淺析鋰電池攪拌及上料系統(tǒng)生產(chǎn)設(shè)備

葉遠(yuǎn)航　謝艷輝

[摘要]現(xiàn)代新型用電器的發(fā)展和環(huán)境保護(hù)極大的推動了鋰電池行業(yè)的發(fā)展，本文著重從鋰電池攪拌及上料系統(tǒng)兩部分進(jìn)行了介紹，攪拌系統(tǒng)從結(jié)構(gòu)、技術(shù)、工藝三個方面簡單介紹，具體舉出了真空混合攪拌機(jī)的實例。上料系統(tǒng)首先介紹鋰電池生產(chǎn)材料和生產(chǎn)規(guī)范，整個生產(chǎn)流程中以上料系統(tǒng)為側(cè)重點，將涂布機(jī)、點焊機(jī)、分切機(jī)技術(shù)參數(shù)從使用角度簡單介紹。鋰電池產(chǎn)業(yè)是信息時代的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重大的意義。

[關(guān)鍵詞]鋰電池；攪拌機(jī)；上料；攪拌

近年來鋰電池以其卓越的性能占據(jù)了很大的市場空間，能夠更好的服務(wù)于社會。因此研究鋰電池的生產(chǎn)設(shè)備具有重要意義。本文將從以下兩個方面進(jìn)行介紹：

1鋰電池生產(chǎn)攪拌設(shè)備

1.1結(jié)構(gòu)特點：目前生產(chǎn)鋰電池的攪拌系統(tǒng)多采用真空攪拌機(jī)，在機(jī)架上邊，從力學(xué)的角度來說是很合理的。這種設(shè)備包含攪拌槳葉和分散盤各兩套。工作過程中，攪拌槳沿著容器轉(zhuǎn)動，與此同時還繞著自身的軸心實現(xiàn)自傳，一邊旋轉(zhuǎn)一邊前進(jìn)，最終把物料從容器壁上帶走，最終帶回了容器中間。分散盤的作用是對物料剪切、分散、高速流動，達(dá)到混合的目的。分散盤的運動要結(jié)合攪拌槳運動。

1.2技術(shù)特點：為了防止軸承漏油，以前多采用接觸式密封結(jié)構(gòu)，但是并沒有良好的效果。真空攪拌機(jī)采用多級迷宮密封裝置，這種裝置以無接觸結(jié)構(gòu)配合儲油槽對軸承進(jìn)行潤滑供油，潤滑油也不會滲透到其他設(shè)備部位。另一個特點是剛性好，由于采用整體框架結(jié)構(gòu)設(shè)計，設(shè)備的受載荷部位固定度攪拌，這一步就是要消除靜電和粉的這樣就設(shè)計的效果使得結(jié)構(gòu)緊湊實用性很強。

1.3工藝特點：攪拌過程是首先在迷宮密封中進(jìn)行預(yù)攪拌（實際就是進(jìn)行干粉攪拌），之后就是高粘表張力，侵潤固體的表面。這種設(shè)計是遵從力學(xué)特點的，有流體力學(xué)、三維層流、公轉(zhuǎn)加自傳。另一個重要特點是分散聚團(tuán)和乳化細(xì)小灰泡。

1.4技術(shù)優(yōu)勢：攪拌機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點使得攪拌的效率大大的提高，提高了企業(yè)的生產(chǎn)效率。密封式的結(jié)構(gòu)減少了很多不必要的磨損，設(shè)備壽命得到延長，提高了使用效率。

1.5具體實例：以真空混合攪拌機(jī)為例，使用容積用15到650升不等；公轉(zhuǎn)速度0到40rpm，分散速度0到3000rpm，兩者均為變頻調(diào)速；以水浴式進(jìn)行升降溫度，將溫度控制在5到65攝氏度，精度在正負(fù)2攝氏度之間；冷熱水的壓力控制在0.5mpa以下，升降的方式就是桶升降；采用PLC實現(xiàn)控制。這種設(shè)備具備有上料獨特的特征，雙行星轉(zhuǎn)動、迷宮密封、獨特的乳化裝置。

2鋰電池生產(chǎn)上料系統(tǒng)

上料系統(tǒng)的功能是安全可靠的將物料運輸至加工工位，為實現(xiàn)此功能，可以選擇振動料斗、帶輪、平皮帶、馬氏間歇結(jié)構(gòu)等，整個電池生產(chǎn)設(shè)備可以在國內(nèi)購買，且能達(dá)到生產(chǎn)工藝標(biāo)準(zhǔn)要求。用到的設(shè)備有混料機(jī)、涂布機(jī)、分切機(jī)、對滾機(jī)、點焊機(jī)、激光焊接、干燥間、卷繞機(jī)、化成檢測儀、注液機(jī)。

2.1物料運輸：在鋰電池生產(chǎn)成本中最主要的是正極材料，這涉及到電池的使用壽命、平臺。負(fù)極材料在電芯原材料成本中成本很低，但也是保證質(zhì)量的重要因素。電解液印象鋰電池電壓及導(dǎo)電、充放電功能，選擇什么樣電解液是生產(chǎn)廠家考慮很重要問題。

2.2生產(chǎn)規(guī)范：實際生產(chǎn)中工藝、作業(yè)指導(dǎo)、物料清除、生產(chǎn)材料選擇的指導(dǎo)稱之為生產(chǎn)法則，一系列生產(chǎn)指導(dǎo)規(guī)范化標(biāo)志著技術(shù)生產(chǎn)規(guī)范化。

2.3生產(chǎn)流程：用超聲波焊接作為電池正負(fù)極電機(jī)體相應(yīng)金屬條，電池隔膜是為了提高安全性。將電池正極、負(fù)極、隔膜進(jìn)行折疊后繞入筒中。電解液采用真空注液的方式，然后真空干燥，去除水分。以涂蜜密封的方式進(jìn)行密封，最后用x射線來檢查內(nèi)部結(jié)構(gòu)是否正常，保證生產(chǎn)質(zhì)量。

2.4上料系統(tǒng)

2.4.1涂布機(jī)：現(xiàn)在的涂布機(jī)實現(xiàn)了自動化，能偶達(dá)到全電腦控制，界面實現(xiàn)了觸摸的效果；由于采用交流伺服電動機(jī)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)間歇和連續(xù)涂布，精度達(dá)到了0.5毫米以內(nèi)；涂布厚度影響電池的美觀，采用步進(jìn)電機(jī)控制，操作簡單，控制精度高；變參數(shù)的模糊調(diào)節(jié)系統(tǒng)穩(wěn)定性良好，張力恒定，變頻收卷；自適應(yīng)性很強，對于錯誤的設(shè)定參數(shù)，能夠自動在一定時間內(nèi)糾正；操作方法簡單，主要參數(shù)有放卷直徑、收卷直徑、涂布速度等。

2.4.2分切機(jī)：分切機(jī)是鋰電池正負(fù)極縱向分切，保證無毛刺、邊緣整齊。主要組成有齒輪、皮帶輪傳動、減速器、滾刀等，以某種型號為例介紹設(shè)備主要參數(shù)，電機(jī)功率不到1千瓦，減速器減速比20：1，滾刀速度是每分鐘20米，滾刀直徑一般84厘米，滾刀的寬度是用戶自己根據(jù)需要自己設(shè)定的，最大滾切寬度在500厘米，重量達(dá)到200千克。這種分切機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，調(diào)試簡潔，分切能夠達(dá)到很高精度，尺寸由刀制作決定，不必調(diào)節(jié)，損失很少，工作安全可靠。

2.4.3點焊機(jī)：點焊機(jī)偶在處理電池生產(chǎn)中采用氣動控制，微動開關(guān)焊接點焊，實現(xiàn)了焊接牢固、不粘針、一致性好的效果。配合定位精準(zhǔn)的特點，對操作人員技術(shù)水平要求很低，可以實現(xiàn)焊接一致性好，效率高的效果。主要特點是微處理器控制，有固定的程序存儲；峰值能量高和上升時間快，波形固定；能夠保證每次焊接效果基本保持一致，這是由于焊接能量輸出一致導(dǎo)致的；可以解決很多精密小零件的焊接，痕跡和變形量很小；由于不受電壓波動影響，有高穩(wěn)定性輸出；實現(xiàn)了遠(yuǎn)程控制，在自動生產(chǎn)線上應(yīng)用很廣泛。

縱然中國鋰電池行業(yè)有極大的發(fā)展，但是與發(fā)達(dá)國家相比存在很大差距，研究鋰電池攪拌和上料系統(tǒng)對整個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有一定的意義，目前真空混合攪拌系統(tǒng)具備很多優(yōu)勢，上料系統(tǒng)在整個生產(chǎn)線是重要的一個環(huán)節(jié)，鋰電池生產(chǎn)原料特點及成本，生產(chǎn)規(guī)范，整個生產(chǎn)流程進(jìn)行簡單介紹，然后著重介紹了上料系統(tǒng)中涂布機(jī)、分切機(jī)、點焊機(jī)。希望我國鋰電池生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)抓住投資機(jī)遇，做出更大的進(jìn)步。