防粘连的三层匣钵叠钵分钵的成套设备的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电池正极材料烧结的技术领域，特别涉及一种防粘连的三层匣钵叠钵分钵的成套设备。


背景技术：

2.锂离子电池因其具备储存能量、可快速充放电、循环寿命长、环境友好等特点得到了广泛应用，另外正极材料是决定锂离子电池性能的关键因素之一。目前商业化的以钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、三元系正极材料为主，主要应用在3c、动力电池、和储能领域。在正极材料的生产过程中，烧结工序是最核心最重要的工序，烧结过程中匣钵作为正极材料前驱体与锂源混合物料的载体对生产工艺起到非常重要的辅助作用。目前市场烧结所使用窑炉主要为单层四列/六列、双层四列/六列设计，在炉膛高度满足要求的情况下，可将双层四列/六列烧结工艺改造为三层四列/六列烧结工艺，工艺改进后单位成本可降低约10％，改造后的三层烧结工艺所用匣钵为上层平口匣钵、中下层开口匣钵的组合方式。产能的增加带来的窑炉碱性气氛的增加从而导致辊棒及匣钵出现严重结晶，现有的叠钵分钵方式使得叠层匣钵之间出现结晶黏连，出炉后无法正常分钵，影响生产节奏从而影响产能，另外还增加匣钵使用成本(出现结晶黏连的匣钵需报废处理)。
3.现有技术中，减少结晶可通过定期更换辊棒、加大排气量、物料吸附等，但成本较大且耗时长，另外现有的叠钵分钵技术，适用于双层叠钵分钵但无法对不同层的匣钵进行识别。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的上述技术问题之一。为此，本实用新型提出一种防粘连的三层匣钵叠钵分钵的成套设备。
5.为实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：
6.根据本实用新型的第一方面实施例的防粘连的三层匣钵叠钵分钵的成套设备，包括用于输送匣钵的输送线，沿所述输送线的输送方向依次设有：
7.分离装置，用于将所述输送线上叠合的匣钵组夹取升降以分离放置到所述输送线上；
8.换位装置，用于对在所述输送线上输送的匣钵高度进行检测及对输送顺序不符的匣钵夹持以进行位置调换；
9.识别装置，用于对调换位置后匣钵顺序进行检测；
10.组合装置，用于将所述输送线上的匣钵按顺序夹取升降以进行叠合。
11.根据本实用新型实施例的防粘连的三层匣钵叠钵分钵的成套设备，至少具有如下有益效果：高效、经济性地减少叠层匣钵结晶粘连问题，传统叠层匣钵因匣钵经组合分离后流转顺序出现调换，各层匣钵底部与辊棒交替接触，结晶量增加且叠层之间会出现结晶粘连；利用换位装置，使得下层匣钵始终作为匣钵组的最下层，仅在下层匣钵底部形成结晶，
不会产生中下层匣钵粘连，另外下层匣钵形成初步结晶后隔绝匣钵本体与辊棒的接触，减少结晶的进一步产生；实现了三层匣钵自动组合和分离，相对传统的双层叠钵分钵，增加了窑炉空间的利用率，同比产能增加；对上中下层的匣钵顺序进行识别，特别适用于上中下层匣钵设定有不同装载量的工艺，可有效防止不同层次的匣钵堆叠错误，应用成本较低且高效。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述分离装置包括第一限位机构、第一检测机构和第一夹持机构，所述第一限位机构升降移动于所述输送线下方以用于阻挡匣钵输送，所述第一检测机构安装在所述输送线一侧，所述第一检测机构包括三个上下依次分布的第一感应器，所述第一夹持机构位于所述输送线上方移动以将所述输送线上的匣钵进行夹取升降。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述第一限位机构包括第一安装架、第一驱动机构和第一挡件，所述第一安装架安装在所述输送线下方，所述第一挡件铰接在所述第一安装架上，所述第一驱动机构带动所述第一挡件绕铰接处上下摆动。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述第一夹持机构包括升降架、第二驱动机构、第一夹爪和第三驱动机构，所述第二驱动机构带动所述升降架在所述输送线上方进行升降，两个所述第一夹爪分别铰接在所述升降架两侧，所述第三驱动机构带动两个所述第一夹爪进行相对移动。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述分离装置还包括第二夹持机构，所述第二夹持机构包括两个分别安装在所述输送线两侧进行相对移动的第一夹板、驱动所述第一夹板平移的第四驱动机构。
16.根据本实用新型的一些实施例，所述组合装置与所述分离装置结构相同。
17.根据本实用新型的一些实施例，所述换位装置包括第二限位机构、顶升机构、第三夹持机构和第二检测机构，所述第二限位机构包括第二安装架、第五驱动机构和第二挡件，所述顶升机构包括安装在所述输送线下方的升降座和驱动所述升降座升降的第六驱动机构，第三夹持机构包括两个位于所述输送线上方进行相对移动的第二夹板，所述第二检测机构包括两个上下分布的第二感应器。
18.根据本实用新型的一些实施例，所述识别装置包括两个上下分布的第三感应器、和声光报警器。
19.根据本实用新型的一些实施例，还包括控制系统，所述控制系统与所述输送线、所述分离装置、所述换位装置、所述识别装置和所述组合装置连接。
20.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
21.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
22.图1是本实用新型的整体结构示意图；
23.图2是本实用新型的分离装置/组合装置结构示意图；
24.图3是本实用新型的换位装置结构示意图；
25.图4是本实用新型的识别装置示意图；
26.图5时匣钵组叠放示意图。
27.附图标记：
28.输送线100；分离装置200；第一限位机构210；第一安装架211；第一驱动机构212；第一挡件213；第一检测机构220；第一感应器221；第一夹持机构230；升降架231；第二驱动机构232；第一夹爪233；第三驱动机构234；第二夹持机构240；第一夹板241；第四驱动机构242；换位装置300；第二限位机构310；第二安装架311；第五驱动机构312；第二挡件313；顶升机构320；升降座321；第六驱动机构322；第三夹持机构330；第二夹板331；第二检测机构340；第二感应器341；识别装置400；第三感应器410；声光报警器420；组合装置500；匣钵600；上层匣钵601；中层匣钵602；下层匣钵603。
具体实施方式
29.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
30.本实用新型涉及一种防粘连的三层匣钵叠钵分钵的成套设备，如图1所示，其包括输送线100、分离装置200、换位装置300、识别装置400和组合装置500。
31.如图5所示，本实施例中，所使用的匣钵600，每三个为一组，三个匣钵600上下依次叠放。将按顺序叠放的三层匣钵600从上到下定义为上层匣钵601、中层匣钵602和下层匣钵603。其中，上层匣钵601的上敞口为平口，中层匣钵602和下层匣钵603的上敞口四周围边均有凹口，且按匣钵600自身的高度，下层匣钵603》上层匣钵601》中层匣钵602。输送线100连接到窑炉的进出口，锂离子正极材料放到各层匣钵600内，然后将三层匣钵600按顺序叠放，随输送线100进入到窑炉内进行烧结。锂离子正极材料在窑炉烧结过程中会产生的li2o，而li2o具有渗透能力强和反应活性高的特点，在高温状态下会与匣钵600中的al2o3/sio2、辊棒中的sio2反应生成li2o
·
al2o3
·
4sio2β型锂辉石。β型锂辉石具有很强的热稳定性，可耐500℃的温差，在1000℃时可经受240min的火灾考验，是稳定的高温变体，其结构中允许sio2进入晶格，形成β型锂辉石固溶体，此物质为辊棒结晶、匣钵600结晶的主要物质。当匣钵600烧结一次出窑炉后，需要对叠放的匣钵600进行分离，分离后的匣钵600再次叠放时容易发生中层和下层的匣钵顺序错位，导致原来的中层匣钵602置换到最下层，再次与辊棒接触生成结晶相，此循环导致匣钵600结晶的大量产生、中下层匣钵之间出现粘连，辊棒不断被腐蚀。
32.如图1所示，本实施例中，输送线100选用由两条间隔且并行的滚轮线结构组成，匣钵600放置到输送线100上进行输送。沿输送线100的输送方向，在输送线100上依次设置分离装置200、换位装置300、识别装置400和组合装置500，即分离装置200靠近于输送线100连接窑炉出口的一端，组合装置500靠近输送线100连接窑炉进口的一端。当匣钵组从窑炉出口送出后，置于输送线100上，首先经过分离装置200。分离装置200先将匣钵组的上层和中层匣钵602呈叠放状态一同夹持，下层匣钵603随输送线100继续移动，然后分离装置200将叠放状态的上层匣钵601和中层匣钵602放置到输送线100上，而后分离装置200夹持上层匣
钵601，中层匣钵602随输送线100移动，分离装置200最后将上层匣钵601放到输送线100上输送，以此完成匣钵组各层匣钵600的分离。分离后，匣钵600以下、中、上、下、中、上、下、中
……
的顺序依次在输送线100上运输。而当分离的匣钵600输送到组合装置500处时，需要将以上层匣钵601为匣钵组叠放的首个匣钵600，此时按分离的匣钵600顺序“上、下、中”，组合装置500将上层匣钵601夹取上升，当下一个匣钵600(此时为下层匣钵603)随输送线100输送到该上层匣钵601下方时，组合装置500将上层匣钵601放到第二个匣钵600上，再将叠放的两个匣钵600夹取上升，当第三个匣钵600(此时为中层匣钵602)输送至下方时，组合装置500将两个叠放的匣钵600放到第三个匣钵600上，这样形成的匣钵组会以“上下中”的顺序进行叠放。为此，当匣钵组通过分离装置200拆分后，进入组合装置500前，需要将匣钵600的顺序进行调换。换位装置300根据各层匣钵600的高度进行检测识别，检测到第一个上层匣钵601后，将该上层匣钵601定义为首个匣钵600，上层匣钵601随输送线100继续输送，换位装置300检测到下一个匣钵600为下层匣钵603，换位装置300将第二个(下层匣钵603)提升夹取离开输送线100，输送线100继续输送，当检测到第三个匣钵600(中层匣钵602)经过换位装置300后，将原本提升的下层匣钵603放到输送线100上，从而将第二个(下层匣钵603)与第三个匣钵600(中层匣钵602)的位置进行了调换，实现输送线100上的匣钵600以“上、中、下”的顺序进行输送。调整位置后的匣钵600随输送线100输送到识别装置400处，利用识别装置400检测匣钵600的顺序是否为“上、中、下”。由于定义为首个上层匣钵601的前面会剩余有两个匣钵：下层匣钵603和中层匣钵602，此时识别装置400会首先检测出这两个匣钵，反馈出信号，工作人员将该两个匣钵600取出调整至正确位置。其余的匣钵600若出现顺序不对，亦会反馈出信号提示工作人员进行调整。调整好顺序后的匣钵600，经过组合装置500时，按上述操作动作，会将匣钵600以“上中下”的叠放顺序进行叠放。
33.其中，分离装置200和组合装置500可采用机械手和感应器的配合实现对匣钵600的分离和叠放。在本实用新型的一些具体实施例中，如图2所示，分离装置200包括第一限位机构210、第一检测机构220和第一夹持机构230，第一限位机构210安装在输送线100下方。本实施例中，第一限位机构210包括第一安装架211、第一驱动机构212和第一挡件213，第一安装架211安装在输送件的两个滚轮线之间，第一挡件213形状不限，可呈图示中的由连杆和呈l行的组成，第一挡件213的一端铰接在第一安装架211上，第一驱动机构212可选用电机或气缸等，第一驱动机构212的驱动轴可与第一挡件213的中部铰接，第一驱动机构212的驱动端伸缩，带动第一挡件213绕与第一安装架211的铰接端进行上下摆动。当第一挡件213上摆至高于输送线100的输送面，第一挡件213对匣钵600进行阻挡，限制匣钵600随输送线100进行移动，第一挡件213下摆至低于输送线100的输送面，匣钵600则可继续随输送线100进行移动。第一检测机构220包括三个第一感应器221，第一感应器221可选用光电感应，三个第一感应器221根据叠放的匣钵组的各层匣钵600相对位置进行上下依次分布。第一夹持机构230包括升降架231、第二驱动机构232、第一夹爪233和第三驱动机构234，升降架231位于输送线100的上方，第二驱动机构232可选用电机或气缸，利用第二驱动机构232带动升降架231进行升降。在升降架231的左右两侧安装第一夹爪233，第一夹爪233可呈l形，第一夹爪233的上部铰接在升降架231上。第三驱动机构234选用电机或气缸，可以是一个第一夹爪233对应连接一个第三驱动机构234，利用第三驱动机构234带动两个夹爪在升降架231的两侧进行相对靠拢或相互远离的移动。
34.工作时，当匣钵组进入到第一检测机构220的检测范围时，第一限位机构210启动，第一挡件213上升阻挡匣钵组，同时检测匣钵组的高度，第一夹持机构230下降，通过第一夹爪233夹取上层匣钵601和中层匣钵602，而后第一挡件213下降，下层匣钵603随输送线100离开第一夹持机构230下方；而后第一挡件213上升，第一夹持机构230下降将叠放的上层和中层匣钵602放到输送线100上，然后第一夹持机构230上升至上层匣钵601的位置后对上层匣钵601进行夹取；第一挡件213下降，中层匣钵602随输送线100移动。最后第一夹持机构230将上层匣钵601放到输送线100上，以此完成匣钵组的分离。
35.进一步的，如图2所示，分离装置200还包括第二夹持机构240，第二夹持机构240包括第一夹板241和第四驱动机构242，两个第一夹板241分位于输送线100的左右两侧。第四驱动机构242可选用电机或气缸等。一个第一夹板241可对应连接一个第四驱动机构242，通过第四驱动机构242带动两个夹板进行相对移动。当第一挡件213阻挡匣钵600后，第二夹持机构240启动，两个夹板夹持在下层匣钵603的两侧，以将下层匣钵603进行固定，利用第一夹持机构230对上层和中层匣钵602进行夹持。
36.在本实用新型的一些具体实施例中，组合装置500和分离装置200可采用相同的上述结构。
37.在本实用新型的一些具体实施例中，如图3所示，换位装置300包括第二限位机构310、顶升机构320、第三夹持机构330和第二检测机构340，第二限位机构310包括第二安装架311、第五驱动机构312和第二挡件313，第二挡件313的结构可采用第一挡件213的结构，第二安装架311固定在输送线100下方，第二挡件313铰接在第二安装架311上，第五驱动机构312可选用电机或气缸，利用第五驱动机构312带动第二挡件313绕铰接处上下摆动。顶升机构320包括升降座321和第六驱动机构322，升降座321位于输送线100下方，第六驱动机构322带动升降座321进行升降。第三夹持机构330包括第二夹板331，两个第二夹板331位于输送线100左右两侧，第二夹板331可通过电机或气缸进行驱动相对移动。第二检测机构340包括两个上下分布的第二感应器341，第二感应器341可选用对射形的光电感应装置。工作时，利用第二感应器341检测各匣钵600的高度，通过感应到需要换位的匣钵600后，第二限位机构310上升，阻挡匣钵600移动，而后顶升机构320启动，升降座321上升将该匣钵600向上带离输送线100，利用第二夹板331夹持上升后的匣钵600；升降座321、第二限位机构310下降，当第二检测机构340检测到下一个匣钵600通过后，升降座321上升，第二夹板331松脱匣钵600，升降座321下降，匣钵600落到输送线100上，以此完成位置调换。
38.在本实用新型的一些具体实施例中，如图4所示，识别装置400包括第三感应器410和声光报警器420，第三感应器410可选用对射型的光电感应装置，通过第三感应器410检测出匣钵的输送顺序，若检测到输送顺序不符，则声光报警器420发生警告，提醒工作人员进行处理。
39.其中，成套设备还包括控制系统，控制系统与输送线100、分离装置200、换位装置300、识别装置400和组合装置500连接，通过控制系统处理各装置的电气控制。
40.在本说明书的描述中，参考术语“一些具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结
合。
41.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。