一種正極粉體鋰化接觸界面自動更新機構的制作方法

本發明屬于在熱電池正極材料加工處理中用于粉體界面更新以持續接觸氣態觸媒的特殊機械攪拌機構，是機械工程領域的普通發明成果。

背景技術：

未經鋰化的正極粉體能夠造成熱電池放電初期電壓尖峰，影響電池電壓精度和工作壽命^[1]。因此，必須對正極材料進行鋰化處理，即在正極材料中加入鋰化劑后持續與氣態觸媒接觸進行反應。由于反應屬于粉體表面與氣態觸媒間的界面層緩慢反應，因此整個鋰化過程需要持續地更新粉體接觸界面。在目前的生產過程中，采用操作人員持鋰化工裝進行手工界面更新，鋰化工裝如圖1所示，操作人員手持鋰化工裝手柄1，使鋰化齒2橫向切割粉體，增加界面接觸面積并間歇性更新接觸界面。

由于粉體界面更新速率與更新均勻程度對鋰化效果影響很大，手工操作很難滿足粉體界面更新要求，造成鋰化反應均勻性下降，影響正極粉質量一致性。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明所要解決的技術問題是采用一種便于組裝、可拆卸、可自適應調節鋰化間距參數的機械機構，并由可調節轉速的電動機作為動力源，通過機械機構使正極粉體作勻速圓周運動，并由機械機構附帶的鋰化齒持續切割粉體。本機械機構能夠恒定鋰化更新速率，保證鋰化均勻性，提高正極粉體的鋰化質量一致性，同時能夠提高粉體鋰化處理效率。

本發明的一種正極粉體鋰化接觸界面自動更新機構，置于封閉的“恒定氣體環境觸媒發生箱”中，包括鋰化盤、支架、傳動底盤、橫梁、彈簧、機械鋰化齒、固定銷釘、限位螺母和鋰化橫梁；

所述機械鋰化齒尾部套入彈簧，再插入橫梁對應孔中，然后在機械鋰化齒尾端擰上限位螺母；

所述鋰化盤底部凸出的定位銷插入傳動底盤對應的孔中；鋰化橫梁置于支架上并插上固定銷釘。

（1）機械機構工作時，按避免緊固件直接受力方向設計。各零件連接牢固，機構運行穩定可靠，同時降低了緊固件擰緊力矩。

優選的，機械鋰化齒尾部穿過橫梁后，限位螺母與機械鋰化齒尾部采用螺紋連接。

優選的，機械鋰化齒與橫梁采用限位螺母定位，限位螺母通過彈簧壓力與橫梁壓合。

優選的，鋰化盤與傳動底盤采用圓柱銷定位。

優選的，鋰化橫梁與支架采用銷釘定位。

優選的，鋰化橫梁與支架采用螺栓定位。

（2）橫梁中機械鋰化齒孔位沿橫梁對稱中心錯位設計。安裝機械鋰化齒后，如果將橫梁沿對稱中心對折，兩側鋰化齒位置不重合，位于相鄰機械鋰化齒之間。

優選的，位置位于相鄰機械鋰化齒中心。這樣的設計使圓周運動中的正極粉體界面更新接觸面積最大。

（3）通過機械機構使粉體進行圓周運動，粉體與觸媒的接觸界面成均勻角速度更新。

優選的，鋰化盤呈圓形，鋰化盤底部為平面。

優選的，鋰化盤按順時針或逆時針旋轉，鋰化橫梁固定，粉體與機械鋰化齒作相對運動。

（4）機械鋰化齒以恒定壓力接觸鋰化盤底部。

優選的，采用彈簧提供接觸壓力。

（5）機械鋰化齒頭部的特殊外形設計。

機械鋰化齒頭部呈錐形。優選的，圓錐夾角4°~18°。

機械鋰化齒頭部頂端與錐形采用平滑曲面過渡。優選的，頂端呈橢圓形球面。

（1）安裝拆卸方便。由于采用低擰緊力矩設計，本機械機構安裝拆卸無需工具，方便操作人員現場快速安裝與調試。

（2）由于機械鋰化齒位置采用非中心對稱設計，能夠擴大圓周運動中的正極粉體界面更新面積，提高處理效率。

（3）由于采用粉體相對機械鋰化齒圓周運動設計，接觸界面更新速率恒定，單次處理的正極粉平面方向各點鋰化程度一致，質量一致性好。

（4）由于機械鋰化齒以恒定壓力接觸鋰化盤底部，避免安裝鋰化橫梁后再次逐根調節機械鋰化齒與鋰化盤接觸壓力，機械鋰化齒在插入粉體后自動接觸盤底，同時使機械機構在運行過程中機械鋰化齒始終以恒定壓力接觸鋰化盤，使處理的正極粉垂直方向界面更新速率一致。

（5）由于采用機械鋰化齒頭部圓錐漸變外形設計，能夠自適應調節鋰化間距參數，避免鋰化初期界面更新程度過快，也能夠避免鋰化后期隨粉體膨脹界面更新程度不斷降低，最大程度地降低正極粉垂直方向界面更新程度隨鋰化時間的差異，同時能夠降低鋰化后期粉體通過阻力。

由于機械鋰化齒頭部頂端采用橢圓形球面設計，減少了機械鋰化齒插入粉體的阻力，減少了機械鋰化齒與鋰化盤底部的滑動摩擦系數，同時也降低了機械鋰化齒與鋰化盤底部的磨損。

附圖說明

圖1 現有技術的結構示意圖；

圖2 本發明的一種正極粉體鋰化接觸界面自動更新機構結構示意圖；

圖3是本發明的工程裝配圖；

圖4 是圖2中A向局部剖視放大工程裝配圖。

具體實施方式

下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述。

圖2 是本發明的結構示意圖，圖3是本發明的工程裝配圖，圖4 是圖2中A向局部剖視放大工程裝配圖。首先，組裝鋰化橫梁11。在機械鋰化齒8尾部套入彈簧7，再將機械鋰化齒8插入橫梁6對應孔中，使機械鋰化齒8尾端螺紋面露出橫梁6，并在尾部擰上限位螺母10。松開后，限位螺母10定位于橫梁6。然后按上述方法依次安裝所有機械鋰化齒8。

再在鋰化盤3中裝入待處理正極粉體，鋪平粉體。將鋰化盤3底部凸出的定位銷插入傳動底盤5對應的孔中。

然后，將鋰化橫梁11置于支架4上。機械鋰化齒8承受鋰化橫梁11重力而插入粉體接觸鋰化盤3底部，并在彈簧7反向彈力作用下對鋰化盤3底部施加恒定壓力。

最后，在兩側的支架4上插入固定銷釘9，完成本機械機構的安裝。

本機械機構工作原理如下。

電動機輸出的扭矩通過變速機構傳遞到傳動底盤5，然后帶動鋰化盤3旋轉，其中的正極粉體在靜摩擦力作用下作勻速圓周運動。機械鋰化齒8對粉體進行切割，持續更新粉體與觸媒的接觸面。