本發(fā)明涉及鋰離子電池生產(chǎn)領(lǐng)域,具體是一種動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線。
背景技術(shù):
隨著鋰離子電池的廣泛應(yīng)用,動(dòng)力鋰離子電池的相關(guān)研究也越來(lái)越深入,研究表明動(dòng)力鋰離子電池漿料的均勻性對(duì)電池的性能有很大的影響,極片制備漿料越均勻且漿料粒徑越小,動(dòng)力鋰離子電池性能越好。同時(shí),減小動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中的雜質(zhì)氣體及水分也有利于提高動(dòng)力鋰離子電池性能?,F(xiàn)有漿料制備工藝多從材料配比以及加工流程來(lái)保證漿料制備的均勻性以及提高漿料的制備效率。而未從漿料加工的具體設(shè)備來(lái)考慮制漿的均勻性以及高效性,具有一定的片面性,也未說(shuō)明具體加工過(guò)程的主要細(xì)節(jié)。
傳統(tǒng)的制備方法是先將原料中的粘合劑、分散劑(或?qū)щ妱?和溶劑攪拌均勻,然后再加入活性物質(zhì)攪拌均勻。其制備方法耗時(shí)較長(zhǎng),工藝不規(guī)范,可控制性較差,并且由于漿料始終在流動(dòng)性較好的狀態(tài)下攪拌,物料難以混合均勻,加之漿料易沉淀,使得漿料涂布時(shí)在集流體上厚度不均,固含量忽高忽低,涂布均一性很差,最終導(dǎo)致單體電容的一致性偏低。申請(qǐng)?zhí)?01110159480.2公開(kāi)了超級(jí)電容器漿料制備方法,其中雖然調(diào)整了漿料制備流程,但是仍然采取逐次加料分段攪拌的方式,其效率相對(duì)較低,不能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)。申請(qǐng)?zhí)?01410838866.x公開(kāi)了一種鋰離子電池負(fù)極漿料制備方法,該方案雖然提高了漿料分散效率,但該方案從原料預(yù)處理工藝到涂布工藝不能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),漿料在運(yùn)輸時(shí)接觸空氣,造成二次污染的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足,本發(fā)明擬解決的技術(shù)問(wèn)題是,提供一種動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子電池極片漿料制備的全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn),只需將原料加入原料存儲(chǔ)裝置便可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)多次生產(chǎn),無(wú)需分批上料,避免了漿料制備的污染,不需要人工參與,從而節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
本發(fā)明解決所述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是,提供一種動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線,其特征在于所述生產(chǎn)線包括原料存儲(chǔ)裝置、上料裝置、預(yù)混裝置、漿料存儲(chǔ)裝置、高速攪拌裝置、緩沖裝置、周轉(zhuǎn)裝置、過(guò)濾裝置、成品存儲(chǔ)裝置、氮?dú)獬浞叛b置、真空抽氣裝置、真空維持裝置和真空旁路裝置;
所述原料存儲(chǔ)裝置位于整條生產(chǎn)線的前端,用于對(duì)制備漿料的原料中的粉料進(jìn)行存儲(chǔ)和干燥;
所述上料裝置分別與原料存儲(chǔ)裝置和預(yù)混裝置連接,用于對(duì)原料中的溶劑和粉料分別按照比例進(jìn)行稱(chēng)重;
所述預(yù)混裝置分別與上料裝置和漿料存儲(chǔ)裝置連接,用于在高速攪拌裝置中正式攪拌漿料之前,將上料裝置中的溶劑和粉料混合,并制成指定濃度的漿料;
所述漿料存儲(chǔ)裝置分別與預(yù)混裝置和高速攪拌裝置連接,用于儲(chǔ)存來(lái)自預(yù)混裝置處理好的混合漿料,并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌處理;
所述高速攪拌裝置分別與漿料存儲(chǔ)裝置和緩沖裝置連接,在高速剪切作用下使得漿料顆粒變得更加細(xì)小均勻;
所述緩沖裝置分別與高速攪拌裝置和周轉(zhuǎn)裝置連接,用于對(duì)漿料進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)和冷卻;
所述周轉(zhuǎn)裝置分別與緩沖裝置和過(guò)濾裝置連接,用于對(duì)漿料進(jìn)行脫泡處理;
所述過(guò)濾裝置分別與周轉(zhuǎn)裝置和成品存儲(chǔ)裝置連接,用于對(duì)脫泡處理后的漿料進(jìn)行過(guò)濾,除去不符合要求的大顆粒漿料;
所述成品存儲(chǔ)裝置位于整條生產(chǎn)線的末端,用于儲(chǔ)存制備完成的漿料,并通過(guò)攪拌防止?jié){料凝結(jié);成品存儲(chǔ)裝置中的漿料可用于下一步涂布生產(chǎn)工序;
所述氮?dú)獬浞叛b置分別與原料存儲(chǔ)裝置、預(yù)混裝置、漿料存儲(chǔ)裝置、高速攪拌裝置、緩沖裝置、周轉(zhuǎn)裝置、過(guò)濾裝置和成品存儲(chǔ)裝置連接,為漿料生產(chǎn)提供所需的氮?dú)猓?/p>
所述真空抽氣裝置分別與原料存儲(chǔ)裝置、上料裝置、預(yù)混裝置、漿料存儲(chǔ)裝置、高速攪拌裝置、緩沖裝置、周轉(zhuǎn)裝置、過(guò)濾裝置和成品存儲(chǔ)裝置連接,提供真空環(huán)境;
所述真空維持裝置分別與高速攪拌裝置和成品存儲(chǔ)裝置連接;當(dāng)真空抽氣裝置抽真空完畢后,關(guān)閉所有真空抽氣裝置的閥門(mén),同時(shí)開(kāi)啟真空維持裝置的閥門(mén),保證生產(chǎn)線內(nèi)的真空度;
所述真空旁路裝置與原料存儲(chǔ)裝置連接,作用是在真空抽氣裝置啟動(dòng)后,加快真空抽氣裝置的抽真空速度,以達(dá)到快速抽真空的目的。
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明有益效果在于:
(1)該生產(chǎn)線能夠?qū)崿F(xiàn)鋰離子電池極片漿料制備的全自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn),只需將原料加入原料存儲(chǔ)裝置便可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)多次生產(chǎn),無(wú)需分批上料,避免了漿料制備的污染,不需要人工參與,從而節(jié)約了生產(chǎn)時(shí)間,提高了生產(chǎn)效率。
(2)在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中多次進(jìn)行抽真空-充氮?dú)膺@一過(guò)程,有效地避免了雜質(zhì)氣體以及水分對(duì)漿料的影響,從而提高了漿料的質(zhì)量,為實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的一致性奠定了基礎(chǔ)。
(3)高速攪拌裝置的應(yīng)用使得腔體內(nèi)分散流場(chǎng)更強(qiáng)烈,提高了對(duì)物料的剪切作用力,使得漿料分散更加細(xì)化均勻,提高了物料的均質(zhì)性和分散效率,達(dá)到物料均質(zhì)化的標(biāo)準(zhǔn),從而保證了鋰離子動(dòng)力電池的高性能。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線一種實(shí)施例的整體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線一種實(shí)施例的高速攪拌裝置整體結(jié)構(gòu)主視示意圖;
圖3是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線一種實(shí)施例的高速攪拌裝置的雙行星分散結(jié)構(gòu)的俯視示意圖;
圖4是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線一種實(shí)施例的高速攪拌裝置的雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線圖2中a部分的放大示意圖;
圖6是本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線一種實(shí)施例的粉料上料裝置示意圖;(圖中:1、原料存儲(chǔ)裝置;2、上料裝置;3、預(yù)混裝置;4、漿料存儲(chǔ)裝置;5、高速攪拌裝置;6、緩沖裝置;7、周轉(zhuǎn)裝置;8、過(guò)濾裝置;9、成品存儲(chǔ)裝置;10、氮?dú)獬浞叛b置;11、真空抽氣裝置;12、真空維持裝置;13、真空旁路裝置;21、溶劑上料裝置;22、粉料上料裝置;221、配重塊;222、活動(dòng)門(mén);223、料斗;224、過(guò)濾裝置;225、儲(chǔ)氣罐;51、輸入軸;52、主動(dòng)圓柱齒輪;53、主動(dòng)錐齒輪;54、第一從動(dòng)錐齒輪;55、中心軸;56、上部架體;57、第二從動(dòng)錐齒輪;58、內(nèi)層空心軸;59、第三從動(dòng)錐齒輪;510、外層空心軸;511、支撐板;512、行星架;513、行星架密封蓋;514、攪拌軸;515、反轉(zhuǎn)子;516、正轉(zhuǎn)子;517、攪拌罐;518、進(jìn)料口;519、出料口;520、太陽(yáng)輪;521、行星輪;522、冷卻裝置;523、錐齒輪;524、二級(jí)減速軸;525、從動(dòng)圓柱齒輪;526、冷卻液入口;527、冷卻液出口)
具體實(shí)施方式
下面給出本發(fā)明的具體實(shí)施例。具體實(shí)施例僅用于進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明,不限制本申請(qǐng)權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
本發(fā)明提供了一種動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線(參見(jiàn)圖1-6,簡(jiǎn)稱(chēng)生產(chǎn)線),其特征在于所述生產(chǎn)線包括原料存儲(chǔ)裝置1、上料裝置2、預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7、過(guò)濾裝置8、成品存儲(chǔ)裝置9、氮?dú)獬浞叛b置10、真空抽氣裝置11、真空維持裝置12和真空旁路裝置13;所述上料裝置2包括溶劑上料裝置21和粉料上料裝置22;
所述原料存儲(chǔ)裝置1位于整條生產(chǎn)線的前端,用于對(duì)制備漿料的原料中的粉料進(jìn)行存儲(chǔ)和干燥;由于動(dòng)力鋰離子電池制備漿料的粉料由導(dǎo)電劑、粘合劑和正負(fù)極材料三種原料構(gòu)成,原料存儲(chǔ)裝置1有三個(gè),分別用于存儲(chǔ)原料中的導(dǎo)電劑、粘合劑和正負(fù)極材料三種粉料;正極材料是鈷酸鋰、鎳酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰或它們的復(fù)合物以及改性物的粉末;負(fù)極材料是天然石墨、人造石墨、硅類(lèi)化合物和各種合金材料的粉末。
所述上料裝置2位于預(yù)混裝置3和漿料存儲(chǔ)裝置4之上,分別與原料存儲(chǔ)裝置1和預(yù)混裝置3連接;由于漿料制備原料分為粉料和溶劑兩種,故上料裝置2包括溶劑上料裝置21和粉料上料裝置22,其中溶劑上料裝置21由流量計(jì)來(lái)控制溶劑上料量,粉料上料裝置22則由配重塊221來(lái)控制粉料上料量;由于制漿粉料材料有三種,故設(shè)置三個(gè)相同的粉料上料裝置22,分別與各自的原料存儲(chǔ)裝置1連接,用來(lái)接收來(lái)自原料存儲(chǔ)裝置1的粉料;所述粉料上料裝置22包括配重塊221、活動(dòng)門(mén)222、料斗223、過(guò)濾裝置224和儲(chǔ)氣罐225;所述料斗223用于盛放粉料;所述料斗223內(nèi)部安裝有過(guò)濾裝置224,用于防止氣流帶走部分粉料;所述儲(chǔ)氣罐225安裝于料斗223側(cè)面,用于將吸附在過(guò)濾裝置224上的殘余粉料吹送入料斗223底部,防止過(guò)濾裝置224的堵塞;所述料斗223的底部安裝有帶配重塊221的活動(dòng)門(mén)222,隨著粉料的累積,當(dāng)?shù)袈湓诨顒?dòng)門(mén)222上的粉料達(dá)到配重塊221所設(shè)定的重量時(shí),活動(dòng)門(mén)222翻轉(zhuǎn),使粉料排出料斗223,進(jìn)入到預(yù)混裝置3中從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)稱(chēng)量;
所述預(yù)混裝置3位于上料裝置2之下,預(yù)混裝置3分別與上料裝置2和漿料存儲(chǔ)裝置4連接,用于在高速攪拌裝置5中正式攪拌漿料之前,將上料裝置2中的溶劑和粉料混合,并制成指定濃度的漿料;
所述漿料存儲(chǔ)裝置4分別與預(yù)混裝置3和高速攪拌裝置5連接,用于儲(chǔ)存來(lái)自預(yù)混裝置3處理好的混合漿料,并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌處理;
所述高速攪拌裝置5分別與漿料存儲(chǔ)裝置4和緩沖裝置6連接,在高速剪切作用下使得漿料顆粒變得更加細(xì)小均勻;
所述高速攪拌裝置5包括傳動(dòng)裝置、雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)、雙行星分散結(jié)構(gòu)、上部架體56、支撐板511和攪拌罐517;所述傳動(dòng)裝置包括輸入軸51、主動(dòng)圓柱齒輪52、主動(dòng)錐齒輪53、第一從動(dòng)錐齒輪54、中心軸55、第二從動(dòng)錐齒輪57、內(nèi)層空心軸58、第三從動(dòng)錐齒輪59、外層空心軸510、從動(dòng)圓柱齒輪522、錐齒輪523和二級(jí)減速軸524;所述雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)包括反轉(zhuǎn)子515和正轉(zhuǎn)子516;所述雙行星分散結(jié)構(gòu)包括行星架512、行星架密封蓋513、攪拌軸514、太陽(yáng)輪520和行星輪521;所述輸入軸51和二級(jí)減速軸524通過(guò)軸承安裝在上部架體56上;外部動(dòng)力裝置與輸入軸51連接,輸入軸51上安裝有主動(dòng)圓柱齒輪52和主動(dòng)錐齒輪53;所述二級(jí)減速軸524上安裝有從動(dòng)圓柱齒輪522和錐齒輪523;主動(dòng)圓柱齒輪52與從動(dòng)圓柱齒輪522相互嚙合,傳遞力和速度;所述中心軸55的一端安裝在上部架體56的一端面上,其上安裝有第一從動(dòng)錐齒輪54;所述內(nèi)層空心軸58嵌套在中心軸55外表面,內(nèi)層空心軸58一端安裝有第二從動(dòng)錐齒輪57;所述主動(dòng)錐齒輪53分別與第一從動(dòng)錐齒輪54和第二從動(dòng)錐齒輪57相互嚙合;所述外層空心軸510嵌套在內(nèi)層空心軸58外表面,外層空心軸510一端安裝有第三從動(dòng)錐齒輪59;所述第三從動(dòng)錐齒輪59與錐齒輪523嚙合;第一從動(dòng)錐齒輪54與第二從動(dòng)錐齒輪57的轉(zhuǎn)向相反,第一從動(dòng)錐齒輪54帶動(dòng)中心軸55正向轉(zhuǎn)動(dòng),第二從動(dòng)錐齒輪57帶動(dòng)內(nèi)層空心軸58反向轉(zhuǎn)動(dòng);第三從動(dòng)錐齒輪59帶動(dòng)外層空心軸510正向轉(zhuǎn)動(dòng);上部架體56的另一端面通過(guò)螺栓分別與支撐板511和攪拌罐517的一端面連接,支撐板511位于上部架體56與攪拌罐517中間;中心軸55、內(nèi)層空心軸58和外層空心軸510穿過(guò)支撐板511,外層空心軸510的另一端固定連接有行星架512,內(nèi)層空心軸58的另一端安裝有反轉(zhuǎn)子515,中心軸55的另一端安裝有正轉(zhuǎn)子516;正轉(zhuǎn)子516與反轉(zhuǎn)子515的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反;外層空心軸510中部通過(guò)深溝球軸承和推力軸承與支撐板511連接,深溝球軸承和推力軸承用來(lái)承受軸向與徑向力,確保外層空心軸510在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性;行星架512通過(guò)深溝球軸承與攪拌罐517連接,深溝球軸承自帶密封裝置,可以提高設(shè)備的穩(wěn)定性,減少震動(dòng);行星架密封蓋513中部具有通孔,嵌套在中心軸55和內(nèi)層空心軸58外,行星架密封蓋513外緣與行星架512固定連接;兩根攪拌軸514對(duì)稱(chēng)安裝在行星架密封蓋513上,連接處通過(guò)攪拌軸密封蓋密封;攪拌軸514一端安裝有行星輪521,另一端用于攪拌;所述太陽(yáng)輪520固定在內(nèi)層空心軸58中部,位于攪拌罐517內(nèi);行星輪521與太陽(yáng)輪520嚙合傳動(dòng);攪拌罐517的另一端面上開(kāi)有進(jìn)料口518,與漿料存儲(chǔ)裝置4連接,用于作為待攪拌物料的輸送口;攪拌罐517上開(kāi)有出料口519,與緩沖裝置6連接;所述中心軸55和內(nèi)層空心軸58中部均通過(guò)深溝球軸承和推力軸承與連接板連接,連接板固定在上部架體56上;深溝球軸承和推力軸承用來(lái)承受軸向與徑向力,確保外層空心軸510在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的穩(wěn)定性。正轉(zhuǎn)子516和反轉(zhuǎn)子515上有很多細(xì)小徑向槽,物料在這狹小的間隙內(nèi)形成極大的速度梯度,物料受到強(qiáng)烈的層流和湍流剪切作用而分散,從而使其達(dá)到更小尺度的混合分散,實(shí)現(xiàn)物料的細(xì)小化,提高物料的均勻性和一致性。所述攪拌軸514上安裝有溫度傳感器,實(shí)時(shí)監(jiān)控物料的溫度,更好的保護(hù)原物料性質(zhì)。
所述緩沖裝置6分別與高速攪拌裝置5和周轉(zhuǎn)裝置7連接,用于對(duì)漿料進(jìn)行緩沖存儲(chǔ)和冷卻;
所述周轉(zhuǎn)裝置7分別與緩沖裝置6和過(guò)濾裝置8連接,用于對(duì)漿料進(jìn)行脫泡處理;
所述過(guò)濾裝置8分別與周轉(zhuǎn)裝置7和成品存儲(chǔ)裝置9連接,用于對(duì)脫泡處理后的漿料進(jìn)行過(guò)濾,除去不符合要求的大顆粒漿料;過(guò)濾裝置8包括第一過(guò)濾裝置和第二過(guò)濾裝置,其中第一過(guò)濾裝置過(guò)濾網(wǎng)設(shè)置100目,第二過(guò)濾裝置設(shè)置120目;
所述成品存儲(chǔ)裝置9位于整條生產(chǎn)線的末端,用于儲(chǔ)存制備完成的漿料,并通過(guò)內(nèi)部的攪拌葉輪防止?jié){料凝結(jié);成品存儲(chǔ)裝置9中的漿料可用于下一步涂布生產(chǎn)工序;
所述氮?dú)獬浞叛b置10分別與原料存儲(chǔ)裝置1、預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7、過(guò)濾裝置8和成品存儲(chǔ)裝置9連接,為漿料生產(chǎn)提供所需的氮?dú)?;原料存?chǔ)裝置1中充入的氮?dú)鉃槲唇?jīng)過(guò)冷凝器處理的熱氮?dú)猓糜谔钛a(bǔ)抽真空形成的低壓,防止外界雜質(zhì)氣體進(jìn)入,保證原料免受空氣中雜質(zhì)氣體污染并對(duì)原料進(jìn)行干燥;在預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7、過(guò)濾裝置8和成品存儲(chǔ)裝置9中充入的氮?dú)饩鶠榻?jīng)過(guò)冷凝裝置處理的氮?dú)?,用于填補(bǔ)抽真空形成的低壓,防止外界雜質(zhì)氣體進(jìn)入,并置換由于各個(gè)階段攪拌產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體,起到對(duì)漿料的保護(hù)作用;通入的氮?dú)馐羌兌葹?9.999%的高純度氮?dú)猓?/p>
所述真空抽氣裝置11分別與原料存儲(chǔ)裝置1、上料裝置2、預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7、過(guò)濾裝置8和成品存儲(chǔ)裝置9連接,提供真空環(huán)境,當(dāng)各個(gè)裝置需要具備一定的真空度時(shí),打開(kāi)與之連接的真空抽氣裝置11的閥門(mén),便可將裝置內(nèi)不凝結(jié)、不溶解的氣體快速抽出;
所述真空維持裝置12分別與高速攪拌裝置5和成品存儲(chǔ)裝置9連接;當(dāng)真空抽氣裝置11抽真空完畢后,關(guān)閉所有真空抽氣裝置11的閥門(mén),同時(shí)開(kāi)啟真空維持裝置12的閥門(mén),依靠真空維持裝置12將生產(chǎn)線內(nèi)閥門(mén)泄露的少量氣體抽出,保證生產(chǎn)線內(nèi)的真空度;
所述真空旁路裝置13與原料存儲(chǔ)裝置1連接,作用是在真空抽氣裝置11啟動(dòng)后,加快真空抽氣裝置11的抽真空速度,以達(dá)到快速抽真空的目的。
每個(gè)原料存儲(chǔ)裝置1均呈圓柱形,原料存儲(chǔ)裝置1外壁與內(nèi)壁之間設(shè)置有螺旋狀導(dǎo)料槽,以引導(dǎo)粉料的上料和出料;其中粉料的干燥采用真空熱風(fēng)循環(huán)的方式,使得粉料干燥更加徹底、均勻;底部出料口處設(shè)計(jì)有分級(jí)環(huán),將滿足要求的粉體送入到上料裝置2,不滿足要求的粉體重新回到原料存儲(chǔ)裝置1中進(jìn)行干燥;
所述預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7、過(guò)濾裝置8和成品存儲(chǔ)裝置9均連接有隔膜泵,為原料或漿料導(dǎo)入下一工序提供動(dòng)力;
所述預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7和成品存儲(chǔ)裝置9外側(cè)均設(shè)置有冷卻裝置,用于對(duì)漿料進(jìn)行溫度調(diào)節(jié),防止溶劑的過(guò)渡蒸發(fā)及漿料的變質(zhì);
所述預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、周轉(zhuǎn)裝置7和成品存儲(chǔ)裝置9內(nèi)部設(shè)置有攪拌葉輪;
本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線的工作原理和工作流程是:在生產(chǎn)線工作之前,首先將原料存儲(chǔ)裝置1和溶劑上料裝置21進(jìn)行充料,此時(shí)生產(chǎn)線中粉料上料裝置22粉料進(jìn)料閥、溶劑上料裝置21溶劑出料閥、預(yù)混裝置3進(jìn)料閥均處于關(guān)閉狀態(tài),各個(gè)裝置之間處于相對(duì)獨(dú)立狀態(tài);啟動(dòng)真空抽氣裝置11對(duì)原料存儲(chǔ)裝置1、上料裝置2、預(yù)混裝置3、漿料存儲(chǔ)裝置4、高速攪拌裝置5、緩沖裝置6、周轉(zhuǎn)裝置7、過(guò)濾裝置8和成品存儲(chǔ)裝置9進(jìn)行快速抽真空處理。當(dāng)抽至-80~-90kpa時(shí),關(guān)閉所有抽真空閥門(mén),同時(shí)打開(kāi)真空維持裝置12的所有閥門(mén),依靠真空維持裝置12將閥門(mén)漏出的少量氣體抽出,以維持生產(chǎn)線內(nèi)部的真空度;關(guān)閉所有抽真空閥門(mén)之后打開(kāi)氮?dú)獬浞叛b置10閥門(mén)對(duì)進(jìn)行過(guò)抽真空的裝置(此過(guò)程不包括粉料上料裝置22)進(jìn)行充氮保壓,防止由于壓差,使得外界氣體進(jìn)入,在此過(guò)程中向原料存儲(chǔ)裝置1中充入的氮?dú)馐俏唇?jīng)過(guò)冷凝器的熱氮?dú)?,其余裝置均充入經(jīng)過(guò)冷凝器的較低溫氮?dú)猓簧a(chǎn)過(guò)程中還需每隔一段時(shí)間通過(guò)氮?dú)獬浞叛b置10置換生產(chǎn)線中混有雜質(zhì)氣體的氮?dú)狻?/p>
工作時(shí)同時(shí)打開(kāi)所有粉料上料裝置22的進(jìn)料閥,由于預(yù)備工作已對(duì)其進(jìn)行抽真空,故粉料在壓強(qiáng)差作用下由原料輸送裝置1進(jìn)入粉料上料裝置22腔內(nèi),氣體向上排出,而固體粉末留在料斗223內(nèi)。所述料斗223內(nèi)部安裝有過(guò)濾裝置224,用于防止氣流帶走部分粉料;所述儲(chǔ)氣罐225安裝于料斗223側(cè)面,用于將吸附在過(guò)濾裝置224上的殘余粉料吹送入料斗223底部,防止過(guò)濾裝置224的堵塞;所述料斗223的底部安裝有帶配重塊221的活動(dòng)門(mén)222,隨著粉料的累積,當(dāng)?shù)袈湓诨顒?dòng)門(mén)222上的粉料達(dá)到配重塊221所設(shè)定的重量時(shí),活動(dòng)門(mén)222翻轉(zhuǎn),使粉料排出料斗223,進(jìn)入到預(yù)混裝置3中從而實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)稱(chēng)量;溶劑上料裝置21則由流量計(jì)來(lái)對(duì)其進(jìn)行定量上料。溶劑和粉料均在重力作用下進(jìn)入預(yù)混裝置3中。
預(yù)混裝置3內(nèi)部設(shè)置有小攪拌葉輪的攪拌速度為400~1200r/min,大葉攪拌速度為10~30r/min,攪拌120~240min。攪拌過(guò)程中可由溶劑上料裝置21來(lái)調(diào)節(jié)漿料濃度,以使?jié){料的濃度符合要求。在此過(guò)程中需要通過(guò)真空抽氣裝置11和氮?dú)獬浞叛b置10每隔一段時(shí)間進(jìn)行抽真空-充氮?dú)膺@一過(guò)程,用以除去因攪拌產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體。在實(shí)施過(guò)程中,預(yù)混裝置3外設(shè)置有冷卻裝置,能夠適當(dāng)進(jìn)行預(yù)攪拌時(shí)的溫度調(diào)節(jié)。由預(yù)混裝置3處理好的漿料通過(guò)隔膜泵導(dǎo)入到漿料存儲(chǔ)裝置4中。
漿料存儲(chǔ)裝置4用于儲(chǔ)存來(lái)自預(yù)混裝置3處理好的混合漿料,并對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步的攪拌處理。從漿料存儲(chǔ)裝置4的底部排出的中間材料通過(guò)隔膜泵連續(xù)移送到高速攪拌裝置5。即漿料存儲(chǔ)裝置4不管預(yù)混裝置3中的攪拌是不是分批式進(jìn)行的,都能夠連續(xù)將漿料移送至高速攪拌裝置5。漿料存儲(chǔ)裝置4內(nèi)部大攪拌葉輪攪拌速度為20~50r/min,持續(xù)攪拌。在此過(guò)程中需要通過(guò)真空抽氣裝置11和氮?dú)獬浞叛b置10每隔一段時(shí)間進(jìn)行抽真空-充氮?dú)膺@一過(guò)程,用以除去因攪拌產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體。在實(shí)施過(guò)程中,漿料存儲(chǔ)裝置4外設(shè)置有冷卻裝置,能夠適當(dāng)進(jìn)行預(yù)攪拌時(shí)的溫度調(diào)節(jié)。由漿料存儲(chǔ)裝置4處理好的漿料通過(guò)隔膜泵導(dǎo)入到高速攪拌裝置5中。
高速攪拌裝置5為本生產(chǎn)線的核心裝備。其工作過(guò)程為:外部動(dòng)力裝置與輸入軸51連接,外部動(dòng)力裝置以電機(jī)為例。電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)輸入軸51轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)主動(dòng)圓柱齒輪52與從動(dòng)圓柱齒輪522相互嚙合,將運(yùn)動(dòng)分散傳遞到二級(jí)減速軸524上。同時(shí)通過(guò)主動(dòng)錐齒輪53將輸入軸51的動(dòng)力分別傳遞給第一從動(dòng)錐齒輪54和第二從動(dòng)錐齒輪57。第一從動(dòng)錐齒輪54帶動(dòng)中心軸55轉(zhuǎn)動(dòng),中心軸55帶動(dòng)正轉(zhuǎn)子516順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。第二從動(dòng)錐齒輪57將帶動(dòng)內(nèi)層空心軸58轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)層空心軸58帶動(dòng)太陽(yáng)輪520以及反轉(zhuǎn)子515逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),太陽(yáng)輪520驅(qū)動(dòng)行星輪521轉(zhuǎn)動(dòng),行星輪521驅(qū)動(dòng)攪拌軸514,實(shí)現(xiàn)了攪拌軸514的自轉(zhuǎn),對(duì)來(lái)自漿料存儲(chǔ)裝置4的鋰離子電池漿料進(jìn)行攪拌。二級(jí)減速軸524驅(qū)動(dòng)外層空心軸510轉(zhuǎn)動(dòng),外層空心軸510驅(qū)動(dòng)行星架512轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了攪拌軸514的公轉(zhuǎn),即攪拌軸514圍繞中心軸55轉(zhuǎn)動(dòng)。中心軸55驅(qū)動(dòng)正轉(zhuǎn)子516順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),內(nèi)層空心軸58驅(qū)動(dòng)反轉(zhuǎn)子515逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)了正轉(zhuǎn)子516與反轉(zhuǎn)子515的共軸反向轉(zhuǎn)動(dòng),二者均以高速旋轉(zhuǎn)。從而使得腔體內(nèi)分散流場(chǎng)更強(qiáng)烈,剪切作用更加劇烈。
通過(guò)高速攪拌裝置5處理過(guò)的完成攪拌的淤漿狀材料在重力的作用導(dǎo)入緩裝置6。緩沖裝置6對(duì)處理好的漿料起到緩沖與存儲(chǔ)的作用。緩沖裝置6外設(shè)置有冷卻裝置,能夠適當(dāng)進(jìn)行預(yù)攪拌時(shí)的溫度調(diào)節(jié)。由緩沖裝置6處理好的漿料通過(guò)隔膜泵導(dǎo)入到真空脫泡用的周轉(zhuǎn)裝置7。周轉(zhuǎn)裝置7通過(guò)大攪拌葉輪的低速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)速為30~50r/min,作用時(shí)間為30~60min,使?jié){料中存在的少量氣泡排出到表面破碎,產(chǎn)生的雜質(zhì)氣體則由抽真空-充氮?dú)膺^(guò)程帶走,保證了漿料的均勻性與無(wú)雜質(zhì)氣泡。在實(shí)施過(guò)程中,周轉(zhuǎn)裝置7外設(shè)置有冷卻裝置,能夠適當(dāng)進(jìn)行預(yù)攪拌時(shí)的溫度調(diào)節(jié)。由周轉(zhuǎn)裝置7處理好的漿料通過(guò)隔膜泵導(dǎo)入到過(guò)濾裝置8中。過(guò)濾裝置8包括第一過(guò)濾裝置和第二過(guò)濾裝置,其中第一過(guò)濾裝置過(guò)濾網(wǎng)設(shè)置100目,第二過(guò)濾裝置設(shè)置120目,層層篩選,濾去漿料粒徑較大的顆粒,使得用于后續(xù)涂布工序的漿料粒徑均勻且滿足使用要求。經(jīng)由過(guò)濾裝置8處理的漿料已經(jīng)為成品漿料,這些漿料由隔膜泵導(dǎo)入到成品存儲(chǔ)裝置9中。成品存儲(chǔ)裝置9用于存放生產(chǎn)好的漿料成品,并向后續(xù)涂布工序提供漿料。其內(nèi)部大攪拌葉輪轉(zhuǎn)速為10~30r/min。持續(xù)旋轉(zhuǎn),保證制成的成品漿料不發(fā)生凝結(jié)。在實(shí)施過(guò)程中,成品存儲(chǔ)裝置9外設(shè)置有冷卻裝置,能夠適當(dāng)進(jìn)行預(yù)攪拌時(shí)的溫度調(diào)節(jié)。動(dòng)力鋰離子電池極片漿料生產(chǎn)線完成。
本發(fā)明未述及之處適用于現(xiàn)有技術(shù)。