钠离子电池正极材料压片设备

217 编辑：中冶有色技术网来源：深圳华钠新材有限责任公司

2023-12-22 14:52:23

权利要求书： 1.一种钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：包括工作台(1)及设置在工作台(1)上的定模(2)、加料机构(3)、下压机构(4)和顶压机构(5)，所述顶压机构(5)位于定模(2)的下方且其顶压头(51)向上伸入到定模(2)的模腔(21)内以封闭模腔(21)的底部开口，所述加料机构(3)将物料从模腔(21)的顶部开口填装到模腔(21)内并能够对填装好的物料进行刮平处理，所述下压机构(4)位于定模(2)的上方且其下压头(41)可向下移动插入到模腔(21)内与顶压机构(5)共同作用而将填装在模腔(21)内的物料压制成片状，且压制成片状的物料可通过所述顶压机构(5)向上顶出模腔(21)。

2.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述模腔(21)、下压头(41)和顶压头(51)用于与物料接触的部位均采用不锈钢制成或设置有耐磨涂层。

3.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述下压头(41)的外壁与模腔(21)的内壁之间预设有0.2mm的单边间隙。

4.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述定模(2)上间隔地设置有若干个呈上下贯通的模腔(21)，所述下压头(41)和顶压头(51)的数量与模腔(21)的数量相同并一一对应设置。

5.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述压制成片状的物料可为方形、圆形、齿轮形或蜂窝形片状物料。

6.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述加料机构(3)包括安装在工作台(1)上的横向驱动件(31)及通过横向驱动件(31)带动作水平往复运动的料斗(32)，物料从料斗(32)的顶部进入、底部排出，所述料斗(32)的底部贴合在工作台(1)的台面上并在移动至定模(2)所在位置时与模腔(21)相连通，且所述料斗(32)在复位时实现物料的刮平处理。

7.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述下压机构(4)包括下压驱动件(42)及通过下压驱动件(42)带动作上下往复运动的下压头(41)，所述下压头(41)通过安装板(43)可滑动地连接在工作台(1)处设置的导向架(7)上，所述下压驱动件(42)安装在导向架(7)的顶部并与安装板(43)紧固连接。

8.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：所述顶压机构(5)包括顶压驱动件(52)及通过顶压驱动件(52)带动作上下往复运动的顶压头(51)，所述顶压头(51)固定设置在一连接板(53)上，所述顶压驱动件(52)安装在工作台(1)的底部并与连接板(53)紧固连接。

9.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：还包括有送料机构和装钵机构，所述送料机构用于将物料输入加料机构(3)，所述装钵机构用于将压制成片状的物料进行装匣钵。

10.根据权利要求1所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特征在于：还包括有除尘机构。

说明书：一种钠离子电池正极材料压片设备技术领域[0001] 本实用新型涉及钠离子电池正极材料的成型设备领域，具体是涉及一种钠离子电池正极材料压片设备。背景技术[0002] 现有行业中用于制备片状钠离子电池正极材料的设备，基本是采用“压实+切片”的方式来实现，因此存在如下问题：1)现有的设备是先装钵再压实，如果压力大的话，会导致匣钵损坏，因此无法提高压力，从而导致压实效果不佳，严重影响了装钵量；2)压实后再切片，不但加工流程长，而且容易导致物料分散，既起不到压实效果，又容易导致烧结后粘在匣钵底部，产生倒料困难的问题；3)切片时切刀会粘料，将导致切片缝隙被带出的料封堵，造成无法提供烧结需要的氧气进入，烧结效果不佳，造成烧不透的问题，从而导致整批料质量不达标，投入高、产能低。发明内容[0003] 本实用新型的目的在于针对上述存在问题和不足，提供一种缩短了加工流程，且压实效果好，有效降低了生产成本、提高了生产效率的钠离子电池正极材料压片设备。[0004] 本实用新型的技术方案是这样实现的：[0005] 本实用新型所述的钠离子电池正极材料压片设备，其特点是：包括工作台及设置在工作台上的定模、加料机构、下压机构和顶压机构，所述顶压机构位于定模的下方且其顶压头向上伸入到定模的模腔内以封闭模腔的底部开口，所述加料机构将物料从模腔的顶部开口填装到模腔内并能够对填装好的物料进行刮平处理，所述下压机构位于定模的上方且其下压头可向下移动插入到模腔内与顶压机构共同作用而将填装在模腔内的物料压制成片状，且压制成片状的物料可通过所述顶压机构向上顶出模腔。[0006] 为了防止异物引入物料或金属颗粒超标，所述模腔、下压头和顶压头用于与物料接触的部位均采用不锈钢制成或设置有耐磨涂层。[0007] 为了防止间隙过大导致压片时物料溢出和浪费，且压实效果变差，扬尘明显；或者间隙过小导致压片时产生摩擦，引入金属颗粒，并降低模具使用寿命，所述下压头的外壁与模腔的内壁之间预设有0.2mm的单边间隙。[0008] 为了进一步提高生产效率，所述定模上间隔地设置有若干个呈上下贯通的模腔，所述下压头和顶压头的数量与模腔的数量相同并一一对应设置。[0009] 为了使模具能够根据片状物料的烧结效果进行定制，所述压制成片状的物料可为方形、圆形、齿轮形或蜂窝形片状物料。[0010] 为了便于物料的填装以及刮平处理，所述加料机构包括安装在工作台上的横向驱动件及通过横向驱动件带动作水平往复运动的料斗，物料从料斗的顶部进入、底部排出，所述料斗的底部贴合在工作台的台面上并在移动至定模所在位置时与模腔相连通，且所述料斗在复位时实现物料的刮平处理。[0011] 为了使料斗的移动平稳，使用可靠，所述工作台上设置有导轨，所述料斗可滑动地连接在导轨上。[0012] 为了使下压机构的结构可靠，使用平稳，所述下压机构包括下压驱动件及通过下压驱动件带动作上下往复运动的下压头，所述下压头通过安装板可滑动地连接在工作台处设置的导向架上，所述下压驱动件安装在导向架的顶部并与安装板紧固连接。[0013] 为了使顶压机构的结构简单，使用可靠，所述顶压机构包括顶压驱动件及通过顶压驱动件带动作上下往复运动的顶压头，所述顶压头固定设置在一连接板上，所述顶压驱动件安装在工作台的底部并与连接板紧固连接。[0014] 为了使便于实现全自动化操作，进一步降低生产成本，本实用新型还包括有送料机构和装钵机构，所述送料机构用于将物料输入加料机构，所述装钵机构用于将压制成片状的物料进行装匣钵。[0015] 为了解决压片过程中扬尘的问题，确保生产环境符合环保的要求，本实用新型还包括有除尘机构。[0016] 本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：[0017] 1、本实用新型由于采用了定模、下压机构和顶压机构来组成压片结构，通过该压片结构能够直接将物料一次性制成片状，而无需进行切片操作，从而改变了现有设备先压实再切片的方式，这样既缩短了加工流程，提高了生产效率、降低了生产成本，又能确保良好的压实效果，有利于提升烧结装钵量，且不会出现倒料粘匣钵的问题；[0018] 2、本实用新型由于在下压头的外壁与模腔的内壁之间预设有合理的间隙，当压片时，既不会造成物料溢出和浪费，以及压实效果差，扬尘明显的问题；又不会产生摩擦，避免了引入金属颗粒而影响模具使用寿命以及产品质量；而且本实用新型中定模、下压头和顶压头与物料接触的部位还可以采用不锈钢制成或设置有耐磨涂层，进一步避免了异物引入物料或金属颗粒超标的问题，更好地确保了片状物料的质量；[0019] 3、本实用新型的模具形状可根据片状物料的烧结效果进行定制，例如设计成方形、圆形、齿轮形、蜂窝形等，从而能够方便地满足不同的使用需求，而且模具拆装及更换方便，有效地提高了设备使用的灵活性；[0020] 4、本实用新型还可实现自动加料、自动刮平、自动压片、自动脱料和自动装匣钵，自动化程度高，从而进一步提高了生产效率、降低了生产成本；[0021] 5、本实用新型可调节使用参数，既能够实现不同物料间的切换，使设备的适用范围广，又能够根据物料的压缩比进行调整，使压实效果更佳；[0022] 6、本实用新型还可增加除尘机构，从而解决压片过程中产生的粉尘问题，使生产环境符合环保的要求。[0023] 下面结合附图对本实用新型作进一步的说明。附图说明[0024] 图1为本实用新型的正面剖视结构示意图。[0025] 图2为本实用新型的侧面剖视结构示意图。具体实施方式[0026] 如图1?图2所示，本实用新型所述的钠离子电池正极材料压片设备，包括工作台1及设置在工作台1上的定模2、加料机构3、下压机构4和顶压机构5。而且，为了能够实现操作的全自动化，还设置有送料机构和装钵机构，送料机构安装在工作台1的旁边且其出料口位于加料机构3的料斗32初始位置，从而用于将物料输入加料机构3的料斗32中，在本实施方式中，送料机构采用现有技术，例如现有的传送带结构或输送管结构等，只要能够实现物料的传送即可，因此在此对其结构不做详细描述，但对于本领域技术人员来说是容易理解的；装钵机构安装在工作台1的旁边并靠近定模2所在位置，用于将压制成片状的物料进行装匣钵，在本实施方式中，装钵机构采用现有技术，例如现有的机械手结构等，只要能够实现片状物料的装匣钵即可，因此在此对其结构不做详细描述，但对于本领域技术人员来说是容易理解的。为了防止压片时产生的粉尘污染环境，在工作台1的旁边还设置有除尘机构，从而通过该除尘机构将压片时产生的扬尘吸除，在本实施方式中，除尘机构采用现有技术即可，例如采用真空泵连接吸尘管道的结构。

[0027] 定模2可通过支架安装固定在工作台1上，或者直接通过螺栓固定在工作台1上，且定模2的模腔21呈上下贯通。为了进一步提高生产效率，在定模2上间隔地设置有若干个呈上下贯通的模腔21，此时下压机构4的下压头41和顶压机构5的顶压头51数量与模腔21的数量相同并一一对应设置，也就是说，每一个模腔21都对应有一个下压头41和一个顶压头51。为了防止异物引入物料或金属颗粒超标，模腔21与物料接触的部位采用不锈钢制成或设置有耐磨涂层，耐磨涂层采用现有技术即可，例如耐磨陶瓷层等。在本实施方式中，工作台1上设有开口，定模2的上部过渡配合地置于该开口内，且其顶面与工作台1的台面平齐，此时加料机构3的料斗底部与工作台1的台面贴合设置，从而当料斗32移动至定模2所在位置时，其底部开口直接与定模2的模腔21相连通，使物料自动地落入到模腔21内以实现物料的填装。

此外，也可以将定模2设置在工作台1的底部，并使定模2的顶面与工作台1的底面贴合，此时在工作台1对应模腔21的位置处设有连通模腔21的开孔，从而当料斗32移动至定模2所在位置时，使物料能够通过开孔自动落入到模腔21内。

[0028] 顶压机构5位于定模2的下方且其顶压头51向上伸入到定模2的模腔21内以封闭模腔21的底部开口，从而使物料能够有效地填装在模腔21内，而且可通过调节顶压头51位于模腔21内的高度来达到实现不同压片厚度的目的。在本实施方式中，该顶压机构5包括顶压驱动件52及通过顶压驱动件52带动作上下往复运动的顶压头51，其中顶压头51通过螺栓固定设置在一连接板53上，顶压驱动件52安装在工作台1的底部并与连接板53通过螺栓紧固连接。具体地，顶压驱动件52为液压缸，该液压缸的缸体竖直固定在工作台1的下方，其活塞杆朝上与连接板53的底面紧固连接，通过活塞杆驱动连接板53的上下运动而带动位于连接板53顶面上的顶压头51作上下往复移动。当物料被压制成片状后，通过活塞杆驱动顶压头51上升而将片状物料从模腔21的顶部开口推出，从而完成脱模操作。此外，顶压驱动件52也可以采用其它驱动件，例如气缸、齿轮齿条或蜗轮蜗杆等来实现顶压头51的上下移动，但顶压头51在向下移动时，始终不会脱离与模腔21的连接。当顶压头51设置有多个时，顶压头51是间隔地设置在连接板53的顶面上。为了防止异物引入物料或金属颗粒超标，顶压头51与物料接触的部位采用不锈钢制成或设置有耐磨涂层，耐磨涂层采用现有技术即可，例如耐磨陶瓷层等。另外，顶压头51可以设置成由顶压杆及一体成型或通过螺栓安装固定在顶压杆上端的顶料头组成，此时顶料头的横截面宽度略大于顶压杆的横截面宽度，而且采用这种结构时，是通过顶料头来封闭模腔21的底部开口。

[0029] 下压机构4位于定模2的上方且其下压头41可向下移动插入到模腔21内与顶压机构5共同作用而将填装在模腔21内的物料压制成片状，而压制成片状的物料是通过顶压机构5的顶压头51向上顶出模腔21。在本实施方式中，该下压机构4包括下压驱动件42及通过下压驱动件42带动作上下往复运动的下压头41，其中下压头41通过安装板43可滑动地连接在工作台1处设置的导向架7上，下压驱动件42安装在导向架7的顶部并与安装板43紧固连接。具体地，下压头41是通过螺栓固定在安装板43的底面上，并在安装板43上开设有多个通孔，导向架7由上横架、下横架及设置在上横架与下横架之间的多条导柱组成，导柱的数量与安装板43上通孔的数量相同并一一对应设置，从而使安装板43通过通孔与导柱的连接而可滑动地连接在导向架7上。下横架通过螺栓安装固定在工作台1上，下压驱动件42为液压缸，该液压缸的缸体竖向固定在上横架的中间位置，其活塞杆朝下与安装板43的顶面紧固连接，在本实施方式中，在安装板43的顶面设置有卡接头，安装板43通过卡接头与活塞杆卡固连接，从而便于下压头41的拆装和更换。此外，下压驱动件42也可以采用其它驱动件，例如气缸、齿轮齿条或蜗轮蜗杆等来实现下压头41的上下移动。当下压头41设置有多个时，下压头41是间隔地设置在安装板43的底面上。同时，在下压头41的外壁与模腔21的内壁之间预设有0.2mm的单边间隙，那么双边间隙就是0.4mm，这样设计的目的是为了防止间隙过大导致压片时物料溢出和浪费，以及压实效果会差，扬尘明显的问题；或者间隙过小导致压片时产生摩擦而引入金属颗粒，降低模具使用寿命的问题。为了进一步达到防止异物引入物料或金属颗粒超标的目的，下压头41与物料接触的部位采用不锈钢制成或设置有耐磨涂层，耐磨涂层采用现有技术即可，例如耐磨陶瓷层等。另外，下压头41可以设置成由下压杆及一体成型或通过螺栓安装固定在下压杆底端的压料头组成，此时压料头的横截面宽度略大于下压杆的横截面宽度，而且采用这种结构时，是在压料头的外壁与模腔21的内壁之间预设有0.2mm的单边间隙。[0030] 加料机构3用于将物料从模腔21的顶部开口填装到模腔21内并能够对填装好的物料进行刮平处理，在本实施方式中，该加料机构3包括安装在工作台1上的横向驱动件31及通过横向驱动件31带动作水平往复运动的料斗32，物料从料斗32的顶部进入、底部排出，此时料斗32的底部是贴合在工作台1的台面上并在移动至定模2所在位置时与模腔21相连通，当料斗32在复位时即可实现物料的刮平处理，而且在进行下一次的物料填装时，移动至定模2位置的料斗32会将前一次制成的片状物料向前推出定模2所在位置，以便装钵机构进行装匣钵操作。具体地，横向驱动件31为液压缸，该液压缸的缸体通过支架横向安装固定在工作台1上，其活塞杆朝向定模2所在侧而与料斗32通过螺栓固定连接。此外，横向驱动件31也可以采用其它驱动件，例如气缸、齿轮齿条、蜗轮蜗杆或螺杆等来实现料斗32的水平往复移动。如图1所示，为了使本领域技术人员更加容易理解料斗32的使用原理，显示了料斗32处于初始位置和填料位置两种状态，其中虚线显示的料斗32是位于初始位置(即图中的右侧位置)，料斗32的填料位置位于下压头41的正下方(即图中的左侧位置)。为了使料斗32的移动平稳，在工作台1上设置有导轨6，料斗32可滑动地连接在导轨6上。[0031] 本实用新型中所述的物料为钠离子电池正极材料，因此本设备是用于制备钠离子电池正极材料压片，而且通过本设备压制成片状的物料可为方形、圆形、齿轮形、蜂窝形或其它几何片状物料。也就是说，定模2、下压头41和顶压头51共同组成的模具，其形状可以根据片状物料所需成型的形状进行对应设置，从而能够根据片状物料所需的烧结效果，对模具进行定制，从而提高了本设备使用的灵活性。而且，本设备的压片参数等可以根据实际需要进行调整，既能够实现不同物料间的切换，使设备的适用范围广，又能根据物料的压缩比进行调整，使压实效果更佳。[0032] 本实用新型的工作原理如下：[0033] 先将设备的料斗、模腔、下压头、顶压头和工作台面等清理干净，避免物料被污染；接着将需要压片的物料加到料斗内，此处在批量生产过程中可以作为封闭式结构，使料斗与送料机构的出料口连接，物料实现自动添加；启动设备，根据物料特性调整压强(一般满足15?20Mpa)，并根据物料压缩比特性调整模具下压尺寸、保压时间等，然后启动下压头向下移动插入到模腔内实现压片操作；完成压片后，下压头升起，同时启动顶压机构，通过顶压机构的顶压头将片状物料从模腔中向上顶出；然后取出片状物料，放置到匣钵内进行烧结即可。

[0034] 本实用新型是通过实施例来描述的，但并不对本实用新型构成限制，参照本实用新型的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本实用新型权利要求限定的范围之内。