CN110237996A - 一种消除挤压涂布厚边的装置及挤压涂布机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于锂电池极片制造技术领域，特别是一种消除挤压涂布厚边的装置及具有该装置的挤压涂布机，所述消除挤压涂布厚边的装置包括设置在锂电池极片上方边缘位置的气体喷头，所述气体喷头的喷气方向偏向锂电池极片的外侧；所述气体喷头距离锂电池极片边缘的水平距离为2‑5mm；本发明提供的消除挤压涂布厚边的装置，通过在锂电池极片的上方边缘位置处设置气体喷头，利用具有压力的气流吹动涂布在极片表面的浆料，将边缘部分过多的浆料吹向外边以达到消除厚边的目的；进而避免厚边现象所带来的一系列问题。
Description
技术领域
本发明属于锂电池极片制造技术领域，特别是一种消除挤压涂布厚边的装置及具有该装置的挤压涂布机。
背景技术
在锂电池极片的生产技术中，挤压涂布由于高精度、宽涂布窗口、高可靠性等优点成为应用最为广泛的涂布方式。由于浆料流体的特性，在涂层起始点、终止点以及两侧边缘容易出现“厚边”现象，即涂层厚度超出额定厚度。一般的，涂层的边缘厚度比正常区域会厚十几微米，在涂布干燥收卷时，成百上千层极片收成一卷，轻则影响涂布收卷整齐度及其后续工序，重则造成极片撕裂，极片辊压时边缘厚度大的区域承受了更大的压力，从而导致极片辊压压实横向密度不一致，造成辊压之后的极片鼓边(又称波浪边)，在后续的分条、卷绕等工艺过程中，极片张力分布不均衡，极片收放卷对齐度无法保证，这也会影响极片加工尺寸，容易出现不良品。厚边现象造成的极片厚度、压实密度不均匀同样对锂电池的性能产生影响，在充放电的过程中，可能出现电流分布不均匀，更容易形成极化。因此，锂电池极片在充放电膨胀、收缩过程中手里也不一致，厚边缘更容易失效，目前企业多采用裁切掉两边厚的部分再分条卷绕，该方法造成了极大的浪费，增加了产品的成本。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明的目的在于提供一种消除挤压涂布厚边的装置，避免对涂布后的两边厚的部分进行裁切造成浪费。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种消除挤压涂布厚边的装置，包括设置在锂电池极片上方边缘位置的气体喷头，所述气体喷头的喷气方向偏向锂电池极片的外侧；
所述气体喷头距离锂电池极片边缘的水平距离为2-5mm。
优选的，所述的气体喷头从涂布机气路管中引出一路，且在气体喷头与涂布机气路管之间经由不锈钢管连通；
所述的不锈钢管上还连接有压力调节装置用于调节通往气体喷头的气体压力。
优选的，所述的气体喷头为鸭嘴式喷头，所述鸭嘴式喷头的喷口缝隙间距为1.5-3mm。
优选的，所述鸭嘴式喷头与锂电池极片的平面夹角为15-60°，鸭嘴式喷头的喷口距离锂电池极片的垂直距离为5-20mm。
本发明还提供了一种采用上述消除挤压涂布厚边装置的挤压涂布机。
与现有技术相比，本发明具有以下技术效果：
本发明提供的消除挤压涂布厚边的装置，通过在锂电池极片的上方边缘位置处设置气体喷头，利用具有压力的气流吹动涂布在极片表面的浆料，将边缘部分过多的浆料吹向外边以达到消除厚边的目的；进而避免厚边现象所带来的一系列问题。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式中予以详细说明。
附图说明
图1为本发明提供的消除挤压涂布厚边的装置的示意图；
图中标号说明：1-锂电池极片，2-气体喷头。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体附图，进一步阐明本发明。
本发明提供了一种消除挤压涂布厚边的装置，该装置设置在挤压涂布机上，用于对锂电池极片进行涂布浆料时改善其边缘厚边的现象。具体的，结合图1所示，本发明中所述的消除挤压涂布厚边的装置包括设置在锂电池极片1上方边缘位置的气体喷头2，所述气体喷头2的喷气方向偏向锂电池极片1的外侧；所述气体喷头2距离锂电池极片1边缘的水平距离为2-5mm。
本申请的发明人发现，在现有技术中，在锂电池极片上涂覆浆料后，由于浆料流体的特性，在涂层起始点、终止点以及两侧边缘容易出现“厚边”现象，厚边的宽度一般有3-4mm，但是会严重影响收卷及辊压，特别是在辊压工序中出现鼓边甚至极片花纹，引起不良。为此，本申请的发明人在涂覆过浆料的锂电池极片上方边缘位置设置气体喷头，通过气体的喷吹作用改善“厚边”现象，从而避免了传统工艺带来的不良现象。具体的，本发明对消除挤压涂布厚边装置的设置位置不做特殊要求，设置在进入烤箱前的位置即可；此外，本申请的发明人发现，所述气体喷头距离锂电池极片边缘的距离保持在3-5mm为最好，若过远会造成厚度正常区域被气体吹的不均匀了。
进一步的，根据本发明，本发明中，所述的气体喷头从涂布机气路管中引出一路，且在气体喷头与涂布机气路管之间经由不锈钢管连通；
所述的不锈钢管上还连接有压力调节装置用于调节通往气体喷头的气体压力。所述压力调节装置的作用在于调整从涂布机气路管中出来的气体的压力，使其适应涂覆在锂电池极片上不同粘度的浆料。具体的，所述的压力调节装置可选自捷锐企业(上海)有限公司生产的210SR系列配管用减压器。
进一步的，根据本发明，所述的气体喷头为鸭嘴式喷头，所述鸭嘴式喷头的喷口缝隙间距为1.5-3mm，更优选为2mm。
进一步的，所述鸭嘴式喷头与锂电池极片的平面夹角为15-60°，鸭嘴式喷头的喷口距离锂电池极片的垂直距离为5-20mm。
本发明还提供了一种挤压涂布机，所述的挤压涂布机具有上述消除挤压涂布厚边的装置。
以下通过具体的实施例对本发明提供的消除挤压涂布厚边的装置做出进一步的说明。
在具体的实施例中，通过测量涂布成品的面密度(mg/10cm2)和涂布成品的边缘厚度(μm)来评估涂布效果：
涂布成品面密度的测量方法如下：在距离极片涂布涂头、涂尾各30mm和中间的位置处，垂直于涂布方向上均匀取3个面积为10cm2的小圆片，用电子天平称取小圆片重量。
涂布成品边缘厚度的测量方法如下：在极片涂布边缘两侧及极片中间位置处，沿涂布方向裁切一条5mm宽的小极片，用测量头为3mm直径的千分尺测量极片的厚度，每条极片测量3个数据并求出均值。
以下为对比实验中的关键参数：
涂布机：壮凌自动化ZL-J750-30涂布机；
正极浆料配料为：镍钴锰酸锂、SP和PVDF，溶剂为NMP；
负极浆料配料为：石墨、SP、KS-6、CMC和SBR，溶剂为去离子水；
在双行星式真空搅拌机中将上述构成正极浆料和负极浆料的物料分别搅拌制成均匀稳定的浆料；在本发明的一个具体的实施例中，正极浆料粘度为5531mPa·s，固含量为67.52％；负极浆料粘度为4544mPa·s，固含量为42.48％；
正极使用636×0.014mm铝箔，负极使用650×0.008mm铜箔。
本发明中所采用的气体喷头是直径为4mm的管子压制而成的鸭嘴式喷头，所述鸭嘴式喷头的喷口缝隙间距为2mm，所述的压力调节装置为捷锐企业(上海)有限公司生产的210SR系列配管用减压器，压力控制为0.03MPa；
鸭嘴式喷头距离锂电池极片边缘的水平距离为4mm；
鸭嘴式喷头与锂电池极片的平面夹角为45°，鸭嘴式喷头的喷口距离锂电池极片的垂直距离为8mm。
在具体的对比实验中，在挤压式涂布机上加装和不加装上述鸭嘴式喷头，控制基材、物料均为同一配制批次，加装鸭嘴式喷头前后的涂布泵速、烘箱温度、涂布速度等工艺参数均一致，正极双面涂布面密度设计为500mg/cm2，负极双面涂布面密度设计为330mg/cm2，均采用间歇涂布。
表1：正极涂覆浆料(未加装消除挤压涂布厚边装置)
表2：正极涂覆浆料(加装消除挤压涂布厚边装置)
表3：负极涂覆浆料(未加装消除挤压涂布厚边装置)
表4：负极涂覆浆料(加装消除挤压涂布厚边装置)
通过对比表1、2；表3、4的实验数据可以看出，通过加装本发明提供的消除挤压涂布厚边的装置可以明显的改善涂布厚边现象，有效的避免了“厚边”产生的不良影响。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的特点。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的范围内。本发明要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种消除挤压涂布厚边的装置，其特征在于，包括设置在锂电池极片上方边缘位置的气体喷头，所述气体喷头的喷气方向偏向锂电池极片的外侧；
所述气体喷头距离锂电池极片边缘的水平距离为2-5mm。
2.根据权利要求1所述的消除挤压涂布厚边的装置，其特征在于，所述的气体喷头从涂布机气路管中引出一路，且在气体喷头与涂布机气路管之间经由不锈钢管连通；
所述的不锈钢管上还连接有压力调节装置用于调节通往气体喷头的气体压力。
3.根据权利要求1所述的消除挤压涂布厚边的装置，其特征在于，所述的气体喷头为鸭嘴式喷头，所述鸭嘴式喷头的喷口缝隙间距为1.5-3mm。
4.根据权利要求3所述的消除挤压涂布厚边的装置，其特征在于，所述鸭嘴式喷头与锂电池极片的平面夹角为15-60°，鸭嘴式喷头的喷口距离锂电池极片的垂直距离为5-20mm。
5.一种挤压涂布机，其特征在于，所述的挤压涂布机具有如权利要求1-4任意一项所述的消除挤压涂布厚边的装置。
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