一种锂电池粘结剂生产装置的制作方法

本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种锂电池粘结剂生产装置。

背景技术：

锂电池粘结剂生产的主要方法是将各种原料加入反应釜内以形成粘结剂，但是在利用现有的锂电池粘结剂生产装置进行粘结剂的生产时，多数是采用人工向反应釜内添加原料，而在对粘结剂进行生产时对各种原料的量的精度较为严格，采用人工加料的方式远远达不到对精度的要求，同时占用大量的人力资源。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锂电池粘结剂生产装置，能够提高物料精度，实现自动投料，降低人工参与投料。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂电池粘结剂生产装置，包括反应釜及位于其上方且用于向其内添加不同溶液的至少两个反应加料组件，每个所述反应加料组件包括：

固体给料单元，其包括固体料仓和第一测量件，所述第一测量件用于测量所述固体料仓内的固体物料的量；

配液单元，其包括配液釜和第二测量件，所述配液釜位于所述固体料仓的下方，所述固体料仓底部的出料口能够与所述配液釜顶部的进料口连通或断开，所述配液釜底部的出液口与所述反应釜顶部的进液口连通或断开，所述第二测量件用于测量送入所述配液釜内的固体物料和溶剂混合所形成溶液的量。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，所述固体料仓的顶部设有第一保护气体进口和第一排气口，所述第一保护气体进口设有第一进气阀，所述第一排气口设有第一排气阀。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，所述第一排气口设有过滤单元。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，所述反应釜设有多个，至少一个所述反应加料组件的所述配液单元包括两个并联设置的配液釜，每个所述配液釜顶部的进料口分别通过一个第一阀与同一所述固体料仓底部的出料口连通，每个所述配液釜底部的出液口分别通过一个第二阀与所述每个所述反应釜连通。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，所述反应釜设有多个，至少一个所述反应加料组件的所述配液单元包括两个依次连通的配液釜，位于上游的所述配液釜顶部的进料口通过第一阀与对应的所述固体料仓底部的出料口连通，位于下游的所述配液釜底部的出液口通过第三阀与每个所述反应釜顶部的进液口连通或断开。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，所述反应釜设有多个，所述第二阀的出口连接有与所述反应釜一一对应的送液支管，所述第二阀的出口通过对应的所述送液支管与对应的所述反应釜连通。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，还包括位于所述反应釜下方的清洗釜，所述反应釜底部的出口通过第四阀与所述清洗釜顶部的进口连通，所述清洗釜的顶部设有清洗液进口。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，还包括：

中和釜，位于所述清洗釜下方，所述清洗釜底部的出口与所述中和釜顶部的第一进口通过第五阀连通；

ph计，用于测量所述中和釜内的ph值；

中和加料组件，设于所述中和釜的上方，用于形成调节所述中和釜内溶液的ph值的中和溶液；

第一调节阀，所述中和加料组件通过第一调节阀与所述中和釜顶部的第二进口连通。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，还包括泵和与所述泵的出口连通的缓存釜，所述中和釜底部的胶体出口通过第六阀与所述泵的进口连通。

作为上述锂电池粘结剂生产装置的一种优选技术方案，流通腐蚀性原料的管路和结构均由钛制成，所述反应釜由搪瓷材料制成，位于所述反应釜下游的管路及结构均由316l不锈钢制成。采用上述设置能够防止腐蚀性原料腐蚀其流经的管路和结构。

本发明的有益效果：本发明利用固体料仓、配液釜和反应釜高度差，实现重力作用下自动下料，降低了人工参与投料；通过第一测量件精确地控制固体物料的量，通过第二测量件精确地控制了加入反应釜内的溶液量，从而提高了加料精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据本发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的锂电池粘结剂生产装置的结构简图；

图2是本发明实施例提供的锂电池粘结剂生产装置的液压原理图；

图3是本发明实施例提供的锂电池粘结剂生产装置的局部液压原理图。

图中：

1、固体给料单元；11、固体料仓；12、第一测量件；13、第一螺杆给料部；

2、配液单元；21、第一配液釜；22、第二配液釜；23、第三配液釜；24、第四配液釜；25、第五配液釜；26、第二测量件；

3、反应釜；4、清洗釜；5、中和釜；51、ph计；6、泵；7、缓存釜；

81、中和加料仓；82、中和配液釜；83、第二螺杆给料部；84、第三测量件；85、第四测量件；

91、第一进气管路；92、第一排气管路；93、过滤单元；94、气动闸阀；95、气动蝶阀；96、第一进气阀；97、第二进气管路；98、第二排气管路；99、第二进气阀；100、第二排气阀；101、第一阀；102、第二阀；103、第三阀；104、第四阀；105、第一调节阀；106、第六阀；107、第七阀；108、第二调节阀；109、第五阀；110、第一排气阀；111、第八阀。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1至图3所示，本实施例提供了一种锂电池粘结剂生产装置，包括反应釜3，及位于反应釜3上方且用于向反应釜3内添加不同溶液的至少两个反应加料组件。

每个反应加料组件包括固体给料单元1和配液单元2，其中，固体给料单元1包括固体料仓11和第一测量件12，第一测量件12用于测量固体料仓11内的固体物料的量。

配液单元2包括配液釜、溶剂上料部和第二测量件26，配液釜位于固体料仓11的下方且用于承接固体给料单元1所提供的固体物料，配液釜顶部设有溶剂进口，用于通过溶剂进口向配液釜内加入与其内固体物料对应的溶剂，使溶剂和固体物料在配液釜内混合形成溶液，第二测量件26用于测量配液釜内的固体物料和溶剂混合所形成溶液的量。

固体料仓11底部的出料口能够与配液釜顶部的进料口连通或断开；配液釜底部的出液口能够与反应釜3顶部的进液口连通或断开。

上述第一测量件12和第二测量件26均采用现有技术中的称重结构，对于其具体选用型号在此不再限定。通过第一测量件12测量固体料仓11内的固体物料的量，以将定量的固体物料送入对应的配液釜内，通过第二测量件26实时测量配液釜内的固体物料和溶剂混合所形成的溶液量，以将对应量的溶剂通过溶剂进口送入配液釜内，以形成定量的溶液。

本实施例利用固体料仓11、配液釜和反应釜3高度差，实现重力作用下自动下料，降低了人工参与投料；同时通过第一测量件12精确地控制固体物料的量，通过第二测量件26精确地控制了加入反应釜3内的溶液量，从而提高了加料精度。

进一步地，固体料仓11的顶部设有第一保护气体进口，固体料仓11的顶部设有第一排气口。第一保护气体进口连接有第一进气管路91，第一进气管路91上设置第一进气阀96，第一排气口连接有第一排气管路92，第一排气管路92上设置第一排气阀110。优选地，上述第一进气阀96和第一排气阀110均为气动开关。

在利用固体料仓11上料和利用配液釜混合固体物料和对应溶剂的过程中，不断地通过第一保护气体进口向固体料仓11内通入保护气体如氮气等，以将固体料仓11内的空气跟随保护气体通过第一排气口排出，使整个固体料仓11保持保护气体环境，避免固体料仓11内的固体物料因潮湿出现结块现象。

进一步地，在生产锂电池粘结剂时各个固体物料多为粉体物料，为了避免粉体物料跟随氮气从第一排气口排出，本实施例在第一排气口设置过滤单元93，以防止粉体物料通过第一排气口排出。

本实施例中，反应加料组件设有三个，分别为依次并列设置的第一反应加料组件、第二反应加料组件和第三反应加料组件。于其他实施例中，反应加料组件的个数可以不是三个，具体根据生产锂电池粘结的具体原料确定。第一反应加料组件、第二反应加料组件的固体给料单元1均还包括第一螺杆给料部13，第一螺杆给料部13的进料口与固体料仓11底部的出料口连通，第一螺杆给料部13的出料口通过第一阀101与对应配液釜顶部的进料口连通。对于吸湿性相对弱的固体物料如引发剂等可以采用第一反应加料组件和第二反应加料组件进行缓慢加料；第三反应加料组件的固体料仓11用于暂存吸湿性较强的固体物料，如氢氧化钠粉末等，实现一次性大量加料。

更加具体地，根据锂电池粘结剂的生产工艺需求，上述第一反应加料组件包括两个并联设置的配液釜，分别为第一配液釜21和第二配液釜22，第一配液釜21以定时定量的方式向反应釜3内提供溶液，第二配液釜22采用均匀上料的方式向反应釜3内提供溶液，具体地，第一反应加料组件的第一螺杆部13分别通过一个第一阀101与第一配液釜21顶部的进料口、第二配液釜22顶部的进料口连通，第一配液釜21底部的出液口通过第三阀103与反应釜3连通，第二配液釜22底部的出液口依次通过第二调节阀108、第二阀102与反应釜3连通，通过第二调节阀108调节以均匀上料的方式将第二配液釜22中的溶液送入每个反应釜3内的速度。

第二反应加料组件仅设置一个配液釜，记为第三配液釜23，第二反应加料组件的固体料仓11内的固体物料通过对应的第一螺杆给料部13、一个第一阀101送至第三配液釜23顶部的进料口，以进入第三配液釜23内。

对于吸湿性较强的固体物料如氢氧化钠等，为了避免多次频繁加料使固体物料与空气频繁接触而吸收大量的水，本实施例为第三反应加料组件的配液单元2配设有两个依次连通的配液釜，分别为第四配液釜24和第五配液釜25，第四配液釜24和第五配液釜25上均安装有第二测量件26。第四配液釜24顶部的进料口通过第一阀101与对应的固体料仓11连通，第四配液釜24底部的出液口通过第八阀111与第五配液釜25顶部的进液口连通或断开，第五配液釜25底部的出液口通过第三阀103与每个反应釜3顶部的进液口连通或断开。

本实施例中，每个第一阀101包括气动蝶阀95和位于该气动蝶阀95下游的气动闸阀94。第一配液釜21、第二配液釜22、第三配液釜23、第四配液釜24、第五配液釜25的顶部均设有溶剂进口，每个配液釜中的固体物料与对应的溶剂混合形成对应的溶液。其中，对于第三反应加料组件而言，通过第四配液釜24用于对固体物料进行一次稀释，之后再利用第五配液釜25进行二次稀释。

本实施例通过第三反应加料组件对应的固体料仓11暂存对应的固体物料，再将固体料仓11内的固体物料一次性投入第四配液釜24内形成高浓度的溶液，在根据实际需求将第四配液釜24内的溶液分多次投入第五配液釜25内，形成低浓度的溶液。以低浓度溶液的方式依次加入多个反应釜3内，可以大幅度降低管道中的溶液残留量，提高了向反应釜3内提供的溶液的量的准确度。

本实施例中，第一配液釜21、第二配液釜22、第三配液釜23、第四配液釜24和第五配液釜25依次并列设置，每个配液釜的顶部均设置第二保护气体进口和第二排气口，每个第二保护气体进口均设置一个第二进气阀99，每个第二排气口均设置一个第二排气阀100。在向第一配液釜21、第二配液釜22和第三配液釜23中加入对应的溶剂和/或对应固体物料时，通过第二保护气体进口向对应的配液釜内送入保护气体，并将其中的空气跟随保护气体从对应的第二排气口，以使每个配液釜中的溶剂、或固体物料或溶液均处于保护气体环境下。优选地，用于配液釜的保护气体均采用氮气。

此外，第四配液釜24还利用其内的气压变化将溶液送入第五配液釜25中。具体地，第四配液釜24的第二保护气体进口连接有第二进气管路97，第四配液釜24的第二进气管路97上设置第二进气阀99，第二排气口连接有第二排气管路98，第二排气管路98上设置第二排气阀100。

在将第三反应加料组件的固体料仓11内的固体物料送入第四配液釜24内时，打开第四配液釜对应的第二进气阀99和第二排气阀100，将保护气体送入第四配液釜24内，并使第四配液釜24内的保护气体和空气从第四配液釜24的第二排气口排出。

在需要将第四配液釜24内的溶液送入第五配液釜25内时，关闭第四配液釜24对应的第二排气阀100，打开第四配液釜24对应的第二进气阀99和第五配液釜25对应的第二进气阀99和第二排气阀100，保护气体如氮气等通过第二进气管路97进口进入第四配液釜24内和第五配液釜25内，由于第四配液釜24的第二排气阀100关闭，第四配液釜24内的气压逐渐增大，从而使第四配液釜24内的溶液在气压的作用下进入第五配液釜25内，同时第五配液釜25内的保护气体和空气将会通过第五配液釜25的第二排气口排出。本实施例中，上述第二进气阀99和第二排气阀100均采用气动开关。

在需要将第五配液釜25内的溶液送入反应釜3内时，打开第五配液釜25对应的第二保护气体进口和第二排气口，通过保护气体使第五配液釜25内的溶液处于保护气体环境下，利用重力作用使第五配液釜25内的溶液进入反应釜3中。

进一步地，反应釜3设有多个，第一配液釜21、第二配液釜22和第三配液釜23对应的第二阀102的出口连接有与反应釜3一一对应的第一送液支管，第二阀102的出口通过对应的第一送液支管与对应的反应釜3连通。本实施例中，第二阀102为多路阀，第二配液釜22依次通过第一调节阀105、第二阀102与反应釜3连通。本实施例中，第八阀111为气动开关，第三阀103设有多个，第三阀103的个数等于反应釜3的个数，第五配液釜25底部的出液口连接有与反应釜3一一对应的第二送液支管，每个第二反应支管上分别设置一个第三阀103，使第五配液釜25依次通过第三阀103与对应的反应釜3连通。优选地，上述第三阀103为气动开关。

本实施例中反应釜3的个数为六个，对应地，第三阀103的个数也是六个，第二阀102为六路阀，于其他实施例中，反应釜3的个数可以为两个、三个、四个、五个、七个或更多，在此不再一一举例。通过设置多个反应釜3，可以大幅度提高锂电池粘结剂的生产效率。

本实施例中，反应釜3内设置有温控结构，如温度传感器和加热器等，以调节反应釜3内的温度，保证反应釜3内的温度差值在±0.2℃范围内。温控结构通常是包括加热单元和温度测量单元，通过温度测量单元如温度传感器等实时监测反应釜3内的温度，在反应釜3内的温度不再预设温度要求范围内时，通过加热单元对反应釜3内的溶液进行加热，以控制反应釜3内的温度差值在±0.2℃范围内。至于加热单元的具体结构可以是电加热或电磁加热或换热器等，在此不再具体限定。

进一步地，上述锂电池粘结剂生产装置还包括清洗釜4和中和釜5，其中，清洗釜4位于反应釜3下方，反应釜3底部的出口通过第四阀104与清洗釜4顶部的进口连通，清洗釜4的顶部设有清洗液进口，以将冲洗用的溶剂通过清洗液进口送入清洗釜4内。中和釜5位于清洗釜4下方，清洗釜4底部的出口通过第五阀109与中和釜5顶部的第一进口连通。

打开第四阀104，使反应釜3内化学反应产生的固体产物在重力作用下流入清洗釜4内，通过清洗液进口向清洗釜4内投入纯水，以对中和釜5进行多次冲洗，将固体产物中的结合水置换为自由水，之后打开第五阀109将固体产物送入中和釜5中。本实施例增设清洗釜4，不再在反应釜3内进行清洗，提高了反应釜3的利用率。

进一步地，上述锂电池粘结剂生产装置还包括用于测量中和釜5内ph值的ph计51，设于中和釜5上方的中和加料组件及第一调节阀105，中和加料组件通过第一调节阀105与中和釜5顶部的第二进口连通。中和加料组件用于形成调节中和釜5内溶液的ph值的中和溶液，通过ph计51实时测量中和釜5的ph值，利用中和加料组件加入对应的溶液，以调节中和釜5内溶液的ph值，将固体产物形成胶体。

上述中和加料组件包括中和加料仓81和位于中和加料仓81下方的中和配液釜82，中和加料仓81底部的出料口通过第七阀107与中和配液釜82顶部的进料口连通，中和配液釜82位于中和釜5的上方，中和配液釜82底部的出液口通过第一调节阀105与中和釜5顶部的第二进口连通，通过第一调节阀105调节以均匀上料的方式向中和釜5添加溶液的速度。中和加料仓81上安装有第三测量件84，用于测量中和加料仓81内固体物料的量；中和加料仓81底部的出料口设有第二螺杆给料部83，用于将中和加料仓81内的固体物料送入中和配液釜82中。中和配液釜82上设有第四测量件85，用于测量中和配液釜82内的溶液的量。

本实施例中，第三测量件84和第四测量件85均采用现有技术中的称重结构，对于其具体选用型号在此不再限定。

上述锂电池粘结剂生产装置还包括泵6和与泵6的出口连通的缓存釜7，中和釜5底部的胶体出口通过第六阀106与泵6的进口连通。打开第六阀106，利用泵6将中和釜5中的胶体抽出送入缓存釜7内暂存，以便于最终利用灌装机进行灌装。优选地，上述泵6为齿轮泵。

现有技术中通常直接对中和釜5中的胶体进行灌装，灌装速度较慢，严重影响中和釜5的利用。本实施例利用泵6将中和釜5中的胶体送至缓存釜7内暂存，提高了中和釜5的利用率。

进一步地，由于锂电池粘结剂的原料中存在腐蚀性原料，腐蚀性原料会腐蚀其流经的管路和结构，为此，本实施例将流通腐蚀性原料的管路和结构均由钛制成，反应釜3由搪瓷材料制成，位于反应釜3下游的管路和结构均由316l不锈钢制成。

本实施例仅为第一反应加料组件和第二反应加料组件配设了第一螺杆给料部13，为中和加料组件配设第二螺杆给料部83，在中和釜5和缓存釜7之间设置泵6，还利用气压上料的方式使第四配液釜24内的溶液进入第五配液釜25内，其他结构之间均通过设置高度差实现重力作用下自动下料，充分利用高度方向的空间，减小锂电池粘结剂生产装置的平地占用面积。

采用本实施例提供的锂电池粘结剂生产装置生产锂电池粘结剂具体包括如下五个过程：

(1)、投料：通过第一人工的方式分别向三个固体料仓11中各自添加一天的粉体物料；完成粉体物料的添加后，分别打开与每个11对应的第一进气阀96和第一排气阀110，使每个固体料仓11中的粉体物料均一直处于氮气保护环境下，避免粉体物料潮湿。

第一反应加料组件的固体料仓11通过对应的第一螺杆给料部13将存储的粉体物料加入第一配液釜21和第二个配液釜22内，与对应的溶剂配成溶液，第一配液釜21一次性将其内的溶液加入反应釜3中，第二配液釜22通过均匀上料的方式向反应釜内添加溶液。第二反应加料组件的固体料仓11通过对应的第一螺杆给料部13将存储的粉体物料加入第三配液釜23中，与对应的溶剂配成溶液，第三配液釜23一次性将其内的溶液加入反应釜3中。第三反应加料组件的固体料仓11将粉体物料加入第四配液釜24中进行一次稀释，而后将第四配液釜24中的溶液定量地加入第五配液釜25中进行二次稀释，再将第五配液釜25中的溶液加入反应釜中；之后第四配液釜24再次将其内的溶液定量地加入第五配液釜25中进行二次稀释。

(2)、合成：反应釜3内的多种溶液混合发生化学反应，并利用温控结构控制反应釜3内的温度，使反应釜内的温差在±0.2℃范围内。

(3)、清洗：将反应釜3内生成的固体产物排入清洗釜4内，采用纯水进行多次清洗，将固体产物中的结合水置换为自由水，每次清洗后将上层清洗液排出，清洗完成后将清洗釜4中的固体产物排入中和釜5中。

(4)、调制、中和加料仓81将粉体物料加入中和配液釜82中，以在中和配液釜82中配置中和溶液，将中和配液釜82中的中和溶液通过均匀加料的方式加入中和釜5中，以调节中和釜5中的溶液的ph值，将固体产物调整成胶体。

(5)、包装：将中和釜5中的胶体通过泵6打入缓存釜7中进行暂存，最终采用灌装机对缓存釜7中的胶体进行灌装。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。