浅析锂电池搅拌及上料系统生产设备

叶远航　谢艳辉

[摘要]现代新型用电器的发展和环境保护极大的推動了锂电池行业的发展，本文着重从锂电池搅拌及上料系统两部分进行了介绍，搅拌系统从结构、技术、工艺三个方面简单介绍，具体举出了真空混合搅拌机的实例。上料系统首先介绍锂电池生产材料和生产规范，整个生产流程中以上料系统为侧重点，将涂布机、点焊机、分切机技术参数从使用角度简单介绍。锂电池产业是信息时代的基础产业，产业发展具有重大的意义。

[关键词]锂电池；搅拌机；上料；搅拌

近年来锂电池以其卓越的性能占据了很大的市场空间，能够更好的服务于社会。因此研究锂电池的生产设备具有重要意义。本文将从以下两个方面进行介绍：

1锂电池生产搅拌设备

1.1结构特点：目前生产锂电池的搅拌系统多采用真空搅拌机，在机架上边，从力学的角度来说是很合理的。这种设备包含搅拌桨叶和分散盘各两套。工作过程中，搅拌桨沿着容器转动，与此同时还绕着自身的轴心实现自传，一边旋转一边前进，最终把物料从容器壁上带走，最终带回了容器中间。分散盘的作用是对物料剪切、分散、高速流动，达到混合的目的。分散盘的运动要结合搅拌桨运动。

1.2技术特点：为了防止轴承漏油，以前多采用接触式密封结构，但是并没有良好的效果。真空搅拌机采用多级迷宫密封装置，这种装置以无接触结构配合储油槽对轴承进行润滑供油，润滑油也不会渗透到其他设备部位。另一个特点是刚性好，由于采用整体框架结构设计，设备的受载荷部位固定度搅拌，这一步就是要消除静电和粉的这样就设计的效果使得结构紧凑实用性很强。

1.3工艺特点：搅拌过程是首先在迷宫密封中进行预搅拌（实际就是进行干粉搅拌），之后就是高粘表张力，侵润固体的表面。这种设计是遵从力学特点的，有流体力学、三维层流、公转加自传。另一个重要特点是分散聚团和乳化细小灰泡。

1.4技术优势：搅拌机本身的结构特点使得搅拌的效率大大的提高，提高了企业的生产效率。密封式的结构减少了很多不必要的磨损，设备寿命得到延长，提高了使用效率。

1.5具体实例：以真空混合搅拌机为例，使用容积用15到650升不等；公转速度0到40rpm，分散速度0到3000rpm，两者均为变频调速；以水浴式进行升降温度，将温度控制在5到65摄氏度，精度在正负2摄氏度之间；冷热水的压力控制在0.5mpa以下，升降的方式就是桶升降；采用PLC实现控制。这种设备具备有上料独特的特征，双行星转动、迷宫密封、独特的乳化装置。

2锂电池生产上料系统

上料系统的功能是安全可靠的将物料运输至加工工位，为实现此功能，可以选择振动料斗、带轮、平皮带、马氏间歇结构等，整个电池生产设备可以在国内购买，且能达到生产工艺标准要求。用到的设备有混料机、涂布机、分切机、对滚机、点焊机、激光焊接、干燥间、卷绕机、化成检测仪、注液机。

2.1物料运输：在锂电池生产成本中最主要的是正极材料，这涉及到电池的使用寿命、平台。负极材料在电芯原材料成本中成本很低，但也是保证质量的重要因素。电解液印象锂电池电压及导电、充放电功能，选择什么样电解液是生产厂家考虑很重要问题。

2.2生产规范：实际生产中工艺、作业指导、物料清除、生产材料选择的指导称之为生产法则，一系列生产指导规范化标志着技术生产规范化。

2.3生产流程：用超声波焊接作为电池正负极电机体相应金属条，电池隔膜是为了提高安全性。将电池正极、负极、隔膜进行折叠后绕入筒中。电解液采用真空注液的方式，然后真空干燥，去除水分。以涂蜜密封的方式进行密封，最后用x射线来检查内部结构是否正常，保证生产质量。

2.4上料系统

2.4.1涂布机：现在的涂布机实现了自动化，能偶达到全电脑控制，界面实现了触摸的效果；由于采用交流伺服电动机，所以能够实现间歇和连续涂布，精度达到了0.5毫米以内；涂布厚度影响电池的美观，采用步进电机控制，操作简单，控制精度高；变参数的模糊调节系统稳定性良好，张力恒定，变频收卷；自适应性很强，对于错误的设定参数，能够自动在一定时间内纠正；操作方法简单，主要参数有放卷直径、收卷直径、涂布速度等。

2.4.2分切机：分切机是锂电池正负极纵向分切，保证无毛刺、边缘整齐。主要组成有齿轮、皮带轮传动、减速器、滚刀等，以某种型号为例介绍设备主要参数，电机功率不到1千瓦，减速器减速比20：1，滚刀速度是每分钟20米，滚刀直径一般84厘米，滚刀的宽度是用户自己根据需要自己设定的，最大滚切宽度在500厘米，重量达到200千克。这种分切机结构简单，调试简洁，分切能够达到很高精度，尺寸由刀制作决定，不必调节，损失很少，工作安全可靠。

2.4.3点焊机：点焊机偶在处理电池生产中采用气动控制，微动开关焊接点焊，实现了焊接牢固、不粘针、一致性好的效果。配合定位精准的特点，对操作人员技术水平要求很低，可以实现焊接一致性好，效率高的效果。主要特点是微处理器控制，有固定的程序存储；峰值能量高和上升时间快，波形固定；能够保证每次焊接效果基本保持一致，这是由于焊接能量输出一致导致的；可以解决很多精密小零件的焊接，痕迹和变形量很小；由于不受电压波动影响，有高稳定性输出；实现了远程控制，在自动生产线上应用很广泛。

纵然中国锂电池行业有极大的发展，但是与发达国家相比存在很大差距，研究锂电池搅拌和上料系统对整个产业的发展具有一定的意义，目前真空混合搅拌系统具备很多优势，上料系统在整个生产线是重要的一个环节，锂电池生产原料特点及成本，生产规范，整个生产流程进行简单介绍，然后着重介绍了上料系统中涂布机、分切机、点焊机。希望我国锂电池生产产业抓住投资机遇，做出更大的进步。