鋰離子電池全自動配料系統是一個自動化生產系統,生產過程中可以實現自動上料和全自動配料。該系統由計量系統,送粉輸送系統,計算機控制系統,物料儲存和緩沖罐系統組成。
整套系統實行全自動輸送和計量,要求具有高精度稱重模塊及儀表,以保證配料效率和精度,同時能夠更有效地防止空氣進入,防止物料接觸空氣后產生反應,保持生產車間環境良好無粉塵。
自動上料和投料
首先是活物質的準備,由噸袋投料站進行,之后可以通過真空上料或負重上料、稱量系統按要求比例進行投料。
初步粉料投料完成后,干粉在預混罐中進行預混。鋰電池正負極活物質與導電劑、粘接劑等粉末顆粒粒徑、堆積密度、孔隙率等各不相同,干粉預混的目的就是將各組分進行充分混合。在此過程中,主要以中低速攪拌,隨著攪拌的進行,顆粒之間較為均勻地碰撞在一起,同時粉體整體堆積密度逐漸增大且終趨于一致。
鋰電池漿料的攪拌和輸送
鋰電池的正負極物料輸送過程是指將正負極攪拌所用的原材料、溶劑、粘接劑等物質穩定地傳送到攪拌容器中,是漿料制備的前期準備工作,后續再將漿料通過自動上料系統輸送到涂布機。
良好的供料系統不僅能夠確保供料粘度穩定、避免過程中的脈沖及氣泡問題,還能解決現在精密涂布存在的表觀缺陷和漿料長期存放問題。
正負極漿料物料輸送大同小異,區別是充分需要考慮原材料的特性,高效的完成粉體、液體上料工作。
鋰離子電池正負極材料屬微米級粉體材料,其生產加工過程與其他粉體材料類似,存在易揚塵,輸送效率低,周轉困難等問題。需要從根部上杜絕揚塵、物料受污染導致的產品質量問題,提高輸送效率,同時也能降低勞動強度,才能有效的解決鋰離子電池正負極材料生產過程的輸送問題。
攪拌和涂布
靜置罐和儲運罐
正負極漿料經行星攪拌機攪拌之后,將轉入儲運罐中。
對于儲料罐還需要考慮保溫和分層問題。
(1)保溫問題。根據正極漿料的理化特性,首先需要加強整個供料系統的保溫問題。在整個自動供料系統的區域內,利用定制的空調系統輔助自動控溫,保證供料環境溫度的相對穩定,確保漿料粘度值始終保持在涂布要求范圍內。
(2)分層問題。漿料中的正極活性物質的顆粒懸浮在溶劑中,靜置儲存一段時間,或多或少都會出現團聚沉降現象,我們稱之為分層問題。在符合規范的漿料配方和粘度條件下,一般采用低速攪拌的方式來延緩漿料分層問題。但對于是否在儲運罐中低速攪拌還是要根據具體的材料性質來定,如果在不攪拌的情況下,每缸漿料的粘度穩定性完全可以滿足涂布生產的需要,就不需要攪拌。
選泵不僅需要根據漿料的理化特性,而且應根據工況要求來進行選型,可以將漿料缸中的漿料大限度地抽取排空,并利用起來。在易燃易爆的環境中,氣動隔膜泵具有安全可靠且成本低,占地小,安裝簡便的優勢,適合輸送中高粘度的流體,諸如鋰電池的正或負極漿料。加上該漿料供給為近距離供料,對泵揚程的要求也不高,實際使用時,隔膜泵的供料量可根據需要,通過調整氣壓來設定。氣動隔膜泵供應商和型號很多,根據自身需要和工況來選型。隔膜泵本站有詳細的介紹,點擊可以進入了解。
過濾裝置有兩套,內部結構是漿料從底部進入過濾篩網,從篩網擠出來后再進入除鐵裝置。鋰電池漿料由多種不同比重、不同粒度的原料組成,又是固-液相攪拌,形成的漿料屬于非牛頓流體。在漿料輸送過程中,不可避免的,或多或少都會產生或存在一些凝固或團聚的大顆粒物料。為了防止大顆粒對涂布頭、涂布效果造成負面影響,需要對漿料進行大顆粒的過濾。過濾濾網的大小選擇需要根據涂布設備及漿料性質進行,過小的篩網影響工作效率,過大的篩網又不能起到有效的過濾作用。這些大顆粒的物料可能會造成狹縫噴嘴的堵塞問題,這造成供給涂布頭的漿料壓強不足,極片面密度就不穩,終影響到涂布質量和效率。在過濾器進、出口位置,可配一個安裝膜片壓力表來顯示過濾器進、出漿料壓力值,以此判斷過濾器是否工作正常。
通過以上自動供料各組件,我們可以很容易了解到每個設備組件在整個自動供料系統中相應的作用和重要程度。