一种全闭式物料粉碎系统的制作方法

本技术涉及物料粉碎，特别是涉及一种全闭式物料粉碎系统。

背景技术：

1、近年来随着全球能源转型加速和高性能电池需求增长，固态电池凭借其更高的能量密度、无液态电解液漏液和燃烧隐患的卓越安全性，以及在低温环境下的稳定性能，被全球产业界和科研界公认为下一代锂电池技术的核心发展方向。在固态电池的核心组成部分中，固态电解质作为离子传输的桥梁，其性能直接决定了全固态电池的综合表现。其中，硫化物固态电解质凭借三大优势脱颖而出：其一超高的室温离子电导率，室温可达10-3~10-2s/cm；其二优异的界面相容性，与正负极材料接触时能形成稳定、低阻抗的界面层，减少界面副反应带来的性能衰减；其三是良好的兼容性，可与锂金属负极、高镍三元正极等先进电极材料完美匹配。因此硫化物固态电解质被普遍认为是下一代全固态锂电池中最具应用前景的电解质材料。

2、然而，硫化物固态电解质生产加工过程面临着一个棘手的生产工艺难题，由于硫化物材料易与氧气、水分发生化学反应，会严重破坏其离子传导性能，传统的粉碎设备工艺在粉碎过程中无法实现与外界空气的完全隔绝，不可避免地会导致空气渗入粉碎腔体。这不仅会造成硫化物固态电解质材料性能大幅下降，无法达到应用标准，还可能因材料变质产生安全隐患，严重制约了硫化物固态电解质的规模化生产。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于解决硫化物固态电解质粉碎加工过程无法实现完全与外界空气隔绝，从而影响生产质量的问题，提供一种全闭式物料粉碎系统。本实用新型在进料端消除进料空气中氧气和水分的影响，且在粉碎过程实现全闭式粉碎加工，惰性气体形成全封闭式循环形成稳定正压环境，控制仓内露点以减少水分，保障了粉碎后物料的品质。

2、为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

3、一种全闭式物料粉碎系统，包括进料装置、粉碎仓、除尘料仓及气体循环系统；所述进料装置连接所述粉碎仓的进料端，所述粉碎仓连接所述除尘料仓，所述气体循环系统分别连通所述粉碎仓和所述除尘料仓形成气体循环。

4、本技术的工作原理为：进料时，物料先经进料装置去除物料中的空气，具体可采用惰性气体置换的方式，使物料中的空气脱除，消除了传统进料环节中物料直接进入粉碎系统带入氧气和水气的缺陷；在粉碎仓内，气体循环系统通入氮气等惰性气体，提供了正压动力，在正压环境下，惰性气体从内部向外施压，形成一道坚固的气盾，外界空气根本无法侵入，使得硫化物固态电解质在粉碎时能够完全与外界空气隔绝，同时惰性气体控制仓内露点以减少水分；在粉碎仓完成粉碎任务后，物料与惰性气体的混合流进入除尘料仓，经过除尘后的气体重新进入气体循环系统并继续为粉碎仓循环提供动力，实现了惰性气体的循环利用，这种循环利用不仅降低了生产成本，还保证了系统内的气体环境始终稳定，为硫化物固态电解质的持续生产提供了可靠保障。

5、本技术的优势在于：在进料端消除进料空气中氧气和水分的影响，且在粉碎过程实现全闭式粉碎加工，惰性气体形成全封闭式循环形成稳定正压环境，控制仓内露点以减少水分，保障了粉碎后物料的品质。

6、进一步地，所述进料装置包括脱气罐，设于所述脱气罐进口的第一阀体，以及设于所述脱气罐出口的第二阀体，所述第二阀体设于脱气罐和粉碎仓的进料端之间。这样，进料装置以脱气罐为核心载体，通过进口的第一阀体、出口的第二阀体进行协同，实现物料间歇式进料与封闭脱气，进料时第一阀体打开、第二阀体关闭，进料后第一阀体和第二阀体同时关闭，脱气罐通入惰性气体排出罐内原有空气，实现惰性气体的置换，消除进料过程物料带入的氧气和水分；脱气后，第二阀体打开，第一阀体保持关闭，直至物料进入粉碎仓，构建了进料环节的封闭脱气环境，有效脱除物料携带的空气，从源头减少氧气、水分引入粉碎系统。

7、需要说明的是，脱气罐通入的惰性气体与气体循环系统的循环气体保持一致，可以由惰性气体气源提供或由气体循环系统提供。

8、进一步地，所述脱气罐设有进气管和出气管，所述进气管和出气管上均设有单向阀。这样，进气管和出气管上的单向阀确保气体单向流动，防止惰性气体泄漏和外界空气倒灌，惰性气体单向流通，保证脱气罐内始终处于惰性氛围，避免硫化物固态电解质在进料阶段就发生氧化、水解反应。

9、进一步地，所述第一阀体和第二阀体为蝶阀。蝶阀的选用兼顾了操作便捷性和密封可靠性，提升进料脱气过程的效率，为后续粉碎环节的全封闭保护奠定基础。

10、进一步地，所述进料装置还包括进料仓，所述进料仓分别连接所述脱气罐出口和所述粉碎仓的进料端。进料装置新增的进料仓连接于脱气罐出口与粉碎仓进料端之间，其核心是在脱气后的物料进入粉碎仓前，设置一个过渡缓冲空间：脱气罐完成物料脱气后，通过出口阀体将物料排入进料仓暂存，再由进料仓向粉碎仓定量输送。

11、进一步地，所述气体循环系统包括分别连接所述粉碎仓和所述除尘料仓的储气罐，设于所述储气罐和所述除尘料仓之间气路上的空压机，以及设于所述储气罐和所述粉碎仓之间的冷干机。

12、需要说明的是，储气罐作为气体存储单元，为整个粉碎系统提供基础惰性气体，当储气罐内气体压力未达到粉碎仓运行所需压力阈值时，储气罐可由惰性气体补气，空压机抽取除尘料仓的气体加压输送至储气罐中，能够进一步提高气体的压力达到粉碎要求，对储气罐内气体进一步加压，直至压力满足工艺需求，惰性气体在输送至粉碎仓，先经过冷干机将气体温度降至露点以下，使气体中的水分凝结成液态并分离排出，进一步去除气体中的水汽，避免水分进入粉碎仓影响物料粉碎效果，干燥后的高压惰性气体输送至粉碎仓，利用气体对粉碎仓内的物料进行粉碎。

13、进一步地，所述气体循环系统还包括用于检测所述储气罐内压力的压力传感器，接收所述压力传感器信号的变频控制器，设于所述储气罐上的排气阀，以及分别连接所述储气罐和所述变频控制器的补气罐。这样，通过压力传感器获取储气罐的压力情况，将压力信号传给变频控制器，变频控制器接收压力传感器信号，与设定的目标气压值对比，通过预设算法，输出对应频率的交流电给空压机的电机，结合补气罐向储气罐补充气体、排气阀释放过量气体，三者协同维持储气罐及整个循环系统内的气压稳定，避免压力波动破坏封闭性，保障硫化物固态电解质在稳定惰性氛围中粉碎，避免性能劣化。

14、进一步地，所述排气阀包括两组。两组排气阀能够在压力过大时增加排气流量，进行快速控压。

15、进一步地，还包括控制系统，所述控制系统分别连接所述进料装置、粉碎仓、除尘料仓及气体循环系统。控制系统作为核心枢纽，连接并协调进料装置、粉碎仓、除尘料仓及气体循环系统的运行。

16、进一步地，所述粉碎仓为气流粉碎机，所述粉碎仓为脉冲喷吹式滤芯除尘料仓。粉碎仓采用气流粉碎机，利用高速惰性气流带动物料碰撞实现粉碎，适配惰性氛围下的物料处理；除尘料仓采用脉冲喷吹式滤芯结构，通过周期性脉冲气流清理滤芯表面附着的粉尘，保证气体循环时的洁净度。

17、与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

18、（1）本技术物料先经进料装置去除物料中的空气，具体可采用惰性气体置换的方式，使物料中的空气脱除，消除了传统进料环节中物料直接进入粉碎系统带入氧气和水气的缺陷；

19、（2）本技术气体循环系统通入氮气等惰性气体，提供了正压动力，在正压环境下，惰性气体从内部向外施压，形成一道坚固的气盾，外界空气根本无法侵入，使得硫化物固态电解质在粉碎时能够完全与外界空气隔绝，同时惰性气体控制仓内露点以减少水分；

20、（3）本技术物料与惰性气体的混合流进入除尘料仓，经过除尘后的气体重新进入气体循环系统并继续为粉碎仓循环提供动力，实现了惰性气体的循环利用，这种循环利用不仅降低了生产成本，还保证了系统内的气体环境始终稳定，为硫化物固态电解质的持续生产提供了可靠保障；

21、（4）本技术在进料端消除进料空气中氧气和水分的影响，且在粉碎过程实现全闭式粉碎加工，惰性气体形成全封闭式循环形成稳定正压环境，控制仓内露点以减少水分，保障了粉碎后物料的品质。