[发明专利]电池浆料制备装置和相关的控制方法

说明书

本申请提供电池浆料制备装置和相关的控制方法，涉及电池浆料领域；其中电池浆料自动制备装置，包括依次连接的粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元；还包括浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元和溶剂储存单元；溶剂储存单元出料端与预混合单元进料端、稀释单元进料端连通；混合单元出料端被配置为适于与浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元的进料端择一连通，且混合单元设有第一在线粘度计；浓缩单元、稀释单元的出料端分别适于与浆料储存单元进料端连通；电池浆料自动制备装置的控制方法，包括控制粉料输送；控制溶剂输送；控制浆料输送；本申请通过分流、分级浓缩和分级稀释，达到实时调整电池浆料粘度的效果。

技术领域

本申请涉及电池浆料领域，具体而言，涉及电池浆料制备装置和相关的控制方法。

背景技术

在锂电池制造工艺中，电池浆料的合浆工艺作为其中最重要的一环，其对锂电池的品质影响巨大。理想的电池浆料是分散均匀且稳定性高的悬浮液，其由电极活性材料、导电剂、粘结剂和溶剂均匀搅拌而成，属于典型的高粘稠固液相悬浮液；由于在匀浆过程中，各个极性不相同的物质相互混合，必然会有颗粒的团聚，这就势必会影响浆料的涂覆质量，造成颗粒划痕等缺陷极片，严重影响电极生产过程中的生产效率和极片的合格率。

目前，电极浆料的制备工艺分为湿法混料和干法混料两种。在湿法混料工艺中，一般都选择双行星真空搅拌机作为主流的锂离子电池浆料的搅拌设备。使用行星搅拌机制备浆料过程一般分为按照配比称量原料(电极材料、导电剂、粘结剂、溶剂等)并且转移入搅拌桶中，最后打开仪器按一定转速搅拌获得。该传统制浆设备无法对电池浆料的粘度进行实时调整，单次只能获得一种粘度的电池浆料，无法得到最优粘度的电池浆料。

发明内容

本申请的目的在于提供电池浆料制备装置和相关的控制方法，能够实现自动化调整电池浆料的粘度，根据需求实时调整电池浆料粘度以输出不同粘度的电池浆料，优化生产工艺，降低材料成本和工时成本。

第一方面，本发明提供电池浆料制备装置，包括粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元、浆料储存单元、浓缩单元、稀释单元和溶剂储存单元；粉料储存单元、称量单元、预混合单元、混合单元依次连通；溶剂储存单元出料端与预混合单元进料端、稀释单元进料端连通；混合单元出料端被配置为适于与浆料储存单元进料端、浓缩单元进料端、稀释单元进料端择一连通，且混合单元出料端设有第一在线粘度计；浓缩单元出料端、稀释单元出料端分别适于与浆料储存单元进料端连通。

在可选的实施方式中，浓缩单元包括若干个彼此串联的浓缩罐；位于两端的两浓缩罐分别与混合单元和浆料储存单元连通。

在可选的实施方式中，电池浆料制备装置还包括冷却单元；冷却单元进料端分别与各浓缩罐连通；冷却单元出料端与溶剂储存单元进料端连通；每一浓缩罐均设有加热器以使溶剂蒸发。

在可选的实施方式中，稀释单元出料端还被配置为适于与其进料端连通；稀释单元出料端设有第二在线粘度计；当检测粘度值在第三设定值和第四设定值之间时，稀释单元出料端与浆料储存单元进料端连通；当检测粘度值大于第四设定值时，稀释单元出料端与其进料端连通。

在可选的实施方式中，粉料储存单元包括若干个粉料储存罐；各粉料储存罐与称量单元数量相同且一一对应；每一称量单元包括两组天平和称量罐；各称量罐置于对应天平之上；两称量罐之一与对应的粉料储存罐连通，两称量罐另一与预混合单元连通。

在可选的实施方式中，电池浆料制备装置还包括设有第一齿轮的驱动单元；混合单元包括机架、壳体、搅拌部、第一齿条和螺母；螺母与壳体止转连接；第一齿条环设于壳体外壁并与第一齿轮啮合；搅拌部固接于壳体内壁；壳体相对机架绕第一轴转动并设有的第一在线粘度计；壳体进料端与预混合单元出料端连通，壳体出料端被配置为适于与浆料储存单元进料端、浓缩单元进料端、稀释单元进料端择一连通。

在可选的实施方式中，混合单元还包括彼此啮合的第二齿轮和第二齿条；第二齿条环设于壳体外壁并与第一齿条间隔布设；第二齿轮相对机架绕平行于第一轴的第二轴转动。