CN107978729A - 模头垫片倒角尺寸的确定方法及实现该方法的模头垫片 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种模头垫片倒角尺寸的确定方法及实现该方法的模头垫片。该模头垫片倒角尺寸的确定方法包括以下步骤：步骤一、在模头垫片上至少设置两个不同尺寸的倒角，步骤二、将模头垫片安装在挤压涂布机的模头上，把混合均匀的电池浆料涂覆在箔材上，步骤三、待涂层稳定后，取样测量并描绘出涂层沿厚度方向上的轮廓曲线，根据轮廓曲线确定出适合该电池浆料的模头垫片倒角尺寸。该模头垫片倒角尺寸的确定方法只利用一张模头垫片就可确定适合该电池浆料的模头垫片倒角尺寸，显著降低实验成本；并且仅有倒角尺寸一个变量，排除了不同试验之间其他因素的影响（比如泵速、浆料批次和人为操作因素等），保证了实验结果的准确性和可靠性。

Description

模头垫片倒角尺寸的确定方法及实现该方法的模头垫片
技术领域
本发明涉及一种模头垫片倒角尺寸的确定方法及实现该方法的模头垫片。
背景技术
在锂电池生产制造极片的过程中会把混合均匀的锂电池浆料均匀涂敷在箔材上，在涂覆区边缘的电池浆料由于表面张力分布不均，涂层边缘会产生一定的收缩，若涂覆区边缘收缩后的厚度高于涂覆区的厚度中值M，就会产生厚边缺陷，严重影响极片质量。另外，涂覆区边缘会有一个边缘厚度异常区(从涂覆区边缘起始到极片涂层厚度接近涂覆区厚度中值为止)，其大小直接影响极片的加工和电池的使用性能。边缘厚度异常区过大可能会导致锂电池的容量低于设计值，过小辊压时会导致应力来不及释放，产生应力纹。目前，实际生产中经常通过调整涂布机模头垫片倒角尺寸的方法控制极片的尺寸和涂层厚度分布，倒角尺寸即为倒角的高度h，长度L。
公布号为CN106216171A，公布日2016.12.14的中国发明专利申请公开了一种挤压涂布机模头垫片，如图1所示，该挤压涂布机模头垫片具有左侧垫片部1、右侧垫片部2以及位于左、右侧垫片部之间的分流垫片3，分流垫片3使主体形成两个垫片分流口8，垫片分流口8的两侧均设置倒角。该挤压涂布机模头垫片通过在左、右侧垫片部之间设置分流垫片，能够实现电池浆料的分流，得到浆料层、空白区域沿垂直集流体方向将设置的“斑马式”分布极片。该挤压式涂布机模头垫片针对于种特定配方、流变性能确定的电池浆料，垫片分流口处的四个倒角的角度和尺寸是相等的。
但是，当电池浆料配方改变或者电池浆料涂布工艺改变时，往往需要重新更换倒角不同的模头垫片来适应新的浆料，才能保证涂出的极片具有高度的一致性。而为了确定模头垫片的倒角尺寸为何值时才能涂出符合要求的极片，往往需要不止一张垫片，这样做不仅成本高，而且还不能排除其他因素(比如泵速、浆料批次和人为操作因素等)的影响，实验结果不准确。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模头垫片倒角尺寸的确定方法，解决现有技术中确定合适的模头垫片倒角尺寸往往不止需要一张模头垫片，成本较高，而且实验结果不准确的问题；本发明的目的还在于提供一种模头垫片。
为实现上述目的，本发明模头垫片倒角尺寸的确定方法的技术方案是：
技术方案1：模头垫片倒角尺寸的确定方法包括以下步骤：步骤一、在模头垫片上至少设置两个不同尺寸的倒角，步骤二、将模头垫片安装在挤压涂布机的模头上，把混合均匀的电池浆料涂覆在箔材上，步骤三、待涂层稳定后，取样测量并描绘出涂层沿厚度方向上的轮廓曲线，根据轮廓曲线确定出适合该电池浆料的模头垫片倒角尺寸。其有益效果是：该模头垫片倒角尺寸的确定方法只利用一张模头垫片就可确定模头垫片适合电池浆料的倒角尺寸，显著降低实验成本；并且仅有倒角尺寸一个变量，排除了不同试验之间其他因素的影响，保证了实验结果的准确性和可靠性。
技术方案2：在技术方案1的基础上，还包括将模头垫片上的所有倒角的尺寸设置为步骤三所确定的倒角尺寸，并用该模头垫片对步骤三所确定的倒角尺寸进行验证。
技术方案3：在技术方案1的基础上，所述的步骤一中在模头垫片设置的各个倒角尺寸互不相同。其有益效果是：把各个倒角的尺寸设置互不相同，一组实验数据中相互对比数据更多，倒角尺寸确定的更加准确。
技术方案4：在技术方案1或2或3的基础上，步骤一中所述倒角的角度在0°～90°范围内设置，所述倒角的长度在0mm～10.0mm的范围内设置。
技术方案5：在技术方案4的基础上，所述倒角的角度依次增大设置。
技术方案6：在技术方案5的基础上，所述步骤一中的模头垫片上设有四个倒角，至少三个倒角设置为相等的高度，长度依次减小设置。
本发明模头垫片的技术方案是：
技术方案1：一种模头垫片，所述模头垫片上至少设有两个不同尺寸的倒角。
技术方案2：在技术方案1的基础上，所述倒角的尺寸互不相同。
技术方案3：在技术方案2的基础上，所述倒角的角度范围为0°～90°，倒角的长度范围为0mm～10.0mm。
技术方案4：在技术方案1或2或3的基础上，所述倒角的角度依次增大。
技术方案5：在技术方案1或2或3的基础上，所述模头垫片包括左侧垫片部、右侧垫片部以及位于左右侧垫片部之间的分流垫片，分流垫片使模头垫片形成两个以上的垫片分流口，垫片分流口处设有四个倒角，至少三个倒角的高度相等，长度依次减小。
附图说明
图1为现有技术中的模头垫片的结构示意图；
图2为本发明模头垫片涂覆箔材时的俯视图；
图3为本发明模头垫片的结构示意图；
图4为图3中4的局部放大图；
图5为图3中5的局部放大图；
图6为图3中6的局部放大图；
图7为图3中7的局部放大图；
图8为本发明模头垫片的第一倒角处的涂层沿厚度方向上的轮廓曲线图；
图9为本发明模头垫片的第二倒角处的涂层沿厚度方向上的轮廓曲线图；
图10为本发明模头垫片的第三倒角处的涂层沿厚度方向上的轮廓曲线图；
图11为本发明模头垫片的第四倒角处的涂层沿厚度方向上的轮廓曲线图；
图12为模头垫片I的涂层沿厚度方向上的轮廓曲线与模头垫片III的涂层沿厚度方向上轮廓曲线的对比图。
附图标记说明：1.左侧垫片部；2.右侧垫片部；3.分流垫片；4.第一倒角；5.第二倒角；6.第三倒角；7.第四倒角；8.垫片分流口。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明模头垫片的实施例，如图2至图7所示所示，该模头垫片具有左侧垫片部1、右侧垫片部2以及位于左、右侧垫片部之间的分流垫片3，分流垫片3呈T形，分流垫片3使模头垫片形成两个垫片分流口8，两个垫片分流口8的两侧均设有倒角，四个倒角具有不同的尺寸，倒角的长度范围为0mm～10.0mm，四个倒角的角度范围为0°～90°，四个倒角从左至右依次增大。四个倒角从左至右分别为第一倒角4、第二倒角5、第三倒角6和第四倒角7，第一倒角的尺寸设为h4＝2.0mm，L4＝7.0mm；第二倒角的尺寸设为h5＝2.0mm，L5＝5.0mm；第三倒角的尺寸设为h6＝2.0mm，L6＝3.5mm；第四倒角的尺寸设为h7＝5.0mm，L7＝5.0mm。
电池浆料的配方为95份活性物质材料、2份导电剂、3份粘结剂和167份溶剂，以确定适合该电池浆料配方的模头垫片的倒角尺寸为例。
采用现有技术中的模头垫片I，四个倒角的尺寸均设置为2.0mm×2.0mm，将该模头垫片安装在挤压式涂布机的涂布模头内，把混合均匀的电池浆料匀速单面涂覆在箔材上，带涂层尺寸稳定时取样，用手持式数显测厚仪测量各倒角涂层边缘厚度的最大值Hmax和厚度异常区的宽度D，列出测试结果，绘出涂层沿厚度方向上的轮廓曲线，如图12中的12-1所示。由轮廓曲线可以看出，用该模头垫片涂布的涂层边缘厚度的最大值Hmax＝114μm～115μm，而厚度中值M＝105μm～106μm，涂层边缘鼓边严重。
采用本发明的模头垫片II，将该模头垫片安装在挤压式涂布机的涂布模头内，把混合均匀的电池浆料匀速单面涂覆在箔材上，带涂层尺寸稳定时取样，用手持式数显测厚仪测量涂层边缘厚度H的最大值和厚度异常区的宽度D，列出测试结果，绘出各倒角处涂层沿厚度方向上的轮廓曲线，如图8至图11所示。由轮廓曲线可以看出当模头垫片的倒角尺寸为h5＝2.0mm，L5＝5.0mm时，涂覆区边缘不仅没有厚边缺陷而且边缘厚度异常区大小合适，比较适合该浆料配方。
采用四个倒角尺寸均为h5＝2.0mm，L5＝5.0mm的模头垫片III，将该模头垫片安装在挤压式涂布机的涂布模头内，把混合均匀的电池浆料匀速单面涂覆在箔材上，带涂层的尺寸稳定时取样，用手持式数显测厚仪测量涂层的边缘厚度的最大值Hmax和厚度异常区的宽度D，列出测试结果，绘出涂层沿厚度方向上的轮廓曲线，如图12中的12-2所示。由该轮廓线可以看出，用倒角尺寸为h5＝2.0mm，L5＝5.0mm的模头垫片涂布箔材，涂层边缘厚度的最大值Hmax＝107μm，而厚度中值M＝105μm～106μm，涂覆区边缘不仅没有厚边缺陷而且边缘厚度异常区大小合适，证实了模头垫片II的试验结果的准确性。
上述三个不同模头垫片涂覆后的各倒角处涂层的测量结果如下表：
表1：不同模头垫片的测量结果
由测试结果可以看出，采用倒角尺寸为2.0mm×5.0mm的模头垫片涂布电池浆料，涂层边缘不仅没有厚边缺陷，而且厚度异常区大小合适。
在其他实施例中，左侧垫片部和右侧垫片部之间的分流垫片可以设置两个以上，形成多个垫片分流口，在垫片分流口设置六个倒角、八个倒角或者更多不同的倒角。
在其他实施例中，模头垫片上的四个倒角仅有两个倒角尺寸互不相同，其他的倒角尺寸相同。这样设置的模头垫片在确定合适的倒角尺寸时，一组实验数据相互对比的数据较少，实验结果不准确，优选地采用两个以上不同尺寸的倒角。
本发明模头垫片倒角尺寸的确定方法的实施例，与上述本发明模头垫片的任一实施例确定倒角尺寸的方法相同，不再重复说明。

Claims (10)

1.模头垫片倒角尺寸的确定方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、在模头垫片上至少设置两个不同尺寸的倒角，步骤二、将模头垫片安装在挤压涂布机的模头上，把混合均匀的电池浆料涂覆在箔材上，步骤三、待涂层稳定后，取样测量并描绘出涂层沿厚度方向上的轮廓曲线，根据轮廓曲线确定出适合该电池浆料的模头垫片倒角尺寸。
2.根据权利要求1所述的模头垫片倒角尺寸的确定方法，其特征在于：还包括将模头垫片上的所有倒角的尺寸设置为步骤三所确定的倒角尺寸，并用该模头垫片对步骤三所确定的倒角尺寸进行验证。
3.根据权利要求1所述的模头垫片倒角尺寸的确定方法，其特征在于：所述的步骤一中在模头垫片设置的各个倒角尺寸互不相同。
4.根据权利要求1或2或3所述的模头垫片倒角尺寸的确定方法，其特征在于：步骤一中所述倒角的角度在0°～90°范围内设置，所述倒角的长度在0mm～10.0mm的范围内设置。
5.根据权利要求4所述的模头垫片倒角尺寸的确定方法，其特征在于：所述倒角的角度依次增大设置。
6.根据权利要求5所述的模头垫片倒角尺寸的确定方法，其特征在于：所述步骤一中的模头垫片上设有四个倒角，至少三个倒角设置为相等的高度，长度依次减小设置。
7.一种模头垫片，其特征在于：所述模头垫片上至少设有两个不同尺寸的倒角。
8.根据权利要求7所述的模头垫片，其特征在于：所述倒角的尺寸互不相同。
9.根据权利要求8所述的模头垫片，其特征在于：所述倒角的角度范围为0°～90°，倒角的长度范围为0mm～10.0mm。
10.根据权利要求7或8或9所述的模头垫片，其特征在于：所述倒角的角度依次增大。
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