CN106733415A - 一种锂电池极片涂布机 - Google Patents

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Abstract

一种锂电池极片涂布机，包括依次设置的放卷机构、涂布机构、烘干机构和收卷机构，所述烘干机构包括烘箱外壳，所述烘箱外壳的顶板上设有多个红外管，所述烘箱外壳内部的上端设有多个接触过辊、下端设有多个悬浮过辊，所述接触过辊和悬浮过辊在极片走带方向上交错设置。该涂布机的烘箱内的过辊由接触过辊和悬浮过辊两种类型组成，通过接触过辊和悬浮过辊在极片走带方向的交错设置实现了极片的往复式走带，极大的缩短了烘箱长度；且烘箱内红外加热和热风加热两种加热方式同时进行，增加了加热效率。

Description

一种锂电池极片涂布机
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，更具体的涉及一种锂电池极片涂布机。
背景技术
锂电池作为一种新兴的能源存储载体和新能源领域的生力军，在变革人类生活方式的过程中扮演着越来越重要的角色。而锂电池极片的涂布工序是锂电池生产过程中的关键工序，涂布的品质直接影响电池的容量和安全性。虽然现有技术中，锂电池极片涂布机的种类很多，但现行极片涂布机的走带均采用水平直线式，其烘箱长度长达30-60m，使极片涂布机得安装极为复杂、占地面积较大。随着生产对单台设备产能的需求越来越大，传统的极片涂布机已无法满足生产需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂电池极片涂布机，该涂布机采用往复式走带模式，极大的缩短了烘箱长度，解决了传统涂布机安装复杂、占地面积大的问题。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种锂电池极片涂布机，包括依次设置的放卷机构、涂布机构、烘干机构和收卷机构，所述烘干机构包括烘箱外壳，所述烘箱外壳的上端和下端分别设有多个在烘箱外壳深度方向并列、均匀分布的进风口和出风口，所述进风口的下方设有多个用于将热风通入烘箱内部的喷嘴，所述烘箱外壳的顶板上设有多个红外管，所述烘箱外壳内部的上端设有多个接触过辊、下端设有多个悬浮过辊，所述接触过辊和悬浮过辊在极片走带方向上交错设置。
进一步，所述涂布机构包括位于极片走带两侧的涂布头和涂布辊，所述涂布头与极片表面的距离为500-200um。
进一步，所述放卷机构包括放卷装置和放卷换卷装置，所述放卷换卷装置位于放卷装置的后端，所述收卷机构包括收卷装置和收卷换卷装置，所述收卷换卷装置位于收卷装置的前端。
进一步，所述放卷装置由放卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述收卷装置由收卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述放卷换卷装置和收卷换卷装置均由两组气缸压板组成。
进一步，所述放卷装置和涂布机构之间设有放卷纠偏装置，所述放卷纠偏装置包括放卷纠偏传感器和放卷纠偏辊，所述收卷装置和烘干机构之间设有收卷纠偏装置，所述收卷纠偏装置包括收卷纠偏传感器和收卷纠偏辊。
进一步，所述放卷纠偏传感器和收卷纠偏传感器位于极片宽度方向的一侧边缘。
进一步，所述放卷纠偏装置的后端设有放卷牵引辊，所述收卷纠偏传感器和收卷纠偏辊之间设有收卷牵引辊，所述放卷牵引辊和收卷牵引辊均包括分别位于极片走带两侧的牵引辊和橡胶辊。
进一步，所述放卷装置和收卷装置之间设有多组用于改变极片或复合料带走带方向、避让操作工位的过辊。
进一步，所述烘干机构和收卷纠偏装置之间设置有用于对极片表面做展平纹处理的展平辊。
进一步，所述接触过辊的数量比悬浮过辊的数量多一个。
本发明的有益效果是：该涂布机的烘箱内的过辊由接触过辊和悬浮过辊两种类型组成，通过接触过辊和悬浮过辊在极片走带方向的交错设置实现了极片的往复式走带，极大的缩短了烘箱长度；且烘箱内红外加热和热风加热两种加热方式同时进行，增加了加热效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为悬浮过辊的结构示意图；
图3为喷嘴的结构示意图。
其中，1--放卷机构，3--涂布机构，4--收卷机构，5--烘干机构，10--放卷纠偏装置，11--放卷装置，12--放卷换卷装置，13--放卷纠偏传感器，21--过辊，22--放卷纠偏辊，23--放卷牵引辊，24--展平辊，25--收卷牵引辊，26--收卷纠偏辊，31--涂布头，32--涂布辊，40--收卷纠偏装置，41--收卷装置，42--收卷换卷装置，43--收卷纠偏传感器，50--烘箱外壳，51--进风口，52--喷嘴，53--红外管，54--接触过辊，55--悬浮过辊，56--出风口，悬浮过辊进风口551，悬浮过辊出风口552。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图1所示，一种锂电池极片涂布机，包括依次设置的放卷机构 1、涂布机构3、烘干机构5和收卷机构4。所述烘干机构5包括烘箱外壳50，所述烘箱外壳50由2-5mm钢板焊接而成，内填充保温材料。所述烘箱外壳50的上端和下端分别设有多个在烘箱外壳50深度方向并列、均匀分布的进风口51和出风口56，所述进风口51用于提供循环热风及置换的新风，所述出风口56用于排除烘干热气。所述进风口51的下方设有多个用于将热风通入烘箱内部的喷嘴52，所述喷嘴52由0.5-2mm不锈钢钣金制成，其末端制作成三角形(图3所示)，进风口51的热风通过喷嘴52的狭长通道进入烘箱内部。所述烘箱外壳50的顶板上设有多个红外管53，所述烘箱外壳50内部的上端设有多个接触过辊54、下端设有多个悬浮过辊55，所述接触过辊54和悬浮过辊55在极片走带方向上交错设置，接触过辊54的数量比悬浮过辊55的数量多一个。所述接触过辊54由电机带动链条驱动，表面镀络处理，辊径80-150mm，表面粗糙度0.2-0.4s，动平衡10-20g。所述悬浮过辊55由电机带动链条驱动，其端部设有悬浮过辊进风口551，辊表面均匀分布悬浮过辊出风口552，实现过辊与极片涂覆面不接触，避免对涂覆面产生影响。
所述涂布机构3包括位于极片走带两侧的涂布头31和涂布辊32，所述涂布头31用于提供涂覆浆料，涂布头31与极片表面距离控制在50-200um，涂布头31两侧通过丝杠进行位置精确调整，调整精度1um。所述的涂布辊32由伺服电机驱动，表面镀络处理，辊径250-300mm，表面粗糙度0.1-0.2s，圆跳动误差小于3um。
所述放卷机构1包括放卷装置11和放卷换卷装置12，所述放卷换卷装置12位于放卷装置11的后端，所述收卷机构4包括收卷装置41和收卷换卷装置42，所述收卷换卷装置42位于收卷装置41的前端。所述放卷装置11由放卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述收卷装置41由收卷电机、气涨轴和极片卷组成，放卷电机和收卷电机均为伺服电机，气涨轴一端可打开、用于极卷更换，且更换时需要放掉气涨轴的充气。所述放卷换卷装置12和收卷换卷装置42均由两组气缸压板组成，气缸行程2-5cm，缸径6-12mm，当进行换卷时两组气缸压板依次动作进行极卷人工更换。
所述放卷装置11和涂布机构3之间设有放卷纠偏装置10，所述放卷纠偏装置10包括放卷纠偏传感器13和放卷纠偏辊22，所述收卷装置41和烘干机构5之间设有收卷纠偏装置40，所述收卷纠偏装置40包括收卷纠偏传感器43和收卷纠偏辊26。所述放卷纠偏传感器13和收卷纠偏传感器43位于极片宽度方向的一侧边缘，用于检测极片走带实时位置偏差，反馈至控制系统进行偏差补偿计算，计算后控制纠偏轮进行调整纠正偏差，纠偏范围±30-50mm，纠偏响应时间5ms。所述放卷纠偏辊22和收卷纠偏辊26表面镀络处理，辊径100-150mm，表面粗糙度0.4s，动平衡10-20g。
所述放卷纠偏装置10的后端设有放卷牵引辊23，所述收卷纠偏传感器43和收卷纠偏辊26之间设有收卷牵引辊25，所述放卷牵引辊23和收卷牵引辊25均包括分别位于极片走带两侧的牵引辊和橡胶辊。所述橡胶辊为可移动辊，通过气缸驱动，气缸顶推行程1-5cm，且设置两组气缸确保顶推的平齐。牵引辊表面镀络处理，辊径150-200mm，表面粗糙度0.2-0.4s，动平衡10-20g。橡胶辊辊径150-200mm，表面粗糙度0.4-0.8s，动平衡20g，表面设有5-10mm橡胶层，具有一定强度。
所述放卷装置11和收卷装置41之间设有多组用于改变极片或复合料带走带方向、避让操作工位的过辊21。所述过辊21通过轴承座固定在设备支架上，圆跳动误差小于0.01mm，表面镀络或氧化处理，辊径60-150mm，表面粗糙度0.4-0.8s，动平衡10-20g。所述烘干机构5和收卷纠偏装置40之间设置有展平辊24，所述展平辊24表面做展平纹处理，辊径150-200mm，动平衡10-20g。
该涂布机的工作原理为：
1) 极片通过放卷机构11进行放卷，经过过辊21调整走带方向。放卷纠偏13检测走带边缘偏差值，将偏差值反馈系统计算调整方式。放卷纠偏辊22对应动作调整偏差。
2) 放卷牵引辊23为极片输送提供动力，将极片输送至涂布辊32处。涂布头31前进开始涂覆工作，涂覆完的极片进入烘箱。
3) 进入烘箱内部的极片通过接触过辊54和悬浮过辊55进行往复式输送，接触过辊54与极片的未与涂覆面接触，悬浮过辊55通过悬浮过辊出风口552的热风维持涂覆面在悬浮的状态下进行输送。烘箱内通过喷嘴52提供热风，同时使用红外管53提升烘箱内的温度。
4) 通过进风口51为烘箱提供循环热风及新风，通过出风口56排出烘干废气。
5) 经过烘干的极片在烘箱出口处经过展平辊24进行展平，收卷牵引辊25为从烘箱流出的极片提供输送动力。收卷纠偏43检测走带边缘偏差值，将偏差值反馈系统计算调整方式。放卷纠偏辊26对应动作调整偏差。
6) 放卷换卷时停机操作，放卷换卷机构12的两组气缸中先夹紧靠近过辊21处的极片，人工将放卷机构11上的芯轴去除。更换上新的料卷后与之前的极片用胶带粘贴一起。收卷换卷与放卷换卷操作相同。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种锂电池极片涂布机，包括依次设置的放卷机构(1)、涂布机构(3)、烘干机构(5)和收卷机构(4)，其特征在于：所述烘干机构(5)包括烘箱外壳(50)，所述烘箱外壳(50)的上端和下端分别设有多个在烘箱外壳(50)深度方向并列、均匀分布的进风口(51)和出风口(56)，所述进风口(51)的下方设有多个用于将热风通入烘箱内部的喷嘴(52)，所述烘箱外壳(50)的顶板上设有多个红外管(53)，所述烘箱外壳(50)内部的上端设有多个接触过辊(54)、下端设有多个悬浮过辊(55)，所述接触过辊(54)和悬浮过辊(55)在极片走带方向上交错设置。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述涂布机构(3)包括位于极片走带两侧的涂布头(31)和涂布辊(32)，所述涂布头(31)与极片表面的距离为500-200um。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述放卷机构(1)包括放卷装置(11)和放卷换卷装置(12)，所述放卷换卷装置(12)位于放卷装置(11)的后端，所述收卷机构(4)包括收卷装置(41)和收卷换卷装置(42)，所述收卷换卷装置(42)位于收卷装置(41)的前端。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述放卷装置(11)和涂布机构(3)之间设有放卷纠偏装置(10)，所述放卷纠偏装置(10)包括放卷纠偏传感器(13)和放卷纠偏辊(22)，所述收卷装置(41)和烘干机构(5)之间设有收卷纠偏装置(40)，所述收卷纠偏装置(40)包括收卷纠偏传感器(43)和收卷纠偏辊(26)。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述放卷纠偏装置(10)的后端设有放卷牵引辊(23)，所述收卷纠偏传感器(43)和收卷纠偏辊(26)之间设有收卷牵引辊(25)，所述放卷牵引辊(23)和收卷牵引辊(25)均包括分别位于极片走带两侧的牵引辊和橡胶辊。
6.根据权利要求3所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述放卷装置(11)由放卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述收卷装置(41)由收卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述放卷换卷装置(12)和收卷换卷装置(42)均由两组气缸压板组成。
7.根据权利要求4所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述放卷纠偏传感器(13)和收卷纠偏传感器(43)位于极片宽度方向的一侧边缘。
8.根据权利要求3所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述放卷装置(11)和收卷装置(41)之间设有多组用于改变极片或复合料带走带方向、避让操作工位的过辊(21)。
9.根据权利要求4所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述烘干机构(5)和收卷纠偏装置(40)之间设置有用于对极片表面做展平纹处理的展平辊(24)。
10.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述接触过辊(54)的数量比悬浮过辊(55)的数量多一个。
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