一种电池浆料储存装置和储存方法与流程

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池浆料储存装置和储存方法。

背景技术：

锂离子电池具有能量密度高、比容量大、循环寿命长、安全性能好、应用范围宽、对环境友好等优点，被广泛地应用于电动汽车、储能和电子消费品等领域。而锂离子电池一般使用锂合金金属氧化物作为正极材料，目前使用的正极材料主要有锰酸锂、镍酸锂、钴酸锂和磷酸铁锂，正极材料决定了锂离子电池的能量密度、安全性和寿命等指标，在锂离子电池的成本中占有很大比例，并且钴矿、锂矿和镍矿是不可再生资源，且储量极少，随着锂离子电池的市场需求不断增加，正极材料的价格不断飙升，使得生产成本较高，同时，锂离子电池浆料制浆及涂布过程中，浆料换型和机器短期停止作业会使生产过程中残留一定量的电池浆料，且电池浆料的吸水性强、稳定性差，在储存过程中极易变质而报废，形成材料的浪费，从而加大生产成本。所以，锂离子电池浆料的稳定储存对电池的的电化学性能以及安全性能有着直接的关系，同时，电池浆料的充分利用可大大降低企业的运行成本。传统的方法是将锂离子电池浆料储存在中转罐中，通过搅拌桨转动来保持浆料的流动性，避免浆料沉淀，但是这种方式只能实现浆料短时间的储存，若长期储存，首先，浆料的溶剂会逐渐挥发，并且浆料会吸附空气中的水分和异物从而变质；其次，搅拌桨的转动摩擦会导致金属异物落入浆料中，影响电池的安全；再者，浆料的温度对浆料的稳定性有很大的关系，传统的储存罐只能通过循环水来控制浆料的温度，但温度的交替变化并不能完全精准的控制。

因此，需要提供一种新的技术方案以实现电池浆料的稳定储存，从而解决电池浆料在储存过程中易变质的技术问题，从而节约资源，降低成本。

技术实现要素：

本发明旨在提供一种电池浆料储存装置，以解决电池浆料在储存过程中易变质的技术问题，并提供基于该储存装置的电池浆料储存方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：

提供了一种电池浆料储存装置，包括储料容器、电磁搅拌装置、真空控制装置、温度控制装置，其中：所述储料容器上设置有进料口和出料口；所述电磁搅拌装置包括置于储料容器外部的电磁感应器和置于储料容器内部的磁力搅拌子，所述电磁感应器能够产生旋转磁场带动所述磁力搅拌子转动；所述真空控制装置与所述储料容器的内部连通；所述温度控制装置设在所述储料容器的外部，用于将所述储料容器保持在设定的温度范围内。

作为上述技术方案的改进，所述电磁感应器包括电源装置、感应器和冷却装置，所述电源装置用于将三相交流电转化为两相正交的电源，所述冷却装置包括输水管路，用于通入冷凝水为所述感应器降温。

作为上述技术方案的进一步改进，所述感应器包括铁芯和绕在所述铁芯上的线圈，所述线圈为空心的管状结构，所述线圈与所述输水管路连通。

作为上述技术方案的进一步改进，所述磁力搅拌子包括直型的磁棒和包裹在所述磁棒外部的保护膜。

作为上述技术方案的进一步改进，电磁搅拌装置还包括保外壳，所述电磁感应器安装在保护外壳内，所述保护外壳固定安装在所述储料容器的底部。

作为上述技术方案的进一步改进，所述真空控制装置包括与所述储料容器连通的真空管路，和设置在该真空管路上的抽真空控制阀。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度控制装置包括包裹在所述储料容器外壁上的保温层。

作为上述技术方案的进一步改进，所述保温层包括保温层外壁和保温溶液，所述保温层外壁与所述储料容器外部之间具有间隙，所述保温溶液填充在所述间隙中。

作为上述技术方案的进一步改进，所述保温层外壁上设置有与所述间隙连通的进液口和出液口。

作为上述技术方案的进一步改进，所述温度控制装置还包括用于加热所述保温层的加热装置。

作为上述技术方案的进一步改进，所述加热装置包括加热丝，所述加热丝的一端伸入所述保温层中。

还提供了一种电池浆料储存方法：将电磁搅拌子和电池浆料筒进料口置于储料容器中，封闭进料口；采用真空控制装置对储料容器内进行抽真空，使储料容器内的压力值保持在设定的范围；通过温度控制装置对储料容器进行温度控制，使储料容器内的电池浆料保持在设定温度范围内；使电磁感应器产生旋转磁场带动位于储料容器内的磁力搅拌子转动，以对电池浆料进行搅拌。

作为上述技术方案的改进，通过温度控制装置对储料容器进行温度控制时，采用包裹在储料容器外壁的保温层对储料容器进行保温，将温度传感器伸入储料容器内部以测试储料容器中的温度，采用加热装置对保温层进行加热，根据温度传感器所测温度值判断是否对保温层进行加热。

作为上述技术方案的进一步改进，在真空管路上设置真空控制阀和气压表，通过气压表的读数开启或关闭真空控制阀，以使储料容器内的压力值保持在设定的范围。

本发明的有益效果是：

本发明电池浆料储存装置通过电磁搅拌装置、真空控制装置和温度控制装置，可使浆料在真空环境中恒温恒压持续搅拌，既能保持浆料的流动性，又避免电池浆料的沉淀、变质和异物的掺入，延长电池浆料的保存时间，实现电池浆料的长期稳定储存，并且减少浪费，极大的降低了企业的生产成本。基于上述电池浆料储存装置的储存方法，使得电池浆料实现稳定储存。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明：

图1为本发明的电池浆料储存装置一个实施例的结构示意图；

图2为本发明的电池浆料储存装置一个实施例的俯视图；

图3为本发明中电磁感应器的一个实施例的结构示意图；

图4为本发明中磁力搅拌子的一个实施例的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，专利中涉及到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。本发明中所涉及的上、下、左、右等方位描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。本发明中的各个技术特征，在不互相矛盾冲突的前提下可以交互组合。

图1为本发明的电池浆料储存装置一个实施例的结构示意图，参考图1，电池浆料储存装置包括储料容器1、电磁搅拌装置、真空控制装置、温度控制装置，其中：

储料容器1上设置有进料口13和出料口14，以供电池浆料进出储料容器1；真空控制装置与储料容器1的内部连通，用于将储料容器1内的压力值保持在设定的范围，避免异物和空气的进入，防止浆料吸附空气中的水分和异物而变质；温度控制装置设在储料容器1的外部，用于将储料容器1保持在设定的温度范围内，以保证电池浆料的稳定性。

电磁搅拌装置包括置于储料容器外部的电磁感应器2和置于储料容器内部的磁力搅拌子3，电磁感应器2能够产生旋转磁场带动磁力搅拌子3转动，从而对储料容器1内的电池浆料进行搅拌；电磁感应器2和磁力搅拌子无转动摩擦，解决了机械搅拌搅拌桨的转动摩擦导致金属异物落入电池浆料中的问题，有助于保证电池安全；并且，磁力搅拌子3在电磁感应器2产生的旋转磁场中转动，无需在储料容器上开孔以进行机械连接，因此避免了真空的泄露。

锂离子电池浆料的稳定储存对电池的的电化学性能以及安全性能有着直接的关系，同时电池浆料的充分利用可大大降低企业的运行成本。通过上述电磁搅拌装置、真空控制装置和温度控制装置，可使浆料在真空环境中恒温恒压持续搅拌，既能保持浆料的流动性，又避免电池浆料的沉淀、变质和异物的掺入，延长电池浆料的保存时间，实现电池浆料的长期稳定储存，并且减少浪费，极大的降低了企业的生产成本。

电池浆料储存装置还包括控制器4，电磁搅拌装置、真空控制装置、温度控制装置分别与控制器4电连接，并由控制器4进行统一控制进行相应的动作。图中的控制器4为示意图，具体可采用plc电子系统实现运算和操作指令。

真空控制装置包括与储料容器连通的真空管路5，和设置在该真空管路上的抽真空控制阀6、气压表7，该抽真空控制阀6、气压表7与控制器4电连接，通过气压表7的读数控制真空控制阀6的开启或关闭，以使储料容器1内的压力值保持在设定的范围。

温度控制装置包括保温层8、加热装置9和温度传感器10，加热装置9和温度传感器10电连接于控制器4，保温层8包裹在储料容器1外壁，从而对储料容器1进行保温。

保温层8与储料容器1的侧壁之间存在间隙。加热装置9用于对保温层8进行加热，温度传感器10伸入储料容器1中以测量储料容器1内部的温度并将测试所得数据信号发送给控制器4。

保温层8包括保温层外壁11，保温层外壁11与储料容器1外部之间具有间隙12，可将该间隙12设置为密封结构并抽真空，使得储料容器1实现真空隔断，从而实现保温作用。另设加储料容器1热装置对储料容器1进行加热，以防储料容器1内温度过低。从而使储料容器1内部温度保持在设定的范围内。

或者，保温层8包括保温层外壁11和保温溶液，保温层外壁11与储料容器1外部之间具有间隙12，保温溶液填充在该间隙12中。由于水的比热容较大，可采用水作为保温溶液，通过对保温溶液的温度控制，实现对储料容器1的保温作用。可在保温层8上设置有与该间隙12连通的进液口15和出液口16，以便向间隙12中通入或排出保温溶液。例如储料容器1内的温度低于设定值时，可将原保温层中的保温溶液排出而通入相应的温度较高的保温溶液，以提高储料容器1内的温度。或者，通过加热装置9，用于对保温层8进行加热，使得保温溶液温度升高。与传统的通过循环水来控制浆料的温度的方案相比，能更精确地控制温度，有助于保证电池浆料的稳定性。其中，加热装置9包括加热丝19，加热丝19的一端伸入保温层8中，直接加热保温溶液。

电磁感应器2固定设置在储料容器1的底部，便于对磁力搅拌子3进行作用。进料口13设置在储料容器1的顶部，以防止搅拌时电池浆料进入进料口13而形成残留，出料口14设置在储料容器1侧壁的底部，以便电池浆料的排出。出液口16设置在保温层外壁11的上部，进液口15设置在保温层外壁11的底部，使得通入的保温溶液在保温层内形成均匀的温度分布，进液口15和出液口16处分别设置进液阀17、出液阀18，正常状态下，进液阀17和出液阀18处于关闭状态，保温层8中放置有冷却的保温溶液，当储料罐的温度过高时，温度传感器10会感应温度变化，并发送信号给控制器4，控制器4控制进液阀17和出液阀18全部打开，冷凝的保温溶液进液口15进入保温层8，通过出液口16排出保温层8，而形成循环，通过冷凝保温溶液的循环，实现了储料容器1的温度降低，温度降低后控制器4关闭进液阀17和出液阀18；当储料罐的温度过低时，温度传感器10感知后发送信号给控制器4，控制器4控制加热丝19给保温层8中的水加热，维持储料罐中的温度；控制器4可通过气管控制进液阀17和出液阀18的开关。

图2为本发明的电池浆料储存装置一个实施例的俯视图，参考图2，本实施例中，储料容器1为圆筒状储料罐，保温层8沿周向包裹在该储料容器1的外壁，并与储料容器1的外壁存在间隙12，加热装置包括若干加热丝19，这些加热丝19沿周向均布在储料容器1周围并伸入保温层外壁11与储料容器1外壁之间的间隙12中，从而在储料容器1周围对保温溶液进行加热，提高加热效率，并且使得储料容器1加热均匀，避免储料容器1受热不均而使得内部电池浆料温度分布不均，有助于保持电池浆料的稳定性。本实施例中，加热装置包括6个加热丝19，通过导线20相互连接。

图3为本发明中电磁感应器的一个实施例的结构示意图，图4为本发明中磁力搅拌子3的一个实施例的结构示意图，同时参考图3、4，电磁感应器2包括电源装置21、感应器22和冷却装置，电源装置21为低频电源装在，其通电可将三相交流电转化为两相正交的低频电源，是使感应器22的磁极间产生旋转磁场，旋转磁场的变换使得磁力搅拌子3转动，从而带动电池浆料搅动，以达到搅拌电磁浆料的目的。冷却装置包括输水管路23，用于通入冷凝水为感应器22降温。

感应器22包括铁芯24和绕在铁芯24上的线圈25，线圈25为空心的管状结构，线圈25与输水管路23连通，工作时冷却水可从输水管路23通入线圈25内，再从另一端的输水管路23流出，形成冷却水循环，从而循环冷却线圈25，达到给感应器22降温的作用。

电磁感应器2还包括保护外壳26，电源装置21、感应器22位于保护外壳26的内部，电源装置21、感应器22固定安装在保护外壳26内部的顶部。保护外壳26的顶部上表面为平面结构，其与储料容器1的底部平面贴合安装，保护外壳26可通过螺钉27连接固定安装在贴紧安装在储料容器1的底部，从而作用于储料容器1内部的磁力搅拌子3。电磁感应器2整体形成一个模块，可整体安装和拆卸，实现模块化安装。

磁力搅拌子3包括直型的磁棒和包裹在磁棒外部的保护膜，该保护膜为聚四氟乙烯保护膜，具有耐磨、耐腐蚀的作用，有助于保证电池浆料的稳定性。

基于上述电池浆料储存装置的一种储存方法如下：

将电磁搅拌子和电池浆料筒进料口13置于储料容器1中，封闭进料口13；采用真空控制装置对储料容器1内进行抽真空，使储料容器1内的压力值保持在设定的范围；通过温度控制装置对储料容器1进行温度控制，使储料容器1内的电池浆料保持在设定温度范围内；使电磁感应器2产生旋转磁场带动位于储料容器1内的磁力搅拌子3转动，以对电池浆料进行搅拌。

通过温度控制装置对储料容器1进行温度控制时，采用包裹在储料容器1外壁的保温层8对储料容器1进行保温，将温度传感器10伸入储料容器1内部以测试储料容器1中的温度，采用加热装置9对保温层8进行加热，根据温度传感器10所测温度值判断是否对保温层8进行加热，当温度传感器10所测温度值低于设定值时，加热装置9对保温层8进行加热。

保温层8包括保温层外壁11和保温溶液，保温层外壁11的上部设置有进液口15，用于通入保温溶液进液，保温层外壁11的底部设置有出液口16，用于保温溶液的排出。进液口15和出液口16处分别设置进液阀17、出液阀18，正常状态下，关闭进液阀17和出液阀18，保温层8中放置有冷却的保温溶液，当储料罐的温度过高时，温度传感器10会感应温度变化，并发送信号给控制器4，控制器4控制进液阀17和出液阀18全部打开，冷凝的保温溶液进液口15进入保温层8，通过出液口16排出保温层8，而形成循环，通过冷凝保温溶液的循环，实现了储料容器1的温度降低，温度降低后控制器4关闭进液阀17和出液阀18；当储料罐的温度过低时，温度传感器10感知后发送信号给控制器4，控制器4控制加热丝19给保温层8中的水加热，维持储料罐中的温度；控制器4可通过气管控制进液阀17和出液阀18的开关。

在真空管路5上设置抽真空控制阀6和气压表7，通过气压表7的读数开启或关闭抽真空控制阀6，以使储料容器1内的压力值保持在设定的范围。控制器4可根据气压表7的压力数来控制抽真空控制阀6，以维持储料罐中的气压稳定，当储料容器1中的气压过低时，抽真空控制阀6打开，从而进行抽真空，当储料容器1中的气压达到设定值，关闭抽真空控制阀6，停止抽真空。

锂离子电池浆料制浆及涂布过程中，浆料换型和机器短期停止作业会使生产过程中残留一定量的电池浆料，运用该储存装置，可增加剩余浆料的储存时间，浆料的流动性和稳定性不受影响，浆料的利用率提高。其中，上述的电池浆料储存装置和储存方法在可真空密封的储料容器中对电池浆料进行持续搅动，并使浆料在真空环境中恒温恒压持续搅拌，保证电池浆料的稳定性和流动性，避免浆料的沉淀、变质和金属异物的掺入，从而达到浆料长期稳定储存的目的，并且有助于提高电极的质量，减少浆料的浪费，从而降低生产成本。

上述仅为本发明的较佳实施例，但本发明并不限制于上述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可以做出多种等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。