CN102074685A - 高效率多功能磷酸铁锂电池设备 - Google Patents

Abstract

本发明的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其组成由第一面涂布机安装在放卷机的前端，涂布机的料槽上端安装微型电机，而微型搅拌机安装在螺杆上，一端与微型电机连接，另一端安装在料槽上，烘干箱分为上下两层，在下烘干箱的前端依次安装冷却辊与第二面涂布机；上烘干箱的前端与冷却箱及冷却辊连接，同时分别将压片机和收卷机与前端的冷却辊相对称安装一条生产流水线；其优点是：能将电极极片双面涂层和压片机转辊工序在一套设备上分三步一次涂布好，压片好，结构简单，操作方便，节省了人工、设备、场地、电能、时间与资金，杜绝了生产浆料颗粒的沉淀堆积，减少了浆料颗粒划痕的形成，并有极片修补功能，从而有效地提高了电极的质量和性能。

Description

高效率多功能磷酸铁锂电池设备

技术领域

本发明涉及锂离子电池极片的制造设备，尤其涉及一种高效率多功能磷酸铁锂电池设备。

背景技术

21世纪全球面临两个严峻问题：一是能源，二是环保。解决能源的最有效办法就是节能。因此，节能的当务之急就是减少石油用量，而石油最大用量就是汽车，减少汽车的石油用量是重中之重。解决环保的有效办法应是减排，石油汽车尾气的排放已成为全球空气污染的罪魁祸首。所以，发展新能源电动汽车是全球当前有效解决能源与环保的根本出路，但汽车必须要寻找非石油替代动力，目前磷酸铁锂电池可以替代汽车动力，但磷酸铁锂电池目前是一个阳光产业刚刚起步，磷酸铁锂电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长、体积少、容量大、节能、环保、安全性能好等优点，不仅广泛应用于电动汽车、电动二轮车、三轮摩托车、电动自行车，而且也广泛应用于旅游观光车、太阳能发电储能、风光互补储能、移动电话、消防应急设备方面，因此，对磷酸铁锂电池的性能要求越来越高。电极极片是磷酸铁锂电池的重要组成部分，是磷酸铁锂电池的核心。生产磷酸铁锂电池的设备，涂敷出来极片的质量决定磷酸铁锂电池的性能，比如自放电高、循环使用次数少、寿命短、存储时间短、电压低等质量问题。

而生产电极极片的设备是涂布机，涂布机的重要部分则是涂布机的料槽。在磷酸铁锂电池的生产过程中，制作电极极片的浆料，首先要经过上料系统进入涂布机的料槽，然后通过转辊的旋转将浆料带出并涂到箔上面，其质量要求是，浆料涂在箔上面要均匀光滑，不允许存在颗粒或者划痕。但是，由于浆料自身特性的限制，所以，当浆料在料槽里面存放时间过长时，其自然的沉淀堆积作用很容易产生大量的颗粒，这些颗粒的产生，极大地影响了极片的质量，造成大量极片的报废。另外，涂布机在进行生产的过程中，由于整个涂布机的烘干箱长度在18-25.4米，极片在走带的过程中很容易发生偏移，而出烘干箱口的自动纠偏系统的左右纠偏行程在50mm，如果超出了纠偏系统的行程，操作人员不及时发现停机，就会造成了涂布机走带中的极片断带，现有的生产设备涂布机电极极片入烘干箱内时走带纠偏控制器纠偏精度不高，在实际生产过程中极片走带经常偏移，因此就造成大量的极片报废。另外，现有的生产设备全部是单面涂布机，这种涂布机一次只能涂一面即放卷、涂布、烘干、收卷后再重新反面涂布。生产电极极片过程必须重复一次才能将两面涂好，而电极极片涂好后拆卸下来重新安装在压片机转辊，压片机系统中滚筒腔内未安装加热器，当浆料涂敷到箔上面，产生不均匀光滑有颗粒或者划痕就无法修补，造成大量极片报废和降低锂电池质量和性能。

为了提高生产效率，目前有采用两层涂层在一台涂布机上分两步一次涂好的涂布机，如专利申请号为200720062203.9公开的一种“适用于锂电池极片的涂布机”，这种涂布机和现有的生产设备涂布机一样存在着不足之处，当浆料在料槽里面存放时间过长时，同样沉淀堆积产生大量的颗粒，该机的纠偏控制器采用跟踪传感器，纠偏精度不高，而极片压片时必须重新安装在压片机上转辊，费工、费时，但压片机系统中滚筒腔内未安装加热器，极片产生不均匀光滑有颗粒或者划痕就无法修补，造成大量极片报废和降低锂电池质量和性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供一种高效率多功能磷酸铁锂电池设备。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种高效率多功能磷酸铁锂电池设备，它包括放卷机，第一面涂布机，铁氟龙传送带，烘干箱及依次安装在烘干箱前端的冷却辊，第二面涂布机、伺服电机、光控纠偏器、百分表、冷却箱、压片机、收卷机组成，其特征在于第一面涂布机安装在放卷机的前端，涂布机的料槽上安装微型电机，而微型搅拌机安装在螺杆上，一端与微型电机连接，另一端安装在料槽上，烘干箱分为上下两层，在下烘干箱的前端依次安装冷却辊与第二面涂布机；上烘干箱的前端与冷却箱及冷却辊连接，同时分别将压片机和收卷机与前端的冷却辊相对称安装成一条生产流水线；所述的烘干箱分为上下两层与冷却箱的输送带上端安装耐高温铁氟龙传送带，每条传送带安装伺服电机，烘干箱左右两侧安装光控纠偏器与百分表；所述的冷却辊腔内安装制冷器，而两端进气管与压缩机输出管连接，当涂布机设备开始工作时，压缩机同时工作给冷却辊3、11输送冷气，使冷却辊滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片出烘干箱口时，极片上的温度经过冷却辊快速冷却，使第二面涂布机涂布时，浆料不受粘黏，使极片涂布正常工作；所述的压片机系统中滚筒腔内安装加热器，而两端正负极与电源连接，当设备开始工作时，压片机系统中滚筒加热器随机通电加热，当极片经过压片机转辊的同时使极片不均匀光滑有颗粒或划痕给予修补，一机多用，大量提高了生产工作效率和提高了极片的质量和性能；所述的烘干箱的烘干加热装置采用碳纤维加热装置，节能、省电、寿命长。

本发明的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，与现有技术的涂布机设备相比，其优点是：能将电极极片双面涂层和压片机转辊工序在一套设备上分三步一次涂布好，压片好，结构简单，操作方便，节省了人工、设备、场地、电能、时间与资金，杜绝了生产浆料颗粒的沉淀堆积，减少了浆料颗粒划痕的形成，并有极片修补功能，从而有效地提高了极片的质量和性能。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的烘干箱俯视图；

图3是本发明的冷却辊制冷器视图；

图4是本发明的压片机滚筒加热器视图；

图5是本发明的料槽上安装微型搅拌器视图；

图6是本发明的料槽上安装微型搅拌器仰视图。

附图中，放卷机1，第一面涂布机2，冷却辊3，第二面涂布机4，伺服电机5，烘干箱6，光控纠偏器7，百分表8，冷却箱9，铁氟龙传送带10，冷却辊11，压片机12，收卷机13，制冷器14，加热器15，料槽16，微型搅拌机17。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

图1、2中，一种高效率多功能磷酸铁锂电池设备，它包括放卷机1，第一面涂布机2，铁氟龙传送带10，烘干箱6及依次安装在烘干箱6前端的冷却辊3，第二面涂布机4、伺服电机5、电控纠偏器7、百分表8、冷却箱9、压片机12、收卷机13组成，其特征在于第一面涂布机2安装在放卷机1的前端，涂布机的料槽16上端安装微型电机，而微型搅拌机17安装在螺杆上，一端与微型电机连接，另一端安装在料槽16上，烘干箱6分为上下两层，在下烘干箱的前端依次安装冷却辊3与第二面涂布机4；上烘干箱的前端与冷却箱9及冷却辊11连接，同时分别将压片机12和收卷机13与前端的冷却辊11相对称安装成一条生产流水线；所述的烘干箱6分为上下两层与冷却箱9的输送带上端安装耐高温铁氟龙传送带10，每条传送带安装伺服电机5，烘干箱6左右两侧安装光控纠偏器7与百分表8；所述的冷却辊腔内安装制冷器14，而两端进气管与压缩机输出管连接，当涂布机设备开始工作时，压缩机12同时工作给冷却辊3、11输送冷气，使冷却辊滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片出烘干箱口时，极片上的温度经过冷却辊快速冷却，使第二面涂布机涂布时，浆料不受粘黏，使极片涂布正常工作；所述的压片机系统中滚筒腔内安装加热器15，而两端正负极与电源连接，当设备开始工作时，压片机系统中滚筒加热器随机通电加热，当极片经过压片机转辊的同时使极片不均匀光滑有颗粒或划痕给予修补，一机多用，大量提高了生产工作效率和提高了极片的质量和性能；所述的烘干箱6的烘干加热器采用碳纤维加热装置，节能、省电、寿命长。

本发明的工作过程是：首先使制作电极极片的浆料经过上料口进入涂布机料槽16；当涂布机设备开始工作时，由电机驱动转辊旋转，使料槽16中的浆料随着微型电机的驱动，使微型搅拌机17在料槽16上的螺杆上左右运行搅拌浆料，然后，极片经过放卷机1放卷后，浆料开始在第一面涂布机2上涂布，涂好的浆料经下烘干箱6烘干，出箱并通过二道冷却辊3进行了冷却，使第二面涂布机4涂布极片时，而第一面上极片浆料不受粘黏，当第二面涂布机4涂布涂好的浆料经过烘干箱6烘干，再经过冷却箱9和冷却辊11循环冷却，同时极片经压片机12的滚筒加热器14加热转辊，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕给予修补，并由收卷机13收卷完成生产；所述的同步装置为纠偏系统，配套有相应的光控纠偏器7、百分表8、伺服电机5、涂布机设备进行正常生产时，当第一面涂布机2与第二面涂布机4速度完全同步时，纠偏恒定在指定位置，当中间走带产生歪斜或放卷的极片收卷不齐和铁氟龙传送带10一边超压，而走带出烘干箱6口时出现偏移和超出纠偏系统的量程时。

此时，安装在烘干箱6左右两侧的光控纠偏器7与百分表8进行纠偏定位，同时检测到极片偏斜信号后，发指令给PLC，由PLC信号指令给伺服电机5，而伺服电机5接收PLC的信号指令，由伺服电机5控制铁氟龙传送带10左右偏移行程和受压压力，当极片走带往左边偏移0.1mm和超压0.3mpa时，伺服电机5的气缸会自动给传送带加大气压，而右边的伺服电机5的气缸气压会自动减少，左右边纠偏精度与压力由PLC程序自动控制调节平衡而进行正常生产。

图3所示中，本发明采用冷却辊腔内安装制冷器14，而两端进气管与压缩机输出管连接，当涂布机设备开始工作时，压缩机同时工作给冷却辊3、11输送冷气，使冷却辊滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片出烘干箱6口时，极片上的温度经过冷却辊快速冷却，使第二面涂布机涂布时，浆料不受粘黏，使极片涂布正常工作；具体方法是：制冷器14用铜、铝制成“U”形成“S”形的制冷器14安装在圆柱形冷却辊腔内。

图4所示中，本发明采用压片机系统中滚筒腔内安装加热器15，而两端正负极与电源连接，当设备开始工作时，压片机系统中滚筒加热器随机通电加热，当极片经过压片机转辊的同时，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕给予修补，一机多用，大量提高了生产工作效率和提高了极片的质量和性能；具体方法是：加热器15为直形红处管安装在圆柱形压片机12滚筒腔内。

图5、6所示中，本发明采用涂布机的料槽16上端安装微型电机，而微型搅拌机17安装在螺杆上，一端与微型电机连接，另一端安装在料槽上。当涂布机设备开始工作时，使料槽16中的浆料随着微型电机的驱动使微型搅拌机17在料槽16中左右运行搅拌浆料，杜绝了生产桨料颗粒的沉淀堆积，减少了桨料颗粒划痕的形成，从而提高了极片的质量和性能。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，本领域的技术人员能思之采用本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变以及具有等同替换的相似设计，均应落入本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种高效率多功能磷酸铁锂电池设备，它包括放卷机(1)，第一面涂布机(2)，铁氟龙传送带(10)，烘干箱(6)及依次安装在烘干箱(6)前端的冷却辊(3)，第二面涂布机(4)、伺服电机(5)、光控纠偏器(7)、百分表(8)、冷却箱(9)、压片机(12)、收卷机(13)组成，其特征在于第一面涂布机(2)安装在放卷机(1)的前端，涂布机的料槽(16)上安装微型电机，而微型搅拌机(17)安装在螺杆上，一端与微型电机连接，另一端安装在料槽(16)上，烘干箱(6)分为上下两层，在下烘干箱的前端依次安装冷却辊(3)与第二面涂布机(4)；上烘干箱的前端与冷却箱(9)及冷却辊(11)连接，同时分别将压片机(12)和收卷机(13)与前端的冷却辊(11)相对称安装成一条生产流水线。

2.根据权利要求1所述的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其特征是，涂布机为两台，第一面涂布机(2)与第二面涂布机(4)，料槽(16)上端安装微型电机，而微型搅拌机(17)安装在螺杆上，一端与微型电机连接，另一端安装在料槽(16)上。

3.根据权利要求1所述的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其特征是，烘干箱(6)分为上下两层与冷却箱(9)的输送带上端安装耐高温铁氟龙(10)传送带，每条传送带安装伺服电机(5)，烘干箱(6)左右两侧安装光控纠偏器(7)与百分表(8)。

4.根据权利要求1所述的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其特征是：冷却辊(3)、(11)腔内安装制冷器(14)，而两端进气管与压缩机输出管连接。

5.根据权利要求1所述的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其特征是，压片机(12)系统中滚筒腔内安装加热器(15)，而两端正负极与电源连接。

6.根据权利要求1所述的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其特征是，烘干箱(6)烘干加热装置采用碳纤维加热装置，节能、省电、寿命长。

7.根据权利要求1所述的高效率多功能磷酸铁锂电池设备，其特征是，能将极片双面涂层与压片机(12)转辊工序在一套设备上分三步一次涂布好，压片好，结构简单，操作方便，节省了人工、设备、场地、电能、时间和资金，杜绝了生产桨料颗粒的沉淀堆积，减少了桨料颗粒划痕的形成，从而提高了极片的质量和性能。

以上公开的仅为本发明的具体实施例，但是，本发明并非局限于此，本领域的技术人员能思之采用本发明的设计宗旨，所有显而易见的改变以及具有等同替换的相似设计，均应落入本发明的保护范围之内。

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