一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统的制作方法

本发明涉及锂电池浆料生产技术领域，具体为一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统。

背景技术：

在新能源领域中，锂电池是一个新兴领域，锂电池浆料的制备生产是锂电池原材料向锂电池成品过渡的一个非常重要的部分，对锂电池的充电放电过程及锂电池的性能有重大影响。

目前锂电池浆料采用传统间隙式搅拌机生产，在生产过程中，大部分均先用粘接剂预制胶液，然后再逐步加入粉料和其他的物料。采用间歇式生产工艺和湿法打胶制浆方式的批次式操作、制浆时间长、稳定性差、易污染环境、消耗人力多的的诸多缺点，此外采用预制胶液方式更加增长了生产时间，生产效率较低，生产成本高，每批次浆料无法控制浆料的粘度，浆料的一致性和均匀性较差。而且采用人工称量配料，批次式加入搅拌机内进行搅拌混合。

例如中国专利申请号为cn201710112795.9一种锂电池浆料的连续生产系统，固体储料仓连通失重式给料机，储液罐的出液口连通液体计量给料装置，失重式给料机的出口和多螺旋轴连续混合机的主加料口连通，液体计量给料装置的出口和多螺旋轴连续混合机的液体加料口连通，多螺旋轴连续混合机上设有排气口、冷却单元、温度传感器，多螺旋轴连续混合机、浆料过滤器与浆料金属去除器依次相连，配料自固体储料仓、储液罐分别进入失重式给料机、液体计量给料装置称重，按配比加入多螺旋轴连续混合机混合分散均匀，之后进入浆料过滤器、浆料金属去除器去杂质，便得到纯净的浆料，整个系统自动化，生产效率较高，物料处于封闭状态，无物料溢出，较为环保。

但是在进行多螺旋轴连续混合机混合前没有进行预混合，使得浆料混合难度大，而且有损混合机的使用寿命，以及内部温度不易调节，此外，经浆料金属去除器排出的浆料，仍具有未能完全溶解的粘结剂，导致粘结剂不能够得到充分溶解，导致最后浆料不能够到达所要求的细度、固含量及粘度。

基于此，本发明设计了一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统，以解决上述提到的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统，使得浆料混合难度低，有效提高设备的使用寿命，过滤除铁、浆料到达缓存罐后再进行浆料真空脱泡、进一步的溶胶，使未能完全溶解的粘结剂继续充分溶解，达到浆料所要求的细度、固含量及粘度，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统，包括粉料储仓、储液罐、粉料失重给料机、液体计量加料装置、预混输送机、双螺旋混合机、浆料除铁过滤器、均质机和浆料脱泡处理罐，所述粉料储仓通过管路和安装于管路上的阀门一与粉料失重给料机相连接，所述粉料失重给料机出口通过管路和安装于管路上的阀门二与预混输送机相连接，所述预混输送机的出口与双螺旋混合机的主进料口相连接，所述储液罐通过管路和安装于管路上的阀门三与液体计量加料装置相连接，液体计量加料装置的出口通过管路和安装于管路上的阀门四与双螺旋混合机的液体加料口相连接，所述双螺旋混合机上还设有辅料加料口和排气口，所述双螺旋混合机的外部连接有冷却单元，且双螺旋混合机的内部均匀设有热电偶，热电偶由控制器控制，双螺旋混合机的挤出端通过浆料输送泵与浆料除铁过滤器相连接，所述浆料除铁过滤器的出口与缓存罐相连接，所述缓存罐的出口与均质机相连接，所述均质机的出口与浆料脱泡处理罐相连接。

优选的，所述液体计量加料装置为失重式液体计量给料机或流量计。

优选的，所述双螺旋混合机包括驱动电机、齿轮箱和机筒，所述机筒内设有混合轴，所述混合轴远离挤出端的一端通过联轴器与齿轮箱的输出轴相连接，所述驱动电机的输出轴与齿轮箱的输入轴相连接。

优选的，所述混合轴为双轴结构，其旋转方向为同向旋转或异向旋转。

优选的，所述排气口包括自然排气口和真空排气口，所述真空排气口通过真空管路和安装于真空管路上的真空压力表与真空抽气泵相连接。

优选的，所述主进料口、液体加料口、辅料加料口、自然排气口和真空排气口沿螺旋轴混合挤出设备轴向依顺序排列。

优选的，所述冷却单元包括冷却循环管、水箱、冷凝器和循环泵，所述冷却循环管铺设于螺旋混合机的内部通道，所述冷却循环管的出口段和进口段之间依次连接水箱、冷凝器和循环泵，且位于冷却循环管的进口段上设有电磁阀和手动调节阀。

优选的，所述阀门一、阀门二、阀门三和阀门四均为电动阀门。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过在连续失重计量加料配料和双螺旋混合机之间增设预混输送机，使得浆料混合难度低，有效提高设备的使用寿命，通过热电偶与外部冷却单元配合，易于调节的浆料制浆温度，并增设浆料除铁过滤器、缓存罐、均质机和浆料脱泡处理罐，连续出料后，并过滤除铁、浆料到达缓存罐后再进行浆料真空脱泡、进一步的溶胶，使未能完全溶解的粘结剂继续充分溶解，达到浆料所要求的细度、固含量及粘度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述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发明的一些实施例，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为本发明结构示意图；

图2为本发明双螺旋混合机结构示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、粉料储仓；2、储液罐；3、粉料失重给料机；4、液体计量加料装置；5、预混输送机；6、双螺旋混合机；61、机筒；62、混合轴；63、联轴器；64、挤出端；65、主进料口；66、液体加料口；67、辅料加料口；68、自然排气口；69、真空排气口；7、冷却单元；71、冷却循环管；72、水箱；73、冷凝器；74、循环泵；75、电磁阀；76、手动调节阀；8、热电偶；9、浆料输送泵；10、真空抽气泵；11、浆料除铁过滤器；12、缓存罐；13、均质机；14、浆料脱泡处理罐；15、管路；16、阀门一；17、阀门二；18、阀门三；19、阀门四；20、真空管路；21、真空压力表；22、驱动电机；23、齿轮箱。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统，包括粉料储仓1、储液罐2、粉料失重给料机3、液体计量加料装置4、预混输送机5、双螺旋混合机6、浆料除铁过滤器11、均质机13和浆料脱泡处理罐14，所述粉料储仓1通过管路15和安装于管路15上的阀门一16与粉料失重给料机3相连接，所述粉料失重给料机3出口通过管路15和安装于管路15上的阀门二17与预混输送机5相连接，所述预混输送机5的出口与双螺旋混合机6的主进料口65相连接，所述储液罐2通过管路15和安装于管路15上的阀门三18与液体计量加料装置4相连接，液体计量加料装置4的出口通过管路15和安装于管路15上的阀门四19与双螺旋混合机6的液体加料口66相连接，所述双螺旋混合机6上还设有辅料加料口67和排气口，所述双螺旋混合机6的外部连接有冷却单元7，且双螺旋混合机6的内部均匀设有热电偶8，热电偶8由控制器控制，双螺旋混合机6的挤出端64通过浆料输送泵9与浆料除铁过滤器11相连接，所述浆料除铁过滤器11的出口与缓存罐12相连接，所述缓存罐12的出口与均质机13相连接，所述均质机13的出口与浆料脱泡处理罐14相连接。

其中，所述液体计量加料装置4为失重式液体计量给料机或流量计，分别调整对应液体物料的加料量的大小。

其中，所述双螺旋混合机6包括驱动电机22、齿轮箱23和机筒61，所述机筒61内设有混合轴62，所述混合轴62远离挤出端64的一端通过联轴器63与齿轮箱23的输出轴相连接，所述驱动电机22的输出轴与齿轮箱23的输入轴相连接，所述混合轴62为双轴结构，其旋转方向为同向旋转或异向旋转。

其中，所述排气口包括自然排气口68和真空排气口69，所述真空排气口69通过真空管路20和安装于真空管路20上的真空压力表21与真空抽气泵10相连接，当通过自然排气口68无法满足排气时，通过真空抽气泵10建立所需要的真空度，以真空脱除混合过程中产生的气体，效果较好，所述主进料口65、液体加料口66、辅料加料口67、自然排气口68和真空排气口69沿螺旋轴混合挤出设备轴向依顺序排列，进料口多，可在特殊情况下，调整溶剂、导电剂、粘结剂的加入位置。

其中，所述冷却单元7包括冷却循环管71、水箱72、冷凝器73和循环泵，所述冷却循环管71铺设于螺旋混合机的内部通道，所述冷却循环管71的出口段和进口段之间依次连接水箱72、冷凝器73和循环泵，且位于冷却循环管71的进口段上设有电磁阀75和手动调节阀76，可通入液体导热介质对机筒61进行冷却，以撤走浆料混合过程中产生的剪切摩擦热，符合制浆所需的温度。

其中，所述阀门一16、阀门二17、阀门三18和阀门四19均为电动阀门，易于控制。

本实施例提供一种锂电池浆料的双螺旋轴连续匀浆系统的生产工艺，具体步骤如下：

s1：粉状正极材料或粉状负极材料和粉状导电剂、粉状粘结剂通过各自的粉料储仓1通过管路15和阀门一16输送至粉料储仓1下方的粉料失重给料机3，分别调整对应物料的加料量的大小，经计量后的粉料通过管路15和阀门二17加入到螺旋类汇料给料预混输送机5，预混输送机5将以上物料触及初次混合后加入到连续式双螺旋混合机6的主加料口，在混合轴62的作用下向前输送、混合、剪切、分散；

s2：盛有液体溶剂、导电胶、液体粘结剂的储液罐2通过管路15和阀门三18输送至液体计量加料装置4内，分别调整对应液体物料的加料量的大小，进行计量后，通过管路15和阀门四19加入到双螺旋混合机6液体加料口66；

s3：液体溶剂、辅料侧通过液体计量加料装置4同时加入到双螺旋混合机6的辅料加料口67；

s4：通过真空抽气泵10与双螺旋混合机6真空排气口69相连接，建立所需要的真空度，以真空脱除混合过程中产生的气体；

s5：生产过程中通过热电偶8检测机筒61内部的温度，然后通过电磁阀75通断时间、手动调节阀76开度的大小来调节冷却单元7，进而调节浆料制浆温度；

s6：经双螺旋混合机6连续生产后的浆料依次输送至浆料除铁过滤器11、缓存罐12、均质机13和浆料脱泡处理罐14，连续出料后，并过滤除铁、浆料到达缓存罐12后再进行浆料真空脱泡、进一步的溶胶，使未能完全溶解的粘结剂继续充分溶解，达到浆料所要求的细度、固含量及粘度。

本发明的有益效果是：

1）、可以免去不必要的打胶工序，避免将粘结剂预先在溶剂中溶解的缓慢过程，适用于干法制浆。

2）生产过程的连续化：全过程物料没有停留，物料始终处于动态输送或混合状态。

3）、生产过程的自动化：从物料的计量加料、输送和混合、生产运行参数都可以实现自动控制和操作。

4）、生产过程的稳定化：由于流程工艺的固定、生产过程的各个控制点可以实现稳定状态，所以，整个生产过程可以实现稳定化。

5）、产品质量的稳定化：过程的稳定保证了产品质量和性能的稳定。

6）、能耗降低：生产的连续化和自动化，避免了间歇式的设备频繁启停，降低了不必要的电能损耗。

7）、环保：整个过程中物料处于封闭状态，无物料裸露或逸出，也无有害气体排出，相对于间歇式人工操作，更加环保。

8）、产品成本降低：与间歇式生产相比由于能耗的降低和流程的缩短，减少了人工操作，电力消耗和人工成本降低，产品成本会降低。

9）、对于较难溶解的粘结剂，可在完成混合后在脱泡或静置过程中进一步充分溶解，达到浆料所需要的粘度。

其中，图2中的主进料口65、液体加料口66、辅料加料口67、自然排气口68和真空排气口69，不代表特定位置，仅为示意，可根据配方工艺的要求确定具体的位置，此外，本发明不仅仅限于双螺杆，也适应于两根以上、相互平行的的多螺杆形式。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。