本申请涉及一种锂电池活性物质浆料搅拌改性装置，其特征是用大量的高动能撞击球取代常规浆料制备装置中单轴或多轴搅拌桨叶，有效打散常规方法制备浆料中常见的不均匀团聚球团，获得高度均匀的活性物质浆料，提高电池产品的一致性水平；新装置利用高能撞击球的高能撞击和球体磨削功能，可以进一步缩小活性物质的粒径，成倍提高活性物质与电解液的有效接触面积，使活性物质可以释放出更多的锂离子，提高了电池的比容量；在高能撞击球的高能量撞击下，活性物质颗粒会在撞击瞬间产生大量裂隙，有利于石墨烯、碳纳米管等高导电改性物质的微粒通过裂隙渗入活性物质内部，大幅提升活性物质的导电能力，改性效果优于常规表面包覆改性技术。技术。技术。
【技术实现步骤摘要】
一种活性物质浆料搅拌改性装置和高均匀浆料制备方法
[0001]本专利技术属于电化学储能
，尤其涉及活性物质浆料搅拌改性装置和高均匀浆料制备方法。
技术介绍
[0002]当前锂电池的活性物质基本上都是以锂的化合物为主要功能组分，由于锂的化合物导电性能普遍较差，所以必须在活性物质内掺入导电剂才能使电荷在活性物质涂层内顺利流动；为了保证活性物质涂层的结构强度，活性物质内普遍加入粘结剂；另外，为了方便将活性物质均匀涂覆在集流体上，所有活性物质都会加工成稀膏状浆料。浆料是由专用搅拌装置制备，先将各种配料加入盛有液态溶剂的搅拌容器中，然后通过高速搅拌使各种材料能够充分均匀分散，最后得到容易涂覆的浆料。由于各种物料的粒度、比重和粘度有很大差异，搅拌桶内靠近搅拌桨叶位置的浆料流速较高，靠近筒壁的浆料会因筒壁阻力使浆料流速减低，而在桶底边沿会有部分位置成为死区产生物料沉淀，因此提高浆料的均匀性成为电池生产中非常重要的技术难点。由于单轴搅拌生产的浆料一致性较差，所以现在采用多搅拌轴的星型搅拌装置企业比较普遍，但其生产的浆料也有较大的离散性，因此国内外现有搅拌装备搅拌一致性都不甚理想，是造成锂电池产品一致性较差的主要原因之一，最终产品都需要通过分容工序对产品进行分组分级处理，最后将性能一致的产品集中成组使用。
[0003]另外，随着电动汽车迅速普及，快速充电成为用户重点需求，因此通过加入石墨烯、碳纳米管等高导电材料对活性物质进行改性处理，提高活性物质活性和导电性能是当前电池制造企业争相研究的重点方向。不过由于石墨烯、碳纳米管等材料粒度极细，比重很轻，比较容易产生局部团聚现象，因此进一步增加了浆料加工的难度，所以电池制造业对新型搅拌装置有较大的创新需求。
技术实现思路
[0004]针对现有搅拌装置的缺陷，本专利技术提供了一种兼有活性物质深度改性功能的活性物质浆料搅拌改性装置和一种相应的高均匀浆料制备方法。新装置由高速电机、搅拌装置、搅拌筒体和高动能撞击球体组成，下面对各功能部件的构成及功能进行说明：高速电机与搅拌装置直连，通过搅拌装置推动高动能撞击球高速运动，为高动能撞击球提供动能。
[0005]搅拌装置由搅拌轴与搅拌棒组成，搅拌轴通过法兰与高速电机直连，搅拌棒推动高动能撞击球和浆料高速旋转。搅拌轴与搅拌棒外部包裹一层超高分子塑料隔离保护层，除提供数倍于钢材的耐磨性外，同时防止铁元素污染活性物质。
[0006]搅拌筒体由钢制筒体制备，内贴附一层超高分子塑料制作的内衬隔离层，超高分子内衬层提供数倍于钢材的耐磨性能，同时提供隔离功能，防止铁元素污染活性物质。
[0007]高动能撞击球由高比重和高硬度的高纯锆材料制作，其作用有以下几方面：
1.通过球体之间的高动能撞击和磨削，进一步减小活性物质的粒度，使活性物质与电解液的接触面积扩大几倍以上，大幅提高活性物质的活性和比能量。
[0008]2.通过球体之间的高动能撞击，活性物质颗粒内部产生大量裂隙，可以使石墨烯、炭纳米管等高导电纳米微粒在撞击瞬间通过裂隙渗入活性物质内部，大幅提升活性物质的导电能力。
[0009]3.数以万计的高密度分布高能撞击球，可以打散所有活性物质内部的不均匀团聚球团，使活性物质各种成分能够保持高度的分散性和均匀性。
[0010]本专利技术的优点及积极效果为：1.用高密度数以万计的高动能撞击球代替局部桨叶搅拌，可以充分打散活性物质内部的不均匀团聚球团，制备高均匀性的优质浆料，提高锂电池的产品一致性。
[0011]2.通过高能撞击球的撞击和磨削，活性物质的粒度可以缩小一倍以上，与电解液的有效接触面积扩大数倍，活性物质可以释放出更多的锂离子，有效提高电池的输出功率和比容量。
[0012]3. 通过高能撞击球的高能撞击，石墨烯和碳纳米管等高导电微粒会在撞击的同时渗入活性物质颗粒的裂隙内部，可以大幅提升活性物质的导电性能，其改性效果远优于通常的表面包覆技术，有利于提高电池的倍率性能。
附图说明
[0013]图1：活性物质浆料搅拌改性装置图例说明：1．高速电机。2. 搅拌筒体。3. 浆料。4.高能撞击球。5.搅拌装置。
具体实施方式
[0014]现结合图1对本专利技术的一个实施例做进一步的详细说明：如图1所示，活性物质浆料搅拌改性装置由（1）高速电机、（2） 搅拌筒体、（3）浆料、（4）高能撞击球、（5）搅拌装置组成。下面就各功能部件的制备和功能进行详细说明：（1） 高速电机为可调速同步电机，功率根据浆料加工量选配，可在0.5～300KW范围选配。
[0015]（2） 搅拌桶体采用6～20mm普通钢板制备，内表面贴敷一层超高分子塑料制备的耐磨防护隔离层，隔离层厚度10～30mm。筒体直径可根据浆料加工量制定，直径可在0.5～2M之间选择。
[0016]（3） 浆料可以是正极活性物质配料，也可以是负极活性物质配料。浆料配方根据用户需求配制，不在本专利技术的保护范围之内，所以不进行详细表述。
[0017]（4） 高能撞击球采用高纯度锆球，负极活性物质如含有碳化硅，也可以用碳化硅球，球体直径可在10～30mm范围选择。
[0018]（5） 搅拌装置由搅拌轴和搅拌棒组成。搅拌轴用50mm无缝钢管制作，通过法兰与电机轴相连；搅拌棒用30mm无缝钢管制作，与搅拌轴成90度焊接在搅拌轴下端部；搅拌轴与搅拌棒表面包覆10～30mm超高分子耐磨保护层。
[0019]浆料配方由用户选定，可以是正极活性物质，也可以是负极活性物质。加工时按配
方的工艺要求将规定数量的溶剂和配料加入搅拌桶内，高能撞击球应装满筒体的30%，浆料高度不应超过筒体50%，开机后逐步提高电机转速，浆料会在离心力作用下形成周边高中心低的漩涡体，随着转速的升高，漩涡体贴壁部分的浆料高度也会不断升高，转速应控制在浆料不会溢出筒体的状态，并且保留10%的桶壁空间。搅拌时间可根据改性试验的效果进行选择，一般在10～90分钟的范围内调整。
[0020]以上所述实施例仅表达了本申请的其中一种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种锂电池活性物质浆料搅拌改性装置，由高速电机、搅拌装置、搅拌筒体和高动能撞击球组成，其特征是用大量的高动能撞击球取代常规浆料制备装置中单轴或多轴搅拌桨叶，可以有效打散常规方法制备浆料中常见的不均匀聚集团，获得高度均匀的活性物质浆料。2.根据权利要求1所述的高动能撞击球，由高比重和高硬度的高纯锆材料制作，利用其高能撞击和磨削能力，进一步缩小活性物质的粒径，扩大活性物质与电解液的有效接触面积，使活性物质可以释放出更多的锂...
【专利技术属性】
技术研发人员：王荣之，
申请(专利权)人：睿智同创南京储能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。