CN107737705A - 一种涂布烘箱温度预调整的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种涂布烘箱温度预调整的方法，在正式涂布开始前，先将烘箱升温至目标温度，然后将吸收了溶剂的引带牵引进入烘箱直至烘箱温度重新升至目标温度后，再将涂布基材和引带连接到一起，并开始正式涂布。通过本发明所述方法，在不调整涂布参数的前提下，可以简单快速的将烘箱温度调整至稳定工作的状态，避免了涂布初期烘箱温度的波动，从而减少了涂布物料的报废，易于产业化应用。

Description

一种涂布烘箱温度预调整的方法
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种涂布烘箱温度预调整的方法。
背景技术
涂布是锂离子电池生产过程中极为重要的一个环节，锂离子电池很多异常均与此过程的控制不佳有关。锂离子电池涂布设备主要有两个核心部件：涂布头和烘箱。涂布头结构与涂布的均匀性和面密度密切相关，而烘箱则关系到极片烘干程度和表面状态。很多表面不良均与烘烤参数异常有关。通常生产前，为了保证极片的烘干后表面状态，很多厂家都会根据自身的工艺特性确定一套特有的涂布参数，主要包括温度和进出风量，涂布开始前，首先需要将涂布烘箱温度设定至目标参数，待实际温度和风量达到设定参数后再开始涂布。但设备稳定时的温度为无湿极片进入时的温度，即非正常工况下的稳定状态，一旦湿极片进入烘箱，温度会因为湿极片中溶剂的挥发吸热而迅速降低，并且会持续一段时间才能重新升至目标温度。在重新达到目标温度前，涂布出的极片由于烘箱温度偏低会出现烘不干或表面不均匀的现象，进而导致极片表面不平、收卷鼓边等一系列质量问题，影响该工序的优率和电池性能。实际生产过程中通常的做法是涂布开始前将温度升至比目标值更高的温度，保证开始时温度骤降的情况下，极片依然能够烘干，待10-30min后再将温度降至目标温度。这种方案需要多次调整设备参数，影响了设备的稳定性，而且一旦控制不及时会出现过烘干的现象，同样影响极片质量。因此需要一种能够在不浪费生产物料的情况下对烘箱温度进行预调整从而保证涂布工序快速有效进行的方案。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种涂布烘箱温度预调整的方法。
本发明提出的一种涂布烘箱温度预调整的方法，包括以下步骤：
S1、将涂布烘箱的温度调整到预设的目标参数；
S2、向引带上喷射溶剂，然后按照预设走速牵引引带进入烘箱；
S3、当烘箱温度重新回到目标参数，再按照S2中相同的预设走速牵引基材进行正式涂布。
优选地，引带上设有溶剂吸收层。
优选地，溶剂吸收层由具有吸湿性和高比表面积的多孔结构的高分子材料构成。
优选地，溶剂吸收层由聚酯类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类材料中的一种或几种制成。
优选地，引带的材质为PP、PVC、CPVC或者PMMA。
优选地，步骤S2中，引带上喷射的溶剂和涂布所用浆料的溶剂一致。
优选地，步骤S2中溶剂喷洒量取决于浆料的配方、涂覆量和引带上溶剂吸收层的材质。
优选地，步骤S2中溶剂喷洒量通过如下方法测得：取涂布用浆料按照设定涂覆量涂覆于面积为sx的基材上并使用烘箱烘烤；向面积为sx的引带的溶剂吸收层上喷洒质量为mx的溶剂，然后按照相同的烘烤参数进行烘烤；当使用相同的烘烤参数，基材上的浆料和引带上的溶剂均能完全烘干时，mx/sx即为烘箱温度预调整时单位面积引带上的溶剂喷洒量。
优选地，步骤S2中单位面积引带上溶剂的喷洒量m通过如下预设的计算模型获得：
m＝(M×S×Q×β)/(s×q)，其中，M为基材上单位面积涂覆的浆料质量,S为单位时间内的浆料涂覆面积，Q为涂覆后单位面积浆料烘干需要的热量，β为浆料中的溶剂含量，s为单位时间内的溶剂喷洒面积，q为烘干引带单位面积上喷洒的溶剂需要的热量。
优选地，引带和基材之间通过双面胶或者胶带黏贴连接。
本发明提出的一种涂布烘箱温度预调整的方法，可通过烘干引带上的溶剂简单快速的将烘箱温度调整至稳定，涂覆浆料的基材进入烘箱后，烘箱温度不会骤然下降，依然会稳定在目标参数值附近，从而保证了涂布极片的烘干效果，避免了每次涂布机开机初期因烘不干造成的固有报废，有利于生产报废率的降低；并避免了对设备参数的频繁修改，减少了误操作的几率，保障了设备的运行稳定。通过采用本发明所述的涂布烘箱温度预调整的方法，可以显著降低涂布机开机后产生的未烘干和过烘干异常比例，从而提升了涂布工序的优率。
附图说明
图1为本发明提出的一种涂布烘箱温度预调整的方法流程图；
图2是执行烘箱温度预调整时的涂布运行示意图；
图3是烘箱温度稳定后正式涂布的运行示意图。
具体实施方式
参照图1，本发明提出的涂布烘箱温度预调整的方法，包括以下步骤。
S1、将涂布烘箱的温度调整到预设的目标参数。
S2、向引带上喷射溶剂，然后牵引引带进入烘箱。
本步骤中，喷射的溶剂被引带上预先设置的溶剂吸收层吸收。为了保证溶剂保持效果，溶剂吸收层由具有吸湿性和高比表面积的多孔结构的高分子材料构成，具体的，溶剂吸收层由聚酯类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类材料中的一种或几种制成。引带的材质为PP、PVC、CPVC或者PMMA，引带和基材之间通过双面胶或者胶带黏贴连接。
本步骤中，引带上喷射的溶剂和涂布所用浆料的溶剂一致，溶剂喷洒量取决于浆料的配方、涂覆量和引带上溶剂吸收层的材质。
S3、当烘箱温度重新回到目标参数，再牵引基材进行正式涂布。
通过以上方法，可简单快速的将烘箱温度调整至稳定，避免了每次涂布机开机初期因烘不干造成的固有报废，有利于生产报废率的降低；并避免了对设备参数的频繁修改，减少了误操作的几率，保障了设备的运行稳定。
本实施方式中，步骤S2中溶剂喷洒量通过如下方法测得：取涂布用浆料按照设定涂覆量涂覆于面积为sx的基材上并使用烘箱烘烤；向面积为sx的引带的溶剂吸收层上喷洒质量为mx的溶剂，然后按照相同的烘烤参数进行烘烤；当使用相同的烘烤参数，基材上的浆料和引带上的溶剂均能完全烘干时，mx/sx即为烘箱温度预调整时单位面积引带上的溶剂喷洒量。
步骤S2中单位面积引带上溶剂的喷洒量m也可通过如下预设的计算模型获得：
m＝(M×S×Q×β)/(s×q)，其中，M为基材上单位面积涂覆的浆料质量,S为单位时间内的浆料涂覆面积，Q为涂覆后单位面积浆料烘干需要的热量，β为浆料中的溶剂含量，s为单位时间内的溶剂喷洒面积，q为烘干引带单位面积上喷洒的溶剂需要的热量。
以下结合一个采用现有技术的对比例和一个采用本实施方式的实施例分别进行阐述，以对本实施方式的有益效果进行阐述。
对比例
如图3所示，对水系负极浆料进行涂布，首先将烘箱1的温度设定为目标参数，待温度上升至目标参数后，以30m/min的走速牵引基材5进入烘箱1，此过程中，当基材5到达涂布头3的位置时，缩小涂布头3和基材5间距到一定距离，并向基材5上涂覆水系负极浆料，浆料的含水量为50％，单位面积的涂覆量为210g/m2、单位时间的浆料涂覆面积为0.35m2/s。按照此方法连续生产30天，共生产48万米长极片，记录生产过程中的开机未烘干和过烘干极片比例。
实施例
表1.溶剂喷洒量计算
对水系负极浆料进行涂布，引带上的吸湿层材质为聚氨酯，计算喷水量的相关参数如表1所示，其中Q/q的测定方法如下：取相同面积的湿极片和吸收了水的引带，其中湿极片上的含水量和引带上的含水量相同，将湿极片放置于电热干燥器中，设置120℃恒温干燥，记录极片重量不再发生变化时消耗的电量，然后将引带放置于同一个电热干燥器中，设置120℃恒温干燥，记录引带重量不再发生变化时消耗的电量，两个电量的比值即为Q/q，经过测定，Q/q＝0.58。根据表1中数据计算可得，单位面积的引带上喷洒水量为50.48g/m2。
如图1和图2所示，首先将烘箱1的温度设定为目标参数，待温度上升至目标参数后，以30m/min的走速将引带2牵引进入烘箱1，引带2表面有一层聚氨酯类高分子多孔膜。此过程中，涂布头3不与引带2接触，即不进行涂布工作。
引带2经过溶剂喷头4时，溶剂喷头4会向引带2喷洒去离子水润湿引带，单位面积引带上喷洒水量为50.48g/m2。
引带2进入烘箱1后，由于喷洒在引带2上的去离子水挥发吸热，烘箱温度会迅速降低到目标参数以下，此时烘箱1的控制系统会自动增大加热量，来提升温度。
如图1和图3所示，当烘箱温度重新升至目标参数以后，关闭溶剂喷头4，将引带2和基材5通过胶带6粘接到一起，然后通过引带2以30m/min的走速牵引基材5进入烘箱1，此过程中，当基材5到达涂布头3的位置时，缩小涂布头3和基材5间距到一定距离，并向基材5上涂覆水系负极浆料，涂覆量为210g/m2。
按照此方法连续生产30天，共生产48万米长极片，记录生产过程中的开机未烘干和过烘干极片比例。
实施例和对比例中记录的开机未烘干和过烘干比例见表2。
表2.开机异常记录
类别 未烘干比例 过烘干比例
对比例 3.76％ 0.73％
实施例 0.02％ 0.24％
从表2可以看出，通过采用本发明所述的涂布烘箱温度预调整的方法，可以显著降低涂布机开机后产生的未烘干和过烘干异常比例，从而提升了涂布工序的优率。这是因为已经通过烘干引带上的去离子水将烘箱温度调整至稳定，涂覆浆料的基材进入烘箱后，烘箱温度不会骤然下降，依然会稳定在目标参数值附近，从而保证了涂布极片的烘干效果。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、将涂布烘箱的温度调整到预设的目标参数；
S2、向引带上喷射溶剂，然后按照预设走速牵引引带进入烘箱；
S3、当烘箱温度重新回到目标参数，再按照S2中相同的预设走速牵引基材进行正式涂布。
2.如权利要求1所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，引带上设有溶剂吸收层。
3.如权利要求2所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，溶剂吸收层由具有吸湿性和高比表面积的多孔结构的高分子材料构成。
4.如权利要求3所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，溶剂吸收层由聚酯类、聚丙烯酸类、聚乙烯醇类材料中的一种或几种制成。
5.如权利要求1所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，引带的材质为PP、PVC、CPVC或者PMMA。
6.如权利要求1所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，步骤S2中，引带上喷射的溶剂和涂布所用浆料的溶剂一致。
7.如权利要求6所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，步骤S2中溶剂喷洒量取决于浆料的配方、涂覆量和引带上溶剂吸收层的材质。
8.如权利要求7所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，步骤S2中溶剂喷洒量通过如下方法测得：取涂布用浆料按照设定涂覆量涂覆于面积为sx的基材上并使用烘箱烘烤；向面积为sx的引带的溶剂吸收层上喷洒质量为mx的溶剂，然后按照相同的烘烤参数进行烘烤；当使用相同的烘烤参数，基材上的浆料和引带上的溶剂均能完全烘干时，mx/sx即为烘箱温度预调整时单位面积引带上的溶剂喷洒量。
9.如权利要求7所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，步骤S2中单位面积引带上溶剂的喷洒量m通过如下预设的计算模型获得：
m＝(M×S×Q×β)/(s×q)，其中，M为基材上单位面积涂覆的浆料质量,S为单位时间内的浆料涂覆面积，Q为涂覆后单位面积浆料烘干需要的热量，β为浆料中的溶剂含量，s为单位时间内的溶剂喷洒面积，q为烘干引带单位面积上喷洒的溶剂需要的热量。
10.如权利要求1至9任一项所述的涂布烘箱温度预调整的方法，其特征在于，引带和基材之间通过双面胶或者胶带黏贴连接。
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