锂电池在线配料系统的制作方法

本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种锂电池在线配料系统。

背景技术：

目前，锂电池生产的每一道工序都是通过人工完成，在工作过程中需要根据比例称出对应的各种原料重量，称量过程汇总容易产生偏差。如果想保证生产线的连续性，需要很多的人工投入，导致锂电池的生产成本高，且容易影响产品质量。

申请公布号cn106362640a，申请公布日2017年2月1日的发明专利申请公开了一种圆柱形锂电池配料系统。其锂电池的正极或负极主材料可控制电磁阀进行预装入，装入过程中，重力感应器直接将重量反馈给控制柜，控制柜根据输入比例通过螺旋计量机完成对应掺料添加量的计量，以满足锂电池生产线的连续生产需求。但是，该配料系统在粉体和液体物料的混合不够均匀，容易结块。即使按照比例精确的掺粉料和液体物料，经混合后的原料仍不能满足后续工序的使用。

技术实现要素：

本发明基于上述技术问题提供一种能够完全连续供料的锂电池在线配料系统。

一种锂电池在线配料系统，其特征在于：包括双螺杆搅拌机、粉料连续供料子系统、液体罐，所述双螺杆搅拌机包括机筒以及设置在所述机筒内的螺杆，所述螺杆包括沿物料输送方向依次设置的粉体喂料段、粉料预混段、液体喂料段、混料段、分散均质段、除泡段、排料段；所述粉料连续供料子系统的出料口连接至所述粉体喂料段的入料口，所述液体罐的出料口连接至所述液体喂料段的入料口。本发明的锂电池在线配料系统，能够彻底摒弃传统工艺的批次式配料搅拌方式，实现锂电池阴极、阳极与隔离膜生产的精度在线配料，连续搅拌与输送，实现自动化供给生产，同时保证在加工生产过程中生产的安全性，工艺的稳定性，进而实现浆料供给的优质性与高效性。

作为优选，所述粉料连续供料子系统包括第一粉体计量罐和第二粉体计量罐，所述第一粉体计量罐和所述第二粉体计量罐的出料口连接至所述粉料连续供料子系统的出料口；所述第一粉体计量罐和所述第二粉体计量罐为精密螺旋输送计量罐。两罐均采用精密螺旋下料机程序自动下料，能大大提高粉料计量精度，保证粉料的计量精度达到千分之一，提高了锂电池配料的精准度。

作为优选，所述粉体喂料段包括大导程的第一螺纹元件；所述粉体预混段包括正向设置的第二螺纹元件，所述第二螺纹元件为小导程螺纹元件。所述液体喂料段包括正向设置的第三螺纹元件，所述第三螺纹元件为大导程螺纹元件。大导程螺纹元件能够降低主物料在液体喂料段的螺槽充满度，有利于气体的排出并为液体物料提供容纳的空间。

作为优选，所述第三螺纹元件包括靠近所述螺杆的中心轴设置的导气段以及远离所述螺杆的中心轴设置的排气段；粉体物料中可能含有的气体能够经所述导气段进入排气段被排出。

作为优选，所述混料段包括反向设置的第一啮合块；所述第一啮合块包括混料部和散热部，所述混料部与所述散热部沿所述螺杆的中心轴方向间隔设置。在所述第一啮合块的作用下使得所述粉体物料和液体物料初步的混合。所述散热部有助于设备运转摩擦产生热量的散发。

作为优选，所述散热部的径向长度大于所述混料部的径向长度，所述散热部的厚度小于所述混料部的厚度。

作为优选，所述分散均质段包括至少一组啮合块组件，所述啮合块组件包括两个第四螺纹元件以及设置两个所述第四螺纹元件之间的第二啮合块。能够减少过渡剪切导致物料粒径改变，同时分散排列的啮合块也有利于避免过高的剪切应力区的出现，降低能耗。

作为优选，所述除泡段包括靠近所述排料段设置的抽气口以及正向设置的第五螺纹元件；所述抽气口连接至真空负压装置，所述第五螺纹元件至少包括沿径向设置的第一弯曲部和第二弯曲部，所述第一弯曲部和所第二弯曲部的弯曲方向相反；所述第二弯曲部的弯曲度小于所述第一弯曲部的弯曲度。使得气泡从分散/均质后的物料中抽取处理，为下一段的增压排料做准备。

附图说明

图1本发明实施例的锂电池在线配料系统示意图。

图2本发明实施例的双螺杆搅拌机结构示意图。

图3本发明实施例的第三螺纹元件结构示意图。

图4本发明实施例的第一啮合块结构示意图。

图5本发明实施例的啮合块组件结构示意图。

图6本发明实施例的第五螺纹元件结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

如图1，一种锂电池在线配料系统，包括用于提供粉体主物料的粉料连续供料子系统1、用于提供液体物料的液体罐2、用于混合搅拌并输送粉体物料和液体物料的双螺杆搅拌机3。

粉料连续供料子系统1包括用于第一粉体计量罐11a和第二粉体计量罐11b，与第一粉体计量罐11a连接并且为第一粉体计量罐11a补充主物料的第一粉体拆包站12a、与第二粉体计量罐11b连接并且为第二粉体计量罐11b补充辅物料的第二粉体拆包站12b。第一粉体计量罐11a安装有重量传感器，第二粉体计量罐11b安装有重量传感器。粉料连续供料子系统还包括一控制装置，控制装置包括控制单元以及在控制单元控制下的第一阀门和第二阀门，第一阀门安装在第一粉体计量罐11a与第一粉体拆包站12a之间的补料管道上，第二阀门安装在第二粉体计量罐11b与第二粉体拆包站12b之间的补料管道上。控制单元通过第一阀门112a和第二阀门112b控制第一粉体计量罐11a和第二粉体计量罐11b的补料。第一重量传感器和第二重量传感器与控制单元电连接，分别将检测的第一粉体计量罐11a和第二粉体计量罐11b中的主物料和辅物料的重量传输到控制单元。第一粉体计量罐11a包括控制其螺杆转速的第一电机111a，第二粉体计量罐11b包括控制其螺杆转速的第二电机111b，第一电机111a和第二电机111b分别与控制单元连接，根据控制单元的输出信号驱动螺杆转动。

控制单元根据来自第一重量传感器和第二重量传感器的信号，控制第一阀门、第二阀门、第一电机和第二电机，实现两个粉体计量罐的匀速供料与补料。

双螺杆搅拌机3包括机筒31以及设置在机筒内的螺杆，螺杆包括沿物料输送方向依次设置的粉体喂料段321、液体喂料段322、混料段323、分散均质段324、除泡段325、排料段326。机筒31的对应于粉体喂料段321的位置设置有粉体入料口311、对应于液体喂料段322的位置设有液体入料口312、对应于除泡段325的位置设有抽气口313、以及设置在排料段326末端的出料口314。其中，粉料连续供料子系统1的出料口连接至粉体喂料段321的入料口，液体罐3的出料口连接至液体喂料段322的入料口，抽气口313连接至真空负压机（图中未示出），出料口314连接至下游的高速分散机4，并且通过高速分散机4将物料输送至涂布机的螺杆泵5。

粉体喂料段321包括正向设置在机筒31中的大导程的第一螺纹元件3211。液体喂料段322包括正向设置在机筒31中的第三螺纹元件3221，第三螺纹元件3221为大导程螺纹元件。如图2，第三螺纹元件3221包括靠近螺杆的中心轴设置的导气段32211以及远离螺杆的中心轴设置的排气段32212。导气段32211沿第三螺纹元件的径向设置，并且具有由靠近螺杆中心轴至远离螺杆中心轴的方向逐渐增加的厚度。排气段32212垂直于导气段32211设置在导气段32211的末端。经粉体喂料段进入的粉体物料与经液体入料口进入的液体物料在该部分的机筒中混合。大导程螺纹元件能够降低粉体物料在液体喂料段的螺槽充满度，有利于气体的排出并为液体物料提供容纳的空间。物料中的气体在螺杆的转动过程中沿着第三螺纹元件的导气段32211的表面被引导至排气段32212并从排气段32212被挤出。混料段323包括反向设置在机筒中的第一啮合块3231。如图3，第一啮合块3231包括混料部32311和散热部32312，混料部32311与散热部32312沿螺杆的中心轴方向间隔设置。散热部32312的径向长度大于混料部32311的径向长度，并且散热部32312的厚度小于混料部32311的厚度。散热部32312紧贴混料部32311设置，使得设备在运转过程中摩擦产生的热量传导至散热部32312，并且经散热部32312的末端散发降温。散热部32312最好为具有良好导热性能的金属材质，同时具有较薄的厚度以提高散热率。分散均质段324包括至少四至六组啮合块组件。啮合块组件的结构如图4-5所示，每个啮合块组件包括两个第四螺纹元件32411以及设置两个第四螺纹元件32411之间的第二啮合块32412，第二啮合块32412由设有内花键324121的主轴与螺杆连接，主轴上设有多个椭圆状的啮合部324122，各啮合部的相位不同。第四螺纹元件32411将第二啮合块32412间隔开来，能够减少过渡剪切导致物料粒径的改变，同时也有利于避免过高的剪切应力区出现，降低能耗。

除泡段325包括正向设置的第五螺纹元件3251。如图6，第五螺纹元件3251至少包括沿径向设置的第一弯曲部32511和第二弯曲部32512。第一弯曲部32511和所第二弯曲部32512的弯曲方向相反，使得整个第四螺纹元件3251具有波浪形的螺纹叶片，有助于气泡的消除。第二弯曲部32511最好具有小于第一弯曲部32512的弯曲度。在真空负压机的作用下，物料中的气泡从分散均质后的物料中抽取出来，为下一段的增压排料做准备。

排料段326对应的机筒末端设有逐渐缩径形成的压力区，可以压缩分散均质物料，为成品物料从双螺杆搅拌机的出料口挤出做最后的准备。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。