用于混合器的切割器头、混合器、用于电能的储存器 |
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| 申请号 | CN201720992113.3 | 申请日 | 2017-08-09 | 公开(公告)号 | CN207694937U | 公开(公告)日 | 2018-08-07 |
| 申请人 | 罗迪格兄弟机械制造股份有限公司; | 发明人 | 哈拉尔德·赖纳克; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及一种用于混合器的 切割器 头、混合器、用于 电能 的储存器，所述混合器2用于混合电 池化 合物3，其中所述切割器头1包括用于在所述混合器中对 电池 化合物的团 块 起作用的至少一个切割器4，其中所述切割器4与 驱动轴 6连接以从驱动轴6向所述切割器4传递 扭矩 ；所述切割器4的表面7由陶瓷构成。本实用新型还涉及混合器以及用于电能与电池化合物的储存器3；可以实现容量更高的可充电电池。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于混合器(2)的切割器头(1)，所述混合器(2)用于混合电池化合物(3)，其中切割器头(1)包括用于在所述混合器中对电池化合物的团块起作用的至少一个切割器(4)，其中所述切割器(4)与驱动轴(6)连接以从驱动轴(6)向所述切割器(4)传递扭矩，其特征在于所述切割器(4)的表面(7)由陶瓷构成。 |
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| 说明书全文 | 用于混合器的切割器头、混合器、用于电能的储存器技术领域[0001] 本实用新型涉及一种用于混合器的切割器头，所述混合器用于混合电池化合物，其中所述切割器头包括至少一个切割器，用于在所述混合器中对电池化合物的团块起作用并且与驱动轴连接以从驱动轴向所述切割器传送扭矩。此外，本实用新型涉及用于电能的混合器、方法和储存器。 背景技术[0002] 工业应用中的混合器通常包括圆柱形容器，混合材料被输送进圆柱形容器中以进行混合。附接着若干个混合工具的轴向混合轴延伸穿过容器。通过混合轴，混合工具在容器内旋转并驱动混合材料，以获得尽可能均匀的混合物或产品。 [0003] 当具有倾向于凝集在一起的材料时，通常在容器中集成至少一个快速旋转的切割器头，以便减少和/或破坏通过凝集形成的团块。同时，旋转的切割器头也可以支撑团块，特别是当添加液体时。通过混合工具将混合材料输送到切割器头的作用区域。 [0004] 例如锂离子电池，电池化合物的混合常常导致电池化合物混合之后所制成的电池比混合之前由相同电池化合物制成的电池的效率低或容量低。 [0006] 本实用新型的目的是提供一种进一步开发的装置以及方法和产品。 [0007] 为了解决上述问题，提供了一种切割器头、一种混合器、一种电能储存器。 [0008] 为了解决上述问题，提供了一种用于混合电池化合物的混合器的切割器头(德语：“Messerkopf”)，其中所述切割器头包括至少一个切割器(德语“Messer”)，用于在所述混合器中对电池化合物的团块起作用，其中所述切割器与驱动轴连接，用于从驱动轴向所述切割器传送扭矩，其中所述切割器的表面由陶瓷构成。 [0009] 电池化合物通常为粉末状，尤其是其平均粒径在微米范围内。电池化合物包含例如石墨或锂金属氧化物，这种锂金属氧化物的示例是 LiCoO2、LiNiO2或LiMn2O4；电池化合物是蓄电池(即可再充电电池) 的基本组分。 [0010] 由于切割器的表面由陶瓷构成，因此具有特别高的效率和特别高容量的蓄电池可以由混合的电池化合物制成。特别是，可以实现由于电池化合物的混合而降低蓄电池的效率或容量的程度小于10％，优选小于 5％，尤其是优选小于2％。以下实施例支持实现该效果。 [0011] 对团块的作用可以是团块的减少(切碎)和/或对团块的支撑，尤其是当添加液体时。在后一种情况下，微粒被聚集在一起形成团块，同时，譬如过大的团块可能减少，因此，对团块的作用可以基本上是减少团块、聚集团块或者同时减少和聚集团块。 [0012] 在一个实施例中，切割器的整个表面或外表面由陶瓷构成。 [0013] 外表面是指在操作过程中与混合材料(即电池化合物)相接触的切割器的部分表面。基本上，该实施例可以通过由具有陶瓷涂层的金属制成的切割器有利地实现。 [0014] 然而，在一个优选实施例中，整个切割器由陶瓷构成或由陶瓷制成。当整个切割器由陶瓷构成时，切割器不含陶瓷以外的其它材料。特别地，整个切割器由陶瓷固体材料制成，或优选通过烧结具有切割器形状的坯料时，优选地，切割器不用涂覆涂层。优选地，切割器是一个单独的部分或整体。 [0016] 在一个实施例中，切割器通过单独的接纳器(轴接纳器；德语：“Aufnahme”)连接到驱动轴，使得扭矩可以从驱动轴传送到接纳器并且可以从接纳器传送到切割器；独立的接纳器是指接纳器是单个构件。可以通过这种方式和随后的实施例来实现与蓄电池的产生相结合的上述有利效果，使得蓄电池的混合过程具有特别高的可靠性和和容量。 [0018] 在一个实施例中，接纳器包括用于与驱动轴连接的轴向通孔，其中通孔不是旋转对称的。优选地，通孔是矩形、角形、多边形、具有恒定宽度的曲线(德语：“gleichdick”)或特别优选的特别是具有圆角的方形。 [0019] 在一个实施例中，接纳器具有一个外侧表面，用于连接切割器，其中所述外侧表面是旋转对称的，尤其是圆形。通常，旋转对称与驱动轴或驱动轴轴线相关。特别地，所述侧表面在轴向方向上，即在驱动轴的轴线方向上，或在纵向截面呈阶梯形和/或在横截面为圆形的驱动轴的轴线方向上。通过该实施例和以下实施例，由于接纳器和切割器之间的连接具有特别高的耐久性，因此可以支持特别高的混合可靠性。 [0020] 在一个实施例中，所述接纳器或所述外侧表面具有凸缘或台阶，用于形成优选的环形支撑区域，用于在轴向方向上设置切割器。特别地，所述侧表面包含两个圆柱形侧表面部分或由两个圆柱形侧表面部分组成，所述两个圆柱形侧表面部分具有不同的外径并通过凸缘或台阶进行连接。优选地，所述外径的差值为至少8mm和/或至多20mm，优选地至多15mm。优选地，径向凸缘区域的宽度大致相当于切割器的厚度。优选地，在切割器的引入开口与引入所述引入开口的圆柱形侧表面部分的外径之间提供间隙配合。特别地，被引入切割器的引入开口的侧表面部分比优选地与切割器的外轮廓对准的另一侧表面部分具有更小的外径。 [0021] 在一个实施例中，接纳器和切割器通过粘合接头以抗扭矩的方式相互连接，优选地仅通过限于支撑区域的粘合接头以抗扭矩的方式彼此连接。仅通过粘合接头是指除了设置用于接纳器和切割器之间的抗扭矩连接的粘合接头之外，没有其它接头或接合装置。限于支撑区域是指切割器和接纳器之间的粘合接头除了设置在由支撑区域限定的区域内之外，不设置在其它位置。在一个实施例中，整个切割器具有恒定的厚度。因此，切割器具有三维形状，就好像它是从具有恒定厚度的板上切割出来的一样。 [0022] 优选地，所述厚度小于10mm，以便特别有效地破碎团块。 [0023] 在一个实施例中，切割器具有用于接纳器的引入开口，优选仅有一个圆柱形引入开口。 [0024] 圆柱形引入开口是指整个引入开口具有恒定的内径，因此例如没有凸缘。 [0025] 在一个实施例中，引入开口优选地由环形壁形成，特别地具有与支撑区域类似的同样形状且同样尺寸的区域。壁是指切割器围绕引入开口的部分。优选地，壁是环形的，其中该环形形状仅在环的部分是可识别的，比如在环的部分中没有翼部合并到壁中。这是因为壁一般不是切割器的单独部件，而只是整体切割器轮廓的一部分。同样形状是指壁具有与支撑区域类似的形状。同样尺寸是指壁面积相当于支撑区域的面积。因此，同样形状及同样尺寸是指壁的轴向表面具有与支撑区域相同的轮廓。由于支撑区域位于壁上，因此可以实现全表面粘合。此外，在圆周处，接纳器和切割器的径向外部可以实现对准或水平对准，这也支持着接头的耐久性。 [0026] 在一个实施例中，切割器具有至少一个或正好两个螺旋桨形状的翼部。 [0027] 在一个实施例中，所述至少一个翼部是细长的，在径向方向上呈放射状地延伸，尤其是在远离引入开口处的延伸和/或在径向方向上渐缩 (德语：“verjüngt”)。在径向方向上渐缩是指翼部的宽度从引入开口开始沿着径向方向上逐渐缩小。通常，宽度的测量是与厚度及长度正交的。优选地，翼部比宽长和/或至多长达宽度的五倍。 [0028] 在一个实施例中，所述至少一个翼部优选地从环绕引入开口的环形壁的切向方向延伸。优选地，翼部的一侧因此形成壁的圆周上一点的切向和/或线性延伸。另一方面，与之对应的另一侧可以径向渐缩地延伸和 /或通过环绕也在壁的圆周上切向地合并。优选地，至少45°和/或至多 90°的角部分位于翼部轮廓的特别切向出口点和特别切向切入点之间。 [0029] 优选地，该特别切向出口点被布置在相对于接纳器的矩形或方形通孔的一侧面上居中的位置，以便获得围绕驱动轴被偏移的布置或堆叠的几个切割器-接纳器组件的预定义对准，优选地为角度90°。优选地，驱动轴是方形轴。 [0030] 在一个实施例中，至少两个分别具有抗扭矩连接的接纳器的切割器以偏移方式沿着驱动轴堆叠，优选地偏移角度为90°，使得两个相邻的切割器或两个相邻的接纳器直接位于彼此的顶部。由于总是相同的材料位于彼此之上，例如金属在金属上或陶瓷在陶瓷上，因此可以提供特别耐用的切割器头。特别地，两个相邻的切割器或两个相邻的接纳器均位于环形区域上，该环形区域与支撑区域类似，具有同样的形状和同样的尺寸。优选地，彼此堆叠并设置在驱动轴上的切割器-接纳器组件被预先载入，优选地通过驱动轴或堆叠的切割器-接纳器组件的轴向端部拧紧。优选地，正好八个切割器-接纳器组件堆叠在彼此之上和/或包括切割器头。特别地，一个切割器的翼部长度可以大于另一个切割器的翼部长度。 [0031] 本实用新型的另一方面涉及一种具有上述切割器头的混合器。特别地，该混合器包括混合轴和若干附接在混合轴上的混合工具，用于混合电池化合物。优选地，混合工具是铲形的。优选地，混合轴同轴地延伸到用于混合材料(即电池化合物)的圆柱形容器中。特别地，驱动轴径向地对准圆柱形容器。优选地，驱动轴从外部通过圆柱形容器壳体延伸到容器中。特别地，切割器连接在驱动轴位于容器内部的部分驱动轴上。特别地，混合轴与驱动轴垂直。优选地，驱动轴被布置和定向为使得驱动轴轴线和混合轴相交。驱动轴位于容器内部的部分的长度比容器的半径或其半径的一半短。 [0032] 本实用新型的另一方面涉及一种特别是利用上述切割器头对电池化合物的团块起作用的方法，或一种根据本实用新型的上述方面利用混合器混合电池化合物的方法。 [0033] 本实用新型的另一方面涉及一种用于电能的储存器，特别是蓄电池或锂离子电池，用于在将储存器连接到电路时提供放电电流或放电电压，其中储存器包括用于存储电能的电池化合物，该电池化合物特别是根据上述方法和/或利用上述切割器头和/或混合器制成的，其中电池化合物包含陶瓷颗粒或陶瓷磨损颗粒。特别地，陶瓷是氧化铝、氧化锆、碳化硅或氮化硅。陶瓷的磨损颗粒是当电池化合物被处理时，特别是通过切割器头解决开始时所给出的问题时，所产生的颗粒。然后磨损颗粒或颗粒从由陶瓷构成的切割器的表面分离出来，或者当整个切割器由陶瓷构成时，从切割器的表面分离出来。上面结合根据本实用新型所提供的切割器头，描述了用于电能的储存器的其它优点。 附图说明[0035] 图1：切割器-接纳器组件的俯视图 [0036] 图2：接纳器的等距视图 [0037] 图3：切割器的俯视图 [0038] 图4：具有切割器头的混合器的示意图 具体实施方式[0039] 图1示出了由陶瓷构成的切割器4，其通过粘合接头与接纳器5相连接。由于整个切割器4由陶瓷构成，因此所有的表面7都是陶瓷的。所示的切割器-接纳器组件是混合器2的切割器头1的一部分，所述混合器2如图4所示并且允许混合作为混合材料的电池化合物3，特别是混合材料为粉末状，其中通过切割器头使混合材料的团块减少(尺寸减小)。为了组装切割器头1，如图1所示，利用方形引入开口8将几个切割器-接纳器组件放在切割器头1的驱动轴6上，彼此具有90°偏移角度。通过这种方式堆叠的切割器-接纳器组件通过螺钉16拧紧，如图 4所示。 [0040] 图2示出了图1的切割器-接纳器组件的接纳器5。纵向截面为阶梯形且横截面为圆形的外侧表面9形成面向轴向方向的支撑区域。 [0041] 图3示出了图1的切割器-接纳器组件的切割器4。两个翼部12相互偏移180°，每个翼部切向地延伸出壁13，壁13围绕用于接纳器5 的圆柱形引入开口11。 [0042] 为了组装，通过切割器的引入开口11放置接纳器5的上部圆柱形侧表面区域，直到切割器4靠在接纳器5的支撑区域10上。与上部侧表面相比具有较大外径的下部另一个侧表面区域在没有翼部12从壁13 延伸的区域内与切割器4的壁13齐平。在没有粘合的情况下，接纳器5 可以在切割器内，即在引入开口11内，相对于切割器4转动。但是，覆盖支撑区域大部分面积的粘合连接，使得操作期间接纳器5和切割器之间形成抗扭矩接头，从而使得使驱动轴6的扭矩可以经由接纳器5传送到切割器4。 [0043] 图4示出了设计用于工业应用的混合器2。混合器2具有带有同轴混合轴14的圆柱形容器17，同轴混合轴14附接有铲形混合工具15，以便混合容器17内的混合材料并有针对性的将混合材料供给到切割器头1 的作用区域。如上文所述，组装有八个切割器-接纳器组件的切割器头1 能够围绕驱动轴的轴线18旋转，驱动轴的轴线18呈放射状地定向到容器17，以便减少(切割)作为混合材料的电池化合物3的团块。可选地，提供第一液体添加单元 19，以便通过喷枪或喷射器实现在切割器头1上添加液体。可选地，可以提供第二液体添加单元20，通过该第二液体添加单元20可以以非加压方式或通过喷嘴从上方向下喷射到混合材料上实现液体的添加。通过由陶瓷制成的切割器头1进行处理时，在电池化合物3中产生例如Al2O3的磨损颗粒，所述磨损颗粒可以在其生产的用于电能的储存器中被验证(检测；测量)。 |
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