式与推进式的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合如桨式与涡轮式，桨式与锚式，涡轮式与推进式，桨式、涡轮式与锚式，本领域的技术人员可以根据需要进行选择。
每个第二搅拌轴上固定至少一个分散盘，如1个、2个或3个等；
分散盘包括单面齿分散盘、单层分散盘、双层分散盘、双面齿分散盘、周边齿分散盘与内齿式分散盘的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合为单面齿分散盘与双面齿分散盘，双面齿分散盘与周边齿分散盘，单面齿分散盘、周边齿分散盘与内齿式分散盘、周边齿分散盘、单层分散盘与双层分散盘，本领域的技术人员可以根据需要进行选择。
搅拌桨与分散盘在随搅拌轴做自转运动时同时做绕行星机构中心轴的公转运动，分散盘能够将搅拌桨无法打散的较小颗粒瞬间打散，改善浆料中颗粒的团簇情况。超声波振动棒的主轴与旁支能够打散搅拌桨、分散盘以及罐壁上团簇的颗粒，进一步的提高浆料的分散度。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供的带超声波振动棒的行星搅拌机，操作简便，并能够改善浆料中电极材料颗粒的分散效果，使正极浆料细度不超过30μm，负极浆料细度不超过50μm，进而提升电池的产品一致性。
附图说明
图1为实施例1提供的带超声波振动棒的行星搅拌机的示意图。
其中：1，行星机构；2，第一搅拌轴；3，第二搅拌轴；4，超声波振动棒；41，主轴；42，旁支；5，罐体。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
实施例1
一种带超声波振动棒4的行星搅拌机，其示意图如图1所示，包括行星机构1、搅拌机构和超声波振动棒4。
枝状结构的超声波振动棒4设于行星机构1的底部，包括主轴41与旁支42，旁支42数量为2且都为圆片状。
主轴41距离行星机构1中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构1中心轴的距离。
行星机构1下连接有2个第一搅拌轴2，所述第一搅拌轴2为慢速搅拌轴，每个搅拌轴上固定有1个锚式搅拌桨，所述第一搅拌轴的自转速度为25rpm。
行星机构1下连接有1个第二搅拌轴3，第二搅拌轴3距离行星机构1中心轴的距离小于第一搅拌轴2距离行星机构1中心轴的距离，所述第二搅拌轴3为快速搅拌轴，搅拌轴上固定有1个单面齿分散盘，所述快速搅拌轴的自转速度为4000rpm。
利用上述带超声波振动棒4的行星搅拌机分散浆料的工艺流程为：
将需要处理的浆料加入到罐体5中；
开启行星搅拌机，使搅拌机构自转的同时绕行星机构1的中心轴做公转运动且超声波振动棒4振动的同时同样绕行星机构1的中心轴做公转运动。
实施例2
一种带超声波振动棒4的行星搅拌机，包括行星机构1、搅拌机构和超声波振动棒4；
枝状结构的超声波振动棒4设于行星机构1的底部，包括主轴41与旁支42，旁支42分别为1个杆状旁支，2个方片状旁支，3个圆片状旁支，不同形状的旁支在主轴41上的位置不影响搅拌机构的运作。
主轴41距离行星机构1中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构1中心轴的距离。
行星机构1下连接有3个第一搅拌轴2，所述第一搅拌轴2为慢速搅拌轴，每个搅拌轴上固定有2个涡轮式搅拌桨，所述第一搅拌轴的自转速度为30rpm。
行星机构1下连接有2个第二搅拌轴3，第二搅拌轴3距离行星机构1中心轴的距离小于第一搅拌轴2距离行星机构1中心轴的距离，所述第二搅拌轴3为快速搅拌轴，搅拌轴上固定有2个分散盘，分别为单层分散盘与双层分散盘，所述第二搅拌轴的自转速度为5000rpm。
利用上述带超声波振动棒4的行星搅拌机分散浆料的工艺流程为：
将需要处理的浆料加入到罐体5中；
开启行星搅拌机，使搅拌机构自转的同时绕行星机构1的中心轴做公转运动且超声波振动棒4振动的同时同样绕行星机构1的中心轴做公转运动。
实施例3
一种带超声波振动棒4的行星搅拌机，包括行星机构1、搅拌机构和超声波振动棒4。
枝状结构的超声波振动棒4设于行星机构1的底部，包括主轴41与旁支42，旁支42分别为1个杆状旁支，2个方片状旁支，3个圆片状旁支，不同形状的旁支42在主轴41上的位置不影响搅拌机构的运作。
主轴41距离行星机构1中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构1中心轴的距离。
行星机构1下连接有3个第一搅拌轴2，所述第一搅拌轴2为慢速搅拌轴，每个搅拌轴上固定有2个涡轮式搅拌桨，所述第一搅拌轴的自转速度为20rpm。
行星机构1下连接有2个第二搅拌轴3，第二搅拌轴3距离行星机构1中心轴的距离小于第一搅拌轴2距离行星机构1中心轴的距离，所述第二搅拌轴3为快速搅拌轴，搅拌轴上固定有3个分散盘，分别为周边齿分散盘、单层分散盘与双层分散盘，所述第二搅拌轴的自转速度为3000rpm。
利用上述带超声波振动棒4的行星搅拌机分散浆料的工艺流程为：
将需要处理的浆料加入到罐体5中；
开启行星搅拌机，使搅拌机构自转的同时绕行星机构1的中心轴做公转运动且超声波振动棒4振动的同时同样绕行星机构1的中心轴做公转运动。
实施例4
一种带超声波振动棒4的行星搅拌机，包括行星机构1、搅拌机构和超声波振动棒4。
枝状结构的超声波振动棒4设于行星机构1的底部，包括主轴41与旁支42，旁支42为4个方片状旁支，4个方片状旁支在主轴上呈螺旋排布，且不影响搅拌机构的运作。
主轴41距离行星机构1中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构1中心轴的距离。
行星机构1下连接有3个第一搅拌轴2，所述第一搅拌轴2为慢速搅拌轴，每个搅拌轴上固定有2个涡轮式搅拌桨，所述第一搅拌轴的自转速度为15rpm。
行星机构1下连接有2个第二搅拌轴3，第二搅拌轴3距离行星机构1中心轴的距离小于第一搅拌轴2距离行星机构1中心轴的距离，所述第二搅拌轴3为快速搅拌轴，搅拌轴上固定有2个分散盘，分别为周边齿分散盘与内齿式分散盘，所述第二搅拌轴的自转速度为2000rpm。
利用上述带超声波振动棒4的行星搅拌机分散浆料的工艺流程为：
将需要处理的浆料加入到罐体5中；
开启行星搅拌机，使搅拌机构自转的同时绕行星机构1的中心轴做公转运动且超声波振动棒4振动的同时同样绕行星机构1的中心轴做公转运动。
对比例1
一种带超声波振动棒4的行星搅拌机，包括行星机构1、搅拌机构和超声波振动棒4。
超声波振动棒4仅包括主轴。
超声波振动棒4设于行星机构1的底部。
超声波振动棒4距离行星机构1中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构1中心轴的距离。
行星机构1下连接有2个第一搅拌轴2，所述第一搅拌轴2为慢速搅拌轴，每个搅拌轴上固定有1个锚式搅拌桨，所述第一搅拌轴的自转速度为25rpm。
行星机构1下连接有1个第二搅拌轴3，第二搅拌轴3距离行星机构1中心轴的距离小于第一搅拌轴2距离行星机构1中心轴的距离，所述第二搅拌轴3为快速搅拌轴，搅拌轴上固定有1个单面齿分散盘，所述第二搅拌轴的自转速度为4000rpm。
利用上述带超声波振动棒4的行星搅拌机分散浆料的工艺流程为：
将需要处理的浆料加入到罐体5中；
开启行星搅拌机，使搅拌机构自转的同时绕行星机构1的中心轴做公转运动且超声波振动棒4振动的同时同样绕行星机构1的中心轴做公转运动。
利用实施例及对比例中的带超声波振动棒的行星搅拌机进行锂离子电池匀浆生产，结果如表1所示：
表1
由上可知，本实用新型提供的带超声波振动棒的行星搅拌机，操作简便，并能够改善浆料中电极材料颗粒的分散效果，进而提升电池的产品一致性。
申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (7)
1.一种带超声波振动棒的行星搅拌机，包括行星机构(1)，其特征在于，所述带超声波振动棒的搅拌机还包括超声波振动棒(4)；
所述超声波振动棒(4)设于行星机构(1)的底部；
所述超声波振动棒(4)为枝状结构，枝状结构包括主轴(41)与旁支(42)；
所述主轴(41)垂直连接于行星机构(1)的底部；
所述旁支(42)一端与主轴(41)连接，另一端沿主轴(41)的径向延伸；
多个所述旁支在主轴上呈螺旋排布。
2.根据权利要求1所述的带超声波振动棒的行星搅拌机，其特征在于，还包括搅拌机构，所述主轴(41)距离行星机构(1)中心轴的距离小于搅拌机构距离行星机构(1)中心轴的距离。
3.根据权利要求1所述的带超声波振动棒的行星搅拌机，其特征在于，所述旁支(42)形状包括杆状、方片状、圆片状或螺旋片状中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的带超声波振动棒的行星搅拌机，其特征在于，所述旁支(42)的数量为2～10。
5.根据权利要求2所述的带超声波振动棒的行星搅拌机，其特征在于，所述搅拌机构包括至少两个第一搅拌装置和至少一个第二搅拌装置；
第一搅拌装置包括第一搅拌轴(2)和固定在第一搅拌轴(2)上的至少一个搅拌桨；
第二搅拌装置包括第二搅拌轴(3)和固定在第二搅拌轴(3)上的至少一个分散盘；
第一搅拌装置距离行星机构(1)中心轴的距离大于第二搅拌装置距离行星机构(1)中心轴的距离。
6.根据权利要求5所述的带超声波振动棒的行星搅拌机，其特征在于，所述搅拌桨包括桨式、涡轮式、锚式与推进式的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求5所述的带超声波振动棒的行星搅拌机，其特征在于，所述分散盘包括单面齿分散盘、单层分散盘、双层分散盘、双面齿分散盘、周边齿分散盘与内齿式分散盘的任意一种或至少两种的组合。
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201821359501.9U CN208824389U (zh) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | 一种带超声波振动棒的行星搅拌机 |
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| CN201821359501.9U CN208824389U (zh) | 2018-08-22 | 2018-08-22 | 一种带超声波振动棒的行星搅拌机 |
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN110935364A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-03-31 | 河北中科同创科技发展有限公司 | 一种化学试剂混合装置 |
| CN113713674A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-30 | 昆明理工大学 | 一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置 |
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2018
- 2018-08-22 CN CN201821359501.9U patent/CN208824389U/zh active Active
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| CN110935364A (zh) * | 2019-12-05 | 2020-03-31 | 河北中科同创科技发展有限公司 | 一种化学试剂混合装置 |
| CN113713674A (zh) * | 2021-09-17 | 2021-11-30 | 昆明理工大学 | 一种轻便式行星桨搅拌强化混合装置 |
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