一种粉末状电池电极材料的压实装置的制作方法

本实用新型涉及电池电极材料加工机械技术领域，具体涉及一种粉末状电池电极材料的压实装置。

背景技术：

近年来，层状镍钴锰酸锂材料因其较高的比容量、较低的成本及较好的安全性等优点，并且可以弥补补LiCoO₂ 、LiNiO₂和LiMnO₂的缺点，逐渐成为锂离子电池正极材料领域研究的热点。

燃烧法是一种新的制备材料的合成方法，不仅可以使得各元素达到分子级别的混合，避免了元素的偏析，而且制备过程无需调节pH等，制备过程简单易操作。自蔓延燃烧工艺是对传统燃烧工艺的改进，在制备过程中无需添加任何助燃剂，所添加的原料均为低分解温度的化学品，在加热的过程中靠自身分解释放出的热量就可以使得反应充分快速完成。但是制备过程中原料迅速燃烧，产生大量气体，如果所制备的产品蓬松多孔且颗粒径较小，则振实密度较低，从而影响电池后期加工，降低了产品的能量密度，从而需要对电极材料进行压实，需要确保压饼密度均匀。

目前现有技术中粉末压实装置，大多采用机械压杆式，无法对压力精准控制。压实过程中，如果压缩气体直接作用到压实模具上，则压缩气体如果压力不稳定，则将影响到压饼密度的均匀性，并且很难实施压实装置的自动化操作控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决上述问题，提供一种能确保压饼密度均匀、并且易实施自动化操作控制的压实装置。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种粉末状电池电极材料的压实装置，包括：机架、气体压力调节装置、压实模具、底座，底座中间设有凹槽，底座两侧设有液压伸缩支撑缸，液压伸缩支撑缸下端固定在底座上，所述压实模具四角通过固定套固定在液压伸缩支撑缸的伸缩杆上，其特征在于，压实模具上方连接气体压力调节装置，所述气体压力调节装置包括第一油缸、第二油缸、气缸，第一油缸上部设有压缩空气进气口和排气口，第一油缸内部设有“T”型活塞，第一油缸下部和第二油缸上部之间通过透油孔连接，第二油缸、气缸和压实模具之间通过“干”字形活塞连接，“干”字形活塞连接下部在第二油缸中的活塞上设有双向透油阀，气缸上部和下部分别设有压缩空气进气口和排气口，各排气口上各设有阀门。

本实用新型的优化，压缩空气进气口连接的管路上分别设有气体流量调节阀，第二油缸上设有压力表。

进一步优化，压实模具下部设有打孔柱。

进一步优化，压实模具包括上开口的圆柱体形空心压缸和压缸内部的打孔柱固定座，打孔柱固定座下方设有打孔柱，打孔柱固定座侧部通过螺纹与压缸侧壁固定连接，打孔柱固定座顶部设有旋转电机，旋转电机正反旋转过程中，打孔柱固定座上下移动，当打孔柱固定座下移时，打孔柱穿过压缸底部的穿孔。

进一步优化，打孔柱与压实模具之间螺纹可拆式固定连接。

进一步优化，打孔柱端部为圆形。

进一步优化，机架底部设有可以调节压实装置平稳及高度的螺旋脚杯。

本实用新型的工作原理为：

第一油缸和气缸上部的压缩空气进气口进入压缩气体，此时气缸下方的排气口打开，第一油缸中的液压油通过透油孔进入第二油缸的活塞上方，第一油缸和第二油缸上部的压缩空气最终传输到“干”字形活塞上，“干”字形活塞下移并施压于压实模具上。

气缸下部的压缩空气进气口进入压缩气体，此时气缸上方的排气口打开，第二油缸的活塞上方的液压油通过透油孔返回进入第一油缸中，气缸中的活塞受到向上的压力，“干”字形活塞上移并带动压实模具向上运动。

本实用新型可实现最大压力的传输，传输在压实模具上的压力F=( P₀*S₁/S₂) *S₄+P₀*S₃，P₀为压缩空气的压力，S₁为“T”型活塞上部活塞面积，S₂为“T”型活塞下部活塞杆面积，S₄为”干”字形活塞下部设于第二油缸中活塞面积，S₃为”干”字形活塞上部设于气缸中活塞面积，由于S₁远大于S₂，S₄大于S₁，因此”干”字形活塞底部活塞杆可得到很大力度的施加压力。

本实用新型的有利效果为：

通过气体压力调节装置的压力和压强传输，压实模具可以得到很大力度的施加压力；并且通过气体压力调节装置易于实施压实模具下移、上移的自动化操作控制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型一种粉末状电池电极材料的压实装置的结构示意图；

图2是本实用新型气体压力调节装置的结构示意图；

图3为本实用新型压实模具的结构示意图；

附图标记说明：机架-1、螺旋脚杯-11、气体压力调节装置-2、第一油缸-21、“T”型活塞-212、透油孔-213、第二油缸-22、”干”字形活塞-221、双向透油阀-222、气缸-23、压实模具-3、打孔柱-31、压缸-32、打孔柱固定座-33、旋转电机-34、底座-4、凹槽-41、液压伸缩支撑缸-5、气体流量调节阀-6、压力表-7。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的优选实施例进行详细阐述，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1和图2所示，本实用新型提供一种粉末状电池电极材料的压实装置，包括：机架1、气体压力调节装置2、压实模具3、底座4，底座4中间设有凹槽41，底座4两侧设有液压伸缩支撑缸5，液压伸缩支撑缸5下端固定在底座4上，所述压实模具3两侧通过固定套固定在液压伸缩支撑缸5的伸缩杆上，其特征在于，压实模具3上方连接气体压力调节装置2，所述气体压力调节装置2包括第一油缸21、第二油缸22、气缸23，第一油缸21上部设有压缩空气进气口和排气口，第一油缸21内部设有“T”型活塞212，第一油缸21下部和第二油缸上22部之间通过透油孔213连接，第二油缸22、气缸23、压实模具3之间通过“干”字形活塞221连接，“干”字形活塞连接下部在第二油缸中的活塞上设有双向透油阀222，气缸23上部和下部分别设有压缩空气进气口和排气口，各排气口上各设有阀门。

通过气体压力调节装置的压力和压强传输，压实模具可以得到很大力度的施加压力；并且通过气体压力调节装置易于实施压实模具下移、上移的自动化操作控制。

为了能够准确控制压实模具3所施加的压力，上述具体实施方式的优化，压缩空气进气口连接的管路上分别设有气体流量调节阀6，第二油缸22上设有压力表7。

为了解决自蔓延燃烧工艺制备材料的振实密度较低的缺陷，同时解决镍钴锰酸锂烧结过程中物料厚度太大造成的氧含量分布不均及物料受热不均的问题，可以在压饼上打孔。上述具体实施方式进一步优化，压实模具3下部设有打孔柱31。

如果电极材料在压实之前，打孔柱先伸入电极材料中，再实施压实操作，则会造成压饼靠近孔处压不实，最终压饼密度不均匀。为了解决此问题，上述具体实施方式进一步优化，压实模具3包括上开口的圆柱体形空心压缸32和压缸32内部的打孔柱固定座33，打孔柱固定座33下方设有打孔柱31，打孔柱固定座33侧部通过螺纹与压缸32侧壁固定连接，打孔柱固定座33顶部设有旋转电机34，旋转电机34正反旋转过程中，打孔柱固定座33上下移动，当打孔柱固定座33下移时，打孔柱31穿过压缸32底部的穿孔。压实模具先对电极材料压实，然后在旋转电机带动下，打孔柱固定座下移，打孔柱对压饼转孔。

为了便于更换打孔柱，进一步优化，打孔柱31与压实模具3之间螺纹可拆式固定连接。

为了实施快速打孔，并且打孔圆润，进一步优化，打孔柱31端部为圆形。

如果机架1不平稳，则会影响压饼的压实程度和均匀度，进一步优化，机架1底部设有可以调节压实装置平稳及高度的螺旋脚杯11。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中的描述仅为本实用新型的优选例，本实用新型并不受上述优选例的限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还可有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本实用新型要求保护的范围内。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。