CN102544588A

CN102544588A - 多功能磷酸铁锂电池制备

Info

Publication number: CN102544588A
Application number: CN2010106197068A
Authority: CN
Inventors: 楼瞻浩
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-04

Abstract

本发明的多功能磷酸铁锂电池制备，其组成由双面涂布机安装在放卷机的前端，而双面涂布机的上端安装料槽，两边安装两只伺服电机为搅拌机，而凸面滚筒同时安装在双面涂布机上端支架上，烘箱安装在双面涂布机前端，同时分别与压滚机和冷辊轧及收卷机依相对称排列安装成一条自动生产流水线，其优点是：涂布机采用两只相对称高精度喷头，一次性双面涂布，效率高，质量好，而该制备自动性能好，结构简单，操作方便，并节省了大量人力、场地、设备、电能、时间、资金，从而有效地提高了生产效率和经济效益。

Description

多功能磷酸铁锂电池制备

技术领域

本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种多功能磷酸铁锂电池制备。

背景技术

目前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，不仅广泛应用于航空、船天、航海、通讯、消防应急设备、储能、电力、机车、太阳发电储能、风光互补储能、各类电动车辆(电动轿车、高尔夫球车、电动公交、电动叉车、电动大巴、电动三轮车、电动自行车等领域。

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米以上，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，而该涂布机两层涂层分两步，要增加一套设备和占用场地。

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，提供一种多功能磷酸铁锂电池制备。

为了实现上述的目的，本发明的技术方案是：一种多功能磷酸铁锂电池制备，它由放卷机，拉紧滚筒，双面涂布机，凸面滚筒，烘箱，压滚机，冷辊轧，收卷机等组成，其特征在于将其组成好的放卷机、拉紧滚筒、双面涂布机、凸面滚筒、烘箱、压滚机、冷辊轧与收卷机依次工序相对称排列安装成一条生产自动流水线。所述的涂布机采用两只相对称德国进口高精度喷头，喷雾的涂料由PLC控制，定时定量均匀无误差，极片一次性双面涂料效率高，质量好，占地面积和工人少，成本低。所述的双面涂布机上安装料槽，两边安装两只伺服电机为搅拌机，使浆料不停的搅拌，不易产生沉淀堆积，从而大量节约了材料，降低成本。所述的凸面滚筒有二种制做方法，一种是将滚筒两边凸出一定宽度和高度几丝，另一种是将滚筒面内凹进一定宽度和深度几丝，使涂布后的涂料面不贴近滚筒面上，既能拉紧极片走带，又能保护涂料面不粘黏在滚筒面上，使极片的质量更加稳定(凹面滚筒未画)。所述的烘箱采用链条板式运行工作，活动性强，烘箱温度均匀，烘箱为卧式内设轨导，输送带为链条板式，安装在轨导上端，输送带两端两边安装若干只伺服电机，烘箱左右两侧安装光控纠偏器与千分表，纠偏灵敏，精度高，无误差，所述的压滚机采用若干只支撑架依次工序焊接，并将若干只碳纤维加热器安装在压滚机内壁，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕重新加热给予修补，一机多用，大幅度降低了极片报废率，提高工作效率。从而使电池循环寿命和性能大大提升。所述的冷辊轧腔内安装制冷器，而两端进气管与压缩机输出管连接，当该制备开始工作时，制冷机同时工作给冷辊轧制冷器输送冷气，使冷辊轧滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片走出烘箱炉口时，极片经过冷辊轧冷却，温度快速降低，极片经收卷机收卷，涂料不易粘黏。

本发明的多功能磷酸铁锂电池制备，与现有技术的锂离子电池设备相比较，其优点是：涂布机采用两只相对称高精度喷头，一次性双面涂布，效率高，质量好，涂布机的料槽上安装搅拌机，使浆料不易沉淀堆积浪费，烘箱为链条板式，运行效率高，均匀性能更好，压滚机腔内采用加热器，极片不均匀光滑有颗粒或划痕重新加热给予修补。该制备自动性能好，结构简单，操作方便，并节省了大量人工、场地、设备、电能、时间、资金，从而有效地提高了生产效率和经济效益。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的双面涂布机喷头视图；

图3是本发明的凸面滚筒视图；

图4是本发明的烘箱链条板式视图；

图5是本发明的压滚机加热器视图；

图6是本发明的冷辊轧制冷器视图。

附图中，放卷机1，拉紧滚筒2，双面涂布机3，凸面滚筒4，烘箱5，压滚机6，冷辊轧7，收卷机8。

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中所示，一种多功能磷酸铁锂电池制备，它由放卷机1，拉紧滚筒2，双面涂布机3，凸面滚筒4，烘箱5，压滚机6，冷辊轧7，收卷机8组成，其特征在于将组成好的放卷机1、拉紧滚筒2、双面涂布机3、凸面滚筒4、烘箱5、压滚机6、冷辊轧7与收卷机8依次工序相对称给予排列安装成一条生产自动流水线，所述的涂布机3采用两只相对称德国进口高精度喷头，喷雾的涂料由PLC控制，定时定量精度高均匀无误差。极片一次性双面涂料效率高，质量好，占地面积和人工少，成本低。所述的双面涂布机3上安装料槽，两边安装两只伺服电机为搅拌机，使浆料不停的搅拌，不易产生沉淀堆积，从而大量节约了材料，降低成本。所述的凸面滚筒有二种制做方法，一种是将滚筒两边凸出一定宽度和高度几丝，另一种是将滚筒面内凹进一定宽度和深度几丝，使涂布后的涂料面不贴近滚筒面上，既能拉紧极片走带，又能保护涂料面不粘黏在滚筒面上，使极片的质量更加稳定(凹面滚筒未画)。所述的烘箱5采用链条板式运行工作，活动性强，烘箱温度更均匀，烘箱为卧式内设轨导，输送带为链条板式，安装在轨导上端，输送带两端两边安装若干只伺服电机，烘箱5左右两侧安装光控纠偏器与千分表，收偏灵敏，精度高，误差低。所述的压滚机6采用若干只支撑架依次工序焊接，并将若干只碳纤维加热器安装在压滚机6内壁，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕重新加热给予修补，一机多用，大幅度降低了极片报废率，提高工作效率。从而使电池循环寿命和性能大大提升。所述的冷辊轧7腔内安装制冷器，而两端进气管与压缩机输出管连接，当该制备开始工作时，制冷机同时工作给冷辊轧7制冷器输送冷气，使冷辊轧7滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片走出烘箱炉口时，极片经过冷辊轧7冷却，温度快速降低，极片经收卷机8收卷，涂料不易粘黏。所述的烘箱5与压滚机6烘干加热采用碳纤维管，节能、省电、寿命长。

本发明的工作过程是：首先将制作电极极片的浆料经过上料口，进入双面涂布机3料槽，当该制备开始工作时，由电机驱动转辊旋转，同时料槽中的浆料随着伺服机的驱动，不停地在料槽中搅拌浆料，然后，极片经过放卷机1开始放行，由拉紧滚筒2随时旋转极片运行，双面涂布机3开始工作，两只高压喷头同时对称向极片喷雾涂料，喷涂好的极片经凸面滚筒4辊轧，然后，再次辊轧经烘箱5烘干出炉，再由压滚机6重新加热辊轧，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕给予修补，同时经拉紧滚筒输送至冷辊轧7，冷辊轧7制冷器输送冷气，使冷辊轧7滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片走出烘箱炉口时，极片经过冷辊轧7冷却，温度快速降低，极片经过收卷机8收卷，涂料不易粘黏完成生产停止工作；所述的烘箱5左右两侧安装光控纠偏器与千分表，当极片走带进行正常运行时，纠偏恒定在指定位置，当生产过程中间走带产生歪斜或放卷的极片收卷不齐和输送带一边超压，而走带出烘箱5炉口时出现偏移和超出纠偏器的量程时。此时，安装在烘箱5左右两侧的光控纠偏与千分表进行纠偏定位，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，而伺服电机接收PLC的信号指令，由伺服电机控制输送带左右偏移行程和受压压力，当极片走带往边偏移0.1mm和超压0.3Mpa时，伺服电机的气缸会自动给输送带加大气压，而右边的伺服电机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2所示中，本发明双面涂布机3采用两只相对称高精度喷头，喷雾的涂料由PLC控制定时定量精度高均匀无误差。两只相对称喷头安装中间空隙以极片走带距离为标准，并固定安装在涂布机3的支架上端。

图3所示中，本发明凸面滚筒4将滚筒两边凸出一定宽度和高度几丝，使涂布后的涂料面不贴近滚筒面上，既能拉紧极片走带，又能保护涂料面不粘黏滚筒面上，使极片的质量更加稳定。而安装在双面涂布机3两只喷头上端。

图4所示中，本发明烘箱5采用链条板运行工作，活动性能强，烘箱温度均匀，烘箱为卧式内设轨导，输送带为链条板式，安装在轨导上端，输送带两端两边安装若干只伺服电机，烘箱5左右两侧安装纠偏器与千分表，纠偏灵敏，精度高。

图5所示中，本发明压滚机6采用若干只支撑架依次工序焊接，并将若干只碳纤维加热器安装在压滚机内壁，而两端正负极与电源连接，当制备开始工作时，压滚机6滚筒加热器随机通电加热，当极片经过压滚机6转辊的同时，极片重新加热，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕给予修补，一机多用，大幅度降低了极片报废率提高工作效率。

图6所示中，本发明冷辊机7腔内安装制冷器，而两端进气管与压缩机输出管连接，当该制备开始工作时，工作给冷辊轧7制冷器输送冷气，使冷辊轧7滚筒的制冷器降至零下六、七度左右，当极片走出烘箱5炉口时，极片经过冷辊轧冷却，温度快速降低，极片经收卷机8收卷，涂料不易粘黏。

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

1.一种多功能磷酸铁锂电池制备，它由放卷机、拉紧滚筒、双面涂布机、凸面滚筒、烘箱、压滚机、冷辊轧、收卷机组成，其特征在于将其组成好的放卷机、拉紧滚筒、双面涂布机、凸面滚筒、烘箱、压滚机、冷辊轧与收卷机依次工序相对称排列安装成一条生产自动流水线。

2.根据权利要求1所述的多功能磷酸铁锂电池制备，其特征在于：涂布机采用两只相对称高精度喷头，喷雾的涂料由PLC控制，定时定量均匀无误差，极片一次性双面涂料效率高、质量好。

3.根据权利要求1所述的多功能磷酸铁锂电池制备，其特征在于：双面涂布机上安装料槽，两边安装两只伺服电机为搅拌机，使浆料不停的搅拌，不易产生沉淀堆积，从而大量节约了材料，降低成本。

4.根据权利要求1所述的多功能磷酸铁锂电池制备，其特征在于：烘箱采用链条板式运行工作，活动性能强，烘箱温度均匀，烘箱为卧式内设轨导，输送带为链条板式，安装在轨导上端，输送带两端两边安装若干只伺服电机，烘箱左右两侧安装纠偏器与千分表，纠偏灵敏，精度高，无误差。

5.根据权利要求1所述的多功能磷酸铁锂电池制备，其特征在于：压滚机采用若干只支撑架依次工序焊接，并将若干只碳纤维加热器安装在压滚机内壁，使极片不均匀光滑有颗粒或划痕重新加热给予修补，一机多用，大幅度降低极片报废率，提高工作效率，从而使电池循环寿命和性能大大提升。

6.根据权利要求1所述的多功能磷酸铁锂电池制备，其特征在于：冷辊轧腔内安装制冷器，而两端进气管与压缩机输出管连接。

7.根据权利要求1所述的多功能磷酸铁锂电池制备，其特征在于：凸面滚筒有二种制做，一种是将滚筒两边凸出一定宽度和高度几丝，另一种是将滚筒面内凹进一定宽度和深度几丝，使涂布后的涂料面不贴近滚筒面上，既能拉紧极片走带，又能保护涂料面不粘黏在滚筒面上，使极片的质量更加稳定。

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