一种用于浆料分散的混料系统的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池电芯浆料技术领域，具体涉及一种用于浆料分散的混料系统。


背景技术：

2.随着锂离子电池技术发展，客户对其质量性能、成本提出更高要求。在锂电池电芯浆料混合分散工艺中，颗粒状活性物质的分散性、均匀度及颗粒纯度直接影响到锂离子在电池两极间的运动，因此锂电池浆料分散质量的好坏，直接影响到后续锂离子电池生产的质量及其产品的性能。目前使用的双行星混料机以机械搅拌的方式，对电池的电解质进行切碎、混合、分散，此浆料混料分散工序存在的不足及弊端如下：
3.1、混料时间长：混料时间普遍在4h以上，造成生产效率较低及较高的运行成本；
4.2、产生杂质：由于双行星混料机混料时浆料分散主要靠搅拌/分散浆的高速运动，而搅拌/分散浆高速运动时与浆料进行摩擦，搅拌/分散浆产生金属细微颗粒，金属颗粒随浆料进入电池，导致电池自放电增大，循环性能下降，对电池的整体性能的提升造成影响。
5.3、污染环境：双行星混料机在运行时分散浆高速转动，浆料飞溅到桶壁及搅拌/分散浆上，连续投料干粉沾在桶壁及搅拌/分散浆上容易形成干料渣，需要定期进行清理，清理产生的废水及固体废弃物容易造成环境污染，对环境不友好。
6.因此，对于本领域研发人员来说，亟需研发一种混料效率高、分散中无浆料高速运行及不易产生干料渣的混料系统。


技术实现要素：

7.有鉴于此，本实用新型实施例提供了一种用于浆料分散的混料系统，用于解决现有技术中双行星混料机的浆料分散工序造成的混料时间长、易产生杂质及污染环境的问题。
8.为实现上述目的，本实用新型的一实施例提供了一种用于浆料分散的混料系统，所述混料系统包括声共振混料装置、与所述声共振混料装置连接的抽真空系统和冷水机系统；所述声共振混料装置包括混合腔体和位于所述混合腔体下方的激振组件，所述混合腔体内设置有至少一个用于吸附浆料杂质的振动磁棒；所述激振组件带动所述混合腔体振动，所述振动磁棒将所述混合腔体的振动传导至混合腔体内部。
9.进一步地，所述抽真空系统包括真空泵、真空阀和用于连接所述混合腔体的真空管路，所述真空管路通过所述真空阀连接在所述真空泵上；所述冷水机系统包括冷水机本体、进水阀、出水阀和用于连接所述混合腔体的进水管路和出水管路，所述出水管路通过所述出水阀连接在所述冷水机本体上，所述进水管路通过所述进水阀连接在所述冷水机本体上。
10.进一步地，所述激振组件包括激振器、位于所述激振器与所述混合腔体之间的弹性组件和用于控制所述激振器频率、振幅的电源控制器。
11.进一步地，所述混合腔体包括腔体本体和盖合在所述腔体本体上的盖体，各个所述振动磁棒的一端均固定连接在所述盖体上，另一端悬空于所述腔体本体内。
12.进一步地，所述振动磁棒的数量为自然数n,则n为：大于等于1的奇数。
13.进一步地，所述盖体的中心处设置一个所述振动磁棒，其余各个所述振动磁棒的设置位置以所述盖体的中心处对称分布。
14.进一步地，所述振动磁棒的数量n的计算公式为：
[0015][0016]
其中，s为盖体的内表面面积，10的单位为cm2；且n为奇数。
[0017]
进一步地，所述振动磁棒的材料为硬磁性材料。
[0018]
进一步地，所述振动磁棒的磁感应强度为b，则b的取值为：1000gs≤b≤12000gs。
[0019]
进一步地，所述振动磁棒为长条状柱体结构。
[0020]
本实用新型的有益效果：
[0021]
本实用新型通过声共振混料装置中的混合腔体内设置的振动磁棒，一方面能够净化、吸附浆料分散过程中的磁性杂质，同时另一方面也实现了混合腔体内不再使用高速旋转的搅拌桨，避免了传统双行星搅拌桨因高速摩擦使产生的金属杂质和清理高速搅拌桨上的干料渣，无废水及固体废弃物产生，对环境友好，不会造成环境污染，进而充分保证了电池浆料的颗粒纯度，大大提升了电池的整体性能。进一步地，通过混合腔体下方的激振组件带动混合腔体振动，振动磁棒可将混合腔体的振动延伸传导至腔体内部，使腔体内的浆料随混合腔体共振运动而产生相对运动，形成浆料颗粒间运动，振动磁棒助于加强混合腔体内的浆料振动更加充分、均匀，达到破碎、分散浆料原料的良好效果。
附图说明
[0022]
以下附图是用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，且仅旨在于对本实用新型做示意性的解释和说明，并非用以限制本实用新型的范围。在附图中：
[0023]
图1为本技术实施例中的一种用于浆料分散的混料系统结构示意图；
[0024]
图2为本技术另一实施例中的振动磁棒的分布结构示意图；
[0025]
图3为图2中a处的任一相邻振动磁棒之间的间距结构示意图。
[0026]
附图标记：
[0027]
1、声共振混料装置；2、抽真空系统；3、冷水机系统；10、混合腔体；20、激振组件；101、腔体本体；102、盖体；103、振动磁棒；104、旋拧把手；201、激振器；202、弹性组件；203、电源控制器；21、真空泵；22、真空阀；23、真空管路；31、冷水机本体；32、出水阀；33、出水管路；34、进水阀；35、进水管路，110、中心振动磁棒；111a、振动磁棒一；111a’、振动磁棒二；111b、振动磁棒三；111b’、振动磁棒四；111c、振动磁棒五。
具体实施方式
[0028]
下面将以图式揭露本技术的若干个实施方式，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，构成本技术的一部分说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及说明是用来解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限
定，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0029]
需要说明，除非单独定义指出的方向以外，本文中涉及到的上、下、左、右等方向均是以本技术实施例图1所示的上、下、左、右等方向为准，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应随之改变。本技术使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。此外，在本公开各个实施例中，相同或类似的参考标号表示相同或类似的构件。
[0030]
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或为一体，除非另有明确的限定。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。
[0031]
另外，本实用新型各个实施例之间的技术方案可以互相结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求保护的范围之内。
[0032]
实施例一
[0033]
参阅图1所示，本实施例提供了一种用于浆料分散的混料系统，该混料系统包括声共振混料装置1、抽真空系统2和冷水机系统3；其中，在本实施例中的声共振混料装置1包括混合腔体10和位于混合腔体下方的激振组件20，所述混合腔体10包括腔体本体101和盖合在腔体本体101上的盖体102，所述盖体102上设置有便于锁紧/开合盖体的旋拧把手104；在腔体本体101内设置有至少一个用于吸附浆料杂质的振动磁棒103，各个振动磁棒103的一端均固定连接在盖体102上，另一端悬空于腔体本体101内。抽真空系统2和冷水机系统3分别连接在腔体本体101上；激振组件20带动混合腔体10振动，振动磁棒103将混合腔体的振动传导至混合腔体的腔体本体内部，此振动加强棒103带有磁性且该磁性不与混合腔体底部、顶部接触，保持悬空，可以吸附浆料原材料中磁性物质将浆料净化；再者，振动加强棒103在混合腔体振动时，将振动直接传导至腔体内部的浆料中，具有加强振动作用。另外，本实施例中的声共振混料装置1通过抽真空系统2使混合腔体10的腔体本体101内保持一定的真空度，及通过冷水机系统3保持混合腔体及腔体本体内浆料的适宜温度。
[0034]
需要说明的是，本实施例中的声共振混料装置为一种新型无浆搅拌混合方式，其通过机械共振原理产生高强度振动，从而在混合物料中产生低频高强度声波使物料均匀混合，尤其是通过在混合腔体内设置振动加强棒103，将共振产生的高强度振动直接传导至腔体内部的浆料中，具有独特的加强振动、环保、高效和安全等优点。
[0035]
进一步需要说明的是，本实施例中的振动磁棒103的形状优选但不限于为长条状柱体结构，其横截面的形状可以为圆形、方形、梯形或其它异形结构。其材料优选为为硬磁性材料，例如钨钢、钴钢等硬磁性材料，减少磨损。更进一步地，将本实施例中的振动磁棒103的磁感应强度b的取值优选为：1000gs≤b≤12000gs，例如为2000gs(高斯)、3000gs、5000gs、6000gs、7000gs、8000gs、10000gs、12000gs。
[0036]
作为一种优选的实施方式，如图1所示，本实施例中的激振组件20包括激振器201、位于激振器201与混合腔体10之间的弹性组件202和用于控制所述激振器201频率、振幅的电源控制器203。
[0037]
需要说明的是，本实施例中的激振器201主要由带有线圈的电磁铁铁芯，弹簧和衔铁组成，弹簧置于铁芯与衔铁之间。当向线圈输入交流电或交流电加直流电或半波整流后的脉动电流时，电磁铁铁芯产生周期变化的电磁场，使电磁铁铁芯与衔铁之间产生相互作用力，虽输入电流产生周期性变化，衔铁产生周期性运动。本实施例中的弹性组件202优选但不限于为多个弹簧组成的弹簧系统。
[0038]
本实施例通过电源控制器203将预定电压、电流输入给激振器201，此时通过弹簧系统将混合腔体10发生竖直方向的振动和水平方向的振动，通过改变电源控制器输出电流，改变激振器的振动频率与振幅，使得混合腔体发生声共振振动，此时腔体本体中浆料随腔体共振运动而产生相对运动，形成浆料颗粒间运动，达到破碎、分散浆料中原材料的良好效果。
[0039]
本技术实施例通过引入声共振连续混合技术，使浆料通过预处理将固体原材料与液体溶剂进行初步混合，当然为缩短混料时长，根据实际情况也可以不进行预处理，加入到腔体本体中。通俗地讲，本技术实施例中的声共振混料装置是在原来的声共振设备的基础上可拆卸地耦合了内置有振动加强棒的混合腔体，从原始物料的引入到混合完成过后的物料最终的排出是吸纳了整体流动的不间断，尤其是通过在混合腔体内设置振动加强棒103，将共振产生的高强度振动直接传导至腔体内部的浆料中，以使本实施例中的混料系统浆料分散相对于传统中的行星搅拌桨分散，混料分散时间由原来240min缩短到20min，混料时间缩短到原来的1/12；以5l/5kg投料设备进行对比，混料系统功率6kw,混料时间按照20min计算，处理一批桨料用电2kwh；而传统5l双行星混料机功率4kw，混料用时4h(保守时间)，处理一批桨料用电20kwh，从5l设备对比能源节省至原来1/10，由此能够明显突出本技术实施例中的用于浆料分散的混料系统能够大大提升生产效率及节约能源的良好效果。
[0040]
作为一种优选的实施方式，如图1所示，本实施例中的抽真空系统2包括真空泵21、真空阀22和用于连接腔体本体101的真空管路23，所述真空管路23通过真空阀22连接在真空泵21上；本实施例中的冷水机系统3包括冷水机本体31、进水阀34、出水阀32和用于连接腔体本体101的进水管路35和出水管路33，所述出水管路33通过出水阀32连接在冷水机本体31上，所述进水管路35通过进水阀34连接在冷水机本体31上。
[0041]
利用本技术实施例的技术方案，本实施例通过声共振混料装置中的混合腔体内设置的振动磁棒，一方面能够净化、吸附浆料分散过程中的磁性杂质，同时另一方面也实现了混合腔体内不再使用高速旋转的搅拌桨，避免了传统双行星搅拌桨因高速摩擦使产生的金属杂质和清理高速搅拌桨上的干料渣，无废水及固体废弃物产生，对环境友好，不会造成环境污染；进而充分保证了电池浆料的颗粒纯度，大大提升了电池的整体性能。进一步地，通过混合腔体下方的激振组件带动混合腔体振动，振动磁棒可将混合腔体的振动延伸传导至腔体内部，使腔体内的浆料随混合腔体共振运动而产生相对运动，形成浆料颗粒间运动，振动磁棒助于加强混合腔体内的浆料振动更加充分、均匀，达到破碎、分散浆料原料的良好效果。
[0042]
实施例二
[0043]
本实施例是在实施例一的基础上，作为一种优选的实施方式，如图2所示，本实施例中的振动磁棒的数量n优选但不限于为45个,根据实际情况可将振动磁棒的数量n设置为大于等于1的奇数，当然设置为偶数数量的振动磁棒，也能够实现实施例一种所述的技术效
果。之所以优选为奇数数量，是基于优选在盖体的中心处最好设置一个振动磁棒，其余各个振动磁棒的设置位置以盖体的中心处对称分布。
[0044]
结合图2所示，本实施例中的盖体102的中心处设置一个中心振动磁棒110，振动磁棒一111a与振动磁棒二111a’以盖体的中心处为中心呈对称分布；振动磁棒三111b与振动磁棒四111b’以盖体的中心处为中心呈对称分布。各个振动加强棒以盖体的中心处为中心呈对称分布的特定设计利于实现混料系统中的浆料振动更加充分、均匀。
[0045]
作为一种优选的实施方式，本实施例中的振动磁棒的数量n的计算公式为：
[0046][0047]
其中，s为盖体的内表面面积，10的单位为cm2；且n为奇数。也就是说，每10cm2的面积内不超过一个振动加强棒的设置。结合图3所示，本实施例将振动磁棒一111a与振动磁棒五111c之间的距离d1，及振动磁棒三111b与振动磁棒五111c之间的距离d2，d1、d2的值均设置为不大于的数，从而实现每10cm2的面积内不超过一个振动加强棒的设置，实现振动加强棒布局的优化设计。
[0048]
综上，本实用新型通过声共振混料装置中的混合腔体内设置的振动磁棒，一方面能够净化、吸附浆料分散过程中的磁性杂质，同时另一方面也实现了混合腔体内不再使用高速旋转的搅拌桨，避免了传统双行星搅拌桨因高速摩擦使产生的金属杂质和清理高速搅拌桨上的干料渣，无废水及固体废弃物产生，对环境友好，不会造成环境污染；进而充分保证了电池浆料的颗粒纯度，大大提升了电池的整体性能。进一步地，通过混合腔体下方的激振组件带动混合腔体振动，振动磁棒可将混合腔体的振动延伸传导至腔体内部，使腔体内的浆料随混合腔体共振运动而产生相对运动，形成浆料颗粒间运动，振动磁棒助于加强混合腔体内的浆料振动更加充分、均匀，达到破碎、分散浆料原料的良好效果。
[0049]
最后，需要说明的是，本技术附图1中的混合腔体和弹性组件两端的连接件的图示上，其灰度部分不表示任何含义，只是便于区分而已，当然也可以修订为无任何灰度的框图。
[0050]
上述说明示出并描述了本技术的优选实施方式，但如前对象，应当理解本技术并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文对象构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本技术的精神和范围，则都应在本技术所附权利要求的保护范围内。