CN101632972A - 锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极片涂膜方法，其包括以下步骤：在一封闭的浆料贮罐中将浆料搅拌均匀；将搅拌均匀的浆料通过一管路封闭的计量涂布装置涂布于一涂布辊上，以形成膜片；以及将涂布于涂布辊的膜片转移至一由沿着与涂布辊同向转动的背辊传送的基材上。根据本发明锂离子电池极片涂膜方法，浆料自浆料贮罐释放后直至涂布于涂布辊的过程始终处于封闭管路中，不与外界环境接触，因此不会产生吸潮、结块和颗粒，保证了膜片的厚度均匀、一致。此外，本发明还公开了一种锂离子电池极片涂膜装置。

Description

锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池，尤其是锂离子电池阴、阳极片的涂膜装置和涂膜方法。

背景技术

随着科学技术的发展，摄像机、笔记本电脑、便携式DVD和数码相机等移动设备的应用越来越广泛。锂离子电池因具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围宽泛等优点而逐渐受到人们的青睐，成为移动设备的理想能源。

锂离子电池一般包括阴极片、阳极片和隔离在阴、阳极片之间的隔离膜，阴、阳极片和隔离膜通过卷绕方式制成锂离子电芯。其中，阴极片包括采用铝箔制作的阴极集流体和附着在阴极集流体上、含有阴极活性物质的阴极膜片，阳极片包括采用铜箔制作的阳极集流体和附着在阳极集流体上、含有阳极活性物质的阳极膜片。

在阴、阳极膜片的制备工艺中，首先将含有阴、阳极活性物质的粉料通过搅拌分散工艺制成浆料，然后将浆料通过涂膜装置涂布在各自的集流体上，烘干后形成膜片，再通过轧压、分条裁片制成所需的阴、阳极片。

请参阅图1所示，现有技术中，锂离子电池的阴、阳极片涂膜装置包括：一浆料贮存装置(未图示)、一控制浆料流量的控制阀10’、一敞口料槽20’、相互对接的一涂布辊40’和一背辊50’，以及一与涂布辊40’对接的刮刀60’。

涂膜时，涂布辊40’转动经过料槽20’而将浆料粘附于其上，刮刀60’与涂布辊40’之间的间距可调，以控制膜片的厚度。背辊50’和涂布辊40’同向转动并相互对接，从而将随着涂布辊40’传送的膜片转移至沿着背辊50’传送的基材90’上。附着有膜片的基材90’在背辊50’的驱动下进一步传送至预定地点，以进行轧压、分条等后续工序。

但是，现有技术的涂膜装置至少存在以下缺陷：首先，浆料在传送至涂布辊之前置于一个开放的料槽中，容易受外界环境影响而吸潮、结块、沉降产生颗粒，难以保证所涂布膜片厚度的一致性；其次，膜片的厚度只能通过调整刮刀和涂布辊之间的间距来调节，难以准确保证所获得的膜片厚度的均匀性。

有鉴于此，确有必要提供一种能够避免上述影响因素的锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法，以保证膜片的均匀、一致性。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种能够保证膜片均匀一致的锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种锂离子电池极片涂膜方法，其包括以下步骤：在一封闭的浆料贮罐中将浆料搅拌均匀；将搅拌均匀的浆料通过一管路封闭的计量涂布装置涂布于一涂布辊上，以形成膜片；以及将涂布于涂布辊上的膜片转移至一由沿着与涂布辊同向转动的背辊传送的基材上。

作为本发明锂离子电池极片涂膜方法的一种改进，所述计量涂布装置包括一精密计量泵和一挤压涂布头，挤压涂布头与所述涂布辊之间的间距可调。

作为本发明锂离子电池极片涂膜方法的一种改进，所述浆料贮罐设有一柱形的罐体和一密封封盖于罐体上的罐盖，罐盖上设有一用于搅拌浆料的搅拌器。

作为本发明锂离子电池极片涂膜方法的一种改进，所述涂布辊上方设有一可沿着垂直方向上下移动的刮刀。

作为本发明锂离子电池极片涂膜方法的一种改进，所述涂布辊的下方设有一回料装置和一设置在回料装置中且与涂布辊对接的刮板。

为了解决上述技术问题，本发明还提供一种锂离子电池极片涂膜装置，其包括一防止浆料沉淀的浆料贮罐、一涂布辊和一可与涂布辊对接且传送基材的背辊，以及一将浆料自浆料贮罐转移至涂布辊的计量涂布装置，计量涂布装置为一封闭管路，其包括一精密计量泵和一挤压涂布头。

作为本发明锂离子电池极片涂膜装置的一种改进，所述挤压涂布头与所述涂布辊之间的间距可调。

作为本发明锂离子电池极片涂膜装置的一种改进，对应所述涂布辊设有一个可沿着垂直方向移动的刮刀，刮刀与所述涂布辊之间的间距可调。

作为本发明锂离子电池极片涂膜装置的一种改进，所述涂布辊的下方设有一回料装置和一刮板，刮板设置于回料装置中且与所述涂布辊对接。

作为本发明锂离子电池极片涂膜装置的一种改进，所述浆料贮罐包括一罐体和一密封组接于罐体上的罐盖，罐盖上设有一搅拌器。

相对于现有技术，本发明锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法至少具有具有以下优点：

首先，浆料自浆料贮罐释放后直至涂布在涂布辊上的整个过程始终处于一封闭管路中，不会和外界环境接触，因此不会因受到外界环境的影响而吸潮、结块和产生颗粒，保证了最终获得的膜片的厚度尽可能一致，提高了锂离子电池容量的一致性。

其次，挤压涂布头和/或刮刀与涂布辊之间的间距、精密计量泵的流量可调，可保证所获得的膜片厚度的一致性。

附图说明

下面结合说明书附图和具体实施方式，对本发明及其有益技术效果进行详细说明，其中：

图1所示为现有技术锂离子电池极片涂膜装置的示意图。

图2所示为本发明锂离子电池极片涂膜装置的示意图，其中，刮刀未与涂布辊对接。

图3为图2所示锂离子电池极片涂膜装置的另一示意图，其中，刮刀已与涂布辊对接。

具体实施方式

图2和图3所示为本发明锂离子电池极片涂膜装置10的示意图，其可用于制备锂离子电池的阴极片和/或阳极片，其包括：一浆料贮罐20、一输送并计量涂布浆料的封闭计量涂布装置30、一涂布辊40、一与涂布辊40对接且传送一基材90的背辊50、一可相对于涂布辊40沿着垂直方向移动的刮刀60，以及一位于涂布辊40下方的回料装置70。

浆料贮罐20为一封闭容器，其包括一柱形罐体202和一可以密封封盖于罐体202上的罐盖204，罐盖204上设有一伸入罐体202内的搅拌器206。搅拌器206可将浆料贮罐20中的浆料搅拌均匀，以防止浆料在浆料贮罐20中沉淀，保证最终制得的膜片厚度均匀一致。

计量涂布装置30为一封闭管路，其包括一密封连接于浆料贮罐20底部的精密计量泵302和一与精密计量泵302连接的挤压涂布头304，精密计量泵302可以根据实际需要获得的膜片厚度从浆料贮罐20中定量抽送浆料。挤压涂布头304为一可容置一定量浆料的中空设置，其与涂布辊40之间的间距可调，以控制膜片的厚度。通过调节精密计量泵302和挤压涂布头304，从浆料贮罐20中传输的浆料可以以预定的厚度涂布于涂布辊40上。

结合图示实施方式和上述说明可以看出，和现有技术不同，本发明锂离子电池极片涂膜装置10中，浆料在涂布于涂布辊40之前始终处于一个封闭管路中，因此不会因受到外界环境的影响而产生吸潮、结块、沉降、颗粒等问题，始终保持均匀。此外，由于传送的浆料由精密计量泵302定量供给，避免了单纯通过调节刮刀60与涂布辊40之间的间距来调节膜片厚度，因此可以尽可能地保证所获得的膜片厚度和膜片重量的一致性。

涂布辊40和背辊50为相互对接的一对钢辊，可以围绕各自的转轴(未图示)同向转动。经过精密计量泵302和挤压涂布头304的精确计量，从挤压涂布头304传送的浆料涂布于涂料辊40上并形成膜片。当膜片随着涂布辊40转动至与背辊50对接的位置时，在涂布辊40和背辊50之间的压力作用下被转移、压实至绕着背辊50传动的基材90(可以是阳极集流体或阴极集流体)上，随后在背辊50的驱动下被传送至预定位置，以进行后续的轧压、分条等工序。

请一并参阅图2和图3所示，在图示实施方式中，涂布辊40的正上方设有一刮刀60。刮刀60可以沿着垂直方向在一定范围内上下移动，以调节其与涂布辊40之间的间距。请特别参阅图3，当刮刀60沿着垂直方向移动至与涂布辊40相抵接的预定位置时，可以进一步控制涂布于涂布辊40上的膜片的厚度。

为了有效回收和再利用原料，涂布辊40下方的适当位置处设有一回料装置70，回料装置70中设有一与涂布辊40相抵接的刮板80，刮板80可以刮除涂布辊40上的残余膜片和/或被刮刀60刮除的膜片碎屑，以供回收利用。

下面结合图2和图3，详细说明使用本发明锂离子电池极片涂膜装置进行涂膜的方法。

首先，将按照预定比例配好的原料(可以是制备阳极片的原料，也可以是制备阴极片的原料)放入浆料贮罐20中制成浆料，同时，搅拌器206缓慢搅动，以防止浆料发生沉淀，保证浆料均匀。

其次，从浆料贮罐20中释放的浆料自封闭的计量涂布装置30传送并涂布于涂布辊40上。在此过程中，精密计量泵302可以定量供给一定量的浆料，挤压涂布头304与涂布辊40之间的间距大小可以调整。通过调整精密计量泵302的流量和挤压涂布头304与涂布辊40之间的间距，可以获得理想厚度的膜片。由于自浆料贮罐20传送至涂布辊40的过程中，浆料始终处于与外界环境隔离的封闭管路中，因此不会因受到外界环境的影响而吸潮、结块和产生颗粒变异，有效保证了最终获得的膜片厚度的均匀性。

为了进一步保证所获得的膜片厚度均匀、一致，可以将刮刀60调节至与涂布辊40间隔一定距离位置处，以刮除膜片的多余部分。位于涂布辊40下方的回料装置70可以接收膜片碎屑，以供回收利用。

最后，涂布辊40上的膜片随着涂布辊40一起转动，当移动至与背辊50对接位置处，膜片在涂布辊40和背辊50之间的压力作用下被转移至背辊50传送的基材90上。随后，基材90连同附着在其上的膜片在背辊50的驱动下被传送至其他预定位置处，以进行后续轧实和分条处理。

需要说明的是，图2、图3和上述相关描述仅仅为本发明锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法的一个具体实施方式，其可以实现连续挤压涂膜。但是，根据本发明锂离子电池极片涂膜装置和涂膜方法的另一个实施方式，背辊50可以相对于涂布辊40水平相对移动。涂布辊40和背辊50的对接和相互远离可以一定的时间间隔交替进行：当背辊50水平移动至与涂布辊40对接位置时，涂布辊40上的膜片可以转移至背辊50传送的基材90上；当背辊50水平移动至远离涂布辊40位置时，涂布辊40上的膜片不再转移至背辊50传送的基材90上，从而实现间断挤压涂膜。

在间断挤压涂膜工艺过程中，未转移至基材90上的膜片随涂布辊40运动至涂布辊40最下方位置时，会被刮板80刮除并被回收至回料装置70中进行回收和再利用。

结合上述对本发明锂离子电池极片涂布装置和涂膜方法的详细说明可以看出，相对于现有技术，本发明锂离子电池极片涂布装置和涂布方法至少具有以下优点：

首先，浆料自浆料贮罐释放后直至涂布在涂布辊的整个过程始终处于一封闭的管路中，不与外界环境接触，因此不会因受到外界环境的影响而吸潮、结块和产生颗粒，保证了最终获得的膜片的厚度尽可能一致，提高了锂离子电池容量的一致性。

其次，挤压涂布头和/或刮刀与涂布辊之间的间距、精密计量泵的流量可调，以保证所获得的膜片厚度的一致性。

再次，可以通过调整涂布辊与背辊的相对位置，可以实现连续挤压涂膜和间断挤压涂膜。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属技术领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1、一种锂离子电池极片涂膜方法，其包括以下步骤：

在一封闭的浆料贮罐中将浆料搅拌均匀；

将搅拌均匀的浆料通过一管路封闭的计量涂布装置涂布于一涂布辊上，以形成膜片；以及

将涂布于涂布辊上的膜片转移至一由沿着与涂布辊同向转动的背辊传送的基材上。

2、根据权利要求1所述的锂离子电池极片涂膜方法，其特征在于：所述计量涂布装置包括一精密计量泵和一挤压涂布头，挤压涂布头与所述涂布辊之间的间距可调。

3、根据权利要求1所述的锂离子电池极片涂膜方法，其特征在于：所述浆料贮罐设有一柱形的罐体和一密封封盖于罐体上的罐盖，罐盖上设有一用于搅拌浆料的搅拌器。

4、根据权利要求1所述的锂离子电池极片涂膜方法，其特征在于：所述涂布辊上方设有一可沿着垂直方向上下移动的刮刀。

5、根据权利要求1所述的锂离子电池极片涂膜方法，其特征在于：所述涂布辊的下方设有一回料装置和一设置在回料装置中且与涂布辊对接的刮板。

6、一种锂离子电池极片涂膜装置，其包括：一防止浆料沉淀的浆料贮罐、一涂布辊和一可与涂布辊对接且传送基材的背辊，以及一将浆料自浆料贮罐转移至涂布辊的计量涂布装置，其特征在于：所述计量涂布装置为一封闭管路，其包括一精密计量泵和一挤压涂布头。

7、根据权利要求6所述的锂离子电池极片涂膜装置，其特征在于：所述挤压涂布头与所述涂布辊之间的间距可调。

8、根据权利要求6所述的锂离子电池极片涂膜装置，其特征在于：对应所述涂布辊设有一个可沿着垂直方向移动的刮刀，刮刀与所述涂布辊之间的间距可调。

9、根据权利要求6所述的锂离子电池极片涂膜装置，其特征在于：所述涂布辊的下方设有一回料装置和一刮板，刮板设置于回料装置中且与所述涂布辊对接。

10、根据权利要求6所述的锂离子电池极片涂膜装置，其特征在于：所述浆料贮罐包括一罐体和一密封组接于罐体上的罐盖，罐盖上设有一搅拌器。

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