CN106475275A - 一种锂离子电池电极的涂布装置及涂布方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种锂离子电池电极的涂布装置及涂布方法，包括底座和固设于底座两端用于对集流体进行放、收卷操作的放卷机构和收卷机构，位于放卷机构和收卷机构中间的底座上固设有支架，所述支架中间平行设有上、下两个支撑辊，位于两个支撑辊中间设有由驱动电机驱动往复水平运动的同步带，所述同步带上套设有随着其一同运动的喷头；所述喷头的入口端通过输料管与装有电极料的储料盒连接。本发明中涂布装置实现对成卷的集流体进行连续化涂布作业，从而有效的减少人工投入，且电极料干混而不加入溶剂，对环境无污染。

Description

一种锂离子电池电极的涂布装置及涂布方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池电极的涂布装置及涂布方法。
背景技术
近年来，锂离子电池具有续航时间长、使用寿命长、自放电率低和绿色环保等优点，而被广泛地应用于手机、电脑和电动汽车等领域，。
在制造锂离子电池的过程中，电极片的制备一般为湿法工艺，合浆时采用溶剂甲基吡咯烷酮（nmp）或水等将电极上的各种物料活性物质（磷酸铁锂、钴酸锂、锰酸锂、三元材料等）、导电成分、粘结剂混合为流体，然后通过常规的转移式或挤压式涂布机进行涂覆，并在涂覆过程中同步采用烘箱将溶剂再烘出去。这样的制备过程溶剂是完全被浪费的，不仅耗费能量而且环境不友好。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子电池电极的涂布装置及涂布方法。
本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池电极的涂布装置，包括底座和固设于底座两端用于对集流体进行放、收卷操作的放卷机构和收卷机构，位于放卷机构和收卷机构中间的底座上固设有支架，所述支架中间平行设有上、下两个支撑辊，位于两个支撑辊中间设有由驱动电机驱动往复水平运动的同步带，所述同步带上套设有随着其一同运动的喷头；所述喷头的入口端通过输料管与装有电极料的储料盒连接。
进一步方案，所述储料盒通过气管与增压机连接。
进一步方案，位于放卷机构和支架之间、收卷机构和支架之间的底座上均固设有对集流体进行导向的导向辊。
更进一步方案，所述支架上固定有控制器，所述控制器的输出端分别与驱动电机、增压机、放卷机构和收卷机构连接。
本发明的另一个发明目的是提供一种锂离子电池电极的涂布方法，先将纳米级的原料加入混合设备中进行干混得电极料；然后采用上述的涂布装置将电极料打印涂布到集流体上。
本发明利用打印原理将电极料通过喷头打印涂布到集流体，采用本发明的涂布装置进行打印涂布时，可通过计算机来设计好涂布的尺寸和花样，即通过控制器来控制驱动电机动作，进一步控制喷头的行走路径，从而实现涂布，并使锂离子电池电极的制备多样化。
本发明中涂布装置实现对成卷的集流体进行连续化涂布作业，从而有效的减少人工投入，且区别于传统湿法制备对NMP、水等各种溶剂的需求，本发明中电极料的粒径为纳米级别，且物料间的混合为干式混合，而不加入溶剂，对环境无污染，有利于大规模工业化推广。另外，纳米级的电极料能从喷头中均匀地喷出，通过控制增压装置的气压来控制从喷头喷出的电极料的多少。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明示意图；
图2是本发明中储料盒和增压装置的示意图。
图中：1-底座，2-放卷机构，3-控制器，4-支架，5-储料盒，6-输料管，7-喷头，8-收卷机构，9-1第一导向辊，9-2第二导向辊，9-3第三导向辊，9-4支撑辊，10-同步带，11-驱动电机，12-集流体，13-气管，14-增压机。
具体实施方式：
实施例1：
如图1所示，一种锂离子电池电极的涂布装置，包括底座1和固设于底座1两端用于对集流体13进行放、收卷操作的放卷机构2和收卷机构8，位于放卷机构2和收卷机构8中间的底座1上固设有支架4，所述支架4中间平行设有上、下两个支撑辊9-4，位于两个支撑辊9-4中间设有由驱动电机11驱动往复水平运动的同步带10，所述同步带10上套设有随着其一同运动的喷头7；所述喷头7的入口端通过输料管6与装有电极料的储料盒5连接。
如图2所示，储料盒5通过气管14与增压机15连接。
进一步方案，位于放卷机构2和支架4之间、收卷机构8和支架4之间的底座1上均固设有对集流体10进行导向的导向辊。
更进一步方案，所述支架4上固定有控制器3，所述控制器3的输出端分别与驱动电机11、增压机15、放卷机构2和收卷机构8连接。
实施例2：
一种锂离子电池电极的涂布方法，先将纳米级的原料加入混合设备中进行干混得电极料，再将混合好的电极料加入储料盒5中；然后将成卷的集流体12安装在放卷机构2上，并将其前端依次穿过高低交错设置的第三导向辊9-3、支撑辊9-4、第二导向辊9-2、第一导向辊9-1后套在收卷机构8上（如图1所示），使集流体在放卷机构2、收卷机构8的张力作用下而贴合在导向辊、支撑辊上，且与喷头7的底端接触；其次是打开增压装置14通过气管13向储料盒5内充入正压保护气体，进而对电极料进行增压，使电极料通过输料管6进入喷头7中；驱动电机11工作通过同步带10带动喷头7进行水平往复运动，将电极料均匀地涂布在集流体12上。
一段涂布完成后，收卷机构8和放卷机构2同步运行而移动集流体12，使喷头7沿着集流体的长度方向依次涂布，打印好集流体则收卷到收卷机构8上，从而完成电池电极的打印涂布。
优选的方案是通过控制器分别来控制收卷机构8、放卷机构2、驱动电机11和增压机15的工作，使它们的工作实现可控，即通过控制器来控制收卷机构8、放卷机构2的同步转动，也可通过控制器来控制驱动电机11带动喷头7移动的速度，从而控制涂布的厚度；可通过控制器来控制增压机15输出气压的大小来实现电极料输出量的大小。
以上所述仅为本发明专利的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明的权利要求范围所做的各种等同变换，均为本发明的权利要求范围。

Claims (5)

1.一种锂离子电池电极的涂布装置，包括底座（1）和固设于底座（1）两端用于对集流体（13）进行放、收卷操作的放卷机构（2）和收卷机构（8），其特征在于：位于放卷机构（2）和收卷机构（8）中间的底座（1）上固设有支架（4），所述支架（4）中间平行设有上、下两个支撑辊（9-4），位于两个支撑辊（9-4）中间设有由驱动电机（11）驱动往复水平运动的同步带（10），所述同步带（10）上套设有随着其一同运动的喷头（7）；所述喷头（7）的入口端通过输料管（6）与装有电极料的储料盒（5）连接。
2.根据权利要求1所述一种锂离子电池电极的涂布装置，其特征在于：所述储料盒（5）通过气管（14）与增压机（15）连接。
3.根据权利要求1所述一种锂离子电池电极的涂布装置，其特征在于：位于放卷机构（2）和支架（4）之间、收卷机构（8）和支架（4）之间的底座（1）上均固设有对集流体（10）进行导向的导向辊。
4.根据权利要求2所述一种锂离子电池电极的涂布装置，其特征在于：所述支架（4）上固定有控制器（3），所述控制器（3）的输出端分别与驱动电机（11）、增压机（15）、放卷机构（2）和收卷机构（8）连接。
5.一种锂离子电池电极的涂布方法，其特征在于：先将纳米级的原料加入混合设备中进行干混得电极料；然后采用如权利要求1所述的涂布装置将电极料打印涂布到集流体上。
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