电池浆料超声波混合设备制造技术

本发明专利技术公开了一种电池浆料超声波混合设备，包括真空容器与搅拌机构，搅拌机构包括公转电机、空心主轴、公转基座板、安装于公转基座板上的刮臂和至少一组浆叶组件，超声波换能器安装于所述的刮臂或浆叶组件的桨叶上，超声波换能器的驱动电源线从刮臂或桨叶接入到空心主轴的空腔中，再从主轴的一级导电滑环引出到外置的超声波驱动电源上，其优点是超声波换能器安装在真空容器的浆叶或刮臂上，在搅拌时，跟随浆叶或刮臂一起转动的超声波换能器对电池浆料具有更好的分散效果，同时不改变常规混合器的基本布局与操作，不产生其它的副作用，还可以根据浆料特点任意设置超声波的启动时间与时长、功率，适应性广。

Ultrasonic mixing equipment for battery paste

The invention discloses a battery slurry ultrasonic mixing device includes a vacuum vessel and the mixing mechanism, stirring mechanism comprises a revolution wiper arm motor, hollow shaft, revolution base plate, installed in the revolution on the base plate and at least one group of blade components, the ultrasonic transducer is mounted on the wiper arm or blade blade assembly on the ultrasonic transducer driving power line from the cavity of the wiper arm or blade connected to the hollow spindle, spindle from a conductive ring leads to external ultrasonic driving power supply, the utility model has the advantages of the ultrasonic transducer is installed in the really empty container blade or scraping arm, in the mixing, follow the blade or the dispersion effect of ultrasonic transducer wiper arm to rotate together with the better of cell size, the basic layout and operation at the same time without changing the conventional mixer, does not produce other adverse effects, but also According to the characteristics of the pulp, the starting time, length and power of the ultrasonic wave can be arbitrarily set, and the adaptability is wide.

【技术实现步骤摘要】
电池浆料超声波混合设备
本专利技术涉及一种电池浆料混合设备，尤其涉及一种电池浆料超声波混合设备。
技术介绍
电池特别是锂离子电池的浆料由多种成份组成，除了最主要的活性材料外，还包括导电材料(各种导电碳黑，石墨，纳米碳管，以及石墨烯等)、粘结剂、溶剂及其它功能性添加材料。电池浆料是将这些固体粉末材料与溶剂等液体高度均匀混合成粘稠状的胶质浆料。由于电池特别是锂电池对这种浆料的均匀性要求特别高，除了各材料必须均匀分散外，尤其是要求不允许有未分散及板结的颗粒，否则极易导致电池内部产生短路及可靠性能与均一性等一系列问题，而实际上，由于这些电池材料的特点，要完全达到这样的目标非常困难。这是因为首先电池材料的粘结剂是一种具有非常强吸液能力及很高粘度的材料，这种材料一方面在贮存过程中极易吸收空气中的水分而板结与结块，另一方面在混合过程中当加入溶剂等液体材料(如水、NMP等)时，会马上形成非常粘稠的胶质，这种胶质会阻止溶剂进一步渗透进入到粉料内层，从而形成一个个内部包裹着气体的小团，这些团靠机械搅拌短时间内很难打散；另外，电池材料中包括活性材料由于贮存不当或贮存时间过长等也会产生板结与结块，这些存在于浆料中的板结、结块等都很难打散、混合均匀。对于前一种结块，目前的方法是通过真空的方式使溶剂强制进入到小团内部再通过长时间的搅拌进行分散，而后一种方式即使是通过长时装的搅拌也很难将其打散。另外，锂离子电池浆料使用的材料中，往往还有CNT、石墨烯及其它诸如纳米材料等等易团聚的材料，这些材料通过单纯的机械搅拌通常无法达到分散的目的，主要是通过加入分散剂，不仅增加成本，往往还会引起其它问题，譬如内阻的增加等等。目前电池浆料混和的主要方式是机械搅拌，对于高吸液性材料的分散则再结合真空搅拌。这种混和技术的效率比较低，正常情况下需要八小时甚至达到十二小时的连续搅拌。超声波是一种促进粉料在液体中混合的非常好的技术，它通过在液体中产生强烈的振动，甚至于产生空泡效应，产生强烈的扩散效应，从而可以在短时间内在微区内达到均匀分散与粉碎的目的，而且，它对于象纳米材料、CNT及石墨烯等易团聚的材料还有比较好的解聚作用，使用超声波可以解决在这些材料中加入分散剂的问题，因此尤其适用于锂电池浆料的混合。但超声波对浆料混和的作用受浓度梯度的限制，也就是通常只适合于小范围、微区内的物料的均匀化，当较大范围内存在不均匀存在大片的物料不均匀时，其混合的效果就比较差甚至是无能为力，这种情况只能借助于机械搅拌的作用，因此超声波用于电池浆料混合时理想的方法是与机械搅拌结合起来使用。中国申请号为200410027769.9公开了锂离子电池浆料混合方法及混合设备，包括容器和搅拌机，在容器壁上装有与超声波发生器连接的超声波能换能器，超声波换能器的发射头浸入容器内的物料中。此专用混合设备适用于各种悬浮液、乳液的微粒进行分散，使物料充分混合。但该声波能换能器在容器内的位置固定，方向固定，因此一方面超声波作用范围受到一定限制，而且超声波与机械搅拌各施其职，发挥的作用有限，而且，在需要进行周转的容器上装超声波换能器，一方面每次使用需要接插超声波驱动电源，另一方面需要在每只容器上安装换能器不但成本高而且在容器周转过程中换能器容易受到碰撞而损坏。中国申请号为201110033942.6公开了浆料混合设备，包括浆料搅拌装置和与其连通的浆料循环容器，浆料循环容器中分布有至少一组超声波分散装置，也就是超声波换能器。超声波分散器设置在搅拌容器外，超声波只能对从搅拌装置的容器中抽到安装有超声波分散器的浆料循环容器中的浆料进行超声波分散，这种方式超声波分散器只能对从搅拌容器中的部分用泵抽到循环容器中的浆料进行超声波作用、超声波作用效率相对比较低，并且超声波作用时间也因此受限，要完成整个搅拌容器上的浆料的超声波处理需要较长的时间，另一方面由于浆料通过泵和管道从搅拌容器中送到装有超声波分散器的循环容器中进行超声波处理，这些输送管道与泵很难彻底清理，不但在进行浆料配方切换时容易造成两种浆料的互混，这种不易清洁的管道也很容易产生浆料的板结，对于对结块、团粒等要求极高的锂离子电池浆料来说存在着重大的质量隐患。中国申请号为201320526681.6公开了循环式电池浆料超声波分散装置，包括浆料超声分散装置，浆料超声分散装置包括具有分散腔的浆料桶、与将浆料桶相适配的桶盖以及至少一组超声组件，超声组件安装于桶盖上，超声组件包括桶盖上部的密闭式外壳和设于外壳内的超声波换能器，超声波换能器与外壳外部的超声波发生器电连接。这种结构的装置存在如上述专利同样的问题，包括201020574471.0公开的高效电池浆料均质系统都存在上述同样的问题。有鉴于此，本领域技术人员有必要研发一种能解决上述技术问题的电池浆料超声波混合设备。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种效率高、分散效果好的电池浆料超声波混合设备，该混合设备在常规搅拌混合机构的基础上加入了跟随浆叶转动的超声波换能器，由于超声波换能器安装在桨叶上、搅拌时与桨叶一起转动，从而具有较好的浆料均质效果，同时由于设备的机械搅拌结构与常规的混合机基本上是完全一致，结构成熟、不存在任何的质量隐患，而且可以根据浆料的特点配合机械搅拌任意设置超声波开启的时间与时长，因此具有最强的适应性。本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：电池浆料超声波混合设备，包括真空容器与搅拌机构，真空容器包括料桶和真空罩，搅拌机构固定在真空罩上，其特征在于所述的搅拌机构包括公转电机、空心主轴、公转基座板、安装于公转基座板上的刮臂和至少一组浆叶组件，超声波换能器安装于所述的刮臂或浆叶组件的桨叶上，超声波换能器的驱动电源线从刮臂或桨叶接入到空心主轴的空腔中，再通过空心主轴上的一级导电滑环引出到外置的超声波驱动电源上，当公转电机通过空心主轴带动公转基板及安装在公转基板上的刮臂与浆叶公转时，外置的超声波驱动电源可以驱动超声波换能器工作。本专利技术进一步的优选方案为：桨叶组件的桨叶中心轴通过第一传动齿轮与真空罩内的静态大内齿齿轮啮合，使当桨叶随公转基座板公转时桨叶产生自转，安装在桨叶上的超声波换能器的驱动电源线通过桨叶中心轴上的二级导电滑环引入到空心主轴的空腔中。本专利技术进一步的优选方案为：还包括自转电机和受所述的自转电机驱动的同心轴，同心轴套在空心主轴外并安装有第二传动齿轮，该第二传动齿轮与桨叶组件的桨叶中心轴上的第一传动齿轮啮合从而带动桨叶自转，安装在桨叶上的超声波换能器的驱动电源线通过桨叶中心轴上的二级导电滑环引入到空心主轴的空腔中。本专利技术进一步的优选方案为：空心主轴上设有真空轴封，并且空心主轴的空腔与超声波换能器的驱动电源线之间填充有密封材料。本专利技术进一步的优选方案为：所述的自转电机驱动的同心轴与公转电机驱动的空心主轴之间设有真空轴封。本专利技术进一步的优选方案为：公转电机与自转电机均有减速机构传动。本专利技术进一步的优选方案为:真空罩上设置有抽真空管路、真空破坏口，以及粉料与液体投料口，这些抽真空管路、真空破坏口，以及粉料与液体投料口均装有电控真空阀，在抽真空期自动关闭。本专利技术进一步的优选方案为：所述的超声波换能器驱动电源线包裹有具有耐真空压力的不锈钢管。本专利技术进一步的优选方案为：还包括一个真空容器与搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
电池浆料超声波混合设备，包括真空容器与搅拌机构，真空容器包括料桶和真空罩，搅拌机构固定在真空罩上，其特征在于所述的搅拌机构包括公转电机、空心主轴、公转基座板、安装于公转基座板上的刮臂和至少一组浆叶组件，超声波换能器安装于所述的刮臂或浆叶组件的桨叶上，超声波换能器的驱动电源线从刮臂或桨叶接入到空心主轴的空腔中，再从空心主轴的一级导电滑环引出到外置的超声波驱动电源上，当公转电机通过空心主轴带动公转基板及安装在公转基板上的刮臂与浆叶公转时，外置的超声波驱动电源可以驱动超声波换能器工作。

【技术特征摘要】
1.电池浆料超声波混合设备，包括真空容器与搅拌机构，真空容器包括料桶和真空罩，搅拌机构固定在真空罩上，其特征在于所述的搅拌机构包括公转电机、空心主轴、公转基座板、安装于公转基座板上的刮臂和至少一组浆叶组件，超声波换能器安装于所述的刮臂或浆叶组件的桨叶上，超声波换能器的驱动电源线从刮臂或桨叶接入到空心主轴的空腔中，再从空心主轴的一级导电滑环引出到外置的超声波驱动电源上，当公转电机通过空心主轴带动公转基板及安装在公转基板上的刮臂与浆叶公转时，外置的超声波驱动电源可以驱动超声波换能器工作。2.根据权利要求1所述的电池浆料超声波混合设备，其特征在于桨叶组件的桨叶中心轴通过第一传动齿轮与真空罩内的静态大内齿齿轮啮合，使桨叶随公转基座板公转时产生自转，安装在桨叶上的超声波换能器的驱动电源线通过桨叶中心轴上的二级导电滑环引入到空心主轴的空腔中。3.根据权利要求1所述的电池浆料超声波混合设备，其特征在于还包括自转电机和受所述的自转电机驱动的同心轴，同心轴套在空心主轴外并安装有第二传动齿轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢红卫，
申请(专利权)人：中银宁波电池有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33