CN110465442B - 一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，包括底板、侧板、外筒箱、涂布单元、导流单元、内搅拌机构和辅助机构；本发明可以解决现有极片在涂布的过程中由于搅拌的浆料中存在大量气泡，涂布过程中，浆料内部气泡喷涂在极片上，经过烘箱烘干时，气泡破裂，在极片上形成白色圆斑。此处活物质涂层较薄，在电池充放电过程中也最易造成微短路；同时现有极片在涂布的过程中受到浆料流动速度的制约，导致极片上的浆料涂布不均匀，厚边处活物质颗粒被碾碎后，在充放电过程中锂离子和电子的传输路径变远，则会导致电池内阻增大极化加深，会影响电池的使用寿命和安全等问题。

Description

一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，特别涉及一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统。
背景技术
锂离子电池的生产制造，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说，锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化工艺等。浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序，此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。极片涂布对锂电池具有重要的意义。
现有极片在涂布的过程中由于搅拌的浆料中存在大量气泡，涂布过程中，浆料内部气泡喷涂在极片上，经过烘箱烘干时，气泡破裂，在极片上形成白色圆斑。此处活物质涂层较薄，在电池充放电过程中也最易造成微短路；同时现有极片在涂布的过程中受到浆料流动速度的制约，导致极片上的浆料涂布不均匀，厚边处活物质颗粒被碾碎后，在充放电过程中锂离子和电子的传输路径变远，则会导致电池内阻增大极化加深，会影响电池的使用寿命和安全。
发明内容
（一）要解决的技术问题
本发明可以解决现有极片在涂布的过程中由于搅拌的浆料中存在大量气泡，涂布过程中，浆料内部气泡喷涂在极片上，经过烘箱烘干时，气泡破裂，在极片上形成白色圆斑。此处活物质涂层较薄，在电池充放电过程中也最易造成微短路；同时现有极片在涂布的过程中受到浆料流动速度的制约，导致极片上的浆料涂布不均匀，厚边处活物质颗粒被碾碎后，在充放电过程中锂离子和电子的传输路径变远，则会导致电池内阻增大极化加深，会影响电池的使用寿命和安全等问题。
（二）技术方案
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案，一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，包括底板、侧板、外筒箱、涂布单元、导流单元、内搅拌机构和辅助机构；所述底板的上端左右对称设置有侧板，两块侧板之间的中部位置通过空心套筒连接有外筒箱，所述的外筒箱内部为空腔结构，且外筒箱的右端外壁开设有通孔；位于外筒箱的下端设置有涂布单元；外筒箱的上端设置有弧形导流孔；位于外筒箱的弧形导流孔处设置有导流单元；外筒箱的内部设置有内搅拌机构；位于两个侧板的上端设置有辅助机构；其中：
所述的涂布单元包括涂布刷、外筒套、内筒套、支连弹簧和上限料板；所述的涂布刷通过活动安装方式设置在外筒箱内部下端设置的安装槽内；位于涂布刷的上端左右对称设置有外筒套，位于外筒套内部设置有支连弹簧，所述的内筒套通过活动配合方式安装在外筒套内部；所述的内筒套的上端连接有上限料板。
所述的内搅拌机构包括驱动电机、空腔轴杆、执行板、执行弹簧、橡胶半球块、钢圈、转动球和排气泡模块；所述的驱动电机通过电机座安装在外筒箱左侧的内壁上，驱动电机的输出轴连接在空腔轴杆左端外壁上，空腔轴杆的右端穿过外筒箱通过轴承安装在底板左侧的侧板上；所述空腔轴杆的外壁均匀设置有执行板，执行板的另一端通过执行弹簧连接有橡胶半球块，且位于执行板上绕空腔轴杆的轴线方向均匀设置有钢圈，所述的钢圈上通过活动连接方式均匀设置有转动球；所述的空腔轴杆的内部通过活动连接方式设置有排气泡模块；所述的空腔轴杆的左端外壁设置有与空腔轴杆内部相贯通的导气孔；打开驱动电机带动空腔轴杆进行转动，对外筒箱内部的浆料进行充分搅拌，同时转动时橡胶半球块依次与上限料板进行挤压，使得涂布刷与上限料板之间的浆料适量从涂布刷上的流出，将极片通过现有的放卷设备依次穿过涂布刷的下端，通过涂布刷上的刷毛进行涂布；保证了涂布质量。设置的内搅拌机构保证了外筒箱内部的浆料充分搅拌，防止浆料干燥凝结，保证了涂布的质量。
所述的辅助机构包括辅助气缸、辅助块、集料箱、密封卡块、限位弹簧和限位杆；所述的辅助气缸设置在侧板上端；位于辅助气缸的顶端连接有辅助块；位于两个辅助块之间设置有集料箱，所述的集料箱底端为内凹的弧形结构；且位于集料箱底端通过滑动配合方式设置有密封卡块；密封卡块的两端通过弹簧连接在集料箱的内壁上；位于密封卡块的两侧设置有导流槽；且集料箱与密封卡块接触的下端设置有导流槽；所述的限位杆通过滑动配合方式安装在集料箱下端，且限位杆与密封卡块相互配合；位于限位杆与集料箱的安装孔处设置有限位弹簧。
所述的导流单元包括弧形凸块、按压柱、按压板、按压弹簧和密封板；所述的弧形凸块设置在外筒箱的上端外壁上；且弧形凸块的中部设置有通孔，且弧形凸块的上端设置有弧形凹槽；位于弧形凸块的内部通过活动连接方式对称设置有按压柱；位于两个按压柱的顶端连接有按压板，位于弧形凸块的弧形凹槽上端的按压柱外壁套设有按压弹簧；位于两个按压柱的下端连接有密封板；所述的密封板位于外筒箱内部的弧形导流孔处；将拌好的浆料倒入集料箱内部；通过辅助气缸带动集料箱下降配合弧形凸块使得密封卡块向上弹起，使集料箱内部的浆料适量流入至外筒箱内部；完成后通过辅助气缸带动集料箱向上运动关闭密封卡块；设置的辅助机构可以合理的控制浆料的用量；保证外筒箱内部的浆料量在合适的范围内，保证浆料不会大量积累在外筒箱内部造成浪费。
所述的排气泡模块包括伸缩杆、连接板、活动柱、活动塞和活塞弹簧；所述的伸缩杆设置在位于底板右端的侧板外壁上；伸缩杆的顶端连接有连接板，连接板上设置有活动柱，活动柱的另一端连接在活动塞上；所述的活动塞通过滑动配合方式设置在空腔轴杆的内部；位于活动塞右侧的内壁设置有环形切槽；所述的环形切槽内均匀设置有活塞弹簧；所述的活动塞为橡胶材质。通过伸缩杆带动活动塞在空腔轴杆内部进行往复运动，其原理同打气筒原理一样，不同的是通过将外筒箱内部空气抽出，通过降低外筒箱内部的气压，使得气泡内的外存在气压差，致使气泡破裂；设置的排气泡模块可以保证搅拌浆料过程中产生的气泡通过气压差全部破裂；保证了浆料均匀的被涂布到极片的表面。
优选的；所述的涂布刷上均匀截面为倒V型的导流孔，位于导流孔内设置有刷毛；在刷毛处设置截面为倒V型的导流孔便于浆料均匀的流动到每一个刷毛上，保证了浆料涂布的均匀性。
优选的；所述的上限料板上设置有向外侧倾斜的流液孔，且上限料板的上端通过活动配合方式均匀设置有滚珠；在限料板上设置外侧倾斜的流液孔便于控制浆料的流动速度，且设置有滚珠便于上限料板与橡胶半球块相互配合。
（三）有益效果
一.本发明将极片通过现有的放卷设备依次穿过涂布刷41的下端，通过内搅拌机构6工作一方面充分搅拌其内部的浆料防止凝结；另一方面橡胶半球块65依次与上限料板45进行配合按压，使得涂布刷41与上限料板45之间的浆料适量从涂布刷41上的流出，保证了浆料均匀的附着在极片的表面；
二.本发明设置的排气泡模块68可以保证搅拌浆料过程中产生的气泡通过气压差全部破裂；保证了浆料均匀的被涂布到极片的表面；
三.本发明在涂布刷41上的刷毛处设置截面为倒V型的导流孔便于浆料均匀的流动到每一个刷毛上，保证了浆料涂布的均匀性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明主视位置剖视图；
图2是本发明的左视位置剖视图；
图3是本发明图1中的A处局部放大图；
图4是本发明图2中的B处局部放大图。
图5是本发明图2中的C处局部放大图。
具体实施方式
下面参考附图对本发明的实施例进行说明。在此过程中，为确保说明的明确性和便利性，我们可能对图示中线条的宽度或构成要素的大小进行夸张的标示。
另外，下文中的用语基于本发明中的功能而定义，可以根据使用者、运用者的意图或惯例而不同。因此，这些用语基于本说明书的全部内容进行定义。
如图1至图5所示，一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，包括底板1、侧板2、外筒箱3、涂布单元4、导流单元5、内搅拌机构6和辅助机构7；所述底板1的上端左右对称设置有侧板2，两块侧板2之间的中部位置通过空心套筒连接有外筒箱3，所述的外筒箱3内部为空腔结构，且外筒箱3的右端外壁开设有通孔；位于外筒箱3的下端设置有涂布单元4；外筒箱3的上端设置有弧形导流孔；位于外筒箱3的弧形导流孔处设置有导流单元5；外筒箱3的内部设置有内搅拌机构6；位于两个侧板2的上端设置有辅助机构7；其中：
所述的辅助机构7包括辅助气缸71、辅助块72、集料箱73、密封卡块74、限位弹簧75和限位杆76；所述的辅助气缸71设置在侧板2上端；位于辅助气缸71的顶端连接有辅助块72；位于两个辅助块72之间设置有集料箱73，所述的集料箱73底端为内凹的弧形结构；且位于集料箱73底端通过滑动配合方式设置有密封卡块74；密封卡块74的两端通过弹簧连接在集料箱73的内壁上；位于密封卡块74的两侧设置有导流槽；且集料箱73与密封卡块74接触的下端设置有导流槽；所述的限位杆76通过滑动配合方式安装在集料箱73下端，且限位杆76与密封卡块74相互配合；位于限位杆76与集料箱73的安装孔处设置有限位弹簧75。
所述的导流单元5包括弧形凸块51、按压柱52、按压板53、按压弹簧54和密封板55；所述的弧形凸块51设置在外筒箱3的上端外壁上；且弧形凸块51的中部设置有通孔，且弧形凸块51的上端设置有弧形凹槽；位于弧形凸块51的内部通过活动连接方式对称设置有按压柱52；位于两个按压柱52的顶端连接有按压板53，位于弧形凸块51的弧形凹槽上端的按压柱52外壁套设有按压弹簧54；位于两个按压柱52的下端连接有密封板55；所述的密封板55位于外筒箱3内部的弧形导流孔处；将拌好的浆料倒入集料箱73内部；通过辅助气缸71带动集料箱73下降配合弧形凸块51使得密封卡块74向上弹起，使集料箱73内部的浆料适量流入至外筒箱3内部；完成后通过辅助气缸71带动集料箱73向上运动关闭密封卡块74；设置的辅助机构7可以合理的控制浆料的用量；保证外筒箱3内部的浆料量在合适的范围内，保证浆料不会大量积累在外筒箱3内部造成浪费。
所述的内搅拌机构6包括驱动电机61、空腔轴杆62、执行板63、执行弹簧64、橡胶半球块65、钢圈66、转动球67和排气泡模块68；所述的驱动电机61通过电机座安装在外筒箱3左侧的内壁上，驱动电机61的输出轴连接在空腔轴杆62左端外壁上，空腔轴杆62的右端穿过外筒箱3通过轴承安装在底板1左侧的侧板2上；所述空腔轴杆62的外壁均匀设置有执行板63，执行板63的另一端通过执行弹簧64连接有橡胶半球块65，且位于执行板63上绕空腔轴杆62的轴线方向均匀设置有钢圈66，所述的钢圈66上通过活动连接方式均匀设置有转动球67；所述的空腔轴杆62的内部通过活动连接方式设置有排气泡模块68；所述的空腔轴杆62的左端外壁设置有与空腔轴杆62内部相贯通的导气孔；打开驱动电机61带动空腔轴杆62进行转动，对外筒箱3内部的浆料进行充分搅拌，同时转动时橡胶半球块65依次与上限料板45进行挤压，使得涂布刷41与上限料板45之间的浆料适量从涂布刷41上的流出，将极片通过现有的放卷设备依次穿过涂布刷41的下端，通过涂布刷41上的刷毛进行涂布；保证了涂布质量。设置的内搅拌机构6保证了外筒箱3内部的浆料充分搅拌，防止浆料干燥凝结，保证了涂布的质量。
所述的排气泡模块68包括伸缩杆681、连接板682、活动柱683、活动塞684和活塞弹簧685；所述的伸缩杆681设置在位于底板1右端的侧板2外壁上；伸缩杆681的顶端连接有连接板682，连接板682上设置有活动柱683，活动柱683的另一端连接在活动塞684上；所述的活动塞684通过滑动配合方式设置在空腔轴杆62的内部；位于活动塞684右侧的内壁设置有环形切槽；所述的环形切槽内均匀设置有活塞弹簧685；所述的活动塞684为橡胶材质；通过伸缩杆681带动活动塞684在空腔轴杆62内部进行往复运动，其原理同打气筒原理一样，不同的是通过将外筒箱3内部空气抽出，通过降低外筒箱3内部的气压，使得气泡内的外存在气压差，致使气泡破裂；设置的排气泡模块68可以保证搅拌浆料过程中产生的气泡通过气压差全部破裂；保证了浆料均匀的被涂布到极片的表面。
所述的涂布单元4包括涂布刷41、外筒套42、内筒套43、支连弹簧44和上限料板45；所述的涂布刷41通过活动安装方式设置在外筒箱3内部下端设置的安装槽内；位于涂布刷41的上端左右对称设置有外筒套42，位于外筒套42内部设置有支连弹簧44，所述的内筒套43通过活动配合方式安装在外筒套42内部；所述的内筒套43的上端连接有上限料板45；所述的涂布刷41上均匀截面为倒V型的导流孔，位于导流孔内设置有刷毛；在刷毛处设置截面为倒V型的导流孔便于浆料均匀的流动到每一个刷毛上，保证了浆料涂布的均匀性；所述的上限料板45上设置有向外侧倾斜的流液孔，且上限料板45的上端通过活动配合方式均匀设置有滚珠；在限料板45上设置外侧倾斜的流液孔便于控制浆料的流动速度，且设置有滚珠便于上限料板45与橡胶半球块65相互配合。
具体进行涂布工作时，
首先，将拌好的浆料倒入集料箱73内部；通过辅助气缸71带动集料箱73下降配合弧形凸块51使得密封卡块74向上弹起，使集料箱73内部的浆料适量流入至外筒箱3内部；完成后通过辅助气缸71带动集料箱73向上运动关闭密封卡块74；
而后通过内搅拌机构6对外筒箱3内部的浆料进行搅拌，搅拌的同时通过排气泡模块68对产生的气泡进行排除；
最后通过涂布单元4对收卷设备上运动的极片进行涂布。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，包括底板(1)、侧板(2)、外筒箱(3)、涂布单元(4)、导流单元(5)、内搅拌机构(6)和辅助机构(7)；其特征在于：所述底板(1)的上端左右对称设置有侧板(2)，两块侧板(2)之间的中部位置通过空心套筒连接有外筒箱(3)，所述的外筒箱(3)内部为空腔结构，且外筒箱(3)的右端外壁开设有通孔；位于外筒箱(3)的下端设置有涂布单元(4)；外筒箱(3)的上端设置有弧形导流孔；位于外筒箱(3)的弧形导流孔处设置有导流单元(5)；外筒箱(3)的内部设置有内搅拌机构(6)；位于两个侧板(2)的上端设置有辅助机构(7)；其中：
所述的涂布单元(4)包括涂布刷(41)、外筒套(42)、内筒套(43)、支连弹簧(44)和上限料板(45)；所述的涂布刷(41)通过活动安装方式设置在外筒箱(3)内部下端设置的安装槽内；位于涂布刷(41)的上端左右对称设置有外筒套(42)，位于外筒套(42)内部设置有支连弹簧(44)，所述的内筒套(43)通过活动配合方式安装在外筒套(42)内部；所述的内筒套(43)的上端连接有上限料板(45)；
所述的内搅拌机构(6)包括驱动电机(61)、空腔轴杆(62)、执行板(63)、执行弹簧(64)、橡胶半球块(65)、钢圈(66)、转动球(67)和排气泡模块(68)；所述的驱动电机(61)通过电机座安装在外筒箱(3)左侧的内壁上，驱动电机(61)的输出轴连接在空腔轴杆(62)左端外壁上，空腔轴杆(62)的右端穿过外筒箱(3)通过轴承安装在底板(1)左侧的侧板(2)上；所述空腔轴杆(62)的外壁均匀设置有执行板(63)，执行板(63)的另一端通过执行弹簧(64)连接有橡胶半球块(65)，且位于执行板(63)上绕空腔轴杆(62)的轴线方向均匀设置有钢圈(66)，所述的钢圈(66)上通过活动连接方式均匀设置有转动球(67)；所述的空腔轴杆(62)的内部通过活动连接方式设置有排气泡模块(68)；所述的空腔轴杆(62)的左端外壁设置有与空腔轴杆(62)内部相贯通的导气孔。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，其特征在于：所述的导流单元(5)包括弧形凸块(51)、按压柱(52)、按压板(53)、按压弹簧(54)和密封板(55)；所述的弧形凸块(51)设置在外筒箱(3)的上端外壁上；且弧形凸块(51)的中部设置有通孔，且弧形凸块(51)的上端设置有弧形凹槽；位于弧形凸块(51)的内部通过活动连接方式对称设置有按压柱(52)；位于两个按压柱(52)的顶端连接有按压板(53)，位于弧形凸块(51)的弧形凹槽上端的按压柱(52)外壁套设有按压弹簧(54)；位于两个按压柱(52)的下端连接有密封板(55)；所述的密封板(55)位于外筒箱(3)内部的弧形导流孔处。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，其特征在于：所述的辅助机构(7)包括辅助气缸(71)、辅助块(72)、集料箱(73)、密封卡块(74)、限位弹簧(75)和限位杆(76)；所述的辅助气缸(71)设置在侧板(2)上端；位于辅助气缸(71)的顶端连接有辅助块(72)；位于两个辅助块(72)之间设置有集料箱(73)，所述的集料箱(73)底端为内凹的弧形结构；且位于集料箱(73)底端通过滑动配合方式设置有密封卡块(74)；密封卡块(74)的两端通过弹簧连接在集料箱(73)的内壁上；位于密封卡块(74)的两侧设置有导流槽；且集料箱(73)与密封卡块(74)接触的下端设置有导流槽；所述的限位杆(76)通过滑动配合方式安装在集料箱(73)下端，且限位杆(76)与密封卡块(74)相互配合；位于限位杆(76)与集料箱(73)的安装孔处设置有限位弹簧(75)。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，其特征在于：所述的排气泡模块(68)包括伸缩杆(681)、连接板(682)、活动柱(683)、活动塞(684)和活塞弹簧(685)；所述的伸缩杆(681)设置在位于底板(1)右端的侧板(2)外壁上；伸缩杆(681)的顶端连接有连接板(682)，连接板(682)上设置有活动柱(683)，活动柱(683)的另一端连接在活动塞(684)上；所述的活动塞(684)通过滑动配合方式设置在空腔轴杆(62)的内部；位于活动塞(684)右侧的内壁设置有环形切槽；所述的环形切槽内均匀设置有活塞弹簧(685)；所述的活动塞(684)为橡胶材质。
5.根据权利要求1所述的一 种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，其特征在于：所述的涂布刷(41)上均匀截面为倒V型的导流孔，位于导流孔内设置有刷毛。
6.根据权利要求1所述的一种用于锂电池生产制作用的涂布作业系统，其特征在于：所述的上限料板(45)上设置有向外侧倾斜的流液孔，且上限料板(45)的上端通过活动配合方式均匀设置有滚珠。
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