本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其是一种用于检测锂离子电池
正极材料ph的装置。
背景技术：
如今，锂离子电池的应用体现在我们生活的方方面面，其应用领域包括手机、电脑、电动工具、只能手表、耳机、电动汽车、无人机、启动电源等，后续的智能家具也是应用锂离子电池的重大领域。在锂离子电池中正极材料占其总成本的40％以上，且对电池的循环、容量和倍率性能有直接的影响，因此锂离子电池的各项指标测试尤为重要；但随着自动化程度要求的提升，存在着仅靠人工手动检测
锂电池正极材料的指标已经远远不适应于当前自动化的需求的问题。
技术实现要素：
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，以实现自动化控制，并实时监控显示温度及ph值。
本实用新型所采用的技术方案是：用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，包括输入模块、处理模块以及输出模块，所述处理模块一端连接到输入模块，另一端连接到输出模块；所述输入模块包括投料单元，所述处理模块包括恒温搅拌单元、温度传感器以及检测转换单元，所述输出模块包括显示单元；
其中，输入模块的投料单元制备待检悬浮液，在恒温环境下通过处理单元的恒温搅拌单元进行搅拌，使悬浮液中颗粒表面的残余碱充分溶解在水中；温度传感器实时采集恒温搅拌单元内部温度，检测转换单元检测搅拌完成悬浮液的ph值后转换为数字信号，将转换后的ph数字信号值通过与其连接的显示模块进行显示。
所述恒温搅拌模块由恒温水浴锅和磁力搅拌单元组成，磁力搅拌单元及与其连接的温度传感器均安装于恒温水浴锅内部。
发明人指出目前常见的ph检测装置有由ph计、恒温装置和搅拌装置3个独立的制备组成，检测所需要的空间大，每个设备操作之间需要时间间隔，本方案将三者集成设置，有效降低空间占有，减少成本。
所述磁力搅拌单元内部集成至少10个磁力搅拌器，以保证可以同时处理多个搅拌样品，充分提高作业效率。
所述投料单元中加入定量磁子，配合磁力搅拌单元使用。
将投料单元配制好的悬浮液放置于恒温水浴锅中的磁力搅拌单元进行搅拌。
发明人指出以往在悬浮液搅拌完成后如果有其他的检测任务要做，就需要搁置一段时间之后再放入水浴锅中恒温一段时间，到恒定温度后才能开始检测ph，效率过低，而此方案下可以直接集成各模块，在恒温环境下进行搅拌，搅拌完成就可直接进行检测，有效提高检测效率﹑利用率，能够节约人力物力。
所述磁力搅拌单元以设定搅拌速度及设定搅拌时间下作业。
所述设定搅拌速度为100rmp，设定搅拌时间为5min。
发明人指出实验数据有效显示在搅拌速度100rmp下能够使得液体不飞溅，搅拌时间5min刚好使得所获悬浮液混合搅拌均匀。
所述磁力搅拌单元搅拌前在恒温水浴锅中加入ph缓冲溶液。
所述缓冲溶液的实际温度和缓冲溶液在该温度下对应的ph值进行校准。
所述检测转换单元包括ph检测电极和数模转换
芯片，所述ph检测电极通过数据传输线和控制面板相连，用于测试锂电池正极材料的ph值；所述数模转换芯片与控制面板连接，用于将模拟ph信号转换为数字ph值，其中，检测转换单元为两个或两个以上，可以同时进行多个检测，有效提高检测效率。
本实用新型的有益效果是：该装置能同时测定多个样品的ph值，有效降低劳动强度、提高生产效率，同时操作、维护、使用方便，投入成本低；通过自动控制有效降低对操作人员的依赖，降低人为因素导致故障发生的可能；通过温度传感器将溶液的精确的温度值传输到显示模块上，并通过ph数据转换模块实时换算该温度下对应的准确ph值，提高检测的准确度。
附图说明
图1是本实用新型用于锂离子电池正极材料的ph检测装置的连接框图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型进一步说明。
具体实施例：
如图1所示，用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，包括输入模块、处理模块以及输出模块，所述处理模块一端连接到输入模块，另一端连接到输出模块；所述输入模块包括投料单元，所述处理模块包括恒温搅拌单元、温度传感器以及检测转换单元，所述输出模块包括显示单元；
其中，输入模块的投料单元制备待检悬浮液，在恒温环境下通过处理单元的恒温搅拌单元进行搅拌，使悬浮液中颗粒表面的残余碱充分溶解在水中；温度传感器实时采集恒温搅拌单元内部温度，检测转换单元检测搅拌完成悬浮液的ph值后转换为数字信号，将转换后的ph数字信号值通过与其连接的显示模块进行显示。
恒温搅拌模块由恒温水浴锅和磁力搅拌单元组成，磁力搅拌单元及与其连接的温度传感器均安装于恒温水浴锅内部，恒温单元不限水浴，可以是油浴或者其他恒温方式)测试水浴水温或者油浴油温。磁力搅拌单元内部集成10～50个磁力搅拌器。
投料单元中将锂电池正极材料粉末和超纯水按照一定比例配制悬浮液，所述悬浮液中加入定量磁子，将投料单元配制好的悬浮液放置于恒温水浴锅中的磁力搅拌单元进行搅拌。所述磁力搅拌单元以设定搅拌速度为100rmp，设定搅拌时间为5min进行作业。
磁力搅拌单元搅拌前在恒温水浴锅的一个搅拌单元中加入ph缓冲溶液。所述缓冲溶液的实际温度和缓冲溶液在该温度下对应的ph值进行校准。
检测转换单元包括ph检测电极和数模转换芯片，所述ph检测电极通过数据传输线和控制面板相连，用于测试锂电池正极材料的ph值；所述数模转换芯片与控制面板连接，用于将模拟ph信号转换为数字ph值，检测转换单元为两个或以上个，可以同时进行多个检测。
用于锂离子电池正极材料的ph检测装置具体工作流程如下：
称取5g锂电池正极材料粉末和50g超纯水倒入100ml烧杯中(需配制10％质量分数比的悬浮液，悬浮液是我们的待测溶液，由于所测材料不溶于水，所以配制成悬浮溶液；烧杯中加入洁净的磁子，将烧杯放入水浴锅中的多个磁力搅拌单元中，同时进行搅拌作业，设置好温度25℃，搅拌速度100rmp(此转速下使得液体不飞溅)，搅拌时间5min(此时间刚好使得所获悬浮液均匀)。前期已将ph缓冲溶液放入恒温水浴锅中恒定温度，根据缓冲溶液的实际温度和缓冲溶液在该温度下对应的ph值，校准是否在正常范围内。具体校准如下：将电极洗净并甩干，浸入ph为6.86的标准缓冲溶液中，待显示值稳定后按“确认”键，仪器显示该温度下标准缓冲溶液的标称值，接下来仪器进入斜率标定状态，再次将电极洗净并甩干，插入ph为9.18的标准缓冲溶液中，待显示值稳定后按“确认”键，仪器显示该温度下标准缓冲溶液的标称值，再按“确认”键，仪器根据标准缓冲溶液的ph值与温度关系对照表的数值完成自动斜率的标定，斜率在99％-101％范围内即可进行接下来的测试。校准合格后，正极材料悬浮液已搅拌完成，再用ph电极测试悬浮液的ph值。ph电极检测后通过数据传输线将ph值传输至控制面板，控制面板内置数模转换芯片将模拟ph信号转换为数字ph值并在显示设备进行显示。
该装置能同时测定多个样品的ph值，有效降低劳动强度、提高生产效率，同时操作、维护、使用方便，投入成本低；通过自动控制有效降低对操作人员的依赖，降低人为因素导致故障发生的可能，提高检测精度。
技术特征：
1.用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，包括输入模块、处理模块以及输出模块，其特征在于：所述处理模块一端连接到输入模块，另一端连接到输出模块；所述输入模块包括投料单元，所述处理模块包括恒温搅拌单元、温度传感器以及检测转换单元，所述输出模块包括显示单元；
其中，输入模块的投料单元制备待检悬浮液，在恒温环境下通过处理单元的恒温搅拌单元进行搅拌；温度传感器实时采集恒温搅拌单元内部温度，检测转换单元检测搅拌完成悬浮液的ph值后转换为数字信号，将转换后的ph数字信号值通过与其连接的显示模块进行显示。
2.如权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述恒温搅拌单元由恒温水浴锅和磁力搅拌单元组成，磁力搅拌单元及与其连接的温度传感器均安装于恒温水浴锅内部。
3.如权利要求2所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述磁力搅拌单元内部集成至少10个磁力搅拌器。
4.如权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述投料单元中加入定量磁子，配合磁力搅拌单元使用。
5.如权利要求4所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：将投料单元配制好的悬浮液放置于恒温水浴锅中的磁力搅拌单元进行搅拌。
6.如权利要求5所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述磁力搅拌单元以设定搅拌速度及设定搅拌时间下作业。
7.如权利要求6所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述设定搅拌速度为100rmp，设定搅拌时间为5min。
8.如权利要求2所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述磁力搅拌单元搅拌前在恒温水浴锅中加入ph缓冲溶液。
9.如权利要求8所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述缓冲溶液的实际温度和缓冲溶液在该温度下对应的ph值并进行校准。
10.如权利要求1所述的用于锂离子电池正极材料的ph检测装置，其特征在于：所述检测转换单元包括ph检测电极和数模转换芯片，所述ph检测电极通过数据传输线和控制面板相连，用于测试锂电池正极材料的ph值；所述数模转换芯片与控制面板连接，用于将模拟ph信号转换为数字ph值。
技术总结
本实用新型涉及自动控制技术领域，尤其是一种用于检测锂离子电池正极材料的pH的装置，输入模块包括投料单元，所述处理模块包括恒温搅拌单元、温度传感器以及检测转换单元，所述输出模块包括显示单元；其中，输入模块的投料单元制备待检悬浮液，在恒温环境下通过处理单元的恒温搅拌单元进行搅拌，使悬浮液中颗粒表面的残余碱充分溶解在水中；温度传感器实时采集恒温搅拌单元内部温度，检测转换单元检测搅拌完成悬浮液的pH值后转换为数字信号，将转换后的pH数字信号值通过与其连接的显示模块进行显示。该装置能同时测定多个样品的pH值，有效降低劳动强度、提高生产效率，同时操作、维护、使用方便，投入成本低。
技术研发人员：余军;王金锋;王佳;刘福
受保护的技术使用者：宜宾锂宝
新材料有限公司
技术研发日：2019.12.30
技术公布日：2021.01.12
声明：
“用于锂离子电池正极材料的pH检测装置的制作方法” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：中冶有色技术网
来源：宜宾锂宝新材料有限公司
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2024年11月29日 ~ 12月01日 
