一种锂电池化学浆料加工反应设备及其实施方法与流程

本发明涉及锂电池加工术领域，特别涉及一种锂电池化学浆料加工反应设备及其实施方法。

背景技术：

随着新能源汽车的发展，对锂离子动力电池的要求越来越高，对锂电池生产工艺要求也越来越高。在锂电池制作过程中，需要将有效活性物质通过电池浆料搅拌机进行搅拌混合形成电池浆料，再均匀涂覆于金属箔片上。在浆料混合过程中，会产生结块，虽然经过分散破碎和过滤，浆料也会有极微小的结块或团聚存在，结块浆料会导致过滤过程中滤芯寿命降低，同时浆料在涂布头挤压涂覆时存在刮断基材或涂层表面划痕风险，进而影响极片质量。

在锂电池涂布工艺前，会将分散和搅拌完毕后的浆料再次进行抽真空脱泡工艺，目的是为了消除浆料内的气泡，减少涂覆层烘干过程中气泡对极片涂层表面龟裂的影响。目前，常用的脱泡设备主要组成有搅拌电机、抽真空口、搅拌脱泡桨和脱泡罐体组成。搅拌脱泡桨在脱泡罐体内搅拌，使浆料中的气泡排出，此类设计功能单一，只能满足浆料脱泡要求，但是有些浆料中会存在结块或大颗粒物料，如不将这些结块或大颗粒物料研磨和消除，也会影响锂电池的正常使用，现有的脱泡设备不具备浆料研磨或消除结块功能。

常用的浆料破碎和研磨装置主要有以下几种：双螺杆式挤压研磨、循环供料式纳米粉体浆料研磨、双行星结构搅拌和高速分散盘结构匀浆破碎。上述浆料破碎和研磨装置只能对浆料进行研磨，并不能实现搅拌和排气的效果。

目前，常用的锂电池匀浆工艺包括过滤、脱泡、离线粘度检测，若能在脱泡的同时对浆料进行研磨，彻底消除结块或团聚，则匀浆工艺中不再需要过滤环节，减少了过滤工序中浆料损耗，也不需频繁更换滤芯，提高了制浆效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种锂电池化学浆料加工反应设备及其实施方法，通过驱动电机带动搅拌轴旋转，实现蜗杆、第一螺旋叶片、搅拌桨和环形块同步旋转，搅拌桨完成搅拌作用，搅拌的过程中，一部分气体溢出，被抽真空泵抽走，蜗杆带动传动涡轮旋转，经过连接短杆和连接长杆传动，连接长杆拉动研磨筒上下移动，螺旋研磨块的上下端间歇性与研磨层接触，螺旋研磨块与螺旋研磨块相互挤压，实现对浆料的研磨，有效去除结块和颗粒物，另外通过环形块小范围，高频率的推动竖直活动筒上下移动，提高螺旋研磨块与浆料的接触，增强研磨效果，脱泡压板跟随竖直活动筒上下移动，下压浆液，挤压内部的气泡，加快气泡溢出，实现脱泡，将搅拌、研磨和脱泡集中在反应釜内完成，节能降耗，工作效率高，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：一种锂电池化学浆料加工反应设备，包括反应釜，所述反应釜的内部设置有搅拌轴，反应釜的上端固定连接有上密封盖，上密封盖的上表面固定连接有驱动电机，驱动电机的输出端贯穿上密封盖，并与搅拌轴的上端固定连接，上密封盖上表面的一侧连接有抽真空泵，抽真空泵的输入端贯穿上密封盖，反应釜上端的一侧固定连接有进料管，反应釜下端的一侧固定连接有出料管；

所述搅拌轴上端连接有蜗杆，蜗杆啮合有传动涡轮，搅拌轴的下端固定连接有第一螺旋叶片，搅拌轴靠近第一螺旋叶片的位置上套接有研磨筒，搅拌轴的下端固定连接有搅拌桨。

优选的，所述出料管的一端固定连接有密封板，出料管的内部设置有旋转轴，旋转轴的一侧外壁上连接有第二螺旋叶片，旋转轴的一端贯穿密封板，并连接有旋转把手，出料管靠近旋转把手一端的下表面固定连接有出料口，出料口的内壁设置成锥形结构。

优选的，所述第一螺旋叶片远离搅拌轴的一侧连接有研磨层。

优选的，所述搅拌轴与搅拌桨的连接处设置有环形块，环形块的上表面开设有第一凹凸槽，第一凹凸槽为裙摆状光滑的曲面结构，第一凹凸槽上设置有凸起高点和下陷低点。

优选的，所述传动涡轮的中心位置上通过轴承活动连接有固定柱，固定柱远离传动涡轮的一端与反应釜的内壁固定连接，传动涡轮的一侧固定连接有凸起转块，凸起转块的中心位置上固定连接有连接短杆，连接短杆远离凸起转块的一端铰连接有连接长杆，连接长杆远离连接短杆的一端与研磨筒铰连接。

优选的，所述研磨筒包括竖直活动筒、固定圈、脱泡压板和螺旋研磨块，竖直活动筒的上端开设有限位环，限位环与固定圈卡合连接，竖直活动筒的外壁上开设有活动卡槽，活动卡槽与脱泡压板卡合连接，竖直活动筒的内壁上连接有螺旋研磨块，竖直活动筒的下端连接有第二凹凸槽，第二凹凸槽上方的竖直活动筒上等距离的开设有研磨进料孔。

优选的，所述固定圈的一侧开设有缺口，缺口的两侧对称连接有安装耳板，安装耳板的上开设有转轴孔，转轴孔内贯穿有连接有安装耳板的转轴，固定圈的内壁上连接有与限位环相匹配的限位圈。

优选的，所述脱泡压板的数量为三个，且为扇形结构，脱泡压板远离竖直活动筒的一侧高度低于脱泡压板靠近竖直活动筒的一端的高度，脱泡压板靠近竖直活动筒的一端连接有卡块，卡块的长度小于活动卡槽的长度，卡块置于活动卡槽的一端连接有限位弧形板。

优选的，所述螺旋研磨块等距离的分布在第二螺旋叶片之间，且螺旋研磨块的上下表面均距离第二螺旋叶片一定距离。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种锂电池化学浆料加工反应设备的实施方法，包括如下步骤：

s1：将出料口用密封盖密封，通过进料管向反应釜内注入锂电池化学浆料，注入的高度要低于竖直活动筒的高度，注入完成后，将进料管用密封盖密封；

s2：抽真空泵工作，将反应釜内的气体抽出，同时开启驱动电机，驱动电机带动搅拌轴旋转，搅拌桨对锂电池化学浆料进行搅拌；

s3：部分浆料从研磨进料孔进入至研磨筒内，搅拌轴带动第一螺旋叶片旋转，推送浆料呈螺旋状上升，蜗杆跟随搅拌轴旋转，带动传动涡轮旋转，经过连接短杆和连接长杆传动，连接长杆拉动研磨筒上下移动；

s4：竖直活动筒内的螺旋研磨块整体上下移动，螺旋研磨块的上下端间歇性与研磨层接触，上升的浆料在螺旋研磨块和研磨层的共同作用下研磨，最终从竖直活动筒的上端溢出；

s5：竖直活动筒上下移动时，脱泡压板跟随上下移动，将浆液下压，挤压内部的气泡，加快气泡溢出，通过抽真空泵抽出；

s6：加工完成后，将出料口用密封盖去除，转动旋转把手，带动旋转轴旋转，第二螺旋叶片将浆液挤出，进一步排空气泡。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明提出的一种锂电池化学浆料加工反应设备及其实施方法，通过驱动电机带动搅拌轴旋转，实现蜗杆、第一螺旋叶片、搅拌桨和环形块同步旋转，搅拌桨完成搅拌作用，搅拌的过程中，一部分气体溢出，被抽真空泵抽走，蜗杆带动传动涡轮旋转，经过连接短杆和连接长杆传动，连接长杆拉动研磨筒上下移动，螺旋研磨块的上下端间歇性与研磨层接触，螺旋研磨块与螺旋研磨块相互挤压，实现对浆料的研磨，有效去除结块和颗粒物，另外通过环形块小范围，高频率的推动竖直活动筒上下移动，提高螺旋研磨块与浆料的接触，增强研磨效果，脱泡压板跟随竖直活动筒上下移动，下压浆液，挤压内部的气泡，加快气泡溢出，实现脱泡，将搅拌、研磨和脱泡集中在反应釜内完成，节能降耗，工作效率高。

附图说明

图1为本发明的整体结构图；

图2为本发明的部分剖面图；

图3为本发明的a放大图；

图4为本发明的搅拌轴安装结构图；

图5为本发明的搅拌轴结构图；

图6为本发明的传动涡轮结构图；

图7为本发明的研磨筒爆炸图；

图8为本发明的研磨筒安装剖面图；

图9为本发明的研磨筒剖面图；

图10为本发明的搅拌轴工作状态图。

图中：1、反应釜；11、驱动电机；12、抽真空泵；13、进料管；14、出料管；141、旋转轴；142、第二螺旋叶片；143、密封板；144、旋转把手；145、出料口；15、上密封盖；2、搅拌轴；21、蜗杆；22、第一螺旋叶片；221、研磨层；23、搅拌桨；24、环形块；241、第一凹凸槽；3、传动涡轮；31、固定柱；32、凸起转块；33、连接短杆；34、连接长杆；4、研磨筒；41、竖直活动筒；411、限位环；412、活动卡槽；413、第二凹凸槽；414、研磨进料孔；42、固定圈；421、安装耳板；422、限位圈；43、脱泡压板；431、卡块；44、螺旋研磨块。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图2，一种锂电池化学浆料加工反应设备，包括反应釜1，反应釜1的内部设置有搅拌轴2，反应釜1的上端固定连接有上密封盖15，上密封盖15用于检修时拆启，上密封盖15的上表面固定连接有驱动电机11，驱动电机11的输出端贯穿上密封盖15，并与搅拌轴2的上端固定连接，驱动电机11工作，带动搅拌轴2旋转，实现搅拌混合功能，上密封盖15上表面的一侧连接有抽真空泵12，抽真空泵12的输入端贯穿上密封盖15，抽真空泵12用于将反应釜1内的气体抽出，防止浆液内进入气体，形成气泡，反应釜1上端的一侧固定连接有进料管13，进料管13上连接有密封盖，在工作时，保证密封作用，反应釜1下端的一侧固定连接有出料管14，出料管14将搅拌完成的浆料导出。

请参阅图3，出料管14的一端固定连接有密封板143，出料管14的内部设置有旋转轴141，旋转轴141的一侧外壁上连接有第二螺旋叶片142，旋转轴141的一端贯穿密封板143，并连接有旋转把手144，转动旋转把手144，即可通过第二螺旋叶片142将浆料挤出，出料管14靠近旋转把手144一端的下表面固定连接有出料口145，出料口145的内壁设置成锥形结构，锥形结构在出料时，能够进一步挤压浆料，加强脱泡效果。

请参阅图4-图5，搅拌轴2上端连接有蜗杆21，蜗杆21啮合有传动涡轮3，蜗杆21跟随搅拌轴2旋转，带动传动涡轮3旋转，搅拌轴2的下端固定连接有第一螺旋叶片22，第一螺旋叶片22远离搅拌轴2的一侧连接有研磨层221，搅拌轴2靠近第一螺旋叶片22的位置上套接有研磨筒4，第一螺旋叶片22在研磨筒4内旋转，将浆料推送上升，并在研磨层221和螺旋研磨块44的作用下，实现研磨，将结块和颗粒磨碎，搅拌轴2的下端固定连接有搅拌桨23，搅拌轴2带动搅拌桨23对浆料进行搅拌混合，搅拌的同时实现研磨功能，搅拌轴2与搅拌桨23的连接处设置有环形块24，环形块24的上表面开设有第一凹凸槽241，第一凹凸槽241为裙摆状光滑的曲面结构，第一凹凸槽241上设置有凸起高点和下陷低点，第一凹凸槽241与第二凹凸槽413相匹配，当时第一凹凸槽241旋转时，能够推动第二凹凸槽413上下移动，第一凹凸槽241的凸起高点与第二凹凸槽413的凸起高点相抵时，竖直活动筒41上升，相反的，第一凹凸槽241的凸起高点与第二凹凸槽413的下陷低点相卡合时，竖直活动筒41下移，环形块24跟随搅拌轴2旋转，小范围，高频率的推动竖直活动筒41上下移动，提高螺旋研磨块44与浆料的接触，增强研磨效果。

请参阅图6，传动涡轮3的中心位置上通过轴承活动连接有固定柱31，固定柱31远离传动涡轮3的一端与反应釜1的内壁固定连接，固定柱31用于固定传动涡轮3，传动涡轮3的一侧固定连接有凸起转块32，凸起转块32的中心位置上固定连接有连接短杆33，连接短杆33远离凸起转块32的一端铰连接有连接长杆34，连接长杆34远离连接短杆33的一端与研磨筒4铰连接，凸起转块32与传动涡轮3同步旋转，带动连接短杆33旋转，从而控制连接长杆34拉动研磨筒4上下移动，同时实现研磨和脱泡。

请参阅图7-图10，研磨筒4包括竖直活动筒41、固定圈42、脱泡压板43和螺旋研磨块44，竖直活动筒41的上端开设有限位环411，限位环411与固定圈42卡合连接，竖直活动筒41的外壁上开设有活动卡槽412，活动卡槽412与脱泡压板43卡合连接，竖直活动筒41的内壁上连接有螺旋研磨块44，竖直活动筒41的下端连接有第二凹凸槽413，第二凹凸槽413上方的竖直活动筒41上等距离的开设有研磨进料孔414，方便浆料从竖直活动筒41的下方进入竖直活动筒41内，固定圈42的一侧开设有缺口，缺口的两侧对称连接有安装耳板421，安装耳板421的上开设有转轴孔，转轴孔内贯穿有连接有安装耳板421的转轴，与连接长杆34的一端铰连接，通过连接长杆34，拉动研磨筒4上下移动，固定圈42的内壁上连接有与限位环411相匹配的限位圈422，限位圈422与限位环411卡合，固定固定圈42位置，脱泡压板43的数量为三个，且为扇形结构，脱泡压板43等距离的分布在竖直活动筒41的一周，跟随竖直活动筒41上下活动，脱泡压板43下移时挤压浆料，将浆料中的气泡挤出，实现脱泡，脱泡压板43远离竖直活动筒41的一侧高度低于脱泡压板43靠近竖直活动筒41的一端的高度，脱泡压板43成斜狐形结构，脱泡压板43上移时，能够减小阻力，脱泡压板43靠近竖直活动筒41的一端连接有卡块431，卡块431的长度小于活动卡槽412的长度，卡块431置于活动卡槽412的一端连接有限位弧形板，活动卡槽412为卡块431提供一定的活动空间，脱泡压板43能够适当左右晃动，防止阻力过大时，将脱泡压板43压坏，螺旋研磨块44等距离的分布在第二螺旋叶片142之间，且螺旋研磨块44的上下表面均距离第二螺旋叶片142一定距离，螺旋研磨块44在跟随竖直活动筒41上下移动时，螺旋研磨块44的上下端间歇性与研磨层221接触，螺旋研磨块44与螺旋研磨块44相互挤压，实现对浆料的研磨，有效去除结块和颗粒物。

为了更好的展现锂电池化学浆料加工反应设备的实施流程，本实施例现提出一种锂电池化学浆料加工反应设备的实施方法，包括以下步骤：

步骤一：将出料口145用密封盖密封，通过进料管13向反应釜1内注入锂电池化学浆料，注入的高度要低于竖直活动筒41的高度，注入完成后，将进料管13用密封盖密封，保证密封效果；

步骤二：抽真空泵12工作，将反应釜1内的气体抽出，同时开启驱动电机11，驱动电机11带动搅拌轴2旋转，搅拌桨23对锂电池化学浆料进行搅拌，搅拌的过程中，一部分气体溢出，被抽真空泵12抽走；

步骤三：部分浆料从研磨进料孔414进入至研磨筒4内，搅拌轴2带动第一螺旋叶片22旋转，推送浆料呈螺旋状上升，搅拌的同时，能够连续上升研磨，蜗杆21跟随搅拌轴2旋转，带动传动涡轮3旋转，经过连接短杆33和连接长杆34传动，连接长杆34拉动研磨筒4上下移动；

步骤四：竖直活动筒41内的螺旋研磨块44整体上下移动，螺旋研磨块44的上下端间歇性与研磨层221接触，上升的浆料在螺旋研磨块44和研磨层221的共同作用下研磨，最终从竖直活动筒41的上端溢出，环形块24跟随搅拌轴2旋转，小范围，高频率的竖直活动筒41上下移动，提高螺旋研磨块44与浆料的接触，增强研磨效果；

步骤五：竖直活动筒41上下移动时，脱泡压板43跟随上下移动，将浆液下压，挤压内部的气泡，加快气泡溢出，通过抽真空泵12抽出；

步骤六：加工完成后，将出料口145用密封盖去除，转动旋转把手144，带动旋转轴141旋转，第二螺旋叶片142将浆液挤出，进一步排空气泡。

综上所述：本锂电池化学浆料加工反应设备及其实施方法，通过驱动电机11带动搅拌轴2旋转，实现蜗杆21、第一螺旋叶片22、搅拌桨23和环形块24同步旋转，搅拌桨23完成搅拌作用，搅拌的过程中，一部分气体溢出，被抽真空泵12抽走，蜗杆21带动传动涡轮3旋转，经过连接短杆33和连接长杆34传动，连接长杆34拉动研磨筒4上下移动，螺旋研磨块44的上下端间歇性与研磨层221接触，螺旋研磨块44与螺旋研磨块44相互挤压，实现对浆料的研磨，有效去除结块和颗粒物，另外通过环形块24小范围，高频率的推动竖直活动筒41上下移动，提高螺旋研磨块44与浆料的接触，增强研磨效果，脱泡压板43跟随竖直活动筒41上下移动，下压浆液，挤压内部的气泡，加快气泡溢出，实现脱泡，将搅拌、研磨和脱泡集中在反应釜1内完成，节能降耗，工作效率高。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。