一种用于填充多孔基体的刮刀系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于填充多孔基体的刮刀系统，包括至少一组刮刀A和至少一组刮刀B，每一组刮刀A包括两片刮刀A，所述刮刀A连接有弹性元件，使得工作状态下刮刀A能够在垂直于多孔基体行进方向上运动且使得刮刀A施加到所述多孔基体上的效应满足Pd/P0≤10％，每一组刮刀B包括两片刮刀B，所述刮刀B连接在刚性结构上。在工作状态下，能够确保刮刀A与多孔基体接触面上各处压强基本恒定、不易卡死，达到近似为等压填充的状态，连接的刚性结构确保了刮刀B刮除后的多孔基体的厚度和填充物质的填充厚度的精准度和长期稳定性，利用该刮刀系统最终能够使得制得产品单位体积内填充均匀度高。

【技术实现步骤摘要】
一种用于填充多孔基体的刮刀系统
本技术涉及刮刀设备领域，尤其是涉及一种用于填充多孔基体的刮刀系统。
技术介绍
镍电极作为一个电化学性能能优良的可逆电极，被广泛应用于碱性二次电池的正极，如常见的镍氢电池、镍锌电池、镍镉电池等。目前被广泛应用的镍电极，大多是以含氢氧化亚镍为主的混合氢氧化物粉体作为活性物质填充于发泡型镍基体中压实而成，其中活性物质粒径以5—25μm范围内为主，发泡型镍基体是等效孔径(即镍丝编织的空间立体孔的平均直径，而编织空间孔每一个面上的孔穴直径更小，约为空间孔直径的1/4)约400—800μm、编织孔穴的镍丝直径约80—120μm的空间立体结构，即较小的活性物质颗粒，需要填充到数十万倍体积的发泡镍孔穴中，并在填充过程中要受到径向对比度约数倍的镍丝阻碍，即活性物质填充容易出现局部不均，尤其是发泡型镍基体较厚的时候，中间层的填充比表层困难，加剧填充的不均匀性，造成上粉量的不稳定。对于确定厚度的镍电极而言，其单位面积的重量受活性物质密度、镍基体密度影响。对于发泡型镍基体，因采用较精准的恒速电镀方式生产，单位面积上沉积的镍的物质的量比较均匀，即镍基体的面密度较均匀，一般而言，可以达到±3％以内的精度，短程范围内，甚至可以达到±1％以内的精度。镍基体占镍电极的重量比约10％以内，因此，镍基体的面密度波动，对镍电极的重量波动影响，一般在±0.3％以内，而一般电池制作商，镍电极的重量控制区间高达±2％左右，即镍基体的面密度波动，对镍电极的重量波动影响居于次要地位。另一方面，发泡型镍基体是以发泡的聚氨酯一类泡棉为模板制造出来的，而泡棉发泡过程，会受到重力影响，造成气泡分布按重力梯度变化，即下层泡泡体积小，上层泡泡体积大，因此，以之为模板制造的镍基体，在纵向上孔穴结构会有一定的梯度变化，尤其是长程上甚至出现周期性变化，伴随着这样的变化梯度，生产出来的镍电极的重量也随之变化明显，尤其在不同段镍基体的衔接位置前后，因孔穴结构的阶跃，镍电极的重量也会阶跃，超出控制范围，造成不良品的产生甚至报废。因此，镍基体会明显影响镍电极的重量波动，而镍基体本身的面密度影响又仅仅居于次要地位，主要是镍基体的空间孔穴结构，影响活性物质填充均匀性，从而造成镍电极重量的波动。对于镍电极常用的活性物质β型球形氢氧化亚镍，其粉体的松装密度一般高于1.7g/mL，振实密度高于2.2g/mL，而在镍电极压实前，其活性物质的平均填充密度一般低于1.7g/mL甚至低于1.6g/mL，即活性物质在发泡型镍基体中的填充，有低于松装密度的区域，即填充不均匀。为了提升填充的均匀性，目前的主要方式是采取湿法填充，水性浆料的流动性会优于干粉，缓解一部分填充不均匀的问题。然而，无论是干法填充还是湿法填充，仅仅是填充活性物质的流动性不一样，并没有改变发泡型镍基体的空间孔穴结构，所以填充均匀性并没有得到根本性的改善，尤其是基体过接头前后的阶跃性波动仍在。另一方面，干法填充依赖活性物质干粉的粉体流动性，因为取决于球形氢氧化亚镍的球形度和表面光滑程度，所以干粉的粉体流动性虽然低但相对稳定；湿法填充依赖活性物质和增稠剂、水等调制的悬浊液或湿膏的流动性，该水性浆料状态复杂多变，若干指标如含水率、悬浮能力、聚沉或凝胶速度、触变性、流变性、成膜性等，受多因素影响，且都会强烈影响到填充的均匀性，所以水性浆料的状态差异巨大，只有控制的非常精细，才有可能得到填充性能优良的浆料，即湿法有可能填充均匀性优于干法，但不一定所有湿法都优于干法，一旦湿法出现异常的时候，填充均匀性大幅恶化，甚至会严重到无法填充的程度，比如浆料凝胶化。因此，对于填充均匀性而言，干法和湿法各有优劣，且都不能根本性解决填充均匀性问题，同样以纤维镍为基体的镍电极在填充活性物质时同样存在填充不均匀的问题。综上，基于发泡镍、镍纤维等多孔镍基体的镍电极，其以重量波动为表现的上料均匀性差的问题，主因是镍基体的空间孔穴结构影响活性物质的填充均匀性，需要寻求一种理想的解决手段。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题是提供一种用于填充多孔基体的刮刀系统，使得填充物在多孔基体单位体积内的填充均匀度高。本技术所采取的技术方案是：本技术提供一种用于填充多孔基体的刮刀系统，包括至少一组刮刀A和至少一组刮刀B，每一组刮刀A包括两片刮刀A，所述刮刀A连接有弹性元件，使得工作状态下刮刀A能够在垂直于多孔基体行进方向上运动且使得刮刀A施加到所述多孔基体上的效应满足Pd/P0≤10％，每一组刮刀B包括两片刮刀B，所述刮刀B连接在刚性结构上。本申请中定义，每组刮刀A施加到多孔基体时，两片刮刀A与多孔基体的接触面的间距为最小间距D时，对多孔基体造成的压强为P0，当接触面的间距增加了d时，对多孔基体增加的压强为Pd。即刮刀A接触面最小间距为D时，接触面压强为P＝P0，工作状态下间距增大为D+d，则接触面实际压强P＝P0+Pd。通过调整弹性元件使得刮刀A施加到所述多孔基体上的效应满足Pd/P0≤10％，即可调控该动态平衡下的实际压强P、最大设定压强P0、额外压强Pd，使得接触面上各处的压强基本恒定，确保了利用刮刀A填充的过程近似为等压填充，使得利用刮刀A进行二次填充后填充物质的填充密度相比现有使用振动设备进行一次填充后的密度得到提高且稳定。在工作状态下，刮刀A与所述多孔基体呈面接触，利用刮刀A与所述多孔基体的相对移动使所述多孔基体表面粘附的填充物质受挤压而填充至所述多孔基体内，刮刀B连接在刚性结构上，用于进一步刮除经刮刀A填充后多孔基体表面的多余填充物质，而连接的刚性结构确保了刮刀B刮除后的多孔基体的厚度和填充物质的填充厚度的精准度和长期稳定性。在工作状态时，每一组刮刀A的两片刮刀A与所述多孔基体形成的两个接触面以多孔基体的中轴平面为对称面，工作状态下所述弹性元件能够使刮刀A在垂直于该对称面的方向上运动，使接触面上各处压强近似不变，且等压线垂直于行进方向，接触面和等压线都始终关于所述对称面对称，所述多孔镍基体的表面粘附的部分活性物质受此压强作用而进一步填充至所述多孔镍基体内。在一些优选的实施例中，所述弹性元件与所述刮刀A的刀片连接。在工作状态下，所述刮刀A的刀片与所述多孔基体呈面接触，定于所述刮刀A与所述多孔基体接触的面为工作表面，该工作表面可以是刚性表面，如刮刀A的刀片的材料由不具有弹性的刚性材料制成，可以对该刚性材料加工使得工作表面为平面或曲面，此时刮刀A施加到所述多孔镍基体上的效应由弹性元件决定，所述弹性元件达到的效应满足关系：Pd/P0≤10％；该工作表面还可以是弹性表面，如刮刀A的工作表面处的材料由弹性钢等材料制成，此种情况下工作表面为曲面，此时刮刀A施加到所述多孔镍基体上的效应由弹性元件和弹性的工作表面共同决定，所述弹性元件和弹性的工作表面达到的总效应满足关系：Pd/P0≤10％。进一步地，所述刮刀A的刀口宽度L和/或所述刮刀B的刀口宽度为所述多孔基体等效孔径的1～10倍，更进一步优选2～5倍。上述刀口宽度L即为刮刀A和/或刮刀B与多孔基体接触面为平面时的面接触宽度L，面接触宽度L过窄时容易导致在刮刀A进行填充的过程中，刮刀对多孔镍基体造成较大损伤，当L小于多孔基体的等效孔直径时，甚至会发生刮破或者断裂；当L本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于填充多孔基体的刮刀系统，其特征在于，包括至少一组刮刀A和至少一组刮刀B，每一组刮刀A包括两片刮刀A，所述刮刀A连接有弹性元件，使得工作状态下刮刀A能够在垂直于多孔基体行进方向上运动且使得刮刀A施加到所述多孔基体上的效应满足Pd/P0≤10％，每一组刮刀B包括两片刮刀B，所述刮刀B连接在刚性结构上。

【技术特征摘要】
1.一种用于填充多孔基体的刮刀系统，其特征在于，包括至少一组刮刀A和至少一组刮刀B，每一组刮刀A包括两片刮刀A，所述刮刀A连接有弹性元件，使得工作状态下刮刀A能够在垂直于多孔基体行进方向上运动且使得刮刀A施加到所述多孔基体上的效应满足Pd/P0≤10％，每一组刮刀B包括两片刮刀B，所述刮刀B连接在刚性结构上。2.根据权利要求1所述的用于填充多孔基体的刮刀系统，其特征在于，所述弹性元件与所述刮刀A的刀片连接。3.根据权利要求2所述的用于填充多孔基体的刮刀系统，其特征在于，所述刮刀A的刀口宽度L和/或所述刮刀B的刀口宽度为所述多孔基体等效孔径的1～10倍。4.根据权利要求2所述的用于填充多孔基体的刮刀系统，其特征在于，所述刮刀A的刀口宽度L和/或所述刮刀B的刀口宽度为所述多孔基体等效孔径的2～5倍。5.根据权利要求1所述的用于填充多孔基体的刮刀系统，其特征在于，所述弹性元件与所述刮刀A的刀片连接，所述刮刀A的刀片的表面还包覆...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱加雄，蔡小娟，
申请(专利权)人：深圳市豪鹏科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44