CN210699679U - 锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备。该设备包括合浆机和粘度检测组件，合浆机包括罐体、搅拌组件和控制器，粘度检测组件包括测试杯、浆料循环管线和粘度测试计，测试杯通过浆料循环管线与罐体相连通，粘度测试计设置于测试杯内并用于检测测试杯内电池浆料的粘度，粘度测试计与控制器通讯连接。使用该设备能够实现电池浆料粘度的自动实时检测，能够实现在合浆过程中在线实时检测并调节电池浆料的粘度，不会出现粘度超标需要返工的情况；且测试后的电池浆料被及时的输送回罐体内，不会出现浆料团聚，能够保证最终出料粘度的一致性；此外，测试过程无需人工取样测试，测试效率更高。

Description

锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备

技术领域

本实用新型属于锂电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备。

背景技术

正极浆料及负极浆料是制造锂离子电池正极和负极的重要原料之一，其中，正极浆料通常由粘合剂、导电剂、正极材料等组成，负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等组成。正负极浆料和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，而且整个过程都伴随着温度、粘度、环境等的变化。在正、负极浆料中，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，即浆料的合浆质量至关重要。

浆料粘度是合浆质量的一个重要表征指标，浆料粘度大小及合浆的一致性直接影响到电池极片涂覆质量的好坏，因此，在执行合浆作业时，及时准确地获取浆料粘度数据显得尤为重要。然而，目前对浆料粘度的检验方法为每桶合浆完成后取一次样在旋转粘度计下测试一个粘度值，该方法存在以下缺陷：①只能等合浆完成后才能取样测试，若粘度超标还要返工，过程无法及时监控调节；②每次测试需要两个人配合，一人操作设备开罐，一人取样测试，费时费力，还存在一定的安全风险；③测试后的浆料无法及时返回合浆桶搅拌，容易团聚，且频繁开罐也增加了异物掉入合浆桶的风险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，旨在解决现有技术中的浆料粘度检测方法费时费力且不能及时监控调节浆料粘度的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，包括用于对电池浆料进行搅拌并调节粘度的合浆机，合浆机包括罐体、设置于罐体内的搅拌组件和电性连接于搅拌组件并用于控制搅拌组件启闭的控制器，锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备还包括用于对合浆机内电池浆料进行实时粘度检测的粘度检测组件，粘度检测组件包括测试杯、浆料循环管线和粘度测试计，测试杯用于盛装待检测电池浆料，且测试杯通过浆料循环管线与罐体相连通，并用于将电池浆料从罐体输送至测试杯及用于将测试完成后的电池浆料从测试杯输送回罐体，粘度测试计设置于测试杯内并用于检测测试杯内电池浆料的粘度，粘度测试计与控制器通讯连接。

进一步地，浆料循环管线包括送料管和回料管，罐体上开设有浆料出口和浆料回口，测试杯上开设有杯体入料口和杯体出料口，送料管连通浆料出口和杯体入料口，回料管连通杯体出料口和浆料回口。

可选地，粘度检测组件还包括供料泵，供料泵设置于送料管上。

可选地，粘度检测组件还包括回收料泵，回收料泵设置于回料管上。

可选地，粘度检测组件还包括恒温保持器，测试杯置于恒温保持器内。

可选地，恒温保持器的温度为25℃±1.0℃。

可选地，恒温保持器为水浴恒温保持器

可选地，恒温保持器为气浴恒温保持器。

可选地，粘度计为旋转粘度计。

本实用新型提供锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：本实用新型的锂离子电池浆料在线检测及粘度调节设备，其将粘度测试组件与合浆机联合设置，合浆机搅拌调节电池浆料粘度的同时，即合浆过程中，合浆机的罐体内的电池浆料通过浆料输送管线被输送至测试杯内，并通过粘度测试计对进入测试杯内的浆料进行实时的粘度测试，测试完成后，测试杯内的电池浆料又通过浆料输送管线被输送回罐体内，同时，粘度测试计与合浆机的控制系通讯连接并将测试得到的电池浆料的实时粘度值反馈给控制器，控制器根据获得的实时粘度值判断罐体内浆料的粘度是否满足粘度需求，满足需求时控制搅拌组件停止搅拌，不满足需求时则继续搅拌，并持续输送电池浆料至测试杯内进行粘度测试，直至测试得到的实时粘度值满足粘度要求为止。如此，使用该设备能够实现电池浆料粘度的自动实时检测，并且测试数据能够同步反馈给合浆机的控制器，从而实现在合浆过程中在线实时检测并调节电池浆料的粘度，不会出现粘度超标需要返工的情况；并且，测试后的电池浆料被及时的输送回罐体内，不会出现浆料团聚的情况，不会浪费浆料，且能够保证最终出料粘度的一致性；此外，测试过程无需人工取样测试，测试效率更加高效，测试结果更加可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备的使用方法的流程图。

其中，图中各附图标记：

10—合浆机 11—罐体 12—搅拌组件

20—粘度检测组件 21—测试杯 22—粘度测试计

23—浆料循环管线 24—供料泵 25—回收料泵

26—恒温保持器 27—数据线 111—浆料出口

112—浆料回口 113—供料口 114—排料口

121—搅拌桨 122—分散桨 211—杯体入料口

231—送料管 232—回料管。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述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1～2描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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实用新型中的具体含义。

如图1和图2所示，本实用新型的一实施例提供了一种锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，该设备包括用于对电池浆料进行搅拌并调节粘度的合浆机10，合浆机10包括罐体11、设置于罐体11内的搅拌组件12和电性连接于搅拌组件12并用于控制搅拌组件12启闭的控制器(图未示)。其中，罐体11用于承装待粘度调节即待合浆的电池浆料，罐体11上开设有用于将待合浆的电池浆料投入罐体11的供料口113和用于将合浆完成后的电池浆料排出的排料口114；搅拌组件12延伸至电池浆料内并用于搅拌合浆，搅拌组件12包括设置与罐体11中心位置处的搅拌桨121和分设于搅拌桨121两侧的分散桨122，合浆时，搅拌桨121和分散桨122同时启动对电池浆料进行搅拌，从而快速且均匀的调整电池浆料的粘度，控制器同时与搅拌桨121和两分散桨122电性连接，从而控制两搅拌结构的开启和关闭；控制器设置于罐体11外并用于实时调控搅拌组件12的启闭，同时还能用于调整改变搅拌组件12的搅拌速度等的搅拌参数。

进一步地，如图1所示，锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备还包括用于对合浆机10内电池浆料进行实时粘度检测的粘度检测组件20，粘度检测组件20包括测试杯21、浆料循环管线23和粘度测试计22，测试杯21用于盛装待检测电池浆料，且测试杯21通过浆料循环管线23与罐体11相连通，并用于将电池浆料从罐体11输送至测试杯21及用于将测试完成后的电池浆料从测试杯21输送回罐体11，粘度测试计22设置于测试杯21内并用于检测测试杯21内电池浆料的粘度，粘度测试计22与控制器通讯连接并用于将测试得到的测试杯21内的电池浆料的实时粘度值反馈给控制器，具体地，在本实施例中，粘度测试计22与控制器通过通讯数据线27通讯连接，或者，在粘度测试计22内设置无线发射模块，在控制器内设置无线接收模块，实时粘度值信息通过无线传输的方式被发射给控制器。

本实用新型实施例的锂离子电池浆料在线检测及粘度调节设备，其将粘度测试组件与合浆机10联合设置，合浆机10搅拌调节电池浆料粘度的同时，即合浆过程中，合浆机10的罐体11内的电池浆料通过浆料输送管线被输送至测试杯21内，并通过粘度测试计22对进入测试杯21内的浆料进行实时的粘度测试，测试完成后，测试杯21内的电池浆料又通过浆料输送管线被输送回罐体11内，同时，粘度测试计22与合浆机10的控制器通讯连接并将测试得到的电池浆料的实时粘度值反馈给控制器，控制器根据获得的实时粘度值判断罐体11内浆料的粘度是否满足粘度需求，满足需求时控制搅拌组件12停止搅拌，不满足需求时则继续搅拌，并持续输送电池浆料至测试杯21内进行粘度测试，直至测试得到的实时粘度值满足粘度要求为止。如此，使用该设备能够实现电池浆料粘度的自动实时检测，并且测试数据能够同步反馈给合浆机10的控制器，从而实现在合浆过程中在线实时检测并调节电池浆料的粘度，不会出现粘度超标需要返工的情况；并且，测试后的电池浆料被及时的输送回罐体11内，不会出现浆料团聚的情况，不会浪费浆料，且能够保证最终出料粘度的一致性；此外，测试过程无需人工取样测试，测试效率更加高效，测试结果更加可靠。

在本实施例中，控制器可以为目前技术比较成熟的单片机、PLC控制装置50或者计算机等，对各个搅拌组件12的具体控制可以按照控制和使用需求进行设定或编辑的程序进行。

在本实用新型的另一实施例中，如图1所示，浆料循环管线23包括送料管231和回料管232，罐体11上开设有浆料出口111和浆料回口112，测试杯21上开设有杯体入料口211和杯体出料口(图未示)，送料管231连通浆料出口111和杯体入料口211，罐体11内的电池浆料通过送料管231输送至测试杯21内进行粘度测试，回料管232连通杯体出料口和浆料回口112，测试完成后的电池浆料经由回料管232输送回罐体11内。如此，合浆过程中，通过不同的管路进行电池浆料的输出和回料，输出及回料过程不会相互干扰，从而能够保证测试杯21内的电池浆料及时的输送回合浆机10的罐体11内，避免出现团聚而影响罐体11内电池浆料的粘度一致性。当然，在一些另外的实施例中，当测试杯21为敞口设置的杯形结构时，测试杯21上也可以不设置杯体入料口211和杯体出料口，送料管231和回料管232均可以从杯口伸入测试杯21内，因此，对于是否设置杯体入料口211和杯体出料口，可以根据实际情况进行设计，此处不做唯一限定。

在本实用新型的另一实施例中，如图1所示，粘度检测组件20还包括供料泵24，供料泵24设置于送料管231上，需要将电池浆料输送至测试杯21内进行粘度测试时，启动供料泵24抽送电池浆料，无需向测试杯21输送电池浆料时，关闭供料泵24。

在本实用新型的另一实施例中，如图1所示，粘度检测组件20还包括回收料泵25，回收料泵25设置于回料管232上，测试完成后，启动回收料泵25将测试杯21内的电池浆料抽送回罐体11内，抽送完成后关闭回收料泵25。

需要说明的是，在本实施中，供料泵24与回收料泵25交错启闭，即供料泵24启动工作时，回收料泵25关闭，回收料泵25启动工作时，供料泵24关闭，如此，确保粘度测试计22有足够的时间对进入测试杯21内的电池浆料进行粘度测试，从而保证测试结果的准确性。

在本实用新型的另一实施例中，如图1所示，粘度检测组件20还包括恒温保持器26，测试杯21置于恒温保持器26内，以使测试杯21内电池浆料的温度保持在恒定的测试温度范围内。由于温度能够影响流体分子的运动的激烈程度，从而影响流体的粘度，因此，将测试杯21置于恒温保持器26内，使测试杯21内的电池浆料在测试过程始终维持在恒定的温度范围内，粘度测试计22在稳定的温度条件下测定电池浆料的粘度值，如此即可确保提高粘度测试的可靠性和准确性，避免因测试过程中温度变化过大而导致测试结果不稳定或是测试结果不准确。

在本发明的另一实施例中，恒温保持器26的温度优选为25℃±1.0℃，如此，将测试杯21内的电池浆料的温度控制在25℃±1.0℃的范围内，选择与室温较为接近的温度作为粘度测试温度，且该温度也与罐体11内的电池浆料温度较为接近，如此，电池浆料进入测试杯21进行测试时无需经过较长时间的加热或者降温即可获得稳定且统一的测试温度，从而能够缩短测试时间，并进一步地的保证测试结果的准确性和可比性。优选地，恒温保持加热器的加热温度为25℃±(0.1℃～0.5℃)，此时，测试杯21内电池浆料的温度同样能够稳定在25℃±(0.1℃～0.5℃)内，即电池浆料的测试温度偏差不超过0.1℃，此时，测试结果最具可比性。

在本实用新型的另一实施例中，恒温保持器26为水浴恒温保持器，即采用水浴加热的方式维持温度的恒定，比如恒温水浴锅等；或者，恒温保持器26也可以为气浴恒温保持器，即采用气浴加热的方式维持温度的恒定，比如恒温箱等。

在本实用新型的另一实施例中，如图1所示，粘度计为旋转粘度计。旋转粘度计是常见的粘度测试计22，易于获得，且测试准确可靠。

本实用新型的另一实施例还提供了一种使用上述锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备的方法，如图1和图2所示，包括以下步骤：

S10、将待调节粘度的电池浆料置于罐体11内，并使电池浆料部分淹没搅拌组件12，将电池浆料所需达到的预设粘度输入控制器，启动搅拌组件12对罐体11内的电池浆料进行搅拌，电池浆料在搅拌组件12的搅拌下进行合浆，同时随着搅拌的持续进行电池浆料的粘度发生改变。

S20、将搅拌后的电池浆料通过浆料输送管输送至测试杯21内，打开粘度测试计22对测试杯21内的电池浆料进行粘度测试，并得到电池浆料的实时粘度值。每隔一预设时长，测试杯21通过浆料输送管从罐体11内吸取电池浆料，以供粘度测试计22进行粘度测试。

S30、浆料输送管将测试杯21内的电池浆料输送回罐体11内，并与罐体11内的电池浆料搅拌混合。

S40、粘度测试计22将实时粘度值反馈给控制器，并与控制器内设置的预设粘度进行比对，当实时粘度值满足要求预设粘度需求时，即电池浆料的粘度满足使用要求时，控制器控制关闭搅拌组件12，反之，即电池浆料的粘度无法满足使用需求时，控制器控制搅拌组件12继续进行搅拌。

S50、重复执行步骤S20～S40，直至粘度测试计22测试得到的实时粘度值满足预设粘度需求为止。

在本实施例中，在步骤S10中，将预设粘度输入控制器的同时，还可以于控制器内设定若干不同的搅拌参数，执行步骤S40后，若检测到的实时粘度值无法满足预设粘度需求，则控制器根据所获得的实时粘度值控制搅拌组件12以不同或者相同的搅拌参数继续对罐体11内的电池浆料进行搅拌，如此，针对测试得到的不同实时粘度值，实时的调整搅拌组件12的搅拌参数，从而能够更加快速的使电池浆料的粘度满足要求。具体地，搅拌参数为搅拌组件的搅拌速度及搅拌时间等。

需要说明的是，在调整搅拌组件12的搅拌参数的同时，还可以通过添加溶剂等的方式调整电池浆料的粘度。

本实用新型实施例的锂离子电池浆料在线监测及调节粘度的方法，合浆时，先将待调节粘度的电池浆料置于罐体11内，同时在合浆机10的控制器内编辑输入电池浆料所需满足的预设粘度值，启动搅拌组件12搅拌电池浆料，搅拌一段时间后将电池浆料输送至测试杯21内，并通过粘度测试计22对进入测试杯21内的浆料进行实时的粘度测试，测试完成后，将测试杯21内的电池浆料输送回罐体11内，同时，粘度测试计22将测试得到的电池浆料的实时粘度值反馈给控制器，控制器将获得的实时粘度值与预设粘度值进行比对并判断罐体11内浆料的粘度是否满足粘度需求，满足需求时控制器控制搅拌组件12停止搅拌，不满足需求时则继续搅拌，并持续输送电池浆料至测试杯21内进行粘度测试，直至测试得到的实时粘度值满足粘度要求为止。如此，使用该方法能够在合浆过程中实现在线实时检测并调节电池浆料的粘度，不会出现粘度超标需要返工的情况；并且，测试后的电池浆料被及时的输送回罐体11内，不会出现浆料团聚的情况，不会浪费浆料，且能够保证最终出料粘度的一致性；此外，测试过程无需人工取样测试，测试效率更加高效，测试结果更加可靠。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，包括用于对电池浆料进行搅拌并调节粘度的合浆机，所述合浆机包括罐体、设置于所述罐体内的搅拌组件和电性连接于所述搅拌组件并用于控制所述搅拌组件启闭的控制器，其特征在于：

所述锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备还包括用于对所述合浆机内电池浆料进行实时粘度检测的粘度检测组件，所述粘度检测组件包括测试杯、浆料循环管线和粘度测试计，所述测试杯用于盛装待检测电池浆料，且所述测试杯通过所述浆料循环管线与所述罐体相连通，并用于将电池浆料从所述罐体输送至所述测试杯及用于将测试完成后的电池浆料从所述测试杯输送回所述罐体，所述粘度测试计设置于所述测试杯内并用于检测所述测试杯内电池浆料的粘度，所述粘度测试计与所述控制器通讯连接。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述浆料循环管线包括送料管和回料管，所述罐体上开设有浆料出口和浆料回口，所述测试杯上开设有杯体入料口和杯体出料口，所述送料管连通所述浆料出口和所述杯体入料口，所述回料管连通所述杯体出料口和所述浆料回口。

3.根据权利要求2所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述粘度检测组件还包括供料泵，所述供料泵设置于所述送料管上。

4.根据权利要求2所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述粘度检测组件还包括回收料泵，所述回收料泵设置于所述回料管上。

5.根据权利要求1～4任一项所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述粘度检测组件还包括恒温保持器，所述测试杯置于所述恒温保持器内。

6.根据权利要求5所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述恒温保持器的温度为25℃±1.0℃。

7.根据权利要求5所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述恒温保持器为水浴恒温保持器。

8.根据权利要求5所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述恒温保持器为气浴恒温保持器。

9.根据权利要求1～4任一项所述的锂离子电池浆料粘度在线监测调节设备，其特征在于：所述粘度测试计为旋转粘度计。

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