一种钠离子电池正极材料的制备工艺及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及电池制备技术领域，具体公开了一种钠离子电池正极材料的制备工艺及装置，该制备工艺包括制备正极活性材料和制备正极片卷料两大步骤；该装置包括机座、隔膜卸料装置、正极卷料收卷装置、浆料下料装置、浆料涂平机构、烘干装置、边料裁剪装置；并且烘干装置内部设置有热风烘干组件和热压辊压实干燥组件；本发明专利技术与现有技术相比，能够有效防止干燥成型过程中电极片发生开裂，严格保证了制备的电极片的质量；同时整个装置能够防止浆料中活性材料的沉积，保证制备得到的电极片的厚度处处均匀，而且能够有效防止烘干后的电极片材料发生开裂，有效保证了制备的钠离子正极片的质量，其结构设计新颖、使用效果优异。使用效果优异。使用效果优异。

【技术实现步骤摘要】
一种钠离子电池正极材料的制备工艺及装置


[0001]本专利技术涉及电池制备
，具体公开了一种钠离子电池正极材料的制备工艺及装置。

技术介绍

[0002]二次电池也称为可充电电池，是一种可重复充放电、多次使用的电池。目前主要的二次电池技术有铅酸电池、镍铬电池、镍氢电池和锂离子电池。其中锂离子电池因其高能量密度、寿命长等优点在储能领域有着广泛的应用，然而锂的自然丰度低且分布不均，目前全球锂资源基础储量(碳酸锂计)约为58M吨，可开采储量约为25M吨，按目前全球碳酸锂年消耗量约为7～8万吨，预计可开采时间不过50多年，因此导致锂离子电池成本不断提升。
[0003]钠是一种各方面理化性质与锂最接近的金属，并且在地壳中储量丰度，丰度为锂的数千倍，所以钠离子电池有望成为新一代高性能、低成本储能技术。钠离子电池的工作原理与锂离子电池相似，通过钠离子在正负极发生氧化还原反应实现能量的存储与释放。钠离子电池的核心组成部件包含正极、负极和电解液。充电时，钠离子从正极活性材料中脱出，嵌入负极活性材料；放电时，钠离子从负极活性材料脱出而嵌入到正极活性材料中。
[0004]钠离子电池的正极材料在制备电极片的过程中与锂电池相似，均是先制备活性材料，然后将活性材料与粘剂混合制备浆料，再将浆料涂布在隔膜上进行烘干，烘干后可卷绕和切片得到钠离子电池正极片，但是传统的制备方法以及装置在将浆料涂布时不均匀，而且涂布过程中浆料中活性材料易沉积导致制备的钠离子电池的正极放电效果不佳，另外在烘干过程中都是全程使用热风烘干，其热风烘干时的温度如果过低则会影响烘干效果，而烘干温度过高或烘干时间过长的话，涂布的浆料会裂开，从而导致制备的钠离子电池在使用过程中容易损坏。因此，针对现有钠离子电池正极材料以及相关制备装置在制备过程中出现的上述问题，本申请提出了一种能够有效解决上述技术问题的钠离子电池正极材料的制备工艺及装置。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有钠离子电池正极材料以及相关制备装置在制备过程中出现的上述问题，设计了一种能够有效解决上述技术问题的钠离子电池正极材料的制备工艺及装置。
[0006]本专利技术是通过以下技术方案实现的：
[0007]一种钠离子电池正极材料的制备工艺，包括如下步骤：
[0008]1)首先对钠离子电池正极材料的生产线进行组装，接着将钠盐与氧化锰、氧化钛和氧化镍放入搅拌罐混合，混合后并放入球磨机中加入无水乙醇进行球磨3
‑
5h，球磨后过筛、干燥；
[0009]2)将干燥后的混合料在惰性气体的保护下高温煅烧8
‑
12h，然后冷却至室温得活性材料；
[0010]3)将活性材料投入混料罐中，并加入无机碳、导电剂、粘结剂、增稠剂混合得到浆料；
[0011]4)将浆料均匀涂在牵引的隔膜上，并随隔膜进入烘干装置中进行热风预烘干，然后进行热压辊热压干燥，再经过裁边装置去除边角料，最后收卷即得。
[0012]优选地，所述钠盐为Na2C3O3、Na2C4O4、Na2C5O5、Na2C6O6中的一种或多种。
[0013]优选地，所述煅烧温度为620
‑
740℃。
[0014]一种用于制备上述钠离子电池正极材料的装置，包括机座、隔膜卸料装置、正极卷料收卷装置、浆料下料装置、浆料涂平机构、烘干装置、边料裁剪装置，所述隔膜卸料装置、正极卷料收卷装置分别设置在机座的左右两端面，所述浆料下料装置、浆料涂平机构、烘干装置、边料裁剪装置从左往右依次设置在机座上；
[0015]其中，所述浆料下料装置包括搅拌罐、搅拌电机和送料筒，所述搅拌电机设置在搅拌罐的上表面，所述搅拌电机的输出轴伸入搅拌罐的下端连接有搅拌组件，所述搅拌罐的下端与送料筒的端部上表面相连接，且送料筒垂直于隔膜牵引方向设置，所述送料筒的一端面设置有送料电机，所述送料电机的输出轴内端设置有送料螺旋叶，所述送料筒的下表面间隔开设有多个下料孔，位于所述下料孔位置处的送料筒下表面设置有下料嘴；
[0016]所述浆料涂平机构包括固定设置在机座上表面的龙门板，所述龙门板的顶壁上转动连接有伸缩装置，所述龙门板中通过销轴转动连接有涂料板，且涂料板的下端与隔膜上表面相抵接，所述伸缩装置的下端与涂料板的上表面转动连接，所述涂料板的前后两端下表面均连接有向下延伸的挡边条板；
[0017]所述烘干装置包括设置在机座上表面的烘干箱，所述烘干箱的左右两侧面开设有用于贯穿隔膜的进出口，所述烘干箱的上表面设置有热风机，所述热风机的出风端连接有伸入烘干箱内腔左端的热风导管，且热风导管伸入烘干箱的端部与隔膜牵引方向平行设置，位于所述烘干箱内腔的热风导管上间隔连接有多个热风条管，所述热风条管垂直于隔膜牵引方向设置，且下端开设有出风口，所述烘干箱内腔的右下端设置有一排支撑辊，位于所述支撑辊的上方设置有热压辊，所述烘干箱后侧面设置有用于驱动热压辊的热压电机，所述热压辊的内部同心开设有柱形腔，所述柱形腔中插设有电阻加热棒，且电阻加热棒的端部伸出烘干箱固定设置，位于所述热风条管位置处的烘干箱前后面上开设有第一热风孔，位于所述热压辊正上方的烘干箱上表面开设有第二热风孔；
[0018]所述边料裁剪装置包括对称设置在机座上表面前后两端的转动座，两个所述转动座的下端之间设置有底辊，位于所述底辊的上方设置有转动杆，所述转动杆的前后两端均设置有一个圆形切刀，其中一个所述转动座的外侧面设置有裁剪电机，所述裁剪电机的输出轴与转动杆的端部相连接。
[0019]作为上述方案的进一步设置，所述隔膜卸料装置包括与机座左端面相焊接的第一转动架，所述第一转动架上设置有卸料辊。
[0020]作为上述方案的进一步设置，所述正极卷料收卷装置包括与机座右端面相焊接的第二转动架，所述第二转动架上设置有卷料辊，所述第二转动架上还设置有用于驱动卷料辊的卷料电机。
[0021]作为上述方案的进一步设置，所述搅拌组件包括搅拌轴和设置在搅拌轴下端的螺旋翻料叶，位于所述螺旋翻料叶上方的搅拌轴上连接有多个L型连接杆，所述L型连接杆朝
向搅拌轴的端面上连接有多个搅拌棒，所述搅拌轴的下端连接有多个与搅拌罐底壁相贴合的刮料板。
[0022]作为上述方案的进一步设置，所述伸缩装置为液压伸缩杆或电动推杆其中的一种。
[0023]作为上述方案的进一步设置，所述烘干箱中设置的热压辊不少于两个，且每个热压辊设置在其中一个支撑辊的正上方。
[0024]作为上述方案的进一步设置，所述机座上还设置有控制箱，所述机座的下表面还设置有多个减震支脚。
[0025]有益效果：
[0026]1)本专利技术公开的钠离子电池正极材料的制备工艺，其在制备电极片的过程中先进行热风预热去除浆料中的大部分水分使其定型，然后再经过热压辊的作用进行一步将涂覆的正极材料压实，并且通过热压辊的热传递进行升温干燥，将剩余的部分水分全部干燥去除，整个干燥工艺相比较于传统的仅通过风干干燥而言其不仅能够完全去除正极材料中所有的水分，而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钠离子电池正极材料的制备工艺，采用制备装置进行制备，其特征在于，包括如下步骤：1)将钠盐与氧化锰、氧化钛和氧化镍放入搅拌罐混合，混合后并放入球磨机中加入无水乙醇进行球磨3
‑
5h，球磨后过筛、干燥；2)将干燥后的混合料在惰性气体的保护下高温煅烧8
‑
12h，然后冷却至室温得活性材料；3)将活性材料投入混料罐中，并加入无机碳、导电剂、粘结剂、增稠剂混合得到浆料；4)将浆料均匀涂在牵引的隔膜上，并随隔膜进入烘干装置中进行热风预烘干，然后进行热压辊热压干燥，再经过裁边装置去除边角料，最后收卷即得。2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的制备工艺，其特征在于，所述钠盐为Na2C3O3、Na2C4O4、Na2C5O5、Na2C6O6中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料的制备工艺，其特征在于，所述煅烧温度为620
‑
740℃。4.一种用于制备权利要求1～3任一项所述钠离子电池正极材料的装置，其特征在于，所述装置为步骤3和步骤4中使用到的设备，包括机座(1)、隔膜卸料装置(2)、正极卷料收卷装置(3)、浆料下料装置(4)、浆料涂平机构(5)、烘干装置(6)、边料裁剪装置(7)，所述隔膜卸料装置(2)、正极卷料收卷装置(3)分别设置在机座(1)的左右两端面，所述浆料下料装置(4)、浆料涂平机构(5)、烘干装置(6)、边料裁剪装置(7)从左往右依次设置在机座(1)上；其中，所述浆料下料装置(4)包括搅拌罐(401)、搅拌电机(402)和送料筒(403)，所述搅拌电机(402)设置在搅拌罐(401)的上表面，所述搅拌电机(402)的输出轴伸入搅拌罐(401)的下端连接有搅拌组件(404)，所述搅拌罐(401)的下端与送料筒(403)的端部上表面相连接，且送料筒(403)垂直于隔膜牵引方向设置，所述送料筒(403)的一端面设置有送料电机(405)，所述送料电机(405)的输出轴内端设置有送料螺旋叶(406)，所述送料筒(403)的下表面间隔开设有多个下料孔(4031)，位于所述下料孔(4031)位置处的送料筒(403)下表面设置有下料嘴(407)；所述浆料涂平机构(5)包括固定设置在机座(1)上表面的龙门板(501)，所述龙门板(501)的顶壁上转动连接有伸缩装置(502)，所述龙门板(501)中通过销轴转动连接有涂料板(503)，且涂料板(503)的下端与隔膜上表面相抵接，所述伸缩装置(502)的下端与涂料板(503)的上表面转动连接，所述涂料板(503)的前后两端下表面均连接有向下延伸的挡边条板(504)；所述烘干装置(6)包括设置在机座(1)上表面的烘干箱(601)，所述烘干箱(601)的左右两侧面开设有用于贯穿隔膜的进出口，所述烘干箱(601)的上表面设置有热风机(602)，所述热风机(602)的出风端连接有伸入烘干箱(601)内腔左端的热风...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚水宝，顾海波，吕建国，辛成舟，童志远，谭国俊，鱼瑞文，周琦，周勇，
申请(专利权)人：爱索思江苏储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：