锂离子电池负极材料的生产设备的制作方法

1.本发明涉及电池生产设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种锂离子电池负极材料的生产设备。


背景技术：

2.锂离子电池负极材料一般采用石墨等碳素材料，因石墨作为锂离子电池负极材料具有良好的导电性，价格便宜、性质稳定，应用非常广泛。锂离子电池负极材料在加工使用前需要对石墨原材料粉碎研磨才能获得所需要的粒径，现有的负极材料生产设备包括粉碎罐和电机，罐体内设有转轴和粉碎刀片，通过电机调动转轴进而带动粉碎刀片粉碎石墨原料；但现有设备的粉碎研磨操作复杂，粉碎研磨效果不好，影响获得所需粒径的材料。


技术实现要素：

3.本发明的一个目的是解决至少上述缺陷，并提供至少后面将说明的优点。
4.本发明的另一个目的是提供一种锂离子电池负极材料的生产设备，本设备通过外筒可旋转套设在内杆外，实现外筒上的第二粉碎刀片与内杆上的第一粉碎刀片旋转方向相反运动切割，提高对石墨的粉碎效果。在内杆下端设置研磨锤，在研磨锤下方设置与研磨锤相匹配的锥形研磨盘，实现粉碎与研磨同步进行，提高效率。
5.为了实现本发明的这些目的和其它优点，本发明提供一种锂离子电池负极材料的生产设备，包括壳体和设置在壳体内的粉碎研磨装置，所述粉碎研磨装置包括：
6.用于不同步粉碎切割或反方向旋转粉碎切割的第一粉碎部和第二粉碎部；
7.由第二粉碎部带动旋转的研磨锤和匹配的倒锥形研磨盘，所述倒锥形研磨盘的底部设置为可拆卸的第二筛板，所述第二筛板为弧面结构，所述第二筛板用于经研磨锤与倒锥形研磨盘匹配研磨后出料；以及，
8.在研磨锤的上方设置有用于间隔、分筛粉碎部的物料的第一筛板。
9.优选的是，第一粉碎部包括外筒和多个第一粉碎刀片，所述外筒通过驱动装置驱动其可旋转地设置在壳体内，所述外筒的外周上设置所述多个第一粉碎刀片；
10.所述第二粉碎部包括内杆和多个第二粉碎刀片，所述内杆通过驱动装置驱动其可旋转地穿设在所述外筒内并向下延伸，延伸在所述外筒下方的外周上设置所述多个第二粉碎刀片；
11.所述第一筛板设置在所述多个第二粉碎刀片的下方，所述内杆的下端延伸并可旋转地穿设在第一筛板的下方，所述研磨锤设置在内杆的下端上。
12.优选的是，还包括：循环风机和第一管道，所述第一管道的第一端与倒锥形研磨盘下方的壳体连通，第一管道的第二端穿过研磨锤对第二筛板产生循环风力，所述循环风机给第一管道的循环风提供动力，所述第一管道的循环风风向为由第一端流向第二端，并吹向所述第二筛板。本发明设置循环风机和第一管道，实现对研磨的石墨粉气流滚动作用，有助于研磨过程中的石墨颗粒研磨，又促进粒径合格的石墨粉粒从第二筛板排出。
13.优选的是，还包括：第三筛板和清洁装置，所述第三筛板设置在所述第一管道的第一端上，用于过滤进风口的物料，所述清洁装置设置在第三筛板上，用于清理第三筛板上的物料。第三筛板的筛孔通常小于第二筛板的筛孔孔径，以有效地将进风口的物料过滤。
14.优选的是，清洁装置包括转轴、多个扇叶和刮刷，所述转轴设置在第三筛板的中央，所述多个扇叶倾斜且可旋转地均匀设置在转轴上，所述多个扇叶向第三筛板倾斜的一侧设置所述刮刷，刮刷抵触所述第三筛板，多个扇叶向第三筛板倾斜的角度范围为扇叶与第三筛板的夹角30-60
°
。
15.优选的是，还包括频率为25-35khz的超声波发生器和第二管道，所述超声波发生器设置在壳体顶壁内侧，所述第二管道的一端与双氧水储蓄罐连通，另一端连通有多个喷头，所述多个喷头均匀分布在壳体顶壁内侧，第二管道上还设置有控制流量和压力的控制开关。本发明在粉碎时增加超声波作用，提高粉碎效果，再结合喷洒双氧水以减小超声波对石墨晶体结构的影响。
16.优选的是，壳体为圆筒形的密封容器，其上端设置有可开闭的进料口，下端设置有可开闭的出料口。
17.优选的是，还包括输送通道，所述输送通道为一端与出料口连通，另一端输出石墨粉粒的密封输送通道，所述输送通道包括输送部件、沿输送通道上方设置的磁吸部件、沿输送通道下方设置的超声波部件，所述超声波部件催动石墨粉粒振动形成分散扬起状态并触及上方的磁吸部件，所述超声波部件采用的频率为20khz。
18.优选的是，所述输送通道设置为由于出料口连通端向输出石墨粉端下倾结构，在超声波部件和重力的驱动下，石墨粉粒向下定向输送；所述磁吸部件包括若干沿输送通道长度方向上排布的电磁吸附单元，电磁吸附单元上方设置有驱动轨道，电磁吸附单元挂接在驱动轨道上，在驱动轨道的驱动下，电磁吸附单元进入和离开输送通道，在进入输送通道时能够进行吸附作业，在离开输送通道时可以清理吸附的带磁杂质。
19.本发明至少包括以下有益效果：
20.本发明设计倒锥形研磨盘以及弧面结构的第二筛板，有助于倒锥形研磨盘的石墨粉粒从上往下逐步被研磨后集中在第二筛板进行分筛，不合格的颗粒继续被研磨锤带动研磨，提高研磨效率。本发明的设备通过外筒可旋转套设在内杆外，实现外筒上的第二粉碎刀片与内杆上的第一粉碎刀片不同步粉碎切割或旋转方向相反运动切割，提高对石墨的粉碎效果。在内杆下端设置研磨锤，在研磨锤下方设置与研磨锤相匹配的锥形研磨盘，实现粉碎与研磨同步进行，提高效率。
21.本发明设置循环风机和第一管道，实现对研磨的石墨粉气流滚动作用，有助于研磨过程中的石墨颗粒研磨，又促进粒径合格的石墨粉粒从第二筛板排出。
22.本发明设计清洁装置可以在循环风机抽风的过程中带动扇叶旋转，旋转的刮刷对第三筛板上的物料清理，避免过滤物堵塞，保证生产循环连续进行。
23.本发明在粉碎时增加超声波作用，提高粉碎效果，再结合喷洒双氧水以减小超声波对石墨晶体结构的影响。
24.本发明还设计连通有密封输送通道，石墨粉粒在内部输送并使用超声波驱动石墨粉粒振动形成分散和扬起的状态，包含其中的带磁杂质被释放出来，在扬起过程中被上方的磁吸部件捕捉，达到除磁的目的。石墨粉粒不断振动分散和扬起的状态，结合输送通道的
长度，鲜有带磁杂质疏漏不被吸走，除磁程度极高，且保证连续作业。
25.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
26.图1为本发明所述锂离子电池负极材料的生产设备第一种实施方式的结构示意图；
27.图2为本发明所述锂离子电池负极材料的生产设备第二种实施方式的结构示意图；
28.图3为图2中a的放大结构示意图；
29.图4为本发明所述锂离子电池负极材料的生产设备第三种实施方式的结构示意图；
30.其中，第二粉碎刀片1；第一粉碎刀片2；第三轴承3；外筒4；第二轴承5；第一轴承6；内杆7；第二减速器8；第二电机9；第一减速器10；第一电机11；壳体12；第一筛板13；倒锥形研磨盘14；研磨锤15；第二筛板16；支脚17；出料口18；循环风机19；第一管道20；第二管道21；喷头22；超声波发生器23；第三筛板24；清洁装置25。
具体实施方式
31.下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
32.图1示出了本案的锂离子电池负极材料的生产设备的一种实施方式，其包括壳体12和设置在壳体12内的粉碎研磨装置，其中，粉碎研磨装置包括：
33.用于不同步粉碎切割或反方向旋转粉碎切割的第一粉碎部和第二粉碎部；
34.由第二粉碎部带动旋转的研磨锤15和匹配的倒锥形研磨盘14，所述倒锥形研磨盘14的底部设置为可拆卸的第二筛板16，所述第二筛板16为弧面结构，所述第二筛板16用于给经过研磨锤15与倒锥形研磨盘14匹配研磨后出料；以及，
35.在研磨锤15的上方设置有用于间隔、分筛粉碎部的物料的第一筛板13。本发明设计倒锥形研磨盘14以及弧面结构的第二筛板16，有助于倒锥形研磨盘14的石墨粉粒从上往下逐步被研磨后集中在第二筛板16进行分筛，不合格的颗粒继续被研磨锤15带动研磨，提高研磨效率。第二筛板16的筛孔通常小于第一筛板13的筛孔孔径，根据生产实际需要石墨的粒径可以更换不同筛孔的第二筛板16。
36.在上述实施方式的基础上，所述第一粉碎部包括外筒4和多个第一粉碎刀片2，所述外筒4通过驱动装置驱动其可旋转地设置在壳体12内，所述外筒4的外周上设置所述多个第一粉碎刀片2；
37.所述第二粉碎部包括内杆7和多个第二粉碎刀片1，所述内杆7通过驱动装置驱动其可旋转地穿设在所述外筒4内并向下延伸，延伸在所述外筒4下方的外周上设置所述多个第二粉碎刀片1；图中示出外筒4的驱动装置包括第一电机11和第一减速器10，内杆7的驱动装置包括第二电机9和第二减速器8。外筒4与内杆7套设之间通过设置轴承实现不干扰旋转，图中示出了内杆7的上端通过第一轴承6与壳体12壁可旋转连接，外筒4的上端通过第二
轴承5与壳体12壁可旋转连接，外筒4的下端通过第三轴承3与内杆7可旋转连接。
38.所述第一筛板13设置在所述多个第二粉碎刀片1的下方，所述内杆7的下端延伸并可旋转地穿设在第一筛板13的下方，所述研磨锤15设置在内杆7的下端上。
39.在上述实施方式的基础上，如图2和图3所示，还包括：循环风机19和第一管道20，所述第一管道20的第一端与倒锥形研磨盘14下方的壳体12连通，第一管道20的第二端穿过研磨锤15对第二筛板16产生循环风力，所述循环风机19给第一管道20的循环风提供动力，所述第一管道20的循环风风向为由第一端流向第二端，并吹向所述第二筛板16。图中示出了第一管道20从内杆7上端穿过下端，并穿过研磨锤15，实现对第二筛板16吹风，第一管道20与内杆7之间设置轴承，不影响内杆7的旋转。本发明设置循环风机19和第一管道20，实现对研磨的石墨粉气流滚动作用，有助于研磨过程中的石墨颗粒研磨，又促进粒径合格的石墨粉粒从第二筛板16排出。
40.在上述实施方式的基础上，还包括：第三筛板24和清洁装置25，所述第三筛板24设置在所述第一管道20的第一端上，用于过滤进风口的物料，所述清洁装置25设置在第三筛板24上，用于清理第三筛板24上的物料。第三筛板24的筛孔通常小于第二筛板16的筛孔孔径，以有效地将进风口的物料过滤。
41.在上述实施方式的基础上，清洁装置25包括转轴、多个扇叶和刮刷，所述转轴设置在第三筛板24的中央，所述多个扇叶倾斜且可旋转地均匀设置在转轴上，所述多个扇叶向第三筛板24倾斜的一侧设置所述刮刷，刮刷抵触所述第三筛板24。多个扇叶向第三筛板24倾斜的角度范围为扇叶与第三筛板24的夹角30-60
°
。本发明设计清洁装置25可以在循环风机19抽风的过程中带动扇叶旋转，旋转的刮刷对第三筛板24上的物料清理，避免过滤物堵塞，保证生产循环连续进行。
42.在上述实施方式的基础上，如图4所示，还包括频率为25-35khz的超声波发生器23和第二管道21，所述超声波发生器23设置在壳体12顶壁内侧，所述第二管道21的一端与双氧水储蓄罐连通，另一端连通有多个喷头22，所述多个喷头22均匀分布在壳体12顶壁内侧，第二管道21上还设置有控制流量和压力的控制开关。本发明在粉碎时增加超声波作用，提高粉碎效果，再结合喷洒双氧水以减小超声波对石墨晶体结构的影响。
43.在上述实施方式的基础上，壳体12为圆筒形的密封容器，其上端设置有可开闭的进料口，下端设置有可开闭的出料口18，壳体下端底部还设置有支脚17。
44.在上述实施方式的基础上，还包括输送通道，图中未示出，所述输送通道为一端与出料口18连通，另一端输出石墨粉粒的密封输送通道，所述输送通道包括输送部件、沿输送通道上方设置的磁吸部件、沿输送通道下方设置的超声波部件，所述超声波部件催动石墨粉粒振动形成分散扬起状态并触及上方的磁吸部件，所述超声波部件采用的频率为20khz。超声波部件输出振动驱动石墨粉粒向上振动，石墨粉粒被分散成分布较为均匀的状态，混合在石墨粉粒中的带磁杂质以及包裹在石墨粉粒中的带磁杂质都能够释放出来，并不断的扬起与上方的磁吸部件接触，从而被磁吸部件吸走。高频的超声波振动对于经受碾压粉碎形成的石墨粉粒效果更佳，因为碾压会使得部分石墨粉粒粘结，导致石墨粉粒无法分散，且部分带磁杂质埋藏在粘结的石墨粉粒中难以释放出来，这是传统除磁设备除磁率不够高的关键原因之一，而超声波振动能够将粘结的石墨粉粒振散，有效解决这个问题。
45.在使用过程中，超声波部件的具体功率可根据需要来设定，如根据石墨粉粒的粒
径重量，石墨粉粒的输送厚度，以及输送通道的高度，经过调试确保振动效果后再确定超声波部件的具体功率，确保石墨粉粒能够刚好上扬触及磁吸部件，而不过度浪费电力。常用的石墨粉粒规格在50～15000之间，均可以使用超声波部件进行驱动振动，为保证振动均匀程度，石墨粉粒投入前进行过筛处理，保证粉粒粒径均匀度。
46.在上述实施方式的基础上，输送通道设置为由于出料口18连通端向输出石墨粉端下倾结构，在超声波部件和重力的驱动下，石墨粉粒向下定向输送；所述磁吸部件包括若干沿输送通道长度方向上排布的电磁吸附单元，电磁吸附单元上方设置有驱动轨道，电磁吸附单元挂接在驱动轨道上，在驱动轨道的驱动下，电磁吸附单元进入和离开输送通道，在进入输送通道时能够进行吸附作业，在离开输送通道时可以清理吸附的带磁杂质。本实施方式的优势在于，超声波驱动石墨粉粒不断振动扬起，结合重力的作用，石墨粉粒在输送通道中自动的一步步均匀的往下移动，完成除磁作业，输送部件不需要额外的驱动装置推动石墨粉粒输送，成本低。
47.下面给出本案的一个实现过程：将市售的石墨原料或废旧石墨电极从进料口定量或批量放入设备内，设定第一电机和第二电机运行的速度不同或者运行的方向不同，进行切割粉碎，粉碎达到一定粒径的石墨颗粒经第一筛板掉落到研磨锤与倒锥形研磨盘之间进行研磨，研磨达到一定粒径的石墨颗粒经第二筛板掉落到壳体底部收集，或直接经出料口排出处理。本案设置粉碎刀片不同步粉碎切割或相反方向旋转切割，提高对石墨的粉碎效果，以及实现粉碎与研磨同步进行，提高效率。
48.本案的另一个实现过程：将市售的石墨原料或废旧石墨电极从进料口定量或批量放入设备内，设定第一电机和第二电机运行的速度不同或者运行的方向不同，进行切割粉碎，粉碎达到一定粒径的石墨颗粒经第一筛板掉落到研磨锤与倒锥形研磨盘之间进行研磨，循环风机运行，从第一管道的第二端口吹出的气体促进粒径合格的石墨粉粒从第二筛板排出，同时在研磨锤与倒锥形研磨盘之间形成一定的气流滚动作用，有助于石墨颗粒研磨，提高研磨效率，研磨达到一定粒径的石墨颗粒经第二筛板到壳体底部收集，或直接经出料口排出处理。
49.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。