一種新型鋰電池制漿工藝及設備的制作方法

本發明涉及電池生產領域，尤其涉及一種新型鋰電池制漿工藝及設備。

背景技術：

目前的鋰離子電池的制漿主要由自動加料系統或者人工加料系統、雙行星攪拌機、分散機組成。粘接劑、溶劑、導電劑、活性物質只能單組分，分批次地進行攪拌，所需要的加料系統設備、攪拌機設備繁多，設備功率大，設備投入成本及運行成本高，制漿時間長，效率低。

技術實現要素：

本發明的主要目的在于提供一種新型鋰電池制漿工藝，用以解決上述技術問題，減少了設備，降低了生產成本，調高了生產效率。

為達到以上目的，本發明采用的技術方案為：一種新型鋰電池制漿工藝，其步驟如下：

步驟1：制作混合液體

將各種物料進行混合，所述的物料為溶劑、導電劑、液體、固體或粉體，將各種物料進行混合制成混合液體，緩存；導電劑為同種或不同種導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ等，溶劑為本行業常用溶劑，可以是同種，也可以是不同種溶劑；溶劑和導電劑混合比例可以根據不同的需求進行配比，范圍：1:1:1～100:100:100；混合液體可以在緩存罐中混合，也可以直接在預混機中混合。此處不僅限于溶劑和導電劑，還可以是其他任何需要混合的液體、固體、粉體或其他物料。

步驟2：制作漿料

將步驟1中的其中一種混合液體送到預混機中，并向預混機中加入一定量的粘接劑和活性物質，通過預混機的攪拌制成一份漿料；將步驟1中的另一種混合液體送到預混機中，并向預混機中加入一定量的粘接劑和活性物質，通過預混機的攪拌制成另一種漿料。也可同時進行不同種漿料的混合。此處不限于粘接劑和活性物質，還可以是任何制漿需要的物質或物料。所述粘接劑、活性物質和混合液體可以根據不同的需求進行配比，范圍為1:1:1～100:100:100的任何比例。

步驟3：高速分散

將步驟2中獲得的兩種漿料通過高速分散機進行高速分散，最后得到需要的漿液；所述高速分散為在線連續式高速分散。

進一步，在步驟1進行一種混合液體混合的同時步驟2對另一種漿料進行攪拌，同時步驟3也在對漿液進行高速分散；在步驟2中對一種漿料進行攪拌的同時步驟3對另一種漿液進行高速分散，同時步驟1也再進行其他混合液體的混合；在步驟3對一種漿液進行高速分散的同時，步驟1和2也再進行各自的操作。

進一步，在所述的步驟1中，可以同時進行多種混合液體的混合，各自混合互不干擾，混合可以在預混機中直接混合；混合后的液體也可以先緩存到緩存罐中緩存。

進一步，在所述的步驟2中，可以同時進行多種漿料的攪拌，各自攪拌互不干擾，攪拌后的漿料可以直接送到分散機中進行高速分散，或等分散機中達到一定量時再進行高速分散。也可將攪拌后的漿料先緩存到緩存罐中，等緩存罐達到一定量時再將漿料泵入到高速分散機中進行分散。

進一步，在所述的步驟2中，通過自動加料裝置將粘接劑和活性物質自動加入到預混機中，并且所述的自動加料裝置能夠實現自動計量。

進一步，在所述的步驟2中，還可以通過已經裝有一定量的粘接劑和活性物質的轉運裝置向預混機中加入粘接劑和活性物質，當轉運裝置中的粘結劑和活性物質使用完時通過更換轉運裝置來實現粘結劑和活性物質的補給。

進一步，在所述的步驟2中，還可以手動地將一定量的粘結劑和活性物質加入到預混機中。

本發明還提供一種新型鋰電池制漿設備，包括儲罐、預混機和分散機，所述儲罐連接預混機，預混機連接分散機，連接為管路連接。在所有的管路中，根據需要安裝有出料閥、進料閥、給料閥、排料閥、給料泵、輸送泵等控制裝置，閥體可以是單向控制閥也可以是雙向控制閥。

進一步，一種新型鋰電池制漿設備還包括緩存罐，所述緩存罐一端連接儲罐和預混機，另一端連接分散機；或者緩存罐一端連接儲罐，另一端連接預混機；所述連接為管路連接。緩存罐可以存儲大量的混合液體和漿料，對于大計量的混合液體和漿料，能起到很好的緩存作用，有利于液體或漿料攪拌的更均勻，分散的更好。

更進一步的，一種新型鋰電池制漿設備還包括向預混機加料的粉料添加裝置或轉運料罐或上料手套箱。

進一步，所述儲罐、預混機、分散機、緩存罐、粉料添加裝置、轉運料罐和上料手套箱各至少1個。可以根據不同的場地，不同的物料和不同的漿料效果，任意添加多個設備，同時實現多個設備同時工作，可以提高操作精度和工作效率，節省人力、物力。

所述儲罐用于儲存溶劑和導電劑，溶劑可以分為多種不同的或相同的溶劑，導電劑也可以為多種不同的或相同的導電劑，比如導電劑Ⅰ和導電劑Ⅱ。裝有溶劑的儲罐稱為溶劑儲罐，裝有導電劑的儲罐稱為導電劑儲罐，所述的溶劑儲罐、導電劑儲罐都各自與緩存罐連接，也可以直接連接預混機；所述的緩存罐用于存儲導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ以及溶劑的混合液體，或者緩存各種漿料。所述的粘接劑和活性物質上料裝置用于對粘接劑和活性物質進行加料以將粘接劑和活性物質加入到預混機中；所述的預混機將進入其中的混合液體與粘接劑、活性物質混合制成漿料；高速分散機將經過預混機混合制成的漿料進行高速分散。

進一步，所述的預混機為在線式攪拌預混機，可以對粉體材料和液體進行連續式、循環不間斷的混合，可以降低功耗，加快攪拌速度。

進一步，所述粉料添加裝置包括料倉、給料機和計量倉，從上到下依次連接。所述粉料添加裝置還包括手動投料站或電葫蘆，其分別位于料倉的上面。所述的手動投料站主要用于投放粘接劑，所述的電葫蘆主要吊起大的活性物質噸袋；所述的料倉分為粘接劑料倉和活性物質料倉，粘接劑料倉用于儲存粘接劑，活性物質料倉用以儲存活性物質；所述給料機主要是起送料的作用；在活性物質料倉和預混機之間以及在粘接劑料倉和預混機之間分別設置有計量倉用以根據需要對進入預混機的粘結劑和活性物質進行計量。

進一步，所述的給料機用以將活性物質料倉中的活性物質和粘結劑料倉中的粘結劑運送到計量倉。

進一步，所述的粘結劑和活性物質的添加裝置還可以是轉運料罐，所述的粘接劑和活性物質通過定量包裝和人工計量加入到轉運料罐中，當需要將粘接劑和活性物質向預混機中添加時，打開轉運料罐的卸料閥門即可實現，當轉運料罐中的粘結劑和活性物質使用完時，通過更換轉運料罐來實現粘結劑和活性物質的補給。

進一步，所述的粘結劑和活性物質添加裝置還可以是上料手套箱，所述的粘接劑和活性物質通過定量包裝和人工計量手動地加入到上料手套箱中，當需要將粘接劑和活性物質向預混機中添加時，打開上料手套箱的卸料閥門即可實現。

與現有技術相比，本發明的有益效果如下：

(1)本發明采用了多種導電劑和溶劑先進行混合后再跟粉體的粘接劑和活性物質進行混合，實現了多種材料同時進行混合，縮短了制漿時間，提高了效率；

(2)本發明有效減少了加料系統設備和攪拌機數量，目前行業基本上是2-3臺攪拌機配一臺高速分散機，單臺攪拌機的功率是這種在線式預混機功率的3-5倍，耗電量大；其次，因為攪拌機數量減少，給攪拌機加料的加料系統也精簡了；最后，這次發明的工藝可以先把液體類的導電劑、溶劑先在緩存罐中混合，然后緩存罐中混合后的液體材料再跟粉體的材料在在線式預混機中進行預混這樣可以提供工作效率，傳統的是一樣一樣地往攪拌機中添加，效率低，混合效果不好。本發明采用了新型的在線式攪拌的預混機進行混合，效率大大提高，設備投入少，功率低，運行成本低。

(4)本發明采用了液體漿料循環，粉體材料連續投料的混合方式，混合更加均勻，混合效果更好；

(5)本發明采用多緩存罐跟預混機進行循環混合，采用多緩存罐跟分散機進行切換分散，有效提高了混合的工作效率；

(6)本發明可以采用全自動加料系統、半自動的轉運料罐加料和人工手套箱加料來進行混合和分散，客戶可以根據自身資金、場地和現有設備情況，自由選擇加料方式，大大降低了設備投入成本。

附圖說明

圖1是本發明中具有自動加料裝置的鋰電池制漿設備

圖2是本發明中采用轉運料罐加料的鋰電池制漿設備

圖3是本發明中采用人工加料的鋰電池制漿設備

圖4是本發明中無緩存罐的鋰電池制漿設備

圖5是本發明的制漿步驟流程圖

具體實施方式

以下描述用于揭露本發明以使本領域技術人員能夠實現本發明。以下描述中的優選實施例只作為舉例，本領域技術人員可以想到其他顯而易見的變型。

步驟1：將導電劑和溶劑進行混合制作混合液體。

打開溶劑儲罐下方管路上的溶劑出料閥，溶劑儲罐中的溶劑通過溶劑輸送泵加入到預混機中；打開導電劑儲罐下方的出料閥，導電劑儲罐中的導電劑通過輸送泵加入到預混機中；導電劑和溶劑在預混機中混合，形成液體混合物。

步驟2：制作漿料

打開計量倉下方的排料閥，計量倉中的粘接劑進入預混機，打開另一計量倉下方的排料閥，計量倉中的活性物質進入預混機。粘接劑、活性物質和液體混合物在預混機中進行攪拌混合，制成漿料。

步驟三：高速分散

打開排料閥，預混機中的漿料通過分散機給料泵泵入分散機中，以高速分散出想要的漿料。這種在線混合、攪拌和分散大大提高了工作效率，節省了單組分攪拌機的投入，降低了功耗，減少了運行成本。

如圖5所示，本發明的一種新型鋰電池制漿設備是這樣工作的，S1：首先制作混合液體，將需要混合的各種溶劑分別裝進不同的溶劑儲罐，打開各個溶劑儲罐的出料閥和預混機的進料閥，將儲罐中的物料泵入預混機中混合；S2：然后制作漿料，打開粉料添加裝置，打開轉運料罐的進料口，向預混機中加入所需的粘接劑和活性物質，啟動在線式預混機進行攪拌，制得所需的漿料；S3：最后高速分散，關閉預混機進料閥，打開預混機出料閥和分散機的進料閥，將漿料泵入高速分散機，關閉相應的閥門，啟動在線式高速分散機進行高速分散。

S11：同時多種物料進行混合，可將溶劑儲罐中的物料分別泵入到緩存罐中，先在緩存罐中進行混合，多個溶劑儲罐可以將不同的溶劑分別泵入多個緩存罐中進行混合，混合后先緩存在緩存罐中；S21：在線式交替制漿，將緩存罐中的液體泵入到預混機中攪拌，攪拌好的漿料再泵入到緩存罐(可以是同一個緩存罐，也可以是另外一個緩存罐)中進行緩存，再將緩存罐(可以是同一個緩存罐，也可以是另外一個緩存罐)中的物料泵入到預混機中進行攪拌，然后再將漿料泵入到緩存罐(可以是同一個緩存罐，也可以是另外一個緩存罐)中緩存，一個緩存罐儲滿時，向另外一個緩存罐緩存，同時將儲滿漿料的緩存罐的進料閥關閉，打開其出料閥和分散機的進料閥，泵入到在線式高速分散機進行高速分散。通過緩存罐的緩存，本發明的步驟S1、S2和S3可以同時在線進行運轉，互不影響，即節約時間，又可提高效率，當然也可以依次進行運轉。為提高效率，本步驟中可以多臺預混機和分散機同時運轉。

實施例一

如圖1所示，提供一種能夠自動加料的鋰電池制漿工藝，包括如下步驟：

步驟1：將導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ和溶劑進行混合制作混合液體。

打開溶劑儲罐1下方管路上的溶劑出料閥4，打開溶劑加料閥16，打開溶劑加料閥12，溶劑儲罐1中的溶劑通過溶劑輸送泵5加入到緩存罐19和緩存罐11中；打開導電劑儲罐3下方的出料閥8，打開緩存罐11上方的加料閥18打開，打開緩存罐12上方的加料閥14，導電劑儲罐3中的導電劑Ⅰ通過輸送泵9加入到緩存罐19和緩存罐11中；打開導電劑儲罐2下方的出料閥6，打開緩存罐19上方的加料閥17，打開緩存罐11上方的加料閥13，導電劑儲罐2中的導電劑Ⅱ通過輸送泵7加入到緩存罐19和緩存罐11中；導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ和溶劑全部加入到緩存罐19和緩存罐11中混合，形成液體混合物。

步驟2：制作漿料

打開緩存罐19下方的出料閥26和預混機下方的進料閥28，關閉緩存罐11下方的出料閥24，緩存罐19中的液體混合物給料泵27加入到預混機29中，打開計量倉34下方的排料閥32，計量倉34中的粘接劑進入預混機29，打開計量倉33下方的排料閥31，計量倉33中的活性物質進入預混機29，粘接劑、活性物質和液體混合物在預混機29中進行混合。關閉漿料出料閥15，打開漿料出料閥20，在預混機29中進行混合的漿料進入緩存罐19中。粘接劑、活性物質連續加入預混機29中，緩存罐19的出料閥26打開，緩存罐11的出料閥24關閉，緩存罐19中的漿料經給料泵27加入到預混機29中，由于預混機29為在線式預混機，可以對粉體材料和液體材料進行連續式、循環混合，因此緩存罐19中的漿料循環跟粘接劑、活性物質粉體進行混合，直至緩存罐19中充滿漿料。

當緩存罐19充滿漿料后，打開漿料出料閥15，打開緩存罐11的出料閥24，打開預混機下方的進料閥28，關閉漿料出料閥20，關閉緩存罐19的出料閥26。緩存罐11中液體混合物經給料泵27加入到預混機29中，打開計量倉34下方的排料閥32，計量倉34中的粘接劑進入預混機29，打開計量倉33下方的排料閥31，計量倉33中的活性物質進入預混機29。粘接劑、活性物質和液體混合物在預混機29中進行混合，在預混機29中進行混合的漿料通過漿料出料閥15進入緩存罐11中。粘接劑、活性物質連續加預混機29中，預混機29采用在線式預混機，可以對粉體材料和液體材料進行連續式、循環混合，緩存罐11下方的出料閥24保持打開，緩存罐19下方的出料閥26保持關閉，緩存罐11中的漿料循環跟粘接劑、活性物質粉體進行混合，直至緩存罐11充滿漿料。

步驟三：高速分散

當緩存罐19充滿漿料后，關閉漿料出料閥20，緩存罐19下方的出料閥26關閉，打開高速分散機10下方的進料閥21，打開緩存罐19下方的出料閥25，緩存罐19中的漿料通過分散機給料泵22泵入分散機10中，高速分散出想要的漿料。

當緩存罐11和預混機29在進行循環式、在線混合漿料時，高速分散機10同時對經過預混機29混合好的緩存罐19中的漿料進行高速分散。當緩存罐19和預混機29在進行循環式、在線混合漿料時，高速分散機10同時對經過預混機29混合好的緩存罐11中的漿料進行高速分散。這種循環式、在線混合分散大大提高了工作效率，節省了單組分攪拌機的投入，降低了功耗，減少了運行成本。

在所述的步驟二中，還包括粘接劑和活性物質的上料過程。

將粘接劑通過手動投料站42加入到粘接劑料倉43儲存，打開計量倉34的加料閥36，運行給料機38，粘接劑從粘接劑料倉43通過管路進入計量倉34中進行計量。

采用電葫蘆41將裝有活性物質的活性物質噸袋40吊起在活性物質料倉39的正上方，以將活性物質加入到活性物質料倉39中，然后打開計量倉33的加料閥35，運行給料機37，活性物質通過管路進入到計量倉33中進行計量。

實施例二

如圖2所示，提供一種通過轉運料罐加料的鋰電池制漿工藝，該實施例與實施例一的區別在于添加粘接劑和活性物質的方式不同，在本實施例中，粘接劑和活性物質通過定量包裝和人工計量(即將裝有粘接劑和活性物質的定量包裝在加入運料罐44前通過人工計量核實定量包裝中所聲稱的重量與實際的重量是否相符以保證加入物料的重量的準確性)加入到轉運料罐44中，當需要與緩存罐19和11中的液體混合物混合時，打開轉運料罐44的卸料閥門，轉運料罐44中的粘接劑和活性物質就會進入到預混機29中于導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ和溶劑的液體混合物混合制成漿料儲存在緩存罐19和11中等待高速分散。

在本實施例中，由于不能直接向轉運料罐44中添加粘接劑和活性物質，如果轉運料罐44中的粘接劑和活性物質用完了，需要更換轉運料罐44，因此相對于實施例一的自動加料，實施例二為半自動加料。

實施例三

如圖3所示，提供一種通過手套箱人工加料的鋰電池制漿工藝，該實施例與實施例一的區別在于添加粘接劑和活性物質的方式不同，在本實施例中，粘接劑和活性物質通過定量包裝和人工計量加入到上料手套箱45中，當需要與緩存罐19和11中的液體混合物混合時，打開上料手套箱45的卸料閥門，上料手套箱45中的粘接劑和活性物質進入到預混機29中于導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ和溶劑的液體混合物混合制成漿料儲存在緩存罐19和11中等待高速分散。

在本實施例中，當上料手套箱45中的粘接劑和活性物質用完時，不需要更換上料手套箱45，而是需要人工手動地向上料手套箱45中加入粘接劑和活性物質，相對于實施例一和實施例二，實施例三為人工加料。

實施例四

如圖4所示，提供一種沒有緩存罐19的鋰電池制漿工藝，該實施例與實施例一的區別在于沒有緩存罐19，在本實施例中，混合液體直接送入到預混機29中，混合液體與粘接劑和活性物質在預混機29中進行在線式混合、攪拌，所制得的漿料直接泵入到分散機10中進行高速分散，實現循環式、不間斷的在線式制漿。設備操作簡單，功率降低，效率提高。

實施例五

如圖1-4所示，為了實現上述工藝，本發明還提供一種鋰電池制漿設備，包括溶劑儲罐1、導電劑儲罐2和3、緩存罐11和19、預混機29、高速分散機10以及粘接劑和活性物質加料裝置，溶劑儲罐1用于儲存溶劑，導電劑儲罐2和3用以儲存導電劑Ⅱ和導電劑Ⅰ，所述的溶劑儲罐1、導電劑儲罐2和3都分別于緩存罐11和19通過管路連接，所述的緩存罐11和19用于存儲導電劑Ⅰ、導電劑Ⅱ以及溶劑的混合液體，所述的粘接劑和活性物質上料裝置用于對粘接劑和活性物質進行上料以將粘接劑和活性物質加入到預混機29，所述的預混機29將進入其中的混合液體與粘接劑、活性物質混合制成漿料，高速分散機10將經過預混機29混合制成的漿料高速分散。

在所述的溶劑儲罐1、導電劑儲罐2和3、緩存罐11和19中具有攪拌機構用以對其中液體混合物進行攪拌。

所述的預混機29為在線式預混機，可以對粉體材料和液體進行連續式、循環混合。

所述的溶劑儲罐1、導電劑儲罐2和3、預混機29和高速分散機10在制漿時同時運行。

如圖1所示，針對上述實施例一，所述的粘接劑和活性物質加料裝置包括粘接劑料倉43、活性物質料倉39以及計量倉33和34，所述的粘接劑料倉43用于儲存粘接劑，所述的活性物質料倉39用以儲存活性物質，所述的計量倉33設置在活性物質料倉39和預混機29之間用以計量從活性物質料倉39進入預混機29中的活性物質的量，所述的計量倉34設置在粘接劑料倉43和預混機29之間用以計量從粘接劑料倉43進入預混機29中的粘接劑的量。所述的粘接劑和活性物質上料裝置還包括給料機37和38，給料機37用以將活性物質料倉39中的活性物質運送到計量倉33，給料機38用以將粘接劑料倉43中的粘接劑運送到計量倉34。

如圖2所示，針對上述實施例二，所述的粘接劑和活性物質加料裝置包括轉運料罐44，所述的粘接劑和活性物質通過定量包裝和人工計量加入到轉運料罐44中，當需要將粘接劑和活性物質向預混機29中添加時，打開轉運料罐44的卸料閥門即可實現。

如圖3所示，針對上述實施例三，所述的粘接劑和活性物質加料裝置包括上料手套箱45，所述的粘接劑和活性物質通過定量包裝和人工計量加入到上料手套箱45中，當需要將粘接劑和活性物質向預混機29中添加時，打開上料手套箱45的卸料閥門即可實現。

如圖4所示，針對上述實施例一，所述的溶劑儲罐1、導電劑儲罐2和3直接將物料添加到預混機29中，同粘接劑和活性物質在預混機中進行制漿，打開出料閥46，經給料泵47將漿料泵入到分散機10中進行高速分散。

本發明還可以采用將緩存罐19連接溶劑儲罐1和2和預混機29的方式，先緩存大量的混合液體，再通過預混機29攪拌后直接泵入分散機進行高速分散，制得所需的漿液。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是本發明的原理，在不脫離本發明精神和范圍的前提下本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明的范圍內。本發明要求的保護范圍由所附的權利要求書及其等同物界定。