本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于檢測鋰離子電池正極材料ph的裝置。

背景技術(shù)：

如今，鋰離子電池的應(yīng)用體現(xiàn)在我們生活的方方面面，其應(yīng)用領(lǐng)域包括手機(jī)、電腦、電動(dòng)工具、只能手表、耳機(jī)、電動(dòng)汽車、無人機(jī)、啟動(dòng)電源等，后續(xù)的智能家具也是應(yīng)用鋰離子電池的重大領(lǐng)域。在鋰離子電池中正極材料占其總成本的40％以上，且對電池的循環(huán)、容量和倍率性能有直接的影響，因此鋰離子電池的各項(xiàng)指標(biāo)測試尤為重要；但隨著自動(dòng)化程度要求的提升，存在著僅靠人工手動(dòng)檢測鋰電池正極材料的指標(biāo)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不適應(yīng)于當(dāng)前自動(dòng)化的需求的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，并實(shí)時(shí)監(jiān)控顯示溫度及ph值。

本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是：用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，包括輸入模塊、處理模塊以及輸出模塊，所述處理模塊一端連接到輸入模塊，另一端連接到輸出模塊；所述輸入模塊包括投料單元，所述處理模塊包括恒溫?cái)嚢鑶卧?、溫度傳感器以及檢測轉(zhuǎn)換單元，所述輸出模塊包括顯示單元；

其中，輸入模塊的投料單元制備待檢懸浮液，在恒溫環(huán)境下通過處理單元的恒溫?cái)嚢鑶卧M(jìn)行攪拌，使懸浮液中顆粒表面的殘余堿充分溶解在水中；溫度傳感器實(shí)時(shí)采集恒溫?cái)嚢鑶卧獌?nèi)部溫度，檢測轉(zhuǎn)換單元檢測攪拌完成懸浮液的ph值后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換后的ph數(shù)字信號(hào)值通過與其連接的顯示模塊進(jìn)行顯示。

所述恒溫?cái)嚢枘K由恒溫水浴鍋和磁力攪拌單元組成，磁力攪拌單元及與其連接的溫度傳感器均安裝于恒溫水浴鍋內(nèi)部。

發(fā)明人指出目前常見的ph檢測裝置有由ph計(jì)、恒溫裝置和攪拌裝置3個(gè)獨(dú)立的制備組成，檢測所需要的空間大，每個(gè)設(shè)備操作之間需要時(shí)間間隔，本方案將三者集成設(shè)置，有效降低空間占有，減少成本。

所述磁力攪拌單元內(nèi)部集成至少10個(gè)磁力攪拌器，以保證可以同時(shí)處理多個(gè)攪拌樣品，充分提高作業(yè)效率。

所述投料單元中加入定量磁子，配合磁力攪拌單元使用。

將投料單元配制好的懸浮液放置于恒溫水浴鍋中的磁力攪拌單元進(jìn)行攪拌。

發(fā)明人指出以往在懸浮液攪拌完成后如果有其他的檢測任務(wù)要做，就需要擱置一段時(shí)間之后再放入水浴鍋中恒溫一段時(shí)間，到恒定溫度后才能開始檢測ph，效率過低，而此方案下可以直接集成各模塊，在恒溫環(huán)境下進(jìn)行攪拌，攪拌完成就可直接進(jìn)行檢測，有效提高檢測效率﹑利用率，能夠節(jié)約人力物力。

所述磁力攪拌單元以設(shè)定攪拌速度及設(shè)定攪拌時(shí)間下作業(yè)。

所述設(shè)定攪拌速度為100rmp，設(shè)定攪拌時(shí)間為5min。

發(fā)明人指出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)有效顯示在攪拌速度100rmp下能夠使得液體不飛濺，攪拌時(shí)間5min剛好使得所獲懸浮液混合攪拌均勻。

所述磁力攪拌單元攪拌前在恒溫水浴鍋中加入ph緩沖溶液。

所述緩沖溶液的實(shí)際溫度和緩沖溶液在該溫度下對應(yīng)的ph值進(jìn)行校準(zhǔn)。

所述檢測轉(zhuǎn)換單元包括ph檢測電極和數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，所述ph檢測電極通過數(shù)據(jù)傳輸線和控制面板相連，用于測試鋰電池正極材料的ph值；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片與控制面板連接，用于將模擬ph信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字ph值，其中，檢測轉(zhuǎn)換單元為兩個(gè)或兩個(gè)以上，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)檢測，有效提高檢測效率。

本實(shí)用新型的有益效果是：該裝置能同時(shí)測定多個(gè)樣品的ph值，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)操作、維護(hù)、使用方便，投入成本低；通過自動(dòng)控制有效降低對操作人員的依賴，降低人為因素導(dǎo)致故障發(fā)生的可能；通過溫度傳感器將溶液的精確的溫度值傳輸?shù)斤@示模塊上，并通過ph數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊實(shí)時(shí)換算該溫度下對應(yīng)的準(zhǔn)確ph值，提高檢測的準(zhǔn)確度。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置的連接框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。

具體實(shí)施例：

如圖1所示，用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，包括輸入模塊、處理模塊以及輸出模塊，所述處理模塊一端連接到輸入模塊，另一端連接到輸出模塊；所述輸入模塊包括投料單元，所述處理模塊包括恒溫?cái)嚢鑶卧囟葌鞲衅饕约皺z測轉(zhuǎn)換單元，所述輸出模塊包括顯示單元；

其中，輸入模塊的投料單元制備待檢懸浮液，在恒溫環(huán)境下通過處理單元的恒溫?cái)嚢鑶卧M(jìn)行攪拌，使懸浮液中顆粒表面的殘余堿充分溶解在水中；溫度傳感器實(shí)時(shí)采集恒溫?cái)嚢鑶卧獌?nèi)部溫度，檢測轉(zhuǎn)換單元檢測攪拌完成懸浮液的ph值后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換后的ph數(shù)字信號(hào)值通過與其連接的顯示模塊進(jìn)行顯示。

恒溫?cái)嚢枘K由恒溫水浴鍋和磁力攪拌單元組成，磁力攪拌單元及與其連接的溫度傳感器均安裝于恒溫水浴鍋內(nèi)部，恒溫單元不限水浴，可以是油浴或者其他恒溫方式)測試水浴水溫或者油浴油溫。磁力攪拌單元內(nèi)部集成10～50個(gè)磁力攪拌器。

投料單元中將鋰電池正極材料粉末和超純水按照一定比例配制懸浮液，所述懸浮液中加入定量磁子，將投料單元配制好的懸浮液放置于恒溫水浴鍋中的磁力攪拌單元進(jìn)行攪拌。所述磁力攪拌單元以設(shè)定攪拌速度為100rmp，設(shè)定攪拌時(shí)間為5min進(jìn)行作業(yè)。

磁力攪拌單元攪拌前在恒溫水浴鍋的一個(gè)攪拌單元中加入ph緩沖溶液。所述緩沖溶液的實(shí)際溫度和緩沖溶液在該溫度下對應(yīng)的ph值進(jìn)行校準(zhǔn)。

檢測轉(zhuǎn)換單元包括ph檢測電極和數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，所述ph檢測電極通過數(shù)據(jù)傳輸線和控制面板相連，用于測試鋰電池正極材料的ph值；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片與控制面板連接，用于將模擬ph信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字ph值，檢測轉(zhuǎn)換單元為兩個(gè)或以上個(gè)，可以同時(shí)進(jìn)行多個(gè)檢測。

用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置具體工作流程如下：

稱取5g鋰電池正極材料粉末和50g超純水倒入100ml燒杯中(需配制10％質(zhì)量分?jǐn)?shù)比的懸浮液，懸浮液是我們的待測溶液，由于所測材料不溶于水，所以配制成懸浮溶液；燒杯中加入潔凈的磁子，將燒杯放入水浴鍋中的多個(gè)磁力攪拌單元中，同時(shí)進(jìn)行攪拌作業(yè)，設(shè)置好溫度25℃，攪拌速度100rmp(此轉(zhuǎn)速下使得液體不飛濺)，攪拌時(shí)間5min(此時(shí)間剛好使得所獲懸浮液均勻)。前期已將ph緩沖溶液放入恒溫水浴鍋中恒定溫度，根據(jù)緩沖溶液的實(shí)際溫度和緩沖溶液在該溫度下對應(yīng)的ph值，校準(zhǔn)是否在正常范圍內(nèi)。具體校準(zhǔn)如下：將電極洗凈并甩干，浸入ph為6.86的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，待顯示值穩(wěn)定后按“確認(rèn)”鍵，儀器顯示該溫度下標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的標(biāo)稱值，接下來儀器進(jìn)入斜率標(biāo)定狀態(tài)，再次將電極洗凈并甩干，插入ph為9.18的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液中，待顯示值穩(wěn)定后按“確認(rèn)”鍵，儀器顯示該溫度下標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的標(biāo)稱值，再按“確認(rèn)”鍵，儀器根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液的ph值與溫度關(guān)系對照表的數(shù)值完成自動(dòng)斜率的標(biāo)定，斜率在99％-101％范圍內(nèi)即可進(jìn)行接下來的測試。校準(zhǔn)合格后，正極材料懸浮液已攪拌完成，再用ph電極測試懸浮液的ph值。ph電極檢測后通過數(shù)據(jù)傳輸線將ph值傳輸至控制面板，控制面板內(nèi)置數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片將模擬ph信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字ph值并在顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。

該裝置能同時(shí)測定多個(gè)樣品的ph值，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)操作、維護(hù)、使用方便，投入成本低；通過自動(dòng)控制有效降低對操作人員的依賴，降低人為因素導(dǎo)致故障發(fā)生的可能，提高檢測精度。

技術(shù)特征：

1.用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，包括輸入模塊、處理模塊以及輸出模塊，其特征在于：所述處理模塊一端連接到輸入模塊，另一端連接到輸出模塊；所述輸入模塊包括投料單元，所述處理模塊包括恒溫?cái)嚢鑶卧?、溫度傳感器以及檢測轉(zhuǎn)換單元，所述輸出模塊包括顯示單元；

其中，輸入模塊的投料單元制備待檢懸浮液，在恒溫環(huán)境下通過處理單元的恒溫?cái)嚢鑶卧M(jìn)行攪拌；溫度傳感器實(shí)時(shí)采集恒溫?cái)嚢鑶卧獌?nèi)部溫度，檢測轉(zhuǎn)換單元檢測攪拌完成懸浮液的ph值后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換后的ph數(shù)字信號(hào)值通過與其連接的顯示模塊進(jìn)行顯示。

2.如權(quán)利要求1所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述恒溫?cái)嚢鑶卧珊銣厮″伜痛帕嚢鑶卧M成，磁力攪拌單元及與其連接的溫度傳感器均安裝于恒溫水浴鍋內(nèi)部。

3.如權(quán)利要求2所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述磁力攪拌單元內(nèi)部集成至少10個(gè)磁力攪拌器。

4.如權(quán)利要求1所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述投料單元中加入定量磁子，配合磁力攪拌單元使用。

5.如權(quán)利要求4所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：將投料單元配制好的懸浮液放置于恒溫水浴鍋中的磁力攪拌單元進(jìn)行攪拌。

6.如權(quán)利要求5所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述磁力攪拌單元以設(shè)定攪拌速度及設(shè)定攪拌時(shí)間下作業(yè)。

7.如權(quán)利要求6所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述設(shè)定攪拌速度為100rmp，設(shè)定攪拌時(shí)間為5min。

8.如權(quán)利要求2所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述磁力攪拌單元攪拌前在恒溫水浴鍋中加入ph緩沖溶液。

9.如權(quán)利要求8所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述緩沖溶液的實(shí)際溫度和緩沖溶液在該溫度下對應(yīng)的ph值并進(jìn)行校準(zhǔn)。

10.如權(quán)利要求1所述的用于鋰離子電池正極材料的ph檢測裝置，其特征在于：所述檢測轉(zhuǎn)換單元包括ph檢測電極和數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片，所述ph檢測電極通過數(shù)據(jù)傳輸線和控制面板相連，用于測試鋰電池正極材料的ph值；所述數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片與控制面板連接，用于將模擬ph信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字ph值。

技術(shù)總結(jié)

本實(shí)用新型涉及自動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于檢測鋰離子電池正極材料的pH的裝置，輸入模塊包括投料單元，所述處理模塊包括恒溫?cái)嚢鑶卧?、溫度傳感器以及檢測轉(zhuǎn)換單元，所述輸出模塊包括顯示單元；其中，輸入模塊的投料單元制備待檢懸浮液，在恒溫環(huán)境下通過處理單元的恒溫?cái)嚢鑶卧M(jìn)行攪拌，使懸浮液中顆粒表面的殘余堿充分溶解在水中；溫度傳感器實(shí)時(shí)采集恒溫?cái)嚢鑶卧獌?nèi)部溫度，檢測轉(zhuǎn)換單元檢測攪拌完成懸浮液的pH值后轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，將轉(zhuǎn)換后的pH數(shù)字信號(hào)值通過與其連接的顯示模塊進(jìn)行顯示。該裝置能同時(shí)測定多個(gè)樣品的pH值，有效降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高生產(chǎn)效率，同時(shí)操作、維護(hù)、使用方便，投入成本低。

技術(shù)研發(fā)人員：余軍;王金鋒;王佳;劉福

受保護(hù)的技術(shù)使用者：宜賓鋰寶新材料有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2019.12.30

技術(shù)公布日：2021.01.12