CN102553780A - 一种用于锂离子电池制造的涂布机挤压头 - Google Patents

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汪正堂
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Abstract

本发明公开了一种用于锂离子电池制造的涂布机挤压头包括挤压头下唇、间隙垫片和挤压头上唇，通过螺栓固定并在一侧形成挤压缝口，所述挤压头下唇设有两个以上的压力腔，远离挤压缝口的压力腔设有用于进料的进料口；所述挤压头上唇的顶端沿挤压缝口一面为倾斜面，在倾斜面的垂直面设开有缝口调节槽，挤压头上唇的顶端至调节槽下端开设有一排螺纹孔。采用两个以上的压力腔，根据流体力学原理和液体的流延性，经过多腔体的压力均衡作用，使浆料由挤压头缝口挤出时，延缝口线的浆料压力值、高度一致，保证单位时间内的浆料流量一致性。设置螺栓与螺纹孔配合调整缝口调节槽宽度，可以顶出或拉回挤压头上唇端部，达到缩小或增大挤压头缝口间隙的目的。

Description

一种用于锂离子电池制造的涂布机挤压头
技术领域
本发明涉及一种用于锂离子电池制造设备的挤压式涂布机，尤其是用于锂离子电池制造的涂布机挤压头。
背景技术
涂布是锂离子电池生产过程中必不可少的工序，也是直接影响电池安全性、容量、一致性等各项性能的关键工序。涂布就是将制作好的糊状粘稠浆料，均匀的、连续或间断的涂覆在基体(铝箔或铜箔)上，保证各个涂布位置的厚度一致性、并将涂布厚度控制在工艺要求的公差范围内。目前国内有两种涂布方式：转移式和挤压式。转移式是一种成熟的技术，但是其结构复杂，设备调试麻烦；由于转移式涂布机的浆料处于裸露状态，因此对浆料对性能会有一定的影响，时间稍长就会产生结块，无法涂覆。
通过实验，挤压式涂布机技术日益成熟，它的机械结构简单，设备小型化，节省空间，调试方便；其涂布挤压头部分是封闭式，浆料在涂覆之间都是与外界隔绝的，因此不会因为空气的原因使浆料变质。
挤压式涂布机的涂布精度要比转移式涂布机高出许多。目前的实验结果显示，转移式涂布厚度极限是50μm，而挤压式涂布可以达到20μm，对锂电池工艺的适应性更强。
一直以来，挤压式涂布机所采用的涂布头，都是单压力腔体式。单压力腔体不利于挤压头腔体内浆料压力的平衡，延缝口线的浆料压力值呈抛物线变化，导致单位时间内各点浆料流量不一致，影响涂布厚度的一致性；另外，由于压力腔离挤压口的距离(即平衡面)太长，浆料的自身阻滞力增大，导致浆料挤出所需的压力增大，增加了浆料压力的控制难度。在间隙挤压涂布时，由于平衡面太长所导致的挤出压力，阻碍了浆料供料速度，导致间隙涂布的间隙灵敏度降低，影响间隙头、尾的质量，导致小距离间隙难以实现。
另外，目前使用的挤压头，其挤压嘴的挤出间隙是通过加工在挤压头下唇上的台阶产生的，加工好的一副挤压头，其挤出间隙即随之加工成型，不能变更。不同颗粒度及粘度的浆料，对挤出间隙的要求是完全不一样的，如此则只能更换不同的挤压涂布头，导致挤压涂布头的产品适应性低下，增加了涂布机的成本，同时更换产品型号所耗费的时间也大大增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种用于锂离子电池制造、多压力腔体、可调节挤出间隙的涂布机挤压头。
为了解决上述技术问题，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，包括对称设置的挤压头下唇和挤压头上唇以及设置在上下唇之间的间隙垫片，所述挤压头下唇、间隙垫片和挤压头上唇通过螺栓固定并在一侧形成挤压缝口，
所述挤压头下唇相对挤压头上唇一面为平衡面，所述平衡面上沿挤压缝口方向设有两个以上的压力腔，远离挤压缝口的压力腔设有用于进料的进料口；
所述挤压头上唇的顶端沿挤压缝口一面为倾斜面，在倾斜面的垂直面设开有缝口调节槽，所述调节槽与挤压缝口相平行，挤压头上唇的顶端至调节槽下端开设有一排螺纹孔，通过采用螺栓与螺纹孔配合调整缝口调节槽宽度进而调整挤压缝口大小。
其中，所述压力腔的数目为两个，分别为远离挤压缝口的A压力腔和靠近挤压缝口的B压力腔，所述A压力腔设有用于进料的进料口。
其中，所述A压力腔的容积大于B压力腔的容积。
其中，所述螺纹孔在缝口调节槽上端的内径大于缝口调节槽下端的内径，进一步包括调节螺栓套件，所述调节螺栓套件包括中空的紧定螺套和与紧定螺套相配合的紧定螺钉，所述紧定螺套旋转固定在缝口调节槽上端的螺纹孔，所述紧定螺钉贯穿紧定螺套与缝口调节槽下端的螺纹孔螺纹连接。
其中，所述缝口调节槽为U型槽。
其中，所述螺纹孔之间的间距为50mm。
本发明的有益效果是，采用两个以上的压力腔，根据流体力学原理和液体的流延性，经过多腔体的压力均衡作用，使浆料由挤压头缝口挤出时，延缝口线的浆料压力值达到高度一致，从而保证单位时间内的浆料流量一致性。同时设置螺栓与螺纹孔配合调整缝口调节槽宽度，可以顶出或拉回挤压头上唇端部，从而达到缩小或增大挤压头缝口间隙的目的，解决了挤压涂布机涂布压力控制难度大、由于浆料压力的抛物线变化导致的涂布厚度不均匀、因为缝口间隙不可调导致的挤压头产品适应性差的问题，提高挤压涂布机的涂布质量和对锂离子电池制造工艺对广泛适应性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
图1是本发明涂布机挤压头的立体结构示意图；
图2是本发明涂布机挤压头的内部示意图；
图3是本发明涂布机挤压头的剖面图；
图4是本发明涂布机挤压头的间隙调节示意图。
其中，1：挤压头下唇；11：平衡面；12：A压力腔；13：B压力腔；14：进料口；
2：挤压头上唇；21：缝口调节槽；22：螺纹孔；23：调节螺栓套件；
3：间隙垫片；4：挤压缝口。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。
请一并参阅图1、图2和图3，如图所示，本发明涂布机挤压头的实施例包括挤压头下唇1、间隙垫片3和挤压头上唇2。
所述挤压头下唇1和挤压头上唇2相互对称设置，挤压头下唇1之间挤压头上唇2夹有间隙垫片3，通过间隙垫片3的厚度预先设定挤压头的挤压间隙，挤压头下唇1、间隙垫片3和挤压头上唇2通过紧固螺栓连接固定，并在一侧形成挤压缝口4，所述挤压头下唇1相对挤压头上唇2一面为平衡面11，在平衡面11上沿挤压缝口4方向设有两个压力腔，分别为远离挤压缝口4的A压力腔12和靠近挤压缝口4的B压力腔13，所述A压力腔12设有用于进料的进料口14。
涂布浆料经进料口14进入A压力腔12，当浆料进入A压力腔12时，根据流体力学和液体的流延性，会均匀扩散布满整个压力腔，然后沿A压力腔12边缘较为均匀的流入B压力腔13，浆料在充满B压力腔13的过程中，会进一步均匀扩散，此时B压力腔13的浆料各点压力、密度均匀性已经非常一致，完全满足涂布要求。当浆料充满B压力腔13后，会沿其边缘均匀的注入平衡面11，并到达挤压缝口4，由挤压缝口4均匀挤出涂覆在基体上。
所述挤压头上唇2的顶端沿挤压缝口4一面为倾斜面，在倾斜面的垂直面设开有缝口调节槽21，所述调节槽与挤压缝口4相平行，挤压头上唇2的顶端至调节槽下端开设有一排螺纹孔22，螺栓穿入螺纹孔22并旋转拧到缝口调节槽21底部的螺纹孔22，使缝口调节槽21下部被拉动向缝口调节槽21上部收缩，使挤压头缝口的距离增大；同样反方向旋转螺栓，缝口调节槽21下部被推动远离缝口调节槽21上部，使挤压头缝口的距离减小，达到缝口大小调节的目的。
上述结构，根据流体力学原理和液体的流延性，经过多腔体的压力均衡作用，使浆料由挤压头缝口挤出时，延缝口线的浆料压力值达到高度一致，从而保证单位时间内的浆料流量一致性。同时设置螺栓与螺纹孔22配合调整缝口调节槽21宽度，可以顶出或拉回挤压头上唇2端部，从而达到缩小或增大挤压头缝口间隙的目的，解决了挤压涂布机涂布压力控制难度大、由于浆料压力的抛物线变化导致的涂布厚度不均匀、因为缝口间隙不可调导致的挤压头产品适应性差的问题，提高挤压涂布机的涂布质量和对锂离子电池制造工艺对广泛适应性。
在本实施例中，本发明涂布机挤压头可以有两个以上的压力腔，不同压力腔的容积可以是相同，也可以不同，远离挤压缝口4的压力腔比靠近挤压缝口4的压力腔的容积要大一些，使得涂布浆料在充满远离挤压缝口4的压力腔时不需要在用很多的时间充满靠近挤压缝口4的压力腔，既能够保证浆料各点压力、密度均匀性，又提供了挤压速率。
在本实施例中，所述螺纹孔22之间的间距为50mm，螺纹孔22在缝口调节槽21上端的内径大于缝口调节槽21下端的内径，本发明还进一步包括调节螺栓套件23，所述调节螺栓套件23包括中空的紧定螺套和与紧定螺套相配合的紧定螺钉，所述紧定螺套可以为M16*1.5的内六角空心紧定螺钉，其空心为M8*1的螺纹孔22，所述紧定螺钉为M8*1的内六角紧定螺钉。M16*1.5的紧定螺钉拧入缝口调节槽21上部，M8*1的紧定螺钉贯穿M16*1.5的紧定螺钉并拧入缝口调节槽21下部，使缝口调节槽21上、下部通过调节螺钉套件连接起来。当使用专用调节扳手逆时针转动调节螺栓套件23时，由于螺距的差异，导致螺纹转动时行走的直线距离不同，使缝口调节槽21下部被拉动向缝口调节槽21上部收缩，使挤压头缝口的距离增大；当使用专用调节扳手顺时针转动调节螺栓套件23时，缝口调节槽21下部被推动远离缝口调节槽21上部，使挤压头缝口的距离减小；达到缝口大小调节的目的。当挤压头局部变形或损伤时，还可通过调节局部的调节螺栓套件23，是缝口宽度保持一致，使挤压头具有自修复功能。
在本实施例中，所述缝口调节槽21为U型槽，使用U型槽能更均匀、准确调整缝口调节槽21的宽度，进而调整挤压缝口4大小。
本发明采用多压力腔体、可调间隙式的涂布机挤压头，解决了挤压涂布机涂布压力控制难度大、由于浆料压力的抛物线变化导致的涂布厚度不均匀、因为缝口间隙不可调导致的挤压头产品适应性差的问题，提高挤压涂布机的涂布质量和对锂离子电池制造工艺对广泛适应性。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，包括对称设置的挤压头下唇和挤压头上唇以及设置在上下唇之间的间隙垫片，所述挤压头下唇、间隙垫片和挤压头上唇通过螺栓固定并在一侧形成挤压缝口，其特征在于：
所述挤压头下唇相对挤压头上唇一面为平衡面，所述平衡面上沿挤压缝口方向设有两个以上的压力腔，远离挤压缝口的压力腔设有用于进料的进料口；
所述挤压头上唇的顶端沿挤压缝口一面为倾斜面，在倾斜面的垂直面设开有缝口调节槽，所述调节槽与挤压缝口相平行，挤压头上唇的顶端至调节槽下端开设有一排螺纹孔，通过采用螺栓与螺纹孔配合调整缝口调节槽宽度进而调整挤压缝口大小。
2.根据权利要求1所述的用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，其特征在于：所述压力腔的数目为两个，分别为远离挤压缝口的A压力腔和靠近挤压缝口的B压力腔，所述A压力腔设有用于进料的进料口。
3.根据权利要求2所述的用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，其特征在于：所述A压力腔的容积大于B压力腔的容积。
4.根据权利要求1所述的用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，其特征在于：所述螺纹孔在缝口调节槽上端的内径大于缝口调节槽下端的内径，进一步包括调节螺栓套件，所述调节螺栓套件包括中空的紧定螺套和与紧定螺套相配合的紧定螺钉，所述紧定螺套旋转固定在缝口调节槽上端的螺纹孔，所述紧定螺钉贯穿紧定螺套与缝口调节槽下端的螺纹孔螺纹连接。
5.根据权利要求1所述的用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，其特征在于：所述缝口调节槽为U型槽。
6.根据权利要求1所述的用于锂离子电池制造的涂布机挤压头，其特征在于：所述螺纹孔之间的间距为50mm。
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