匀浆罐及匀浆机及匀浆黏度在线检测方法与流程

本发明涉及锂离子电池制备领域，公开了一种匀浆罐及匀浆机及匀浆黏度在线检测方法。

背景技术：

锂离子电池的生产中，电极制造、电芯装配封装、电池预充化成激活是三个主要的工作阶段，也就是在锂电人口中所说的前道工序、中道工序及后道工序。

电极制造是生产锂电池的核心，在锂离子电池生产过程中都起着重要的作用。其中任何一个因素，例如原材料，制造设备与工艺，环境等，略有缺陷都可能导致电池产品性能不良。

锂电池浆料分为正负极浆料，两种浆料所用活物质、导电剂、粘结剂、溶剂等随电池体系不同而不同。正、负极浆料的制备（即匀浆）包括了液体与液体、液体与固体物料之间的相互混合、溶解、分散等一系列工艺过程，匀浆工艺是影响锂离子电池质量的核心工艺，现有技术的匀浆主要通过取样胶体或浆体，对取样进行黏度测试，通过观察取样的黏度测试而控制匀浆工艺，但是在匀浆过程中胶体或浆体的黏度会随着温度、环境等因素变化，取样测试并不能精确反应罐体内的胶体或浆体的真实情况，现有技术工艺存在测试精确度低的缺陷。

技术实现要素：

本发明实施例的目的之一在于提供一种匀浆罐，应用该技术方案能对匀浆过程中匀浆罐内的胶体或浆体的黏度变化进行动态监测，有利于提高匀浆效果。

本发明实施例的目的之二在于提供一种匀浆机，应用该技术方案能对匀浆过程中匀浆罐内的胶体或浆体的黏度变化进行动态监测，有利于提高匀浆效果。

本发明实施例的目的之二在于提供一种匀浆黏度在线检测方法，应用该技术方案能对匀浆过程中匀浆罐内的胶体或浆体的黏度变化进行动态监测，有利于提高匀浆效果。

第一方面，本发明实施例提供的一种匀浆罐，包括：

罐体，

上盖，在所述上盖上安装有搅拌机构、以及伸缩机构，当所述上盖盖在所述罐体上时，所述搅拌机构伸在所述罐体内，所述伸缩机构可在所述上盖到所述罐体的底部之间垂直伸缩，在所述伸缩机构上安装有黏度测试仪，所述黏度测试仪可随所述伸缩机构垂直升降。

可选地，在所述伸缩机构上还设置有一密封壳，所述黏度测试仪安装在所述密封壳内，所述黏度测试仪的探头自所述密封壳伸出在所述密封壳外。

可选地，所述密封壳与所述伸缩机构、黏度测试仪均为可拆卸安装连接。

可选地，在所述伸缩机构上还设置有温度测试器，所述温度测试器可随所述伸缩机构垂直升降。

可选地，所述伸缩机构与所述上盖为可拆卸安装连接。

可选地，所述黏度测试仪还与生产过程执行系统电连接。

可选地，在所述上盖的顶部还设置有主控面板，在所述主控面板与所述生产过程执行系统电连接。

可选地，所述伸缩机构的伸缩控制部还与生产过程执行系统电连接。

可选地，所述搅拌机构包括至少一公转搅拌桨，

当所述上盖盖在所述罐体上时，各所述公转搅拌桨伸在所述罐体内。

可选地，所述搅拌机构包括至少两所述公转搅拌桨。

可选地，所述搅拌机构包括剪切机构，

所述剪切机构包括：连接在所述上盖底部的垂直轴，当所述上盖盖在所述罐体上时，所述垂直轴伸在所述罐体内，在所述垂直轴上设置有剪切件。

可选地，所述垂直轴为可沿所述垂直轴的轴心自转的旋转轴。

可选地，所述剪切件设置在所述垂直轴的底部。

可选地，所述剪切件为多个。

可选地，各所述剪切件分布设置在所述垂直轴的各高度位置。

可选地，所述剪切件呈锯齿状。

第二方面，本发明实施例提供的一种匀浆机，包括上述之任一所述匀浆罐。

第二方面，本发明实施例提供的一种匀浆黏度在线检测方法，当需要搅拌，控制伸缩机构将所述伸缩机构以及其上的黏度测试仪升起在罐体的顶部位于被搅拌的浆料的上方，

当需要测试时，控制所述伸缩机构将所述黏度测试仪伸进所述浆料的预定深度，所述黏度测试仪测量所述浆料的黏度，将所述黏度测量值实时传递至生产过程执行系统。

可选地，还包括：所述生产过程执行系统还根据各测得的所述黏度测量值，监测所述浆料的动态和黏度粘度变化。

可选地，还包括：所述生产过程执行系统还根据各测得的所述黏度测量值，监测所述浆料的黏度随温度的变化趋势。

由上可见，采用在罐体内固定黏度测试仪的技术方案，黏度测试仪只能测试某一固定位置的胶体或浆体的黏度数据；并且在搅拌过程中，黏度测试仪及黏度测试仪安装结构均位于胶体或浆体中，在黏度测试仪及黏度测试仪安装结构的附近形成搅拌盲区，影响搅拌效果。

而本实施例将黏度测试仪安装在位于上盖的底部的伸缩机构上，当搅拌时，伸缩机构处于收缩状态，伸缩机构及安装在伸缩机构上的各部件（比如黏度测试仪）均升起在胶体或浆体的上方，避免影响搅拌效果，采用本实施例技术方案更有利于提高搅拌效果；另外，本技术方案通过控制伸缩机构4的伸进深度可以对不同深度的胶体或浆体的黏度数据进行测试，得到的测试结果更加全面，更由参考以及应用价值。

相对于现有技术定量取样取出罐体内的胶体或浆体，在罐体外对取样进行黏度测试的技术方案，采用本实施例技术方案更有利于避免温度、环境等因素对黏度测试精度的影响，并且采用本实施例技术方案更有利于提高工艺效率，节省人力、物力。

附图说明

图1为本发明实施例1提供的匀浆罐的结构示意图。

附图标记：

1：罐体；2：上盖；3：公转搅拌桨；4：伸缩机构；5：探头；

6：控制面板；7：显示屏；8：垂直轴；9：剪切件。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例1：

参见图1所示，本实施例挺高一种匀浆罐，其主要包括：罐体1以及上盖2，其中罐体1为用于盛装匀浆的各种原料的容器，为均浆容器。

作为本实施例的示意，还可以但不限于在罐体1上设置多个管道接口（图中未画出，具体参见现有技术），以根据工艺要求通过管道接口加入相应的原料，或对罐体1进行抽真空操作，在各管道接口内设置有可开合的阀门（图中未画出，具体参见现有技术），当打开阀门时，管道接口处于打开状态；当关闭阀门时，管道接口处于封闭状态。

在进行匀浆时，上盖2盖在罐体1的顶部开口上，在上盖2以及罐体1之间形成一封闭式空间，在该封闭式空间内进行均浆，其中本实施例的匀浆包括打胶、及打胶后加入主材和导电剂进一步搅拌直到得到所需的浆料的全过程。本实施例浆料可以为正极浆料、或者负极浆料，也可以为其他的浆料，在此不做限定。

在上盖2上安装有搅拌机构、以及伸缩机构4，其中搅拌机构位于上盖2的面向罐体的底部，当上盖2盖在罐体1上时，搅拌机构伸在罐体1内，搅拌机构在电动机构的控制下运动，实现对罐体1内的材料（胶体或浆料）进行搅拌，以将其搅拌均匀。

伸缩机构4位于上盖2的底部，该伸缩机构4可在上盖2到罐体1的底部之间的空间垂直伸缩，在伸缩机构4上安装有一黏度测试仪，将伸缩机构4与上盖2的底部的连接记为固定端，将另一端记为自由端，该自由端可随伸缩机构的伸缩进行升降运动，一般地，可以将黏度测试仪安装在该自由端上，使黏度测试仪可随伸缩机构4的伸缩垂直升降。其应用原理是，在浆料搅拌过程中，使伸缩机构4处于缩进状态，使伸缩机构4以及安装在伸缩机构4上的黏度测试仪贴在上盖2的底部升起在罐体1内的被搅拌的胶体或浆体的上方，以避免影响搅拌。当需要进行测试时，控制伸缩机构4向罐体1的底部方向伸进，使黏度测试仪的探头5伸进胶体或浆体，伸进至预定深度，以对不同深度的胶体或浆体的黏度进行在线测试，得到当前的不同深度的胶体或浆体的黏度测试结果，得到同一时段不同深度的胶体或浆体的黏度分布数据，以便用户分析该黏度分布数据对搅拌工艺进行优化，提高搅拌效果。用户还可以在搅拌过程中的多个时间节点控制伸缩机构4，使黏度测试仪测得在不同时刻各不同深度的胶体或浆体的黏度变化数据，实现匀浆过程中胶体或浆体黏度的动态以及静态监测，方便用户根据该实时监测结果对匀浆工艺进行实时控制、以及工艺优化。

由上可见，采用在罐体1内固定黏度测试仪的技术方案，黏度测试仪只能测试某一固定位置的胶体或浆体的黏度数据；并且在搅拌过程中，黏度测试仪及黏度测试仪安装结构均位于胶体或浆体中，在黏度测试仪及黏度测试仪安装结构的附近形成搅拌盲区，影响搅拌效果。

而本实施例将黏度测试仪安装在位于上盖2的底部的伸缩机构4上，当搅拌时，伸缩机构4处于收缩状态，伸缩机构4及安装在伸缩机构上的各部件（比如黏度测试仪）均升起在胶体或浆体的上方，避免影响搅拌效果，采用本实施例技术方案更有利于提高搅拌效果；另外，本技术方案通过控制伸缩机构4的伸进深度可以对不同深度的胶体或浆体的黏度数据进行测试，得到的测试结果更加全面，更由参考以及应用价值。

相对于现有技术定量取样取出罐体1内的胶体或浆体，在罐体1外对取样进行黏度测试的技术方案，采用本实施例技术方案更有利于避免温度、环境等因素对黏度测试精度的影响，并且采用本实施例技术方案更有利于提高工艺效率，节省人力、物力。

作为本实施例的示意，本实施例的伸缩机构4可以采用弹性伸缩部件实现，也可以采用套管伸缩套接实现，还可以采用由多个细长件连接组成的可伸缩件实现，还可以采用软性材料实现，但实际并不限于此。

作为本实施例的示意，在伸缩机构4上还设置有一密封壳（图中未画出），将黏度测试仪的主体装至密封壳内，使黏度测试仪的探头5从密封壳内伸出在密封壳外，以对黏度测试仪的主体进行保护，提高其应用寿命。

其中该密封壳与伸缩机构4、黏度测试仪均为可拆卸安装连接，比如但不限于为卡扣连接、或螺丝安装连接，以方便拆卸（以对其进行更换或者维修或清洗）。

同理，本实施例中的伸缩机构4与上盖2之间的连接亦为可拆卸安装连接，以方便方便拆卸（以对其进行更换或者维修或清洗）。

作为本实施例的示意，本实施例的黏度测试仪还与生产过程执行系统（manufacturingexecutionsystem，简称mes，图中未画出）电连接，黏度测试仪的测试数据实时传递至mes，用户可以在mes的显示装置（包括主机终端以及位于上盖2顶部的控制面板6上的显示屏7）上对各实时测试数据、控制参数进行实时查看，并且用户还可以进一步利用mes根据本实施例测得的黏度测试数据，结合当前的搅拌工艺、以及其他动态监测数据（比如但不限于包括温度）对搅拌工艺进行实时调整、以对后续搅拌工艺进行优化，进一步提高搅拌效果。

作为本实施例的示意，本实施例的伸缩机构4可以采用电动控制方案，比如但不限于将该伸缩机构4的伸缩控制部与mes电连接，通过mes控制伸缩机构4的伸缩，以通过mes控制黏度测试仪的测试，提高黏度测试的自动化程度。

作为本实施例的示意，本实施例的匀浆罐还包括温度测试器，该温度测试器可以设置在罐体1上，也优选但不限于将部分或全部温度测试器设置在本实施例的伸缩机构4上（可以但不限于设置在伸缩机构4的自由端），以在不同时间节点对不同深度的胶体或浆体的温度进行实时测试，进一步方便用户对不同时间不同深度的黏度、温度进行测试，全面监测黏度随温度的动态变化趋势。

作为本实施例的示意，本实施例的搅拌机构可以采用现有技术，也可以采用本实施例技术方案：

搅拌机构包括公转搅拌桨3，该公转搅拌桨3可以为一个，也可以为两个或者多个。当上盖2盖在罐体1上时，公转搅拌桨3伸在罐体1内，搅拌时，公转搅拌桨3在罐体1内进行公转运动，实现对胶体或浆体的搅拌。在本实施例中，各公转搅拌桨3公转所绕的轴（记公转轴）呈垂直方向，其中各公转搅拌桨3对应的各公转轴可以相同也可以不同，各公转搅拌桨3对应的各公转轴可以随时间变化也可以在固定位置。

作为本实施例的示意，本实施例的搅拌机构还进一步包括剪切机构，剪切机构包括连接在上盖2的底部向罐体1内伸进的垂直轴8，该垂直轴8上设置有剪切件9，其中剪切件9可以为锯齿状也可以为其他的锋利状。另外，该剪切件9可以设置在垂直轴8的底部，也可以分布式地设置在垂直轴8的高度的不同位置。搅拌过程中，胶体或浆体在公转搅拌桨3的作用下进行离心运动，在离心运动过程中经过剪切件9，剪切件9分散经过的胶体或浆体，提高胶体或浆体的黏度均匀性，提高搅拌效果。

作为本实施例的示意，本实施例的垂直轴8可以但不限于为一可沿本旋转轴的轴心自转的旋转轴，在搅拌时使自转方向与胶体或浆体的离心运动方向相反，以提高剪切件9与胶体或浆体的相对速度，提高剪切效果，提高搅拌效果。

本实施例的匀浆罐可以应用于匀浆机上，在应用时将罐体1置于匀浆机下方，匀浆机与上盖2连接，匀浆机的控制面板与mes电连接，为上盖2上的各运动部件提供电动或气动驱动控制。匀浆机的进一步结构以及功能可以参见现有技术的描述。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。