專利名稱：超聲攪拌裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
超聲攪拌裝置
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種攪拌裝置，尤其涉及鋰離子電池制造工藝設(shè)備領(lǐng)域的超聲攪拌裝置。
背景技術(shù)：
電池是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，一般包括電極、電解質(zhì)、隔膜體幾個(gè)基本部分。電池可分為一次電池和二次電池，最常見的是鋅錳電池，此外還有鋅銀電池和鋰電池等等。二次電池主要有鉛酸電池、鎘鎳、氫鎳、鋰離子電池。鋰離子電池目前有液態(tài)鋰離子電池和聚合物鋰離子電池兩類。其中，液態(tài)鋰離子電池是指Li+嵌入化合物為正、負(fù)極的二次電池。正極采用鋰化合物L(fēng)iCo02，LiNi02或LiMn204，負(fù)極采用L1-C層間化合物L(fēng)ixC6。電解質(zhì)為溶解有鋰鹽LiPF6，LiAsF6等的有機(jī)溶液，典型的電池體系為L(zhǎng)iC6|LiPF6-EC+DEC|LiCo02.在充放電過程中，Li+在兩個(gè)電極中往返脫嵌與嵌入，被形象的成為“搖椅電池”。聚合物鋰離子電池與液態(tài)鋰離子電池相同，只是原來的液態(tài)電解質(zhì)改為含有鋰鹽的凝膠聚合物電解質(zhì)。目前，正在研究和開發(fā)的電池正極也采用聚合物的聚合物鋰離子電池。鋰離子電池由于工作電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比能量高、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小且循環(huán)壽命長(zhǎng)，是21世紀(jì)發(fā)展的理想能源。鋰離子電池性能包括電池的電動(dòng)勢(shì)、內(nèi)阻、開路電壓和工作電壓、容量和比容量、能量和比能量、功率和比功率、儲(chǔ)存性能和自放電、電池壽命。鋰離子電池的形狀主要有圓柱形和方形兩種，此外還有扣式鋰離子電池。無(wú)論是何種鋰離子電池，鋰離子電池的基本結(jié)構(gòu)都為:正極片、負(fù)極片、正負(fù)極集流體、隔膜紙、外殼、密封圈、蓋板等。正極片、負(fù)極片的制備從制備正、負(fù)極的漿料開始。所述正、負(fù)極的漿料的制備都包括了液體與液體、液體與固體物料之間的相互混合、溶解、分散等一系列工藝過程，而且在這個(gè)過程中都伴隨著溫度、粘度和環(huán)境等變化。在正、負(fù)極漿料中，顆粒狀活性物質(zhì)的分散性和均勻性直接響到鋰離子在電池兩極間的運(yùn)動(dòng)，因此在鋰離子電池生產(chǎn)中正負(fù)極的漿料的混合分散至關(guān)重要， 漿料分散質(zhì)量的好壞，直接影響到后續(xù)鋰離子電池生產(chǎn)的質(zhì)量及其產(chǎn)品的性能?，F(xiàn)有技術(shù)的攪拌漿料的攪拌裝置普遍使用以氣缸為動(dòng)力系統(tǒng)結(jié)合金屬雙支桿橫向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械構(gòu)成。即，攪拌裝置包括放置在涂布機(jī)前的漿料斗中的金屬雙支桿，通過磁力吸合、傳送信號(hào)、由雙向氣缸推動(dòng)讓其來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，使得漿料混勻。但是金屬雙支桿在來回運(yùn)動(dòng)的過程中無(wú)法保證漿料的密度均一性，它在變換位置時(shí)會(huì)產(chǎn)生一道波紋，導(dǎo)致漿料的攪拌不充分，容易出現(xiàn)顆粒的“范德華”團(tuán)聚現(xiàn)象。因此，實(shí)有必要提供一種攪拌裝置，可克服上述缺陷。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種攪拌均勻的超聲攪拌裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供一種超聲攪拌裝置，其包括一種超聲攪拌裝置，其包括驅(qū)動(dòng)電源和與驅(qū)動(dòng)電源相連的換能器，所述換能器可將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，所述超聲攪拌裝置還包括與換能器相連的超聲波傳感棒。優(yōu)選地，所述超聲攪拌裝置還包括夾設(shè)在換能器和超聲波傳感棒間的變幅桿。優(yōu)選地，所述超聲攪拌裝置還包括固定換能器的固定裝置。優(yōu)選地，所述固定裝置包括平板安裝部、與平板安裝部轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)部、與轉(zhuǎn)動(dòng)部相連的連接部和與連接部相連的用于固定換能器的固定部。優(yōu)選地，所述平板安裝部設(shè)有嵌入槽和穿過嵌入槽的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部設(shè)有穿過平板安裝部的轉(zhuǎn)軸的通孔。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型的超聲攪拌裝置攪拌更均勻、更分散。
圖1為本實(shí)用新型超聲攪拌裝置的立體圖。
具體實(shí)施方式下面通過實(shí)例，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說明。本實(shí)用新型的超聲攪拌裝置放置在涂布機(jī)的涂料斗內(nèi)以達(dá)到漿料攪拌均勻、不積聚且不沉降。如圖1所示，一種超聲攪拌裝置，其包括驅(qū)動(dòng)電源6、與驅(qū)動(dòng)電源6相連的換能器8、與換能器8相連的變幅桿9、與變幅桿9相連的超聲波傳感棒I和固定換能器8和變幅桿9的固定裝置。所述驅(qū)動(dòng)電源6和換能器8通過導(dǎo)線7實(shí)現(xiàn)電連接。所述固定裝置包括平板安裝部5、與平板安裝部5轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)部4、與轉(zhuǎn)動(dòng)部4轉(zhuǎn)動(dòng)相連的連接部3和與連接部3相連的用于固定換能器8和變幅桿9的固定部2。平板安裝部5呈板狀，其上設(shè)有一個(gè)嵌入槽51及穿過插入槽51的轉(zhuǎn)軸52。所述轉(zhuǎn)動(dòng)部4上設(shè)有通孔(未圖示)。組裝時(shí)，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部4嵌設(shè)于所述平板安裝部5的嵌入槽51內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸52插入于轉(zhuǎn)動(dòng)部4的通孔中，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)部4與平板安裝部5的轉(zhuǎn)動(dòng)連接。在其它可選擇的實(shí)施方式中，所述固定部可以僅固定換能器，變幅桿通過固定在換能器上實(shí)現(xiàn)間接固定。所述換能器8是本實(shí)用新型超聲攪拌裝置的核心部件，其可將由驅(qū)動(dòng)電源6輸送的電能轉(zhuǎn)化為超聲波以傳遞能量。換能器8內(nèi)可以安裝一個(gè)壓電晶片，也可以安裝若干壓電晶片組成壓電陣列。壓電陣列中的每個(gè)壓電晶片依次輪流工作、發(fā)射超聲波。所述超聲波是頻率高于20000赫茲的聲波，它方向性好，穿透能力強(qiáng)，易于獲得較集中的聲能，在水中傳播距離遠(yuǎn)，可用于測(cè)距、測(cè)速、清洗、焊接、碎石、殺菌消毒等。在醫(yī)學(xué)、軍事、工業(yè)、農(nóng)業(yè)上有很多的應(yīng)用。超聲波因其頻率下限大約等于人的聽覺上限而得名。聲波是物體機(jī)械振動(dòng)狀態(tài)(或能量)的傳播形式。所謂振動(dòng)是指物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)在其平衡位置附近進(jìn)行的往返運(yùn)動(dòng)形式。譬如，鼓面經(jīng)敲擊后，它就上下振動(dòng)，這種振動(dòng)狀態(tài)通過空氣媒質(zhì)向四面八方傳播，這便是聲波。超聲波是指振動(dòng)頻率大于20000Hz以上的，其每秒的振動(dòng)次數(shù)(頻率)甚高，超出了人耳聽覺的一般上限(20000Hz)，人們將這種聽不見的聲波叫做超聲波。超聲和可聞聲本質(zhì)上是一致的，它們的共同點(diǎn)都是一種機(jī)械振動(dòng)模式，通常以縱波的方式在彈性介質(zhì)內(nèi)會(huì)傳播，是一種能量的傳播形式，其不同點(diǎn)是超聲波頻率高，波長(zhǎng)短，在一定距離內(nèi)沿直線傳播具有良好的束射性和方向性， 目前腹部超聲成象所用的頻率范圍在2 μ 5兆Hz之間，常用為3 μ 3.5兆Hz (每秒振動(dòng)I次為1Hz，I兆ΗΖ=10~6ΗΖ，即每秒振動(dòng)100萬(wàn)次，可聞波的頻率在16 - 20，000ΗΖ之間)。超聲波在媒質(zhì)中的反射、折射、衍射、散射等傳播規(guī)律，與可聽聲波的規(guī)律沒有本質(zhì)上的區(qū)別。但是超聲波的波長(zhǎng)很短，只有幾厘米，甚至千分之幾毫米。與可聽聲波比較，超聲波具有許多奇異特性:傳播特性——超聲波的波長(zhǎng)很短，通常的障礙物的尺寸要比超聲波的波長(zhǎng)大好多倍，因此超聲波的衍射本領(lǐng)很差，它在均勻介質(zhì)中能夠定向直線傳播，超聲波的波長(zhǎng)越短，該特性就越顯著。功率特性——當(dāng)聲音在溶液中傳播時(shí)，推動(dòng)溶液中的微粒往復(fù)振動(dòng)而對(duì)微粒做功。聲波功率就是表示聲波做功快慢的物理量。在相同強(qiáng)度下，聲波的頻率越高，它所具有的功率就越大。由于超聲波頻率很高，所以超聲波與一般聲波相比，它的功率是非常大的?？栈饔谩?dāng)超聲波在介質(zhì)的傳播過程中，存在一個(gè)正負(fù)壓強(qiáng)的交變周期，在正壓相位時(shí)，超聲波對(duì)介質(zhì)分子擠壓，改變介質(zhì)原來的密度，使其增大；在負(fù)壓相位時(shí)，使介質(zhì)分子稀疏，進(jìn)一步離散，介質(zhì)的密度減小，當(dāng)用足夠大振幅的超聲波作用于液體介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)分子間的平均距離會(huì)超過使液體介質(zhì)保持不變的臨界分子距離，液體介質(zhì)就會(huì)發(fā)生斷裂，形成微泡。這些小空洞迅速脹大和閉合，會(huì)使液體微粒之間發(fā)生猛烈的撞擊作用，從而產(chǎn)生幾千到上萬(wàn)個(gè)大氣壓的壓強(qiáng)。微粒間這種劇烈的相互作用，會(huì)使液體的溫度驟然升高，起到了很好的攪拌作用，從而使兩種不相溶的液體(如水和油)發(fā)生乳化，且加速溶質(zhì)的溶解，加速化學(xué)反應(yīng)。這種由超聲波作用在液體中所引起的各種效應(yīng)稱為超聲波的空化作用。超聲波的特點(diǎn)有I)超聲波可在氣體、液體、固體、固熔體等介質(zhì)中有效傳播。2)超聲波可傳遞很強(qiáng)的能量。3)超聲波會(huì)產(chǎn)生反射、干涉、疊加和共振現(xiàn)象。4)超聲波在液體介質(zhì)中傳播時(shí)，可在界面上產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊和空化現(xiàn)象。超聲波是一種波動(dòng)形式，它可以作為探測(cè)與負(fù)載信息的載體或媒介如B超等用作診斷；超聲波同時(shí)又是一種能量形式，當(dāng)其強(qiáng)度超過一定值時(shí)，它就可以通過與傳播超聲波的媒質(zhì)的相互作用，去影響，改變以致破壞后者的狀態(tài)，性質(zhì)及結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型的超聲攪拌裝置，其驅(qū)動(dòng)電源產(chǎn)生的電能輸送至換能器，經(jīng)由換能器改變其傳播形式，再經(jīng)變幅桿按要求改變超聲波的振幅、頻率，最后傳至超聲波傳感棒，從而作用于涂布機(jī)的涂料斗內(nèi)的漿料。達(dá)到漿料攪拌均勻、不積聚且不沉降的目的。現(xiàn)有技術(shù)的攪拌裝置采用金屬雙支桿混漿，金屬雙支桿只是在部分漿料中來回往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并不能混勻全部的漿料，必然會(huì)造成漿料的沉淀及結(jié)聚。本實(shí)用新型的超聲攪拌裝置，由于超聲波是向四周發(fā)散，所以全部漿料同時(shí)振動(dòng)，使攪拌更均勻、更分散。避免了結(jié)塊、沉聚，密度不均勻等不良現(xiàn)象的發(fā)生。解決漿料顆粒出現(xiàn)“范德華”團(tuán)聚現(xiàn)象。達(dá)到微觀超細(xì)攪拌的目的，可顯著提高漿料的綜合性能。以上所述的僅是本實(shí)用新型的實(shí)施方式，在此應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型創(chuàng)造構(gòu)思的前提下，還可以做出改進(jìn)，但這些均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種超聲攪拌裝置，其包括驅(qū)動(dòng)電源和與驅(qū)動(dòng)電源相連的換能器，其特征在于:所述換能器可將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，所述超聲攪拌裝置還包括與換能器相連的超聲波傳感棒。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超聲攪拌裝置，其特征在于:所述超聲攪拌裝置還包括夾設(shè)在換能器和超聲波傳感棒間的變幅桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的超聲攪拌裝置，其特征在于:所述超聲攪拌裝置還包括固定換能器的固定裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超聲攪拌裝置，其特征在于:所述固定裝置包括平板安裝部、與平板安裝部轉(zhuǎn)動(dòng)連接的轉(zhuǎn)動(dòng)部、與轉(zhuǎn)動(dòng)部相連的連接部和與連接部相連的用于固定換能器的固定部。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超聲攪拌裝置，其特征在于:所述平板安裝部設(shè)有嵌入槽和穿過嵌入槽的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)動(dòng)部設(shè)有穿過平板安裝部的轉(zhuǎn)軸的通孔。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超聲攪拌裝置，其包括一種超聲攪拌裝置，其包括驅(qū)動(dòng)電源和與驅(qū)動(dòng)電源相連的換能器，所述換能器可將電能轉(zhuǎn)換為超聲波，所述超聲攪拌裝置還包括與換能器相連的超聲波傳感棒。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)來說，本實(shí)用新型的超聲攪拌裝置攪拌更均勻、更分散。
文檔編號(hào)B05C11/10GK203061118SQ201320010459
公開日2013年7月17日 申請(qǐng)日期2013年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月9日
發(fā)明者李瑤 申請(qǐng)人:深圳市沃特瑪電池有限公司