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    惰性鋰粉造粒機的制作方法

    文檔序號:25494289發布日期:2021-06-15 22:20
    惰性鋰粉造粒機的制作方法

    本發明涉及鋰電池生產加工技術領域,更具體地說,涉及惰性鋰粉造粒機。



    背景技術:

    鋰離子電池由于能量密度高、使用壽命長、綠色無污染等優勢被廣泛應用于消費類電子產品和電動汽車領域。然而鋰離子電池在首次充放電過程中會形成固體電解質膜(sei膜),而固體電解質膜會消耗部分鋰,造成鋰的損失,且此不可逆的首次容量的損失直接導致鋰離子電池容量的損失。為了彌補此過程中鋰的損失,一種對電池極片進行補鋰的工藝就應運而生。

    補鋰工藝分為化學補鋰和物理補鋰。物理補鋰目前運用比較廣泛且量產的有:鋰粉添加補鋰、鋰帶壓延覆膜補鋰、熔融鋰真空鍍膜補鋰等。這幾種工藝都是在電池極片的表面補鋰,存在鋰化程度不易控制、化學穩定性差、電池組裝前需要移除鋰箔,與現有商業化生產過程不兼容、設備投資大等缺點。

    綜上所述一種惰性鋰粉補鋰工藝的研發正在各大實驗室及各大電池廠家進行之中。所謂惰性鋰粉補鋰工藝就是把不穩定的鋰粉表面包覆一層li2co3,以改善其在干燥環境中的穩定性。然后在制漿過程中按比例加入漿料中,涂覆成極片,再在使用前對含有惰性鋰粉的極片施加壓力,使li2co3層發生破裂,使內部的鋰粉與外部的電極活性材料、電解液發生接觸。這種補鋰工藝的優點是鋰化程度可控、鋰粉能完全溶解于電極中,無需取出、鋰化動力學快等。

    目前的惰性鋰粉的制作方法是:把鋰粉放置在充滿惰性氣體的反應器里,再通入氧氣,使鋰粉的表面先產生一層氧化鋰(li2o)膜。再通入二氧化碳并加熱,讓二氧化碳與氧化鋰反應生產li2co3外殼。由于這種工藝是敞開式的,在連續性和環保方面很難滿足批量生產的需求。且難實現參數的精確控制。



    技術實現要素:

    1.要解決的技術問題

    針對現有技術中存在的問題,本發明的目的在于提供惰性鋰粉造粒機,它可以實現有效提高攪拌效果的同時提升了惰性鋰粉的質量,從而提高了后續補鋰過程中的工藝效果,有效的提高了經濟效益。

    2.技術方案

    為解決上述問題,本發明采用如下的技術方案:

    惰性鋰粉造粒機,包括底座,所述底座的上端中心前后對稱固定連接有兩個鉸接座,兩個所述鉸接座之間轉動連接有固定架,所述固定架前后兩側的下端固定連接有傾斜轉軸,且傾斜轉軸轉動連接對應位置的鉸接座內,所述固定架的下端中心固定連接有連接架,所述連接架的下端固定連接有齒輪盤,所述底座的下端固定連接有傾斜驅動架,且傾斜驅動架內固定連接有傾斜電機,所述傾斜電機的輸出軸上鍵連接固定有主動齒輪,所述底座與齒輪盤的下端嚙合,所述固定架的上端固定連接有密封罐,所述密封罐的內部中空,且密封罐內腔中轉動連接有旋轉攪拌桶,所述密封罐的上端固定連接有密封蓋,且密封蓋的上固定安裝有攪拌槳,所述攪拌槳貫穿密封蓋設置,且攪拌槳的下端插入旋轉攪拌桶內。

    作為本發明的一種優選方案,所述密封蓋的上端固定安裝有進氣口、真空口和鋰粉加入口,且進氣口、真空口和鋰粉加入口均與密封罐的內腔連通,所述鋰粉加入口位于密封蓋的上端靠近中心處。

    作為本發明的一種優選方案,所述密封罐的下端中心固定連接有攪拌桶轉座,所述攪拌桶轉座內轉動連接有攪拌桶轉軸,且攪拌桶轉軸的上端固定連接在旋轉攪拌桶的下端中心處。

    作為本發明的一種優選方案,所述攪拌槳包括攪拌座、攪拌軸和攪拌槳葉,且攪拌軸的上端外接攪拌電機的輸出端,所述攪拌槳葉為錨式槳葉。

    作為本發明的一種優選方案,所述攪拌桶轉座的兩端分別固定連接有進油管和回油管,且進油管和回油管貫穿密封罐的側壁設置,所述攪拌桶轉座與攪拌桶轉軸之間固定安裝有三個動密封圈,且三個動密封圈之間形成的兩個密封腔分別對應進油管和回油管的輸入口位置設置。

    作為本發明的一種優選方案,所述旋轉攪拌桶的側壁中設有夾層,且夾層中固定連接有導流片,所述導流片螺旋向上設置,且旋轉攪拌桶的夾層內對應導流片上端的位置固定連接有導油管,所述旋轉攪拌桶夾層下端和導油管的下端通過攪拌桶轉軸內開設的空腔分別與三個動密封圈之間的空腔連通。

    作為本發明的一種優選方案,所述攪拌桶轉軸的下端固定連接有凸輪槽開關,且凸輪槽開關的上端設置有閥門連桿,所述攪拌桶轉軸的中心設有貫穿孔,且閥門連桿插設于攪拌桶轉軸中心貫穿孔內,所述閥門連桿的上端固定連接有出料塞,且攪拌桶轉軸的側壁靠近凸輪槽開關處開設有出料管。

    作為本發明的一種優選方案,所述攪拌桶轉座的下端固定連接有傳動防護箱,且攪拌桶轉軸的下端固定連接有皮帶輪,所述皮帶輪設置在傳動防護箱內,所述皮帶輪上調節有動力皮帶,且動力皮帶貫穿傳動防護箱的側壁通孔連接有驅動裝置。

    作為本發明的一種優選方案,所述進油管和回油管上均固定安裝有溫度傳感器,且溫度傳感器電性連接輸油機構的控制端。

    作為本發明的一種優選方案,所述鉸接座上固定連接有角度編碼器,且角度編碼器的探測端對應傾斜轉軸的外端設置,所述角度編碼器與造粒機的plc控制器電性連接。

    3.有益效果

    相比于現有技術,本發明的優點在于:

    (1)本方案通過設置旋轉攪拌桶和攪拌槳,攪拌電機驅動攪拌槳葉轉動,驅動裝置驅動旋轉攪拌桶與攪拌槳呈反向轉動,通過設置傾斜驅動架和主動齒輪,使得傾斜電機能夠通過傾斜驅動架和主動齒輪的驅動固定架帶動密封罐偏轉傾斜,通過旋轉攪拌桶和攪拌槳的反向運動和密封罐的傾斜,使得鋰粉在旋轉攪拌桶內的翻騰路徑呈雙旋渦狀,這種翻騰路徑可與讓鋰粉沒有死角,加快了鋰粉與參與反應的氣體的充分接觸,反應后包覆層更加均勻充分,同時這種連續的傾角翻騰和攪拌,能很好地防止鋰粉在反應過程中的黏貼團聚,有效提高攪拌效果的同時提升了惰性鋰粉的質量,從而提高了后續補鋰過程中的工藝效果,有效的提高了經濟效益,在不打開密封蓋的情況下可以重復生產制作惰性鋰粉,大幅度降低了惰性鋰粉生產對環境的污染,降到惰性鋰粉生產對環境的要求;

    (2)本方案通過設置在旋轉攪拌桶內的導流片,使得進油管導入的導熱油能夠在旋轉攪拌桶的夾層中螺旋向上,并且在上端通過導油管流入回油管處回流,保證了導熱油能夠在旋轉攪拌桶的夾層中持續循環,保證旋轉攪拌桶對鋰粉的加熱效果,通過設置凸輪槽開關,凸輪槽開關上的手柄能夠通過閥門連桿推動出料塞上移,從而將攪拌桶轉軸的上端打開,方便真空吸料裝置通過出料管吸出旋轉攪拌桶內的物料,出料方便。

    附圖說明

    圖1為本發明的立體圖;

    圖2為本發明的正視圖;

    圖3為本發明的正剖視圖;

    圖4為本發明圖3中a處的放大圖;

    圖5為本發明圖3中b處的放大圖;

    圖6為本發明工作時的內部結構圖;

    圖7為本發明工作時鋰粉的運動路徑圖。

    圖中標號說明:

    1、底座;2、固定架;3、密封罐;4、鉸接座;5、傾斜轉軸;6、連接架;7、齒輪盤;8、傾斜驅動架;9、傾斜電機;10、主動齒輪;11、旋轉攪拌桶;12、攪拌桶轉座;13、攪拌桶轉軸;14、皮帶輪;15、動力皮帶;16、密封蓋;17、攪拌槳;18、攪拌軸;19、攪拌槳葉;20、導流片;21、進油管;22、回油管;23、動密封圈;24、溫度傳感器;25、凸輪槽開關;26、出料管;27、閥門連桿;28、出料塞;29、進氣口;30、真空口;31、鋰粉加入口;32、角度編碼器;33、傳動防護箱;34、導油管。

    具體實施方式

    下面將結合本發明實施例中的附圖對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例,基于本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。

    在本發明的描述中,需要說明的是,術語“上”、“下”、“內”、“外”、“頂/底端”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系,僅是為了便于描述本發明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作,因此不能理解為對本發明的限制。此外,術語“第一”、“第二”僅用于描述目的,而不能理解為指示或暗示相對重要性。

    在本發明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規定和限定,術語“安裝”、“設置有”、“套設/接”、“連接”等,應做廣義理解,例如“連接”,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言,可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。

    實施例:

    請參閱圖1-7,惰性鋰粉造粒機,包括底座1,底座1的上端中心前后對稱固定連接有兩個鉸接座4,兩個鉸接座4之間轉動連接有固定架2,固定架2前后兩側的下端固定連接有傾斜轉軸5,且傾斜轉軸5轉動連接對應位置的鉸接座4內,固定架2的下端中心固定連接有連接架6,連接架6的下端固定連接有齒輪盤7,底座1的下端固定連接有傾斜驅動架8,且傾斜驅動架8內固定連接有傾斜電機9,傾斜電機9的輸出軸上鍵連接固定有主動齒輪10,底座1與齒輪盤7的下端嚙合,固定架2的上端固定連接有密封罐3,密封罐3的內部中空,且密封罐3內腔中轉動連接有旋轉攪拌桶11,密封罐3的上端固定連接有密封蓋16,且密封蓋16的上固定安裝有攪拌槳17,攪拌槳17貫穿密封蓋16設置,且攪拌槳17的下端插入旋轉攪拌桶11內。

    具體的,密封蓋16的上端固定安裝有進氣口29、真空口30和鋰粉加入口31,且進氣口29、真空口30和鋰粉加入口31均與密封罐3的內腔連通,鋰粉加入口31位于密封蓋16的上端靠近中心處。

    本實施例中,待加工的鋰粉通過鋰粉加入口31導入,在加工過程中通過真空口30與進氣口29配合對密封罐3內填充氣體,從而便于鋰粉的惰性加工,該設計結構簡單,使用方便,能夠滿足惰性鋰粉的加工需求。

    具體的,密封罐3的下端中心固定連接有攪拌桶轉座12,攪拌桶轉座12內轉動連接有攪拌桶轉軸13,且攪拌桶轉軸13的上端固定連接在旋轉攪拌桶11的下端中心處。

    本實施例中,通過攪拌桶轉軸13將旋轉攪拌桶11懸空設置,避免旋轉攪拌桶11與密封罐3的內壁接觸,從而保證旋轉攪拌桶11的正常運轉,該設計方便了攪拌桶轉座12和攪拌桶轉軸13的安裝和拆卸,便于安裝和維護。

    具體的,攪拌槳17包括攪拌座、攪拌軸18和攪拌槳葉19,且攪拌軸18的上端外接攪拌電機的輸出端,攪拌槳葉19為錨式槳葉。

    本實施例中,通過攪拌電機帶動攪拌軸18和攪拌槳葉19在旋轉攪拌桶11內轉動,起到攪拌效果,錨式槳葉的設置方便鋰粉的攪拌,減少攪拌槳葉19攪拌粉狀物料的阻力,提高了攪拌效果。

    具體的,攪拌桶轉座12的兩端分別固定連接有進油管21和回油管22,且進油管21和回油管22貫穿密封罐3的側壁設置,攪拌桶轉座12與攪拌桶轉軸13之間固定安裝有三個動密封圈23,且三個動密封圈23之間形成的兩個密封腔分別對應進油管21和回油管22的輸入口位置設置。

    本實施例中,通過攪拌桶轉座12上設置的動密封圈23能夠在攪拌桶轉軸13轉動時保持進油管21和回油管22分別與攪拌桶轉軸13連通,從而保證導熱油的循環,該結構簡單可靠,能夠滿足鋰粉的加熱需求。

    具體的,旋轉攪拌桶11的側壁中設有夾層,且夾層中固定連接有導流片20,導流片20螺旋向上設置,且旋轉攪拌桶11的夾層內對應導流片20上端的位置固定連接有導油管34,旋轉攪拌桶11夾層下端和導油管34的下端通過攪拌桶轉軸13內開設的空腔分別與三個動密封圈23之間的空腔連通。

    本實施例中,通過設置在旋轉攪拌桶11內的導流片20,使得進油管21導入的導熱油能夠在旋轉攪拌桶11的夾層中螺旋向上,并且在上端通過導油管34流入回油管22處回流,保證了導熱油能夠在旋轉攪拌桶11的夾層中持續循環,保證旋轉攪拌桶11對鋰粉的加熱效果。

    具體的,攪拌桶轉軸13的下端固定連接有凸輪槽開關25,且凸輪槽開關25的上端設置有閥門連桿27,攪拌桶轉軸13的中心設有貫穿孔,且閥門連桿27插設于攪拌桶轉軸13中心貫穿孔內,閥門連桿27的上端固定連接有出料塞28,且攪拌桶轉軸13的側壁靠近凸輪槽開關25處開設有出料管26。

    本實施例中,通過設置凸輪槽開關25,凸輪槽開關25上的手柄能夠通過閥門連桿27推動出料塞28上移,從而將攪拌桶轉軸13的上端打開,方便真空吸料裝置通過出料管26吸出旋轉攪拌桶11內的物料,出料方便。

    具體的,攪拌桶轉座12的下端固定連接有傳動防護箱33,且攪拌桶轉軸13的下端固定連接有皮帶輪14,皮帶輪14設置在傳動防護箱33內,皮帶輪14上調節有動力皮帶15,且動力皮帶15貫穿傳動防護箱33的側壁通孔連接有驅動裝置。

    本實施例中,通過動力皮帶15帶動攪拌桶轉軸13轉動,從而帶動旋轉攪拌桶11轉動,輔助旋轉攪拌桶11內的鋰粉的攪拌,保證了旋轉攪拌桶11的動力輸入,并且傳動防護箱33的設置能夠對攪拌桶轉軸13下端的傳動起到保護作用,延長設備的使用壽命。

    具體的,進油管21和回油管22上均固定安裝有溫度傳感器24,且溫度傳感器24電性連接輸油機構的控制端。

    本實施例中,通過溫度傳感器24感應進油管21和回油管22內流動的導熱油的油溫,能夠精確控制密封罐3內的溫度,方便控制鋰粉的反應,從而提高了成品惰性鋰粉的質量,提高了經濟效益。

    具體的,鉸接座4上固定連接有角度編碼器32,且角度編碼器32的探測端對應傾斜轉軸5的外端設置,角度編碼器32與造粒機的plc控制器電性連接。

    本實施例中,通過角度編碼器32監測傾斜轉軸5的轉動角度,從而監測密封罐3的偏移角度,方便plc控制器控制密封罐3的傾斜角度,從而配合旋轉攪拌桶11和攪拌槳17對鋰粉的攪拌,提高攪拌效果。

    工作原理:該設備使用時,對造粒機的plc控制器輸入預定傾斜角度,通過進氣口29和真空口30配合將密封罐3內充滿惰性氣體,送料裝置通過鋰粉加入口31向密封罐3內導入鋰粉,鋰粉落入旋轉攪拌桶11內,啟動攪拌槳17連接的攪拌電機和動力皮帶15連接的動力裝置,使得旋轉攪拌桶11和傾斜電機9轉動,且旋轉攪拌桶11和傾斜電機9的轉動方向相反,對旋轉攪拌桶11內的鋰粉進行混合攪拌,同時進氣口29處注入氧氣,由于攪拌槳葉19與旋轉攪拌桶11的旋轉方向相反且密封罐3呈傾斜狀,鋰粉在旋轉攪拌桶11內的翻騰路徑呈雙旋渦狀,充分與氧氣接觸反應,攪拌一定時間后,傾斜電機9通過齒輪盤7和主動齒輪10的配合帶動固定架2左右旋轉,從而使得密封罐3傾斜,當整個密封罐3跨過中心線以后攪拌槳葉19和旋轉攪拌桶11的旋轉方向將發生改變,即旋轉攪拌桶11和攪拌槳葉19同時反轉,到達設定角度停止傾斜動作,攪拌槳17及旋轉攪拌桶11的動作將繼續,循環往復直至反應時間到達預定時間,這時真空口30打開,清除密封罐3內殘留的氧氣,密封罐3內部氣壓達到預設真空度時,真空口30關閉,進氣口29打開導入二氧化碳,繼續啟動攪拌槳17和旋轉攪拌桶11,繼續對鋰粉進行攪拌,同時,導熱油通過進油管21進入攪拌桶轉軸13,然后通過攪拌桶轉軸13導入旋轉攪拌桶11內,在旋轉攪拌桶11的夾層內循環向上,然后通過導油管34和回油管22導出,完成對旋轉攪拌桶11內鋰粉的加熱,通過溫度傳感器24的反饋調節進入進油管21的導熱溫度,從而控制鋰粉的反應溫度,達到預設時間后,傾斜電機9啟動,從而使得密封罐3傾斜,循環攪拌,鋰粉與二氧化碳的反應時間達到設定時長后設備停止運轉,通過凸輪槽開關25上的手柄推動出料塞28上移,從而將攪拌桶轉軸13的上端打開,方便真空吸料裝置通過出料管26吸出旋轉攪拌桶11內的物料,完成出料。

    以上,僅為本發明較佳的具體實施方式,但本發明的保護范圍并不局限于此,任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內,根據本發明的技術方案及其改進構思加以等同替換或改變,都應涵蓋在本發明的保護范圍內。

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