CN107096679A - 一种实验用锂电池极片涂布装置 - Google Patents

一种实验用锂电池极片涂布装置 Download PDF

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Abstract

本发明的一种实验用锂电池极片涂布装置，包括数显千分尺、横梁支架、涂布器、涂布平台、底座、连杆、滑杆；其优点在于，采用涂布平台区域内分布的真空吸附区与浆料涂布区相互分离的技术，避免了在涂布过程中位于吸附孔位置的基材由于真空负压的作用产生凹陷，导致浆料厚度在该位置出现增厚现象，保证浆料在整个涂布区域厚度的一致性，同时涂布平台采用电阻加热，涂布后烘烤极片避免了采用热风加热烘干导致的干燥不一致现象；本发明结构简单，控制精确，具有良好的实验价值及市场应用价值。

Description

一种实验用锂电池极片涂布装置
技术领域
本发明属于电池极片涂布装置领域，尤其是涉及一种实验用锂电池极片涂布装置。
背景技术
当前由于能源与环保形势日趋紧张，电池作为动力能源越来越受到人们的关注，其中，锂离子电池由于具有工作电压高、比能量高、质量轻、自放电小、应用温度范围宽、工作电压平稳、污染少、贮存寿命长等突出优点，因此被广泛于手机、笔记本电脑、电动车及航空航天等领域。电池极片是锂离子电池的核心部件，电池充放电反应主要依赖于极片上的活性物质与电解液进行的，在锂离子电池的生产过程中，电池极片的质量直接影响到电池的性能。目前生产电池极片需要进行制浆、涂布、烘烤、辊压和剪切等工序，其中，涂布是锂离子电池极片生产过程中必不可少的工序，也是影响电池容量、安全性、一致性等各种性能的关键工序。
涂布是将制作完成的粘稠浆料均匀的涂覆在基材（铝箔或铜箔）上，涂布过程需要保证每个涂布位置的厚度一致，并将涂布厚度控制在工艺要求的公差范围内。传统的实验用涂布机涂布厚度的控制采用百分表，涂布后的极片经烘干、辊压后厚度误差较大；基材的固定采用全面板真空吸附孔控制，涂布过程中位于吸附孔位置的基材由于真空负压的作用产生凹陷，导致浆料厚度在该位置出现增厚现象，同时在整个涂布面积内由于浆料厚度的不一致，导致涂布好的极片出现厚度不均匀性。传统烘干过程采用热风加热烘干技术，容易出现干燥不一致现象，此外采用人工手动调节涂布速度，增加了人为因素导致涂布厚度不均匀的风险。因此需要一种新型涂布装置来解决传统涂布装置存在的问题，既要使涂布厚度、涂布速度能够精确可控，使浆料涂布后在基材上分布均匀，又要使涂布能够烘干均匀。
发明内容
本发明为解决上述问题，克服现有装置中的不足，提供一种能够精确控制涂布速度、浆料涂布厚度及均匀性的实验用锂电池极片涂布装置。
本发明提供的技术方案是：一种实验用锂电池极片涂布装置，包括数显千分尺（1）、横梁支架（2）、涂布器（3）、涂布平台（4）、底座（5）、连杆（6）、滑杆（7），所述涂布平台（4）设置在底座（5）上，涂布平台（4）两侧分别设置有滑杆（7），横梁支架（2）设置在涂布平台（4）两侧的滑杆（7）上，横梁支架（4）可沿滑杆（7）滑动，数显千分尺（1）垂直设置在横梁支架（2）的顶部，连杆（6）连接数显千分尺（1）和涂布器（3），数显千分尺（1）通过连杆（6）调节涂布器（3）与涂布平台（4）之间的间距，所述底座（5）上设置有数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）、调压阀（54）；其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有真空吸附区（41）和浆料涂布区（42），真空吸附区（41）和浆料涂布区（42）与涂布平台（4）在同一平面上，其中真空吸附区（41）设置在浆料涂布区（42）四周，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）内设置有规则分布的吸附孔。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）底部设置有真空吸附装置，该真空吸附装置连接在底座（5）上的数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）和调压阀（54）上进行控制。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述涂布平台（4）上的浆料涂布区（41）底部设置有电阻加热装置，电阻加热装置规则分布在浆料涂布区（41）底部，该电阻加热装置连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述涂布平台（4）上设置有废料收集槽（43），废料收集槽（43）位于真空吸附区（41）一端，废料收集槽（43）为凹槽结构。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述横梁支架（2）顶部设置有2组数显千分尺（1），2组数显千分尺（1）的位置在同一水平线上，2组数显千分尺（1）之间保持间距。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述涂布器（3）为涂布丝棒。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述涂布器（3）为涂布刮刀。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述横梁支架（2）底部设置有驱动电机，该驱动电机连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
进一步的，本发明的实验用锂电池极片涂布装置，所述涂布平台（4）上设置有切割槽（44），切割槽（44）位于真空吸附区一端，切割槽（44）为凹槽结构。
本发明所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其优点在于，采用涂布平台区域内分布的真空吸附区与浆料涂布区相互分离的技术，避免了在涂布过程中位于吸附孔位置的基材由于真空负压的作用产生凹陷，导致浆料厚度在该位置出现增厚现象，保证浆料在整个涂布区域厚度的一致性，同时涂布平台采用电阻加热，涂布后烘烤极片避免了采用热风加热烘干导致的干燥不一致现象；本发明结构简单，控制精确，具有良好的实验价值及市场应用价值。
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，其中：
图1是本发明一种实验用锂电池极片涂布装置的正面结构示意图；
图2是本发明一种实验用锂电池极片涂布装置的侧面结构示意图；
图3是本发明一种实验用锂电池极片涂布装置中涂布平台的结构示意图1；
图4是本发明一种实验用锂电池极片涂布装置中涂布平台的结构示意图2；
以上附图中所示标注为：1数显千分尺、2横梁支架、3涂布器、4涂布平台、5底座、6连杆、7滑杆、41真空吸附区、42浆料涂布区、43废料收集槽、44切割槽、51数控面板、52电源开关、53气压开关、54调压阀。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1-3所示，一种实验用锂电池极片涂布装置，包括数显千分尺（1）、横梁支架（2）、涂布器（3）、涂布平台（4）、底座（5）、连杆（6）、滑杆（7），所述涂布平台（4）设置在底座（5）上，涂布平台（4）两侧分别设置有滑杆（7），横梁支架（2）设置在涂布平台（4）两侧的滑杆（7）上，横梁支架（4）可沿滑杆（7）滑动，数显千分尺（1）垂直设置在横梁支架（2）的顶部，连杆（6）连接数显千分尺（1）和涂布器（3），数显千分尺（1）通过连杆（6）调节涂布器（3）与涂布平台（4）之间的间距，所述底座（5）上设置有数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）、调压阀（54）；其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有真空吸附区（41）和浆料涂布区（42），真空吸附区（41）和浆料涂布区（42）与涂布平台（4）在同一平面上，其中真空吸附区（41）设置在浆料涂布区（42）四周，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）内设置有规则分布的吸附孔。
本发明的一种实验用锂电池极片涂布装置的结构特点，首先，所述涂布装置的横梁支架（2）顶部设置有数显千分尺（1），数显千分尺（1）通过连杆（6）连接涂布器（3），该结构能够通过数显调节涂布器的位置，使数显千分尺能够精确控制浆料涂布厚度，采用数显调微避免了传统靠肉眼观察的刻度调微器因人为因素产生的误差，使得涂布厚度精确到千分位；其次所述涂布装置的横梁支架（2）设置在涂布平台（4）两侧的滑杆（7）上，横梁支架（2）底部设置有驱动电机，通过驱动电机的运动控制涂布器的涂布速度，涂布效果保持均匀，避免误差；再次采用涂布平台（4）区域内分布的真空吸附区（41）与浆料涂布区（42）相互分离的技术，避免了在涂布过程中位于真空吸附区位置的基材由于真空负压的作用产生凹陷，导致浆料厚度在该位置出现增厚现象，保证浆料在整个涂布区域厚度的一致性；最后，所述涂布装置的涂布平台采用电阻加热装置进行加热，能够在涂布过程中及涂布后对极片进行烘烤，避免了采用热风加热烘干导致的干燥不一致的情况。
实施例 1 ：
如图1-3所示，一种实验用锂电池极片涂布装置，包括数显千分尺（1）、横梁支架（2）、涂布器（3）、涂布平台（4）、底座（5）、连杆（6）、滑杆（7），所述涂布平台（4）设置在底座（5）上，涂布平台（4）两侧分别设置有滑杆（7），横梁支架（2）设置在涂布平台（4）两侧的滑杆（7）上，横梁支架（4）可沿滑杆（7）滑动，数显千分尺（1）垂直设置在横梁支架（2）的顶部，连杆（6）连接数显千分尺（1）和涂布器（3），数显千分尺（1）通过连杆（6）调节涂布器（3）与涂布平台（4）之间的间距，所述底座（5）上设置有数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）、调压阀（54）；其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有真空吸附区（41）和浆料涂布区（42），真空吸附区（41）和浆料涂布区（42）与涂布平台（4）在同一平面上，其中真空吸附区（41）设置在浆料涂布区（42）四周，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）内设置有规则分布的吸附孔。
优选的，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）底部设置有真空吸附装置，该真空吸附装置连接在底座（5）上的数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）和调压阀（54）上进行控制。
优选的，所述涂布平台（4）上的浆料涂布区（41）底部设置有电阻加热装置，电阻加热装置规则分布在浆料涂布区（41）底部，该电阻加热装置连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
优选的，所述涂布平台（4）上设置有废料收集槽（43），废料收集槽（43）位于真空吸附区（41）一端，废料收集槽（43）为凹槽结构。
优选的，所述横梁支架（2）顶部设置有2组数显千分尺（1），2组数显千分尺（1）的位置在同一水平线上，2组数显千分尺（1）之间保持间距；所述横梁支架（2）底部设置有驱动电机，该驱动电机连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
优选的，所述涂布器（3）为涂布刮刀。
使用时，首先通过调节数显千分尺控制涂布刮刀，尽量保证两个测量头同时上升与下降，用顶部的微调节旋钮调整刀身上升与下降的距离，在归零时当旋动微调旋钮有响声时再转几圈表显示数值无变化即为刀到零点，按清零键清零即可；其次，由于数控面板位于涂布装置底座的前面板上，开机后按速度控制进入控制界面，界面左侧为速度快速选择键直接点击获得需要的速度，点击选中速度方框可以直接输入所需要的速度，涂布速度在2 m/min~ 12 m/min范围内无级调节；最后，设置好涂布厚度、涂布速度后，将刮刀前尽量均匀的放好需要涂布的浆料，直接点击数控面板上的涂布按钮即可涂布，如果涂布长度小于试验台面，在涂布过程中随时按停止按钮即可停止涂布，完成涂布试验。涂布后通过控制数控面板上的加热设置，使浆料涂布区底部的电阻加热装置对已涂布的极片进行加热，涂布过程中的多余的浆料会被收集到废料收集槽中，待后续进行清理。
实施例 2 ：
如图1-3所示，一种实验用锂电池极片涂布装置，包括数显千分尺（1）、横梁支架（2）、涂布器（3）、涂布平台（4）、底座（5）、连杆（6）、滑杆（7），所述涂布平台（4）设置在底座（5）上，涂布平台（4）两侧分别设置有滑杆（7），横梁支架（2）设置在涂布平台（4）两侧的滑杆（7）上，横梁支架（4）可沿滑杆（7）滑动，数显千分尺（1）垂直设置在横梁支架（2）的顶部，连杆（6）连接数显千分尺（1）和涂布器（3），数显千分尺（1）通过连杆（6）调节涂布器（3）与涂布平台（4）之间的间距，所述底座（5）上设置有数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）、调压阀（54）；其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有真空吸附区（41）和浆料涂布区（42），真空吸附区（41）和浆料涂布区（42）与涂布平台（4）在同一平面上，其中真空吸附区（41）设置在浆料涂布区（42）四周，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）内设置有规则分布的吸附孔。
优选的，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）底部设置有真空吸附装置，该真空吸附装置连接在底座（5）上的数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）和调压阀（54）上进行控制。
优选的，所述涂布平台（4）上的浆料涂布区（41）底部设置有电阻加热装置，电阻加热装置规则分布在浆料涂布区（41）底部，该电阻加热装置连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
优选的，所述涂布平台（4）上设置有废料收集槽（43），废料收集槽（43）位于真空吸附区（41）一端，废料收集槽（43）为凹槽结构；所述涂布平台（4）上设置有切割槽（44），切割槽（44）位于真空吸附区一端，切割槽（44）为凹槽结构。
优选的，所述横梁支架（2）顶部设置有2组数显千分尺（1），2组数显千分尺（1）的位置在同一水平线上，2组数显千分尺（1）之间保持间距；所述横梁支架（2）底部设置有驱动电机，该驱动电机连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
优选的，所述涂布器（3）为涂布丝棒。
使用时，首先根据涂布厚度的选取6μm-200μm范围内不同规格的涂布丝棒，通过调节数显千分尺控制涂布丝棒，尽量保证两个测量头同时上升与下降；其次，在数控面板上设置好涂布速度，将涂布速度设置在2 m/min~ 12 m/min范围内；最后，将丝棒前尽量均匀的放好需要涂布的浆料，直接点击数控面板上的涂布按钮即可涂布，如果涂布长度小于试验台面，在涂布过程中随时按停止按钮即可停止涂布，完成涂布试验。涂布过程中的多余的浆料会被收集到废料收集槽中，待后续进行清理，涂布后通过控制数控面板上的加热设置，使浆料涂布区底部的电阻加热装置对已涂布的极片进行加热，待加热完成后，通过切割装置，沿切割槽对极片进行切割。
本发明的结构优点在于，采用涂布平台区域内分布的真空吸附区与浆料涂布区相互分离的技术，避免了在涂布过程中位于吸附孔位置的基材由于真空负压的作用产生凹陷，导致浆料厚度在该位置出现增厚现象，保证浆料在整个涂布区域厚度的一致性，同时涂布平台采用电阻加热，涂布后烘烤极片避免了采用热风加热烘干导致的干燥不一致现象；本发明结构简单，控制精确，具有良好的实验价值及市场应用价值。
根据以上所述的具体实施方式的揭示和教导，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，所应理解的是，以上所述为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均包含在本发明的保护范围内。此外， 尽管本说明书中使用了一些特定的术语， 但这些术语只是为了方便说明， 并不对本发明构成任何限制。

Claims (9)

1.一种实验用锂电池极片涂布装置，包括数显千分尺（1）、横梁支架（2）、涂布器（3）、涂布平台（4）、底座（5）、连杆（6）、滑杆（7），所述涂布平台（4）设置在底座（5）上，涂布平台（4）两侧分别设置有滑杆（7），横梁支架（2）设置在涂布平台（4）两侧的滑杆（7）上，横梁支架（4）可沿滑杆（7）滑动，数显千分尺（1）垂直设置在横梁支架（2）的顶部，连杆（6）连接数显千分尺（1）和涂布器（3），数显千分尺（1）通过连杆（6）调节涂布器（3）与涂布平台（4）之间的间距，所述底座（5）上设置有数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）、调压阀（54）；其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有真空吸附区（41）和浆料涂布区（42），真空吸附区（41）和浆料涂布区（42）与涂布平台（4）在同一平面上，其中真空吸附区（41）设置在浆料涂布区（42）四周，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）内设置有规则分布的吸附孔。
2.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述涂布平台（4）上的真空吸附区（41）底部设置有真空吸附装置，该真空吸附装置连接在底座（5）上的数控面板（51）、电源开关（52）、气压开关（53）和调压阀（54）上进行控制。
3.如权利要求2所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述涂布平台（4）上的浆料涂布区（41）底部设置有电阻加热装置，电阻加热装置规则分布在浆料涂布区（41）底部，该电阻加热装置连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
4.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有废料收集槽（43），废料收集槽（43）位于真空吸附区（41）一端，废料收集槽（43）为凹槽结构。
5.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述横梁支架（2）顶部设置有2组数显千分尺（1），2组数显千分尺（1）的位置在同一水平线上，2组数显千分尺（1）之间保持间距。
6.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述涂布器（3）为涂布丝棒。
7.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述涂布器（3）为涂布刮刀。
8.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述横梁支架（2）底部设置有驱动电机，该驱动电机连接在底座（5）上的数控面板（51）和电源开关（52）上进行控制。
9.如权利要求1所述的一种实验用锂电池极片涂布装置，其特征在于，所述涂布平台（4）上设置有切割槽（44），切割槽（44）位于真空吸附区一端，切割槽（44）为凹槽结构。
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