CN107732141A - 一种电池浆料涂布设备 - Google Patents

Abstract

一种电池浆料涂布设备，包括配料缸、中转罐、料槽、涂布头及若干浆料管道；配料缸用于配置浆料；中转罐包括搅拌器、第一进料口、第一出料口及回料口；料槽包括槽壳、弧形底板及若干超声换能器，槽壳包括底壁及由底壁的边缘同侧延伸形成的侧壁；弧形底板与底壁间隔相对，若干超声换能器固定在底壁上且向料槽内发射超声波；料槽还开设有一个第二进料口和一对第二出料口，第二进料口贯穿底壁和弧形底板；一对第二出料口开设在侧壁上；涂布头架设在料槽的侧壁上；若干浆料管道分别连接配料缸和中转罐的第一进料口、中转罐的第一出料口和料槽的第二进料口以及料槽的第二出料口和中转罐的回料口。本发明可以防止浆料沉淀、提高浆料均匀性。

Description

一种电池浆料涂布设备

【技术领域】

本发明涉及锂电池极片生产设备领域，尤其涉及一种电池浆料涂布设备。

【背景技术】

碳纳米管由于结构独特和性能优异，广泛应用于电子器件、能量存储器件、结构和功能复合材料等领域。碳纳米管具有高比表面积和高长径比、优良的力学、电学和热学性能，被认为是聚合物材料的理想填充物，可增强或改善聚合物的导电导热性能。但是，由于碳纳米管之间存在很强的范德华作用力，通常容易团聚形成大的管束，难于分散，极大地制约了其优异性能的发挥和应用。

锂离子电池浆料中，碳纳米管的分散不够均匀，存在团聚过快的问题。而现有的电池浆料涂布设备通常是直接将浆料输送到电池浆料涂布设备料槽内对电池极片进行涂布，未能解决电池浆料的沉降速率过快的问题，因此，电池浆料在涂布的过程中由于碳纳米管分散不均匀从而导致锂离子电池极片不够光滑，存在明显的颗粒感，而且使得锂离子电池极片的导电性能较差。

鉴于以上弊端，实有必要提供一种新型电池浆料涂布设备以克服以上缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种可以防止浆料聚团沉降、提高涂布效果的电池浆料涂布设备。

为了实现上述目的，本发明提供一种电池浆料涂布设备，包括配料缸、中转罐、料槽、涂布头及若干浆料管道；所述配料缸用于配置浆料；所述中转罐包括搅拌器、一个第一进料口、一个第一出料口及一个回料口；所述料槽包括一端开口的槽壳、弧形底板及若干超声换能器，所述槽壳包括底壁及由所述底壁的边缘同侧延伸形成的侧壁；所述弧形底板与所述底壁间隔相对，若干超声换能器位于所述弧形底板与所述底壁之间并固定在所述底壁上且向所述料槽内发射超声波；所述料槽还开设有一个第二进料口和一对第二出料口，所述第二进料口贯穿所述底壁和所述弧形底板；一对第二出料口开设在所述侧壁上且关于所述第一进料口的轴线对称；所述涂布头架设在所述料槽的侧壁上，用于将浆料涂布到电池极片上；若干浆料管道分别连接所述配料缸和所述中转罐的第一进料口、所述中转罐的第一出料口和所述料槽的第二进料口以及所述料槽的第二出料口和所述中转罐的回料口。

在一个优选实施方式中，所述中转罐的搅拌器包括设于所述中转罐内的第一搅拌轴、若干第二搅拌轴及与若干第二搅拌轴一一对应的搅拌桨；每个搅拌桨套接在对应一个第二搅拌轴上并可绕对应的第二搅拌轴旋转，若干第二搅拌轴与所述第一搅拌轴相连并可绕所述第一搅拌轴旋转。

在一个优选实施方式中，所述中转罐呈中空圆柱状并包括间隔相对的顶部和底部；所述第一搅拌轴固定在所述顶部的中心位置处，若干第二搅拌轴均匀分布在所述第一搅拌轴的轴线周围，且每个第二搅拌轴与所述第一搅拌轴的轴线的间距一致。

在一个优选实施方式中，所述搅拌桨包括套接于所述第二搅拌轴上的轴套及若干固定在所述轴套上的桨叶，且若干桨叶成对固定在所述轴套的两侧。

在一个优选实施方式中，所述搅拌器还包括一个位于所述中转罐外的电机，所述电机电连接所述第一搅拌轴和若干第二搅拌轴并用于驱动所述第一搅拌轴和若干第二搅拌轴旋转。

在一个优选实施方式中，所述中转罐还设有过滤装置，所述第一进料口和所述回料口设置在所述中转罐的顶部；所述过滤装置设置在所述中转罐内并贴合所述顶部，对进入到所述中转罐中的浆料进行过滤。

在一个优选实施方式中，所述涂布头包括上料辊、转涂辊及顶辊；所述转涂辊位于所述上料辊和所述顶辊之间；所述上料辊将所述料槽内的浆料带到所述转涂辊上，所述转涂辊将浆料涂布到电池极片上。

在一个优选实施方式中，所述转涂辊的外边缘设有刮刀，所述刮刀用于将所述转涂辊上的浆料计量至要求的厚度。

在一个优选实施方式中，所述电池浆料涂布设备还包括第一隔膜泵、第二隔膜泵及第三隔膜泵；所述第一隔膜泵设置在所述配料缸和所述中转罐的第一进料口之间，用于将所述配料缸内的浆料输送到所述中转罐中；所述第二隔膜泵设置在所述中转罐的第一出料口和所述料槽的第二进料口之间，用于将所述中转罐内的浆料输送到所述料槽中；所述第三隔膜泵设置在所述料槽的第二出料口和所述中转罐的回料口之间，用于将所述料槽上的浆料回收至所述中转罐中，使所述料槽上的浆料持续循环。

在一个优选实施方式中，所述料槽的弧形底板的边缘抵靠在所述侧壁上并与所述底壁围设形成密闭的收容腔。

与现有技术相比，本发明提供的电池浆料涂布设备的有益效果在于：在料槽内增设多个超声换能器，使料槽内的浆料在超声波的振动和空化作用下发射传质，抑制浆料的聚团沉降、提高涂布效果；此外，料槽内设置弧形的底板，减少清洁死角，方便清洗；同时料槽开设一个第二进料口、一对第二出料口，使料槽内的浆料流动更加均匀，提高涂布效果。

【附图说明】

图1为本发明提供的电池浆料涂布设备的结构示意图。

图2为图1所示的中转罐的结构剖视图。

图3为图1所示的料槽和涂布头配合的结构剖视图。

图4为图1所示的料槽的立体结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本发明进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本发明，并不是为了限定本发明。

如图1所示，本发明提供一种电池浆料涂布设备100，包括配料缸10、中转罐20、料槽30、涂布头40及若干浆料管道50。

具体的，请同时参阅图2，所述配料缸10用于配置浆料。所述中转罐20包括搅拌器21、一个第一进料口201、一个第一出料口202及一个回料口203。所述搅拌器21用于对所述中转罐20内的浆料进行搅拌，防止浆料沉淀。具体的，所述搅拌器21包括设于所述中转罐20内的第一搅拌轴211、若干第二搅拌轴212及与若干第二搅拌轴212一一对应的搅拌桨213。每个搅拌桨213套接在对应一个第二搅拌轴212上并可绕对应的第二搅拌轴212旋转，若干第二搅拌轴212与所述第一搅拌轴211相连并可绕所述第一搅拌轴211旋转。进一步的，所述中转罐20呈中空圆柱状并包括间隔相对的顶部22和底部23。所述第一搅拌轴211固定在所述顶部22的中心位置处，若干第二搅拌轴212均匀分布在所述第一搅拌轴211的轴线周围，且每个第二搅拌轴212与所述第一搅拌轴211的轴线的间距一致。每个搅拌桨213绕对应的第二搅拌轴212自转的同时还绕所述第一搅拌轴211公转，可以有效避免所述中转罐20内存在盲区，以便提高浆料搅拌的均匀性和一致性。所述搅拌桨213包括套接于所述第二搅拌轴212上的轴套2131及若干固定在所述轴套2131上的桨叶2132，且若干桨叶2132成对固定在所述轴套2131的两侧。本实施方式中，所述第二搅拌轴212的数量为两个，且两个第二搅拌轴212关于所述第一搅拌轴211的轴线对称。每个搅拌桨213的桨叶2132的数量为六个并分成三对固定在所述轴套2131的两侧。每个桨叶2132并呈矩形薄板状且与所述底部23之间的角度大于0度且小于或等于90度，以便提高搅拌的力度。当然，在其他实施方式中，所述桨叶2132还可以呈扇形薄板状、螺旋状等。此外，所述搅拌器21还包括一个位于所述中转罐20外的电机214，所述电机214电连接所述第一搅拌轴211和若干第二搅拌轴212并用于驱动所述第一搅拌轴211和若干第二搅拌轴212旋转。使用时，根据实际应用需求，可以通过控制所述电机214的转速，来控制所述搅拌桨213绕所述第二搅拌轴212自转的速度及绕所述第一搅拌轴211公转的速度。

请同时参阅图3和图4，所述料槽30包括一端开口的槽壳31、弧形底板32及若干超声换能器33。所述槽壳31包括底壁311及由所述底壁311的边缘同侧延伸形成的侧壁312。本实施方式中，所述底壁311呈矩形板状，所述侧壁312包括一对间隔相对的长侧壁3121和一对间隔相对的短侧壁3122，可以理解的是，所述长侧壁3121远离所述底壁311的一端与所述底壁311的距离大于所述短侧壁3122远离所述底壁311的一端与所述底壁311的距离。所述弧形底板32与所述底壁311间隔相对。优选的，所述弧形底板32的边缘抵靠在所述侧壁312上并与所述底壁311围设形成密闭的收容腔321。若干超声换能器33位于所述弧形底板32与所述底壁311之间并固定在所述底壁311上且向所述料槽30内发射超声波。采用弧形底板32可以减少料槽30清洗死角，方便清洗。所述收容腔321用于给若干超声换能器33提供干燥稳定的工作环境，以提高若干超声换能器33的使用寿命。本发明通过超声换能器33振动产生超声波，超声波在传播过程中会引起介质质点交替的压缩与伸张，构成了压力的变化，压力的变化将引起机械效应，进而对所述料槽30内的浆料进行分散处理，防止浆料沉淀；此外，由于超声波频率很高，对涂布间隙处的作用在时间上周期极短，一般为几万分之一秒，所产生的周期性效果由于涂料有一定的流动性能够在短距离内流平，使涂布效果不受超声波振动的影响。

进一步的，所述料槽30还开设有一个第二进料口301和一对第二出料口302，所述第二进料口301贯穿所述底壁311和所述弧形底板32；一对第二出料口302开设在所述侧壁312上且关于所述第一进料口301的轴线对称。本实施方式中，一对第二出料口302分别开设在所述长侧壁3121上，且每个出料口302与所述底壁311之间的距离小于所述短侧壁3121远离所述底壁311的一端与所述底壁311之间的距离。常见的单边进料、单边出料的设计会使浆料在料槽30内滞留的时间长，导致进料和出料之间的浆料均匀性差异大，此设计可以减少浆料在料槽30内流动的时间和距离，以减少差异。所述涂布头40架设在所述料槽30的侧壁312上，用于将浆料涂布到电池极片上。本实施方式中，所述料槽30的一对长侧壁3121上开设有若干与所述涂布头40配合的安装孔3123，所述涂布头40通过对应的安装孔3123架设在所述料槽30的长侧壁3121上。具体的，所述涂布头40为三辊式涂布头，包括上料辊41、转涂辊42及顶辊43。所述转涂辊42位于所述上料辊41和所述顶辊43之间；所述上料辊41将所述料槽30内的浆料带到所述转涂辊42上，所述转涂辊42将浆料涂布到电池极片上。此外，所述转涂辊42的外边缘设有刮刀(图未示)，所述刮刀用于将所述转涂辊42上的浆料计量至要求的厚度，以提高涂布效果。可以理解的是，所述上料辊41部分浸入到所述料槽30内的浆料中，所述转涂辊42位于所述上料辊41的上方并与所述上料辊41相外切且不直接与所述料槽30内的浆料接触，所述顶辊43位于所述转涂辊42的上方并与所述转涂辊42相外切；当所述涂布头40对电池极片进行涂布时，电池极片从所述顶辊43和所述转涂辊42之间穿过，通过调整所述顶辊43与转涂辊42及上料辊41与转涂辊42之间的压力，可以调整电池极片涂布的参数。

请再次参阅图1，若干浆料管道50分别连接所述配料缸10和所述中转罐20的第一进料口201、所述中转罐20的第一出料口202和所述料槽30的第二进料口301以及所述料槽30的第二出料口302和所述中转罐20的回料口203。进一步的，所述电池浆料涂布设备100还包括第一隔膜泵61、第二隔膜泵62及第三隔膜泵63。所述第一隔膜泵61设置在所述配料缸10和所述中转罐20的第一进料口201之间，用于将所述配料缸10内的浆料输送到所述中转罐20中；所述第二隔膜泵62设置在所述中转罐20的第一出料口202和所述料槽30的第二进料口301之间，用于将所述中转罐20内的浆料输送到所述料槽30中；所述第三隔膜泵63设置在所述料槽30的第二出料口302和所述中转罐20的回料口203之间，用于将所述料槽30上的浆料回收至所述中转罐20中，使所述料槽30上的浆料持续循环，进一步保证浆料的均匀性；所述第一隔膜泵61、第二隔膜泵62及第三隔膜泵63为浆料的循环提供动力。

进一步的，请再次参阅图2，所述中转罐20还设有过滤装置24，所述第一进料口201和所述回料口203设置在所述中转罐20的顶部22，所述第一出料口设置在所述中转罐20的底部23，使进入所述中转罐20的浆料可以得到充分的搅拌。所述过滤装置24设置在所述中转罐20内并贴合所述顶部22，对进入到所述储料罐20中的浆料进行过滤。在实际生产制作过程中，浆料中可能会存在残渣和颗粒物，所述过滤装置24可以有效去除杂质，从而避免涂布过程中产生条纹、塞尺不良等外观缺陷，提高涂布品质。

本发明提供的电池浆料涂布设备100工作如下：首先，在所述配料缸10内配置浆料；然后，在所述浆料管道50的连接作用以及所述第一隔膜泵61的驱动作用下，所述配料缸10内的浆料进入到所述中转罐20中，其中，所述过滤装置24对进入中转罐20的浆料进行过滤，所述搅拌器21对所述中转罐20内的浆料进行不断搅拌，以减少沉淀，提高浆料的品质；接着，所述中转罐20中的浆料在所述浆料管道50的连接作用以及所述第二隔膜泵62的驱动作用下输送到所述料槽30中，其中，若干超声换能器33向所述料槽30内持续发射超声波，使料槽30中的浆料更加均；接着，待涂料的电池极片从所述涂布头40的顶辊43和转涂辊42之间穿过，调整所述顶辊43与转涂辊42及上料辊41与转涂辊42之间的压力，开始对电池极片进行涂布；最后，料槽30中剩余的浆料在所述浆料管道50的连接作用以及所述第三隔膜泵63的驱动作用下回流到中转罐20中，使浆料不断循环利用。

本发明提供的电池浆料涂布设备，在料槽内增设若干超声换能器，使料槽内的浆料在超声波的振动和空化作用下发射传质，抑制浆料的聚团沉降、提高涂布效果；此外，料槽内设置弧形的底板，减少清洁死角，方便清洗；同时料槽开设一个第二进料口、一对第二出料口，使料槽内的浆料流动更加均匀，提高涂布效果。

本发明并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本发明并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的图示示例。

Claims (10)

1.一种电池浆料涂布设备，包括配料缸、中转罐、料槽、涂布头及若干浆料管道；其特征在于：所述配料缸用于配置浆料；所述中转罐包括搅拌器、一个第一进料口、一个第一出料口及一个回料口；所述料槽包括一端开口的槽壳、弧形底板及若干超声换能器，所述槽壳包括底壁及由所述底壁的边缘同侧延伸形成的侧壁；所述弧形底板与所述底壁间隔相对，若干超声换能器位于所述弧形底板与所述底壁之间并固定在所述底壁上且向所述料槽内发射超声波；所述料槽还开设有一个第二进料口和一对第二出料口，所述第二进料口贯穿所述底壁和所述弧形底板；一对第二出料口开设在所述侧壁上且关于所述第一进料口的轴线对称；所述涂布头架设在所述料槽的侧壁上，用于将浆料涂布到电池极片上；若干浆料管道分别连接所述配料缸和所述中转罐的第一进料口、所述中转罐的第一出料口和所述料槽的第二进料口以及所述料槽的第二出料口和所述中转罐的回料口。

2.如权利要求1所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述中转罐的搅拌器包括设于所述中转罐内的第一搅拌轴、若干第二搅拌轴及与若干第二搅拌轴一一对应的搅拌桨；每个搅拌桨套接在对应一个第二搅拌轴上并可绕对应的第二搅拌轴旋转，若干第二搅拌轴与所述第一搅拌轴相连并可绕所述第一搅拌轴旋转。

3.如权利要求2所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述中转罐呈中空圆柱状并包括间隔相对的顶部和底部；所述第一搅拌轴固定在所述顶部的中心位置处，若干第二搅拌轴均匀分布在所述第一搅拌轴的轴线周围，且每个第二搅拌轴与所述第一搅拌轴的轴线的间距一致。

4.如权利要求2所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述搅拌桨包括套接于所述第二搅拌轴上的轴套及若干固定在所述轴套上的桨叶，且若干桨叶成对固定在所述轴套的两侧。

5.如权利要求5所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述搅拌器还包括一个位于所述中转罐外的电机，所述电机电连接所述第一搅拌轴和若干第二搅拌轴并用于驱动所述第一搅拌轴和若干第二搅拌轴旋转。

6.如权利要求3所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述中转罐还设有过滤装置，所述第一进料口和所述回料口设置在所述中转罐的顶部；所述过滤装置设置在所述中转罐内并贴合所述顶部，对进入到所述中转罐中的浆料进行过滤。

7.如权利要求1所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述涂布头包括上料辊、转涂辊及顶辊；所述转涂辊位于所述上料辊和所述顶辊之间；所述上料辊将所述料槽内的浆料带到所述转涂辊上，所述转涂辊将浆料涂布到电池极片上。

8.如权利要求8所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述转涂辊的外边缘设有刮刀，所述刮刀用于将所述转涂辊上的浆料计量至要求的厚度。

9.如权利要求1所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述电池浆料涂布设备还包括第一隔膜泵、第二隔膜泵及第三隔膜泵；所述第一隔膜泵设置在所述配料缸和所述中转罐的第一进料口之间，用于将所述配料缸内的浆料输送到所述中转罐中；所述第二隔膜泵设置在所述中转罐的第一出料口和所述料槽的第二进料口之间，用于将所述中转罐内的浆料输送到所述料槽中；所述第三隔膜泵设置在所述料槽的第二出料口和所述中转罐的回料口之间，用于将所述料槽上的浆料回收至所述中转罐中，使所述料槽上的浆料持续循环。

10.如权利要求1所述的电池浆料涂布设备，其特征在于：所述料槽的弧形底板的边缘抵靠在所述侧壁上并与所述底壁围设形成密闭的收容腔。