一种正极粉体锂化接触界面自动更新机构的制作方法

本发明属于在热电池正极材料加工处理中用于粉体界面更新以持续接触气态触媒的特殊机械搅拌机构，是机械工程领域的普通发明成果。

背景技术：

未经锂化的正极粉体能够造成热电池放电初期电压尖峰，影响电池电压精度和工作寿命^[1]。因此，必须对正极材料进行锂化处理，即在正极材料中加入锂化剂后持续与气态触媒接触进行反应。由于反应属于粉体表面与气态触媒间的界面层缓慢反应，因此整个锂化过程需要持续地更新粉体接触界面。在目前的生产过程中，采用操作人员持锂化工装进行手工界面更新，锂化工装如图1所示，操作人员手持锂化工装手柄1，使锂化齿2横向切割粉体，增加界面接触面积并间歇性更新接触界面。

由于粉体界面更新速率与更新均匀程度对锂化效果影响很大，手工操作很难满足粉体界面更新要求，造成锂化反应均匀性下降，影响正极粉质量一致性。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是采用一种便于组装、可拆卸、可自适应调节锂化间距参数的机械机构，并由可调节转速的电动机作为动力源，通过机械机构使正极粉体作匀速圆周运动，并由机械机构附带的锂化齿持续切割粉体。本机械机构能够恒定锂化更新速率，保证锂化均匀性，提高正极粉体的锂化质量一致性，同时能够提高粉体锂化处理效率。

本发明的一种正极粉体锂化接触界面自动更新机构，置于封闭的“恒定气体环境触媒发生箱”中，包括锂化盘、支架、传动底盘、横梁、弹簧、机械锂化齿、固定销钉、限位螺母和锂化横梁；

所述机械锂化齿尾部套入弹簧，再插入横梁对应孔中，然后在机械锂化齿尾端拧上限位螺母；

所述锂化盘底部凸出的定位销插入传动底盘对应的孔中；锂化横梁置于支架上并插上固定销钉。

（1）机械机构工作时，按避免紧固件直接受力方向设计。各零件连接牢固，机构运行稳定可靠，同时降低了紧固件拧紧力矩。

优选的，机械锂化齿尾部穿过横梁后，限位螺母与机械锂化齿尾部采用螺纹连接。

优选的，机械锂化齿与横梁采用限位螺母定位，限位螺母通过弹簧压力与横梁压合。

优选的，锂化盘与传动底盘采用圆柱销定位。

优选的，锂化横梁与支架采用销钉定位。

优选的，锂化横梁与支架采用螺栓定位。

（2）横梁中机械锂化齿孔位沿横梁对称中心错位设计。安装机械锂化齿后，如果将横梁沿对称中心对折，两侧锂化齿位置不重合，位于相邻机械锂化齿之间。

优选的，位置位于相邻机械锂化齿中心。这样的设计使圆周运动中的正极粉体界面更新接触面积最大。

（3）通过机械机构使粉体进行圆周运动，粉体与触媒的接触界面成均匀角速度更新。

优选的，锂化盘呈圆形，锂化盘底部为平面。

优选的，锂化盘按顺时针或逆时针旋转，锂化横梁固定，粉体与机械锂化齿作相对运动。

（4）机械锂化齿以恒定压力接触锂化盘底部。

优选的，采用弹簧提供接触压力。

（5）机械锂化齿头部的特殊外形设计。

机械锂化齿头部呈锥形。优选的，圆锥夹角4°~18°。

机械锂化齿头部顶端与锥形采用平滑曲面过渡。优选的，顶端呈椭圆形球面。

（1）安装拆卸方便。由于采用低拧紧力矩设计，本机械机构安装拆卸无需工具，方便操作人员现场快速安装与调试。

（2）由于机械锂化齿位置采用非中心对称设计，能够扩大圆周运动中的正极粉体界面更新面积，提高处理效率。

（3）由于采用粉体相对机械锂化齿圆周运动设计，接触界面更新速率恒定，单次处理的正极粉平面方向各点锂化程度一致，质量一致性好。

（4）由于机械锂化齿以恒定压力接触锂化盘底部，避免安装锂化横梁后再次逐根调节机械锂化齿与锂化盘接触压力，机械锂化齿在插入粉体后自动接触盘底，同时使机械机构在运行过程中机械锂化齿始终以恒定压力接触锂化盘，使处理的正极粉垂直方向界面更新速率一致。

（5）由于采用机械锂化齿头部圆锥渐变外形设计，能够自适应调节锂化间距参数，避免锂化初期界面更新程度过快，也能够避免锂化后期随粉体膨胀界面更新程度不断降低，最大程度地降低正极粉垂直方向界面更新程度随锂化时间的差异，同时能够降低锂化后期粉体通过阻力。

由于机械锂化齿头部顶端采用椭圆形球面设计，减少了机械锂化齿插入粉体的阻力，减少了机械锂化齿与锂化盘底部的滑动摩擦系数，同时也降低了机械锂化齿与锂化盘底部的磨损。

附图说明

图1 现有技术的结构示意图；

图2 本发明的一种正极粉体锂化接触界面自动更新机构结构示意图；

图3是本发明的工程装配图；

图4 是图2中A向局部剖视放大工程装配图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图2 是本发明的结构示意图，图3是本发明的工程装配图，图4 是图2中A向局部剖视放大工程装配图。首先，组装锂化横梁11。在机械锂化齿8尾部套入弹簧7，再将机械锂化齿8插入横梁6对应孔中，使机械锂化齿8尾端螺纹面露出横梁6，并在尾部拧上限位螺母10。松开后，限位螺母10定位于横梁6。然后按上述方法依次安装所有机械锂化齿8。

再在锂化盘3中装入待处理正极粉体，铺平粉体。将锂化盘3底部凸出的定位销插入传动底盘5对应的孔中。

然后，将锂化横梁11置于支架4上。机械锂化齿8承受锂化横梁11重力而插入粉体接触锂化盘3底部，并在弹簧7反向弹力作用下对锂化盘3底部施加恒定压力。

最后，在两侧的支架4上插入固定销钉9，完成本机械机构的安装。

本机械机构工作原理如下。

电动机输出的扭矩通过变速机构传递到传动底盘5，然后带动锂化盘3旋转，其中的正极粉体在静摩擦力作用下作匀速圆周运动。机械锂化齿8对粉体进行切割，持续更新粉体与触媒的接触面。