一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置

1.本发明涉及研磨用具技术领域，特别涉及一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置。


背景技术：

2.锂电池材料构成主要有：正极材料、负极材料、隔膜、电解液。在正极材料中，最常用的材料有钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料。在负极材料当中，目前负极材料主要以天然石墨和人造石墨为主。天然石墨，是自然界天然形成的石墨，一般以石墨片岩、石墨片麻岩、含石墨的片岩及变质页岩等矿石出现，人造石墨是一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨，如炭纤维、热解炭、泡沫石墨等；但是无论是天然石墨还是人造石墨均需要将其研磨成小颗粒后才能继续使用；
3.石墨是目前应用非常广泛，技术也相对成熟的负极材料，在锂离子电池制造中占据特殊的地位，尤其是人造石墨作为原料，在负极材料生产中各项工艺已经非常成熟，石墨作为负极材料，主要包括破碎、造粒、石墨化、筛分等环节，其中造粒也就是粉磨，产生出新的石墨颗粒，其大小对负极材料的各项性能指标产生较大影响，因此，造粒是非常关键的一步，但是并不是石墨颗粒越小越好，小的颗粒能提高倍率性能和延长循环寿命，但首次效率和压实密度会受损，不同的粒径合理分配才是合理的，所以在研磨原材料时一定要将石墨研磨成不同大小的粒径才能满足需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，能一次性将负极材料研磨出不同粒径大小，满足电池制备过程中对不同粒径原材料的需求。
5.为实现上述目的，本发明的技术方案如下。
6.一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，包括：
7.壳体；
8.多级碾碎机构，多级碾碎机构均固定在所述壳体内部，并沿壳体从上至下分布，每级碾碎机构均包括：
9.碾压辊；
10.支撑架，用于支撑所述碾压辊，支撑架上固定有用于带动所述碾压辊转动的转动机构；
11.筛盘，位于所述碾压辊下方用于放置负极材料，碾压辊与筛盘配合用于碾压负极材料，并且筛盘通过振动筛分组件与所述壳体连接；所述多级碾碎机构的筛盘筛孔直径从上至下依次减小用于筛分不同粒径的负极材料；
12.移动机构，固定在所述壳体内部并且与所述支撑架连接，用于带动所述碾压辊从所述筛盘的一侧运动到另一侧；
13.接料盘，位于所述筛盘下方，其下表面设有与其滑动连接用于存放负极材料的存
料箱，所述接料盘的下表面开设有与下一级碾碎机构的筛盘相对的第一排料口，其下表面还开设有与存料箱相对的第二排料口；
14.推动机构，固定在所述接料盘侧壁用于推动负极材料从第一排料口或第二排料口排出。
15.上述振动筛分组件包括：
16.四个竖板，固定在所述筛盘的四个侧面上与筛盘配合形成一个用于放置负极材料的壳体结构；
17.两个滑块，对称固定在两个平行的所述竖板侧壁上；
18.两个第一滑槽，纵向开设在所述壳体的内侧壁上，与所述滑块滑动连接；
19.弹簧，一端固定在所述第一滑槽内部，另一端与所述滑块固定连接；
20.支撑气缸，其外壳体固定在所述壳体内部，其伸缩端与所述滑块固定连接，从而带动所述滑块运动到所述第一滑槽的顶端；
21.两个振动电机，分别固定在其中两个所述竖板上用于带动所述筛盘振动。
22.上述转动机构包括：
23.第一转轴，贯穿所述碾压辊中心并且与碾压辊固定连接，并且第一转轴的左右两端分别从左右两侧穿过所述支撑架；
24.第一电机，固定在所述支撑架上用于带动所述第一转轴转动。
25.上述移动机构包括：
26.螺杆，其左右两端分别从左右两侧穿过所述壳体，并且通过轴承与壳体连接；
27.螺母，与所述螺杆螺纹连接，并且螺母的下端与所述支撑架固定连接；
28.第二滑块，固定在所述螺母上端；
29.光杆，与所述第二滑块滑动连接，并且光杆与所述螺杆平行，光杆的左右两端均与所述壳体固定连接；
30.第二电机，与所述螺杆穿过壳体的一端固定连接，并且第二电机固定在所述壳体上。
31.上述推动机构包括：
32.推料板，位于所述接料盘内部，同时横跨整体接料盘；
33.u型连接件，u型连接件的u型一侧位于所述接料盘内侧与所述推料板固定连接，u型连接件的u型另一侧位于所述接料盘外侧；
34.齿条，固定在所述u型连接件正对的接料盘的侧面上；
35.齿轮，与所述齿条啮合，并且齿轮中心设有贯穿其中的转轴，转轴一端与所述接料盘上开设的槽缝滑动连接，转轴另一端穿过u型连接件；
36.第三电机，其输出轴与所述转轴穿过u型连接件的一端连接，并且第三电机固定在u型连接件上。
37.上述存料箱通过滑动组件与所述接料盘下表面滑动连接；所述滑动组件包括：
38.两个滑条，两个滑条分别固定在所述存料箱的左右两侧；
39.第二滑槽，固定在所述接料盘的下表面，并且每个第二滑槽分别与一个所述滑条滑动连接。
40.上述壳体的一侧还固定有初级碾碎机构，初级碾碎机构包括：
41.初级碾碎腔，由半圆柱腔室和固定在其上方的长方体腔室固定连接而成，所述初级碾碎腔固定在所述壳体上方，初级碾碎腔上开设有进料口；
42.下料管，其一端与所述初级碾碎腔固定连接，另一端贯穿所述壳体并正对所述筛盘；所述下料管中部设有用于控制下料的阀门；
43.螺旋桨，位于所述初级碾碎腔内部；
44.第二转轴，贯穿所述螺旋桨中心，并且第二转轴的一端贯穿所述初级碾碎腔一侧，第二转轴的另一端贯穿所述初级碾碎腔的另一侧；
45.第四电机，与所述第二转轴固定连接，并且第四电机固定在所述初级碾碎腔的侧壁上。
46.上述壳体侧面与所述存料箱相对的位置铰接用于将存料箱取出的门体。
47.本发明的有益效果：
48.1、本发明提供的一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，从上至下依次固定有多级碾碎机构，每个碾碎机构用于碾碎不同粒径的负极材料，因为负极材料需要碾碎成不同的粒径以供使用，而本发明能实现一次性将负极材料碾碎成不同的粒径，来使其满足使用，当负极材料在第一级碾碎机构碾碎时碾碎成大于一级筛盘的粒径时，负极材料就会从筛盘掉落到接料盘内，这时掉落到接料盘内的负极材料就是粒径为a的负极材料，这时通过推动机构推动位于接料盘内的负极材料从第一排料口进入到位于其下方的碾碎机构的筛盘内，进入到下方碾碎机构筛盘的负极材料就是进入到下一级碾碎机构的负极材料，而通过推动机构推动位于接料盘内的负极材料从第二排料口进入到位于其下方的存料箱内，进入到存料箱内的负极材料就为存储的粒径为a的负极材料以便使用；进入到下一级碾碎机构筛盘的负极材料能将负极材料的粒径研磨成b，b粒径小于a粒径，这时再重复上述步骤，将一部分粒径为b的负极材料存储在该级碾碎机构的存料箱内以便使用。
49.2、本发明提供的一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，利用移动机构带动碾压辊从左至右碾压负极材料，能保证对负极材料的碾压充分，同时还设有振动电机带动筛盘振动，在电机带动筛盘振动时，先利用支撑气缸使筛盘处于未被顶紧的状态，这时筛盘会向下按压弹簧，在振动电机的作用下就会带动筛盘振动，使碾压后粒径小于筛盘直径的负极材料能及时掉落进入到接料盘内部。
50.3、本发明提供的一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，设有初级碾碎机构，利用螺旋桨在初级阶段将大块的负极材料破碎成小块的负极材料，小块的负极材料进入到碾碎机构后，能保证碾碎充分。
附图说明
51.图1为本发明整体结构示意图。
52.图2为本发明碾碎机构的侧视结构示意图。
53.图3为本发明碾碎机构的正视结构示意图。
54.图4为本发明推动机构的结构示意图。
55.附图标记说明：
56.1、壳体；2、碾压辊；3、转轴；4、支撑架；5、第一电机；6、筛盘；7、接料盘；8、竖板；9、滑块；10、第一滑槽；11、弹簧；12、支撑气缸；13、振动电机；14、螺杆；15、螺母；16、第二滑块；
17、光杆；18、第二电机；19、第一排料口；20、第二排料口；21、存料箱；22、推料板；23、u型连接件；24、齿条；25、齿轮；26、第三电机；27、第二滑槽；28、初级碾碎腔；29、下料管；30、阀门；31、螺旋桨；32、第二转轴；33、第四电机；34、滑条。
具体实施方式
57.下面结合附图1和附图4，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。
58.如图1所示，本发明实施例提供了一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，包括壳体1；多级碾碎机构，多级碾碎机构均固定在所述壳体1内部，并沿壳体1从上至下分布，每级碾碎机构均包括碾压辊2；支撑架4，用于支撑所述碾压辊2，支撑架4上固定有用于带动所述碾压辊2转动的转动机构；筛盘6，位于所述碾压辊2下方用于放置负极材料，碾压辊2与筛盘6配合用于碾压负极材料，并且筛盘6通过振动筛分组件与所述壳体1连接；所述多级碾碎机构的筛盘6筛孔直径从上至下依次减小用于筛分不同粒径的负极材料；移动机构，固定在所述壳体1内部并且与所述支撑架4连接，用于带动所述碾压辊2从所述筛盘6的一侧运动到另一侧；接料盘7，位于所述筛盘6下方，其下表面设有与其滑动连接用于存放负极材料的存料箱21，所述接料盘7的下表面开设有与下一级碾碎机构的筛盘6相对的第一排料口19，其下表面还开设有与存料箱21相对的第二排料口20；推动机构，固定在所述接料盘7侧壁用于推动负极材料从第一排料口19或第二排料口20排出。
59.本发明提供的一种各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，每个碾碎机构用于碾碎成不同粒径的负极材料，在生产锂电池时负极材料需要碾碎成不同的粒径以供使用，而本发明能实现一次性将负极材料碾碎成不同的粒径，来使其满足使用，当负极材料在第一级碾碎机构碾碎时碾碎成大于一级筛盘6的粒径时，负极材料就会从筛盘6掉落到接料盘7内，这时掉落到接料盘7内的负极材料就是粒径为a的负极材料，这时通过推动机构推动位于接料盘7内的负极材料从第一排料口19进入到位于其下方的下一级碾碎机构的筛盘6内，进入到下方碾碎机构筛盘6的负极材料就是进入到下一级碾碎机构的负极材料，而通过推动机构推动位于接料盘内的负极材料从第二排料口20进入到位于其下方的存料箱21内，进入到存料箱21内的负极材料就为存储的粒径为a的负极材料以便使用；进入到下一级碾碎机构筛盘的负极材料能将负极材料的粒径研磨成b，b粒径小于a粒径，将一部分粒径为b的负极材料存储在该级碾碎机构的存料箱内以便使用，这时再重复上述步骤，直到将粒径研磨成符合要求的粒径大小。
60.进一步地，所述振动筛分组件包括四个竖板8，固定在所述筛盘6的四个侧面上与筛盘6配合形成一个用于放置负极材料的壳体结构；两个滑块9，对称固定在两个平行的所述竖板8侧壁上；两个第一滑槽10，纵向开设在所述壳体1的内侧壁上，与所述滑块9滑动连接；弹簧11，一端固定在所述第一滑槽10内部，另一端与所述滑块9固定连接；支撑气缸12，其外壳体固定在所述壳体1内部，其伸缩端与所述滑块9固定连接，从而带动所述滑块9运动到所述第一滑槽10的顶端；两个振动电机13，分别固定在其中两个所述竖板8上用于带动所述筛盘6振动。
61.当碾压辊2与筛盘6配合碾压负极材料一段时间后，部分负极材料会粘连在筛盘6上导致上层符合粒径大小的负极材料不能从筛盘6掉落，这时必须启动振动筛分机构，让负
极材料及时的从筛盘6上开设的筛孔掉落，在碾压负极材料时，利用支撑气缸12支撑连接板，从而推动滑块9运动到第一滑槽10的顶端，碾压辊2反复碾压后粒径小于筛盘6筛孔直径的负极材料就会掉落到接料盘7，当研磨一段时间后为了使满足条件的负极材料直接掉落，这时启动支撑气缸12，支撑气缸12的伸缩杆收回，筛盘6和竖板8在重力的作用下会下压弹簧11，这时筛盘6处于自由状态，再启动固定在竖板8上的振动电机13，振动电机13带动筛盘6晃动，在研磨一段时间后就会停止研磨，利用振动电机13带动筛盘6晃动，能使粒径小于筛孔的负极材料及时从筛盘6掉落到接料盘7内部，这时掉落在接料盘7内的材料就是粒径为a的负极材料。
62.进一步地，所述转动机构包括：第一转轴3，贯穿所述碾压辊2中心并且与碾压辊2固定连接，并且第一转轴3的左右两端分别从左右两侧穿过所述支撑架4；第一电机5，固定在所述支撑架4上用于带动所述第一转轴3转动。
63.本发明中转动机构利用第一电机5带动第一转轴3转动，第一转轴3转动带动碾压辊2随之一起转动，碾压辊2转动对负极材料进行碾压的同时移动机构还会带动碾压辊2前进对筛盘6不同位置的负极材料进行碾压。
64.进一步地，所述移动机构包括螺杆14，其左右两端分别从左右两侧穿过所述壳体1，并且通过轴承与壳体1连接；螺母15，与所述螺杆14螺纹连接，并且螺母15的下端与所述支撑架4固定连接；第二滑块16，固定在所述螺母15上端；光杆17，与所述第二滑块16滑动连接，并且光杆17与所述螺杆14平行，光杆17的左右两端均与所述壳体1固定连接；第二电机18，与所述螺杆14穿过壳体1的一端固定连接，并且第二电机18固定在所述壳体1上。
65.本发明中移动机构通过第二电机18带动螺杆14转动，螺杆14转动带动螺母15随之前进，螺母15前进带动与其固定连接的支撑架4前进，同时为了保证螺母15沿同一方向前进，本发明设有光杆17保证螺母15沿同一方向前进避免螺母15发生偏移。
66.进一步地，所述推动机构包括推料板22，位于所述接料盘7内部，同时横跨整体接料盘7；u型连接件23，u型连接件23的u型一侧位于所述接料盘7内侧与所述推料板22固定连接，u型连接件23的u型另一侧位于所述接料盘7外侧；齿条24，固定在所述u型连接件23正对的接料盘7的侧面上；齿轮25，与所述齿条24啮合，并且齿轮25中心设有贯穿其中的转轴，转轴一端与所述接料盘7上开设的槽缝滑动连接，转轴另一端穿过u型连接件23；第三电机26，其输出轴与所述转轴穿过u型连接件23的一端连接，并且第三电机26固定在u型连接件23上。
67.本发明接料盘7的下表面开设有与下一级碾碎机构的筛盘6相对的第一排料口19，其下表面还开设有与存料箱21相对的第二排料口20，通过推动机构推动位于接料盘7内的负极材料从第一排料口19进入到位于其下方的下一级碾碎机构的筛盘6内，通过推动机构还能推动位于接料盘7内的负极材料从第二排料口20进入到存料箱21内部。
68.具体的推动过程如下，启动推动机构的第三电机26，第三电机26通过齿轮25中心的转轴带动齿轮25转动，齿轮25转动的同时沿齿条24移动，齿条24移动带动推料板22推动位于接料盘7内部的负极材料，齿轮25向左移动的带动u型连接件23推动推料板22向左推动负极材料，向左推动负极材料从第一排料口19排出进入到下一个碾碎机构的筛盘6内，齿轮25向右移动带动u型连接件23推动推料板22向右推动负极材料，向右推动负极材料从第二排料口20进入到位于其下方的存料箱21内，这时存料箱21内存放的就是粒径为a的负极材
料。
69.进一步地，所述存料箱21通过滑动组件与所述接料盘7下表面滑动连接；所述滑动组件包括两个滑条34，两个滑条34分别固定在所述存料箱21的左右两侧；第二滑槽27，固定在所述接料盘7的下表面，并且每个第二滑槽27分别与一个所述滑条34滑动连接。
70.进一步地，所述壳体1侧面与所述存料箱21相对的位置铰接用于将存料箱21取出的门体。
71.本发明存料箱21通过滑动组件与所述接料盘7下表面滑动连接，当需要将存料箱21取出时，将壳体1侧面铰接的门体打开，将存料箱21从接料盘7下表面拉出，使用方便。
72.进一步地，所述壳体1的一侧还固定有初级碾碎机构，初级碾碎机构包括初级碾碎腔28，由半圆柱腔室和固定在其上方的长方体腔室固定连接而成，所述初级碾碎腔28固定在所述壳体1上方，初级碾碎腔28上开设有进料口；下料管29，其一端与所述初级碾碎腔28固定连接，另一端贯穿所述壳体1并正对所述筛盘6；所述下料管29中部设有用于控制下料的阀门30；螺旋桨31，位于所述初级碾碎腔28内部；第二转轴32，贯穿所述螺旋桨31中心，并且第二转轴32的一端贯穿所述初级碾碎腔28一侧，第二转轴32的另一端贯穿所述初级碾碎腔28的另一侧；第四电机33，与所述第二转轴32固定连接，并且第四电机33固定在所述初级碾碎腔28的侧壁上。
73.本发明还设有初级碾碎腔28，能初步对负极材料进行粉碎，便于将大小不均的负极材料粉碎成规格大致相同的负极材料，在使用时先将负极材料从初级碾碎腔上的进料口倒入，这时启动第四电机33，第四电机33带动螺旋桨31转动，螺旋桨31转动将初级碾碎腔内部的大块的负极材料碾碎成小块的负极材料，这时打开下料管29，碾碎成小块的负极材料从下料管29进入到壳体1内部。
74.工作原理：
75.在使用该各向同性复合型锂离子负极材料的磨碎装置，先将负极材料通过初级碾碎机构对负极材料进行初粉碎，在使用时先将负极材料从初级碾碎腔上的进料口倒入，这时启动第四电机33，第四电机33带动螺旋桨31转动，螺旋桨31转动将初级碾碎腔内部的大块的负极材料碾碎成小块的负极材料，这时打开下料管29，碾碎成小块的负极材料从下料管29进入到壳体1内部；
76.例如壳体1内部固定有三级碾碎机构，三级碾碎机构从上至下依次固定有第一级碾碎机构、第二级碾碎机构、第三级碾碎机构，下料管29从壳体1首先进入到第一级碾碎机构内部，下料管29正对第一级碾碎机构的筛盘6，筛盘6通过振动筛分组件与壳体1连接，振动筛分组件包括四个竖板8，四个竖板8作为筛盘6的四个侧板与筛盘6固定连接，筛盘6作为底板，筛盘6与竖板8配合形成一个壳体结构，壳体内用于放置负极材料，负极材料先放置在筛盘6上；
77.这时启动移动机构的第二电机18，第二电机18带动螺杆14转动，螺杆14转动带动螺母15沿其左右移动，螺母15沿螺杆14移动的过程中就会带动滑块9沿光杆17滑动，螺母15又与支撑架4固定连接，螺母15就会通过支撑架4带动碾压辊2从筛盘6的一侧运动到另一侧，碾压辊2与筛盘6配合用于碾压负极材料，在碾压负极材料时，利用支撑气缸12支撑连接板，从而推动滑块9运动到第一滑槽10的顶端，碾压辊2反复碾压后粒径小于筛盘筛孔直径的负极材料就会掉落到接料盘7，当研磨一段时间后为了使满足条件的负极材料直接掉落，
这时启动支撑气缸12，支撑气缸12的伸缩杆收回，筛盘6和滑块9在重力的作用下会下压弹簧11，这时筛盘6处于自由状态，再启动固定在竖板上的振动电机13，振动电机13带动筛盘6晃动，在研磨一段时间后就会停止研磨，利用振动电机13带动筛盘6晃动，能使粒径小于筛孔的负极材料及时从筛盘掉落到接料盘7内部，这时掉落在接料盘7内的材料就是粒径为a的负极材料。
78.这时启动推动机构的第三电机26，第三电机26通过齿轮25中心的转轴带动齿轮25转动，齿轮25转动的同时沿齿条24移动，齿条24移动带动推料板22推动位于接料盘7内部的负极材料，齿轮25向左移动的带动u型连接件23推动推料板22向左推动负极材料，向左推动负极材料从第一排料口19排出进入到下一个碾碎机构的筛盘6内，齿轮25向右移动带动u型连接件23推动推料板22向右推动负极材料，向右推动负极材料从第二排料口20进入到位于其下方的存料箱21内，这时存料箱21内存放的就是粒径为a的负极材料，而进入到下一级碾碎机构筛盘6的负极材料再次重复上述研磨步骤，就能将粒径为a的负极材料研磨成粒径为b的负极材料，粒径为b的负极材料存放在第二级碾碎机构的接料盘7内，再次重复上述步骤，粒径为b的负极材料进入到第三级碾碎机构内研磨成粒径为c的负极材料，粒径为c的负极材料存放在第三级碾碎机构的接料盘7内，因为第三级是最后一级碾碎机构，所以第三级碾碎机构的接料盘7只设有一个排料口即可，这样粒径为a、粒径为b、粒径为c的负极材料就全部制备完成。
79.以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。