本發(fā)明屬于在熱電池正極材料加工處理中用于粉體界面更新以持續(xù)接觸氣態(tài)觸媒的特殊機(jī)械攪拌機(jī)構(gòu)，是機(jī)械工程領(lǐng)域的普通發(fā)明成果。

背景技術(shù)：

未經(jīng)鋰化的正極粉體能夠造成熱電池放電初期電壓尖峰，影響電池電壓精度和工作壽命^[1]。因此，必須對(duì)正極材料進(jìn)行鋰化處理，即在正極材料中加入鋰化劑后持續(xù)與氣態(tài)觸媒接觸進(jìn)行反應(yīng)。由于反應(yīng)屬于粉體表面與氣態(tài)觸媒間的界面層緩慢反應(yīng)，因此整個(gè)鋰化過程需要持續(xù)地更新粉體接觸界面。在目前的生產(chǎn)過程中，采用操作人員持鋰化工裝進(jìn)行手工界面更新，鋰化工裝如圖1所示，操作人員手持鋰化工裝手柄1，使鋰化齒2橫向切割粉體，增加界面接觸面積并間歇性更新接觸界面。

由于粉體界面更新速率與更新均勻程度對(duì)鋰化效果影響很大，手工操作很難滿足粉體界面更新要求，造成鋰化反應(yīng)均勻性下降，影響正極粉質(zhì)量一致性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是采用一種便于組裝、可拆卸、可自適應(yīng)調(diào)節(jié)鋰化間距參數(shù)的機(jī)械機(jī)構(gòu)，并由可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使正極粉體作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并由機(jī)械機(jī)構(gòu)附帶的鋰化齒持續(xù)切割粉體。本機(jī)械機(jī)構(gòu)能夠恒定鋰化更新速率，保證鋰化均勻性，提高正極粉體的鋰化質(zhì)量一致性，同時(shí)能夠提高粉體鋰化處理效率。

本發(fā)明的一種正極粉體鋰化接觸界面自動(dòng)更新機(jī)構(gòu)，置于封閉的“恒定氣體環(huán)境觸媒發(fā)生箱”中，包括鋰化盤、支架、傳動(dòng)底盤、橫梁、彈簧、機(jī)械鋰化齒、固定銷釘、限位螺母和鋰化橫梁；

所述機(jī)械鋰化齒尾部套入彈簧，再插入橫梁對(duì)應(yīng)孔中，然后在機(jī)械鋰化齒尾端擰上限位螺母；

所述鋰化盤底部凸出的定位銷插入傳動(dòng)底盤對(duì)應(yīng)的孔中；鋰化橫梁置于支架上并插上固定銷釘。

（1）機(jī)械機(jī)構(gòu)工作時(shí)，按避免緊固件直接受力方向設(shè)計(jì)。各零件連接牢固，機(jī)構(gòu)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，同時(shí)降低了緊固件擰緊力矩。

優(yōu)選的，機(jī)械鋰化齒尾部穿過橫梁后，限位螺母與機(jī)械鋰化齒尾部采用螺紋連接。

優(yōu)選的，機(jī)械鋰化齒與橫梁采用限位螺母定位，限位螺母通過彈簧壓力與橫梁壓合。

優(yōu)選的，鋰化盤與傳動(dòng)底盤采用圓柱銷定位。

優(yōu)選的，鋰化橫梁與支架采用銷釘定位。

優(yōu)選的，鋰化橫梁與支架采用螺栓定位。

（2）橫梁中機(jī)械鋰化齒孔位沿橫梁對(duì)稱中心錯(cuò)位設(shè)計(jì)。安裝機(jī)械鋰化齒后，如果將橫梁沿對(duì)稱中心對(duì)折，兩側(cè)鋰化齒位置不重合，位于相鄰機(jī)械鋰化齒之間。

優(yōu)選的，位置位于相鄰機(jī)械鋰化齒中心。這樣的設(shè)計(jì)使圓周運(yùn)動(dòng)中的正極粉體界面更新接觸面積最大。

（3）通過機(jī)械機(jī)構(gòu)使粉體進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)，粉體與觸媒的接觸界面成均勻角速度更新。

優(yōu)選的，鋰化盤呈圓形，鋰化盤底部為平面。

優(yōu)選的，鋰化盤按順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，鋰化橫梁固定，粉體與機(jī)械鋰化齒作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。

（4）機(jī)械鋰化齒以恒定壓力接觸鋰化盤底部。

優(yōu)選的，采用彈簧提供接觸壓力。

（5）機(jī)械鋰化齒頭部的特殊外形設(shè)計(jì)。

機(jī)械鋰化齒頭部呈錐形。優(yōu)選的，圓錐夾角4°~18°。

機(jī)械鋰化齒頭部頂端與錐形采用平滑曲面過渡。優(yōu)選的，頂端呈橢圓形球面。

（1）安裝拆卸方便。由于采用低擰緊力矩設(shè)計(jì)，本機(jī)械機(jī)構(gòu)安裝拆卸無需工具，方便操作人員現(xiàn)場(chǎng)快速安裝與調(diào)試。

（2）由于機(jī)械鋰化齒位置采用非中心對(duì)稱設(shè)計(jì)，能夠擴(kuò)大圓周運(yùn)動(dòng)中的正極粉體界面更新面積，提高處理效率。

（3）由于采用粉體相對(duì)機(jī)械鋰化齒圓周運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)，接觸界面更新速率恒定，單次處理的正極粉平面方向各點(diǎn)鋰化程度一致，質(zhì)量一致性好。

（4）由于機(jī)械鋰化齒以恒定壓力接觸鋰化盤底部，避免安裝鋰化橫梁后再次逐根調(diào)節(jié)機(jī)械鋰化齒與鋰化盤接觸壓力，機(jī)械鋰化齒在插入粉體后自動(dòng)接觸盤底，同時(shí)使機(jī)械機(jī)構(gòu)在運(yùn)行過程中機(jī)械鋰化齒始終以恒定壓力接觸鋰化盤，使處理的正極粉垂直方向界面更新速率一致。

（5）由于采用機(jī)械鋰化齒頭部圓錐漸變外形設(shè)計(jì)，能夠自適應(yīng)調(diào)節(jié)鋰化間距參數(shù)，避免鋰化初期界面更新程度過快，也能夠避免鋰化后期隨粉體膨脹界面更新程度不斷降低，最大程度地降低正極粉垂直方向界面更新程度隨鋰化時(shí)間的差異，同時(shí)能夠降低鋰化后期粉體通過阻力。

由于機(jī)械鋰化齒頭部頂端采用橢圓形球面設(shè)計(jì)，減少了機(jī)械鋰化齒插入粉體的阻力，減少了機(jī)械鋰化齒與鋰化盤底部的滑動(dòng)摩擦系數(shù)，同時(shí)也降低了機(jī)械鋰化齒與鋰化盤底部的磨損。

附圖說明

圖1 現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2 本發(fā)明的一種正極粉體鋰化接觸界面自動(dòng)更新機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明的工程裝配圖；

圖4 是圖2中A向局部剖視放大工程裝配圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

圖2 是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明的工程裝配圖，圖4 是圖2中A向局部剖視放大工程裝配圖。首先，組裝鋰化橫梁11。在機(jī)械鋰化齒8尾部套入彈簧7，再將機(jī)械鋰化齒8插入橫梁6對(duì)應(yīng)孔中，使機(jī)械鋰化齒8尾端螺紋面露出橫梁6，并在尾部擰上限位螺母10。松開后，限位螺母10定位于橫梁6。然后按上述方法依次安裝所有機(jī)械鋰化齒8。

再在鋰化盤3中裝入待處理正極粉體，鋪平粉體。將鋰化盤3底部凸出的定位銷插入傳動(dòng)底盤5對(duì)應(yīng)的孔中。

然后，將鋰化橫梁11置于支架4上。機(jī)械鋰化齒8承受鋰化橫梁11重力而插入粉體接觸鋰化盤3底部，并在彈簧7反向彈力作用下對(duì)鋰化盤3底部施加恒定壓力。

最后，在兩側(cè)的支架4上插入固定銷釘9，完成本機(jī)械機(jī)構(gòu)的安裝。

本機(jī)械機(jī)構(gòu)工作原理如下。

電動(dòng)機(jī)輸出的扭矩通過變速機(jī)構(gòu)傳遞到傳動(dòng)底盤5，然后帶動(dòng)鋰化盤3旋轉(zhuǎn)，其中的正極粉體在靜摩擦力作用下作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。機(jī)械鋰化齒8對(duì)粉體進(jìn)行切割，持續(xù)更新粉體與觸媒的接觸面。