一種電極材料的配料方法及配料攪拌罐技術(shù)

一種電極材料的配料方法及配料攪拌罐，該配料方法包括以下步驟：制備電極配料；將配料放入攪拌罐中攪拌；在所述攪拌罐外壁上設(shè)置有若干超聲波振動子，所述超聲波振動子分布在水紋波形曲線上，所述超聲波振動子的設(shè)置位置位于攪拌罐內(nèi)液面之下。本發(fā)明專利技術(shù)在攪拌罐底部設(shè)置上下間隔錯位布置的超聲波振動子，超聲波振動子分布在水紋波形曲線上，可加快CMC一類高分子物質(zhì)的溶解，相對于普通的超聲增溶，采用了水紋波形分布，更加符合攪拌過程中物料的分布特點，效果更好。

Batching method for electrode material and batching mixing tank

Dosing method and ingredients of an electrode material mixing tank, the mixing method comprises the following steps: preparing the electrode material; will the ingredients into a mixing tank mixing; mixing tank in the outer wall is provided with a plurality of ultrasonic vibrator, the ultrasonic vibrator distribution in water wave curve, the ultrasonic vibrator set the position in the stirring tank level. Ultrasonic vibrator of the invention in the mixing tank is arranged at the bottom of a vertically spaced dislocation arrangement, ultrasonic vibrator in water distribution curve, can speed up a class of CMC dissolved polymer material, compared with the common used ultrasonic solubilization, water wave distribution, more in line with the distribution characteristics of mixing material mixing in the process, the effect is better.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
一種電極材料的配料方法及配料攪拌罐
本專利技術(shù)屬于聚合物鋰離子電池
，尤其涉及一種電極材料的配料方法及該方法中使用的攪拌罐。
技術(shù)介紹
隨著經(jīng)濟和社會的發(fā)展，人們對生存環(huán)境的質(zhì)量要求也越來越高，發(fā)展可替代石油等傳統(tǒng)污染環(huán)境的新型清潔能源是大勢所趨。電能清潔安全，運輸方便，但儲存是限制其應(yīng)用的最大的難題。鋰離子電池由于具有體積小、重量輕、能量密度高的特性，又具有安全、可靠且能快速充放電等優(yōu)點，成為近年來新型電源技術(shù)研究的熱點。鋰離子電池的負極配料逐漸由有機溶劑向水系轉(zhuǎn)變，水作為溶劑，環(huán)保價廉，擁有眾多優(yōu)勢。鋰電池負極材料的水系配方中，廣泛采用羧甲基纖維素鈉(CMC)等高分子類物質(zhì)來增加體系粘度，但這類高分子物質(zhì)的溶解過程十分緩慢，容易成團，導(dǎo)致生產(chǎn)效率低，增加了設(shè)備的占用時間，生產(chǎn)周期變長。正極材料配料中的PVDF的溶解過程也存在同樣的問題。如果配料中的高分子物質(zhì)沒有完全溶解，則部分沒有溶解的團狀物會導(dǎo)致漿料成團，同時漿料中高分子物質(zhì)的濃度不夠，粘度下降，從而導(dǎo)致后續(xù)的涂布工序的難度上升，優(yōu)率下降。同時，未溶解的高分子物質(zhì)易形成顆粒狀物質(zhì)，涂布成極片后，顆粒容易形成鋰枝晶，導(dǎo)致鋰電池的壽命降低。為了解決高分子物質(zhì)不易溶解的問題，在配料攪拌過程中業(yè)內(nèi)采用超聲波進行助溶。例如公開號為CN103887482A的中國專利技術(shù)專利申請以及公開號為CN102623679B的中國專利技術(shù)專利申請分別公開了在制備電池負極材料時采用超聲波輔助溶解，但是溶解效果仍待進一步提高。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種可以解決鋰離子電池的電極配料中高分子物質(zhì)溶解時間長、溶解不徹底等問題的電極材料的配料方法及配料攪拌罐。為了實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采取如下的技術(shù)解決方案：一種電極材料的配料方法，包括以下步驟：制備電極配料；將配料放入攪拌罐中攪拌；在所述攪拌罐外壁上設(shè)置有若干超聲波振動子，所述超聲波振動子分布在水紋波形曲線上，所述超聲波振動子的設(shè)置位置位于攪拌罐內(nèi)液面之下。配料攪拌罐，攪拌罐內(nèi)放置待攪拌的電極材料漿料，在所述攪拌罐外壁上設(shè)置有若干超聲波振動子，所述超聲波振動子分布在水紋波形曲線上，所述超聲波振動子的設(shè)置位置位于攪拌罐內(nèi)液面之下。更具體地，所述超聲波振動子的振動頻率為20KHZ以上，超聲波的波長為0.0001～17cm。更具體地，所述超聲波的振幅為10～100μm。更具體地，所述超聲波的波長與配料顆粒粒徑相近。更具體地，相鄰的超聲波振動子分別位于水紋波形曲線相鄰的波峰和波谷位置處。由以上技術(shù)方案可知，本專利技術(shù)在攪拌罐側(cè)壁上設(shè)置超聲波振動子，超聲波振動子采用水紋波形的排列方式，將超聲的波長控制在和水波的波長幅度接近，可加快高分子物質(zhì)的溶解，相對于普通的超聲增溶，采用了水紋波形分布，更加符合攪拌過程中物料的分布特點，效果更好。附圖說明圖1為本專利技術(shù)實施例1超聲波振動子的設(shè)置示意圖；圖2為超聲波振動子沿水紋波曲線布置的示意圖。以下結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實施方式作進一步詳細地說明。具體實施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)進行詳細描述，在詳述本專利技術(shù)實施例時，為便于說明，表示器件結(jié)構(gòu)的附圖會不依一般比例做局部放大，而且所述示意圖只是示例，其在此不應(yīng)限制本專利技術(shù)保護的范圍。需要說明的是，附圖采用簡化的形式且均使用非精準的比例，僅用以方便、清晰地輔助說明本專利技術(shù)實施例的目的。漿(物)料在容器(如攪拌罐等)內(nèi)攪拌的過程中會形成水紋波，水紋波的波形與漿料的攪拌速度及漿料的粘度有關(guān)，當一定粘度的漿料按一定速度攪拌時，可以形成一個比較固定的水紋波，且容器中的漿料會在攪拌容器的內(nèi)側(cè)壁上留下痕跡，所留下的痕跡就是水紋波形曲線，水紋波形曲線不同于一般的波浪形曲線。本專利技術(shù)方法的基本思路是：在攪拌罐外壁上設(shè)置間隔布置且上下錯位排列的超聲波振動子，超聲波振動子沿水紋波形曲線分布，水紋波形曲線是攪拌漿料時漿料在罐內(nèi)壁上形成的痕跡，超聲波振動子的設(shè)置位置位于攪拌罐內(nèi)漿料液面之下，從而在配料過程中，通過超聲波的作用快速溶解難溶的高分子類物質(zhì)，在攪拌罐外壁上設(shè)置按水紋波形分布的超聲波振動子，可以使超聲的效能最大化的發(fā)揮出來。為了獲取水紋波形曲線，可先將漿料配成設(shè)定的粘度并以設(shè)定的速度預(yù)攪拌，從而在攪拌罐內(nèi)壁上形成水紋波形曲線，然后再按照所形成的水紋波形曲線設(shè)置超聲波振動子的位置。以上是本專利技術(shù)的核心思想，下面將結(jié)合本專利技術(shù)實施例中的附圖，對本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術(shù)一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術(shù)中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術(shù)保護的范圍。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本專利技術(shù)，但是本專利技術(shù)還可以采用其它不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本專利技術(shù)內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術(shù)不受下面公開的具體實施例的限制。如圖1和圖2所示，本專利技術(shù)通過在攪拌罐外壁設(shè)置呈水紋波形排列的超聲波振動子，優(yōu)選的，相鄰的超聲波振動子分別位于水紋波曲線相鄰的波峰和波谷位置處，相鄰超聲波振動子2豎直方向上(上下)的間隔d1等于攪拌罐1內(nèi)漿料攪拌時形成的水紋波的振幅的兩倍，相鄰超聲波振動子2水平方向上(左右)的間隔d2等于攪拌罐1內(nèi)漿料攪拌時形成的水紋波的波長的1/2，以盡可能使超聲波作用到CMC顆粒上，保證溶解效果。前述超聲波振動子的上下間隔指的是相鄰兩個超聲波振動子間連線在豎直平面上的投影的長度，左右間隔指的是相鄰兩個超聲波振動子間連線在水平面上的投影的長度。本專利技術(shù)的超聲波振動子的振動頻率在20KHZ以上，超聲波的波長為0.0001～17cm，振幅為10～100μm，超聲波的波長盡可能與CMC(配料)顆粒粒徑相近。CMC顆粒在超聲波的作用下，在水中小范圍高速振動，表現(xiàn)出粉碎溶解的過程，從而起到了加速溶解的效果。下面以具體實施例對本專利技術(shù)作進一步說明：實施例1如圖1所示，在500L的攪拌罐1下部的外壁上安裝5個上下錯位間隔排列的超聲波振動子2，相鄰的超聲波振動子分別位于水紋波形曲線相鄰的波峰和波谷位置處，超聲波振動子呈水紋波形分布在攪拌罐的外周壁上，本實施例的超聲波振動子的振動頻率為34KHZ，波長為10cm，振幅為10um。將7kg的CMC溶解到200kg水中，超聲10分鐘后開始攪拌，攪拌速度200～500r/min，一個小時后溶解效果和單純攪拌5小時的溶解效果相當，提升了溶解效率。實施例2本實施例與實施例1不同的地方在于：在500L的攪拌罐外壁上安裝8個呈水紋波形分布的超聲波振動子，超聲波振動子的振動頻率為50KHZ，波長為6.8cm，振幅20um。將2kg的CMC溶解到100kg水中，超聲5分鐘后開始攪拌，攪拌速度200～500r/min，半小時后溶解效果和單純攪拌3小時的溶解效果相當。實施例3本實施例與實施例1不同的地方在于：在500L的攪拌罐上安裝5個呈水紋波形分布的超聲波振動子，超聲波振動子的振動頻率為34KHZ，波長和振幅與實施例1相同。將7kg的PVDF溶解到100kg的NMP中，超聲5分鐘后開始攪拌，攪拌速度200～500r/min，一個小時后溶解效果和單純攪拌3小時的溶解效果相當，加速效果顯著。對比例1在500L的攪拌罐下部的外壁上安裝本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電極材料的配料方法，包括以下步驟：制備電極配料；將配料放入攪拌罐中攪拌；其特征在于：在所述攪拌罐外壁上設(shè)置有若干超聲波振動子，所述超聲波振動子分布在水紋波形曲線上，所述超聲波振動子的設(shè)置位置位于攪拌罐內(nèi)液面之下。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種電極材料的配料方法，包括以下步驟：制備電極配料；將配料放入攪拌罐中攪拌；其特征在于：在所述攪拌罐外壁上設(shè)置有若干超聲波振動子，所述超聲波振動子分布在水紋波形曲線上，所述超聲波振動子的設(shè)置位置位于攪拌罐內(nèi)液面之下。2.如權(quán)利要求1所述的電極材料的配料方法，其特征在于：所述超聲波振動子的振動頻率為20KHZ以上，超聲波的波長為0.0001～17cm。3.如權(quán)利要求1所述的電極材料的配料方法，其特征在于：所述超聲波的振幅為10～100μm。4.如權(quán)利要求1所述的電極材料的配料方法，其特征在于：所述超聲波的波長與配料顆粒粒徑相近。5.如權(quán)利要求1所述的電極材料的配料方法，其特征在于：相鄰的超聲波振動子分別位于水...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：杜江勇，李俊義，徐延銘，
申請(專利權(quán))人：珠海光宇電池有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44