具体技术细节
[0005] 针对现有技术存在的上述不足,本发明所要解决的技术问题在于,提出一种可连续化生产、混合效率高,且混合效果好的超级电容器极片材料的干法混合装置及混合方法。
[0006] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是,提出一种超级电容器极片材料的干法混合装置,包括有:
[0007] 储料筒,所述储料筒上设有进料管和出料管;
[0008] 一级混料系统,包括有一级料筒和均设置在所述一级料筒中的一级搅拌机构、一级加热机构和一级粒度检测仪,所述一级搅拌机构用于搅拌所述一级料筒中的物料;所述一级加热机构用于对所述一级料筒进行加热;所述一级粒度检测仪用于检测所述一级料筒中物料的粒度大小;所述一级料筒上设有一级进料口和一级出料口,所述一级出料口与所述进料管通过第一连接管连通;
[0009] 二级混料系统,包括有二级料筒和均设置在所述二级料筒中的二级搅拌机构、二级加热机构和二级粒度检测仪,所述二级搅拌机构用于搅拌所述二级料筒中的物料;所述二级加热机构用于对所述二级料筒进行加热;所述二级粒度检测仪用于检测所述二级料筒中物料的粒度大小;所述二级料筒上设有二级进料口和二级出料口,所述二级进料口与所述出料管通过第二连接管连通;
[0010] 真空泵,用于将所述储料泵和所述二级料筒抽成低压或真空状态,所述真空泵上设有第一抽气管和第二抽气管,所述第一抽气管与所述进料管连通,所述第二抽气管与所述第二连接管连通;所述第一连接管上设有第一阀门,所述进料管上设有第二阀门,所述第一抽气管上设有第三阀门,所述出料管上设有第四阀门,所述第二连接管上设有第五阀门,所述第二抽气管上设有第六阀门;
[0011] 控制终端,用于控制所述一级粒度检测仪、二级粒度检测仪、一级加热机构以及二级加热机构。
[0012] 进一步地,还包括外箱体,所述二级料筒的底部还设有用于驱动所述二级料筒转动的旋转机构,所述二级料筒和所述旋转机构均设置在所述外箱体中;
[0013] 所述一级搅拌机构和所述二级搅拌机构均可转动,且所述旋转机构的转动方向与所述二级搅拌机构的转动方向相反。
[0014] 进一步地,还包括速度控制器,与所述控制终端信号连接,所述速度控制器用于控制所述底部旋转机构、所述二级搅拌机构和所述二级料筒的速度。
[0015] 进一步地,所述进料管上设有一级过滤器,所述出料管上设有二级过滤器。
[0016] 进一步地,还包括温度控制仪、电机控制器和粒度检测系统,所述温度控制仪用于控制所述一级加热机构和二级加热机构的温度,所述温度控制仪与所述控制终端信号连接;
[0017] 所述一级搅拌机构包括有电机,所述电机控制器用于控制所述电机,且所述电机控制器与所述控制终端信号连接;
[0018] 所述粒度检测系统用于控制所述一级粒度检测仪和所述二级粒度检测仪,且所述粒度检测系统与所述控制终端信号连接。
[0019] 进一步地,所述二级搅拌机构包括有从上至下依次设置的磁力搅拌控制仪、磁力传输杆和搅拌件。
[0020] 本发明解决其技术问题采用的技术方案是,还提出一种超级电容器极片材料的干法混合方法,应用于上述的超级电容器极片材料的干法混合装置,包括以下步骤:
[0021] 开启一级加热机构,并获取一级料筒中实际的环境温度,当一级料筒中的实际环境温度达到所述控制终端设定的一级料筒环境温度时,进行下一步;
[0022] 开启一级搅拌机构,判断一级搅拌机构运行是否稳定,若是,则进入下一步;
[0023] 开启一级进料口,并关闭一级出料口和第一阀门,将极片材料加入一级料筒中;一级搅拌机构对其进行一级搅拌;所述一级粒度检测仪多次采集一级料筒中极片材料的粒度数据,当其粒径小于等于所述控制终端设定的第一预设值时,一级搅拌机构停止;
[0024] 开启第二阀门和第六阀门,并运行真空泵,所述真空泵将所述一级料筒抽成第一预设气压状态;
[0025] 开启一级出料口和第一阀门,一级搅拌机构中的极片物料在气压差的作用下,被吸入储料筒中;之后关闭第二阀门、第三阀门和真空泵;
[0026] 开启二级加热机构,并获取二级料筒中实际的环境温度,当二级料筒中的实际环境温度达到所述控制终端设定的二级料筒环境温度时,进行下一步;
[0027] 开启第五阀门和第六阀门,并运行真空泵,所述真空泵将所述二级料筒抽成第二预设气压状态;
[0028] 开启第四阀门,所述储料筒中的极片物料在气压差的作用下,被吸入至二级料筒中;之后关闭第五阀门、第六阀门和真空泵;
[0029] 二级搅拌机构对二级料筒中的极片物料进行二级搅拌,所述二级粒度检测仪多次采集二级料筒中极片材料的粒度数据,当其粒径小于等于所述控制终端设定的第二预设值时,二级搅拌机构停止;
[0030] 从所述二级出料口取出经过二级搅拌后的极片材料。
[0031] 进一步地,所述控制终端设定的一级料筒环境温度大于等于40℃,湿度的范围在5%~20%之间;
[0032] 所述控制终端设定的二级料筒的环境温度大于等于40℃,湿度的范围在5%~20%之间。
[0033] 进一步地,在将极片物料从储料筒吸入二级料筒之前,对所述二级搅拌机构进行试运行:
[0034] 开启二级搅拌机构,判断一级搅拌机构运行是否稳定,若是,则将极片物料从储料筒吸入二级料筒中。
[0035] 进一步地,所述极片材料包括活性碳,和/或碳气凝胶,和/或碳纳米管,和/或多孔石墨烯,和/或多孔炭黑,和/或多孔碳复合材料,和/或磷酸铁锂,和/或钴酸锂,和/或锰酸锂。
[0036] 与现有技术相比,本发明至少具有以下有益效果:
[0037] 本发明中,在进行混合之前,通过一级混料系统将超级电容器极片材料的粒度大小控制在第一梯度大小,经过一级过滤器后进入储料筒;并经过二级过滤器后进入二级混料系统中,将超级电容器极片材料的粒度大小控制在第二梯度大小,保证超级电容器极片材料混合均匀,相比于传统混料工艺,其混合均匀程度可提高15%‑25%,且其混合效率可大幅提高20%‑30%,二级混料系统中,通过二级搅拌件的转动和二级料筒的转动,且两者的转动方向相反,保证混合效果,提高混合效率。使用该工艺生产的浆料具有更好的性能,浆料黏度、颗粒度和固含量稳定性等均比流体分散工艺得到的浆料要好,制成的膜片电阻率较低,粘接力较高,制成的电芯容量保持率更高且具有更高的混合效率,并可实时检测混合粉末的均匀性,与控制终端设定的参数进行比对,实时监测混合装置的搅拌情况,可实现连续化生产。
[0038] 本发明中,通过储料筒中间过渡,连接一级混料系统和二级混料系统,当某一环节出错时,也能通过多级的搅拌和过滤保证混合效果,对最后的混合效果的影响较小,容错率较高;且通过真空泵、第一阀门、第二阀门、第三阀门、第四阀门、第五阀门和第六阀门协同作用,控制其开启和关闭,保证超级电容器极片材料的转移以及保证各个环节的超级电容器极片材料不会相互混合,也不会出现倒流的情况,安全性好,且混合效果好。
[0039] 本发明中,在进行一级搅拌和二级搅拌之前,先将一级料筒和二级料筒的环境先调节成控制终端预先控制的干燥环境,保证混合环境的干燥度(温度和湿度);并在一级搅拌和二级搅拌之前,先试运行一级搅拌机构和二级搅拌机构,当试运行无误后,再进行加料,保证超级电容器极片材料不会因为一级搅拌机构和二级搅拌机构的故障而出现需要返工的情况,且当物料混合后,返工并不一定能达到混合的效果。
法律保护范围
涉及权利要求数量10:其中独权2项,从权-2项
1.一种超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,包括有:
储料筒,所述储料筒上设有进料管和出料管;
一级混料系统,包括有一级料筒和均设置在所述一级料筒中的一级搅拌机构、一级加热机构和一级粒度检测仪,所述一级搅拌机构用于搅拌所述一级料筒中的物料;所述一级加热机构用于对所述一级料筒进行加热;所述一级粒度检测仪用于检测所述一级料筒中物料的粒度大小;所述一级料筒上设有一级进料口和一级出料口,所述一级出料口与所述进料管通过第一连接管连通;
二级混料系统,包括有二级料筒和均设置在所述二级料筒中的二级搅拌机构、二级加热机构和二级粒度检测仪,所述二级搅拌机构用于搅拌所述二级料筒中的物料;所述二级加热机构用于对所述二级料筒进行加热;所述二级粒度检测仪用于检测所述二级料筒中物料的粒度大小;所述二级料筒上设有二级进料口和二级出料口,所述二级进料口与所述出料管通过第二连接管连通;
真空泵,用于将所述储料泵和所述二级料筒抽成低压或真空状态,所述真空泵上设有第一抽气管和第二抽气管,所述第一抽气管与所述进料管连通,所述第二抽气管与所述第二连接管连通;所述第一连接管上设有第一阀门,所述进料管上设有第二阀门,所述第一抽气管上设有第三阀门,所述出料管上设有第四阀门,所述第二连接管上设有第五阀门,所述第二抽气管上设有第六阀门;
控制终端,用于控制所述一级粒度检测仪、二级粒度检测仪、一级加热机构以及二级加热机构。
2.根据权利要求1所述的一种超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,还包括有外箱体,所述二级料筒的底部还设有用于驱动所述二级料筒转动的旋转机构,所述二级料筒和所述旋转机构均设置在所述外箱体中;
所述一级搅拌机构和所述二级搅拌机构均可转动,且所述旋转机构的转动方向与所述二级搅拌机构的转动方向相反。
3.根据权利要求2所述的一种超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,还包括速度控制器,与所述控制终端信号连接,所述速度控制器用于控制所述底部旋转机构、所述二级搅拌机构和所述二级料筒的速度。
4.根据权利要求1所述的一种超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,所述进料管上设有一级过滤器,所述出料管上设有二级过滤器。
5.根据权利要求3所述的一种超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,还包括温度控制仪、电机控制器和粒度检测系统,所述温度控制仪用于控制所述一级加热机构和二级加热机构的温度,所述温度控制仪与所述控制终端信号连接;
所述一级搅拌机构包括有电机,所述电机控制器用于控制所述电机,且所述电机控制器与所述控制终端信号连接;
所述粒度检测系统用于控制所述一级粒度检测仪和所述二级粒度检测仪,且所述粒度检测系统与所述控制终端信号连接。
6.根据权利要求1所述的一种超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,所述二级搅拌机构包括有从上至下依次设置的磁力搅拌控制仪、磁力传输杆和搅拌件。
7.一种超级电容器极片材料的干法混合方法,应用于如权利要求1‑6任意一项所述的超级电容器极片材料的干法混合装置,其特征在于,包括以下步骤:
开启一级加热机构,并获取一级料筒中实际的环境温度,当一级料筒中的实际环境温度达到所述控制终端设定的一级料筒环境温度时,进行下一步;
开启一级搅拌机构,判断一级搅拌机构运行是否稳定,若是,则进入下一步;
开启一级进料口,并关闭一级出料口和第一阀门,将极片材料加入一级料筒中;一级搅拌机构对其进行一级搅拌;所述一级粒度检测仪多次采集一级料筒中极片材料的粒度数据,当其粒径小于等于所述控制终端设定的第一预设值时,一级搅拌机构停止;
开启第二阀门和第六阀门,并运行真空泵,所述真空泵将所述一级料筒抽成第一预设气压状态;
开启一级出料口和第一阀门,一级搅拌机构中的极片物料在气压差的作用下,被吸入储料筒中;之后关闭第二阀门、第三阀门和真空泵;
开启二级加热机构,并获取二级料筒中实际的环境温度,当二级料筒中的实际环境温度达到所述控制终端设定的二级料筒环境温度时,进行下一步;
开启第五阀门和第六阀门,并运行真空泵,所述真空泵将所述二级料筒抽成第二预设气压状态;
开启第四阀门,所述储料筒中的极片物料在气压差的作用下,被吸入至二级料筒中;之后关闭第五阀门、第六阀门和真空泵;
二级搅拌机构对二级料筒中的极片物料进行二级搅拌,所述二级粒度检测仪多次采集二级料筒中极片材料的粒度数据,当其粒径小于等于所述控制终端设定的第二预设值时,二级搅拌机构停止;
从所述二级出料口取出经过二级搅拌后的极片材料。
8.根据权利要求7所述的一种超级电容器极片材料的干法混合方法,其特征在于,所述控制终端设定的一级料筒环境温度大于等于40℃,湿度的范围在5%~20%之间;
所述控制终端设定的二级料筒的环境温度大于等于40℃,湿度的范围在5%~20%之间。
9.根据权利要求7所述的一种超级电容器极片材料的干法混合方法,其特征在于,在将极片物料从储料筒吸入二级料筒之前,对所述二级搅拌机构进行试运行:
开启二级搅拌机构,判断一级搅拌机构运行是否稳定,若是,则将极片物料从储料筒吸入二级料筒中。
10.根据权利要求7所述的一种超级电容器极片材料的干法混合方法,其特征在于,所述极片材料包括活性碳,和/或碳气凝胶,和/或碳纳米管,和/或多孔石墨烯,和/或多孔炭黑,和/或多孔碳复合材料,和/或磷酸铁锂,和/或钴酸锂,和/或锰酸锂。