CN111115312A - 一种喷涂分切生产线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种喷涂分切生产线，包括：放卷机构、隔膜预处理机构、喷涂机构、烘干机构和分切机构能够给基膜做预处理，释放基膜内应力及改善外观，减少隔膜后期形变及大幅改善涂覆效果；能够两面同时涂覆、同时烘干，避免分开涂覆导致两层涂层性能相互影响；能够宽幅涂覆，喷涂后直接分切成客户所需规格，减少边料浪费，显著提高成品率；能够实现单面或双面喷涂，满足客户的多种产品需求。

Description

一种喷涂分切生产线
技术领域
本发明属于锂/离子电池技术领域，具体涉及一种喷涂分切生产线。
背景技术
锂离子电池隔膜是锂离子电池的四大组件之一，其性能直接影响到电池的安全性、电性能。而隔膜涂覆改性是大幅提高隔膜性能的一种方法，其中，喷涂粘结剂改性能够提高隔膜与极片的粘结性能，保持锂离子电池充放电过程的尺寸稳定性，减少层间隙的产生，从而大幅提高锂电池的安全性和循环性能等电性能。但现有的隔膜喷涂生产线缺少隔膜预处理阶段，隔膜的改性性能提升不高，涂覆膜后期变形风险大；分切与喷涂分开，中间存在流转，降低生产效率；而且多为一次涂覆单面涂覆，且幅宽窄，其涂覆效率低、生产成品率低。
发明内容
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种喷涂分切生产线，包括：放卷机构、隔膜预处理机构、喷涂机构、烘干机构和分切机构，
所述放卷机构包括360°翻转架、切断装置、第一过辊、静电消除装置、第一张力控制系统和第一弧形展平辊，所述第一弧形展平辊设置在所述第一张力控制系统的前方，基膜依次经过360°翻转架、切断装置、第一过辊、静电消除装置、第一弧形展平辊和第一张力控制系统；
所述隔膜预处理机构包括多根第二过辊和加热系统，所述基膜自所述放卷机构由多根第二过辊带入所述加热系统，
所述喷涂机构包括第二张力控制系统、第二弧形展平辊和喷涂机，所述基膜自所述隔膜预处理机构依次经所述第二张力控制系统、第二弧形展平辊进入所述喷涂机喷涂区域，
所述烘干机构包括悬浮烘箱或立式烘箱，所述基膜自所述喷涂机构进入所述烘干机构烘干，再进入分切机构，
所述分切机构包括第三张力控制系统、分切系统、第三弧形展平辊和收卷系统，所述基膜自所述烘干机构依次经所述第三张力控制系统、第三弧形展平辊、分切系统，再由所述收卷系统收卷。
作为本发明的一个优选的实施例，所述第一张力控制系统包含第一张力检测辊，张力控制范围为0.1-200N，所述第二张力控制系统包含第二张力检测辊，张力控制范围为0.1-200N，所述第三张力控制系统包含第三张力检测辊，张力控制范围为0.1-200N，所述第一过辊的过辊幅宽为510mm-11000mm，所述第一过辊的直径为60-700mm，所述第二过辊的过辊幅宽为510mm-11000mm，所述第二过辊的直径为60-700mm。
作为本发明的一个优选的实施例，所述多根第二过辊的走膜行程大于或等于6米。
作为本发明的一个优选的实施例，多根第二过辊均采用独立驱动，所述第二过辊的辊速比范围为0.5-1.5；多根第二过辊的排列方式为V型交错排列。
作为本发明的一个优选的实施例，所述第二过辊为热辊，加热方式采用水热或者油热，温度范围为40-100℃。
作为本发明的一个优选的实施例，所述加热系统采用热风加热，热源为电热、水热、油热、蒸汽、天然气中的任意一种，温度范围为40-150℃。
作为本发明的一个优选的实施例，所述喷涂机的数量大于或等于2台，在所述基膜的两侧分别设有至少1台喷涂机。
作为本发明的一个优选的实施例，所述烘干机构的走膜行程大于或等于6米，所述烘干机构的热源为电热、水热、油热、蒸汽、天然气中的任意一种，温度范围为40-150℃，当所述烘干机构为悬浮烘箱时，走膜方向为水平方向，当所述烘干机构为立式烘箱时，走膜方向为从下向上或者从上向下。
作为本发明的一个优选的实施例，所述分切机构的走膜行程大于或等于5米。
作为本发明的一个优选的实施例，所述收卷系统的张力范围为0.1-50N。
本发明的有益效果是：本发明所述的喷涂分切生产线能够给基膜做预处理，释放基膜内应力及改善外观，减少隔膜后期形变及大幅改善涂覆效果；能够两面同时涂覆、同时烘干，避免分开涂覆导致两层涂层性能相互影响；能够宽幅涂覆，喷涂后直接分切成客户所需规格，减少边料浪费，显著提高成品率；能够实现单面或双面喷涂，满足客户的多种产品需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本发明所述的一种喷涂分切生产线的流程示意图。
其中：1为放卷机构；1-1为第一弧形展平辊，1-2为第一张力控制系统、2为隔膜预处理机构、2-1为第二过辊、3为喷涂机构、3-1为第二弧形展平辊、3-2为第二张力控制系统、3-3为喷涂机、4为烘干结构、5为分切结构、5-1为第三张力控制系统、5-2为第三弧形展平辊、5-3为分切系统、5-4为收卷系统。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明提出了一种隔膜喷涂分切生产线，具体方案如下：
在产线结构上，包括放卷机构1、隔膜预处理机构2、喷涂机构3、烘干机构4、分切机构5。
1、放卷机构1包含360°翻转架(未图示)、切断装置(未图示)、第一过辊(未图示)、静电消除装置(未图示)、第一张力控制系统1-2、第一弧形展平辊1-1，能够自动换卷。其中，切断装置可以采用飞刀、锯齿斩刀、电热丝；第一过辊材质可以采用碳纤维、碳纤维镀铬、轻质铝合金；静电消除装置可以采用离子风枪、离子风棒；第一张力控制系统1-2的张力隔断方式包括但不限于S辊、压辊、真空吸附辊，第一张力控制系统1-2包含第一张力检测辊(未图示)；张力控制范围0.1-200N；第一弧形展平辊1-1也可以换成夹边辊、人字辊等，第一弧形展平辊1-1在第一张力控制系统1-2之前。
2、隔膜预处理机构2包含多根第二过辊2-1和加热系统(未图示)，其走膜行程不低于6米，第二过辊2-1均采用独立驱动，各辊速比(与基准速度比例)可调，范围为0.5-1.5；排列方式为V型交错排列；第二过辊2-1可以为热辊，加热方式采用水热或者油热，温度范围为40-100℃；加热系统采用热风加热，热源可以为电热、水热、油热、蒸汽、天然气，温度范围为40-150℃。在隔膜预处理机构2中，在较高的温度下基膜中聚合物分子由舒展变为蜷缩，在可控张力下释放内应力，并保持基膜尺寸变化不大，涂覆之后的膜在使用过程中的内应力释放减少，隔膜不易变形，尺寸稳定性提高，提高了锂离子电池的安全性。
3、喷涂机构3包含第二张力控制系统3-2、第二弧形展平辊3-1和喷涂机3-3，其中，第二张力控制系统3-2的张力隔断方式包括但不限于S辊、压辊、真空吸附辊，第二张力控制系统3-2包含第二张力检测辊(未图示)；张力控制范围0.1-200N；第二弧形展平辊3-1可以替换成夹边辊、人字辊，第二弧形展平辊3-1在喷涂机3-3之前，以及在第二张力控制系统3-2之前各有一套，能够保证基膜在张力控制系统处和喷涂时的平整性，保证喷涂均匀、无褶皱；喷涂机3-3为旋转喷涂，包括供料泵、供料管路、转盘组、浆料回收盒等，喷涂方式包括但不限于旋转喷涂；喷涂机3-3数量不少于1台，分布在基膜两侧，可实现双面同时涂覆或选择基膜任一面涂覆；喷涂机3-3位置均在烘干机构4前，能够两面同时涂覆，避免单面涂覆对另一面的影响，保证涂覆均匀性，并且同时涂覆同时烘干，涂覆效率得到大幅提高。
4、烘干机构4包括但不限于悬浮烘箱、立式烘箱，其走膜行程不低于6米，热源可以为电热、水热、油热、蒸汽、天然气，温度范围为40-150℃，其中，悬浮烘箱中无过辊，走膜方向为水平方向，膜两侧风压可调，通过内部热风风压保持膜面平稳、涂层烘干，更好调控隔膜运行稳定性；立式烘箱中无过辊，走膜方向为从下向上或者从上向下，膜两侧风压可调。
5、分切机构5包含第三张力控制系统5-1、分切系统5-3、第三弧形展平辊5-2和收卷系统5-4，走膜行程不低于5米，其中，第三张力控制系统5-1的张力隔断方式包括但不限于S辊、压辊、真空吸附辊，第三张力控制系统5-1包含第三张力检测辊(未图示)；张力控制范围0.1-200N；第三弧形展平辊5-2可以替换为夹边辊、人字辊，并且设置在分切系统5-3之前，保证分切前隔膜稳定性，进而保证分切尺寸稳定性；分切系统5-3采用直刀分切或者圆刀分切，刀片采用钨钢刀片，切割流畅，减少毛边产生；收卷系统5-4采用力矩电机收卷，张力范围为0.1-100N，收卷卷芯直径100-800mm，每个工位张力单独控制，更容易控制收卷质量，收卷系统5-4卷形采用6英寸卷芯。
在产线能力上，可涂覆幅宽为500mm-10000mm，机械速度20-300m/min。喷涂和分切同步进行，减少基膜流转中产生材料浪费、时间浪费，提高涂覆效率、生产效率。
过辊幅宽510mm-11000mm，过辊直径60-700mm，材质为铝制或碳纤维镀铬，该材质过辊能减少转动过程的阻力与跳动，保证宽幅隔膜运行的稳定性，进而保证涂覆的稳定性。
以下通过表1将本发明所述的隔膜喷涂分切生产线与现有技术进行对比：
隔膜性质 本发明 对比例
工艺流程 涂覆分切联动 涂覆、分切分离
加工时长 15min/卷 45min/卷
幅宽 Max.11000mm Max.1400mm
成品率 Max.99.7％ Max.97％
双面喷涂 双面、或任一面单涂 固定面单涂
表1
综上所述，本发明所述的一种喷涂分切生产线，通过设置隔膜预处理机构，使得在涂覆前消除基膜内应力，减小涂覆后变形的风险；将喷涂涂覆和分切连接到一起，减少流程，提高生产效率；幅宽增加，单位时间生产效率提高。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种喷涂分切生产线，其特征在于，包括：放卷机构、隔膜预处理机构、喷涂机构、烘干机构和分切机构，
所述放卷机构包括360°翻转架、切断装置、第一过辊、静电消除装置、第一张力控制系统和第一弧形展平辊，所述第一弧形展平辊设置在所述第一张力控制系统的前方，基膜依次经过360°翻转架、切断装置、第一过辊、静电消除装置、第一弧形展平辊和第一张力控制系统；
所述隔膜预处理机构包括多根第二过辊和加热系统，所述基膜自所述放卷机构由多根第二过辊带入所述加热系统，
所述喷涂机构包括第二张力控制系统、第二弧形展平辊和喷涂机，所述基膜自所述隔膜预处理机构依次经所述第二张力控制系统、第二弧形展平辊进入所述喷涂机喷涂区域，
所述烘干机构包括悬浮烘箱或立式烘箱，所述基膜自所述喷涂机构进入所述烘干机构烘干，再进入分切机构，
所述分切机构包括第三张力控制系统、分切系统、第三弧形展平辊和收卷系统，所述基膜自所述烘干机构依次经所述第三张力控制系统、第三弧形展平辊、分切系统，再由所述收卷系统收卷。
2.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述第一张力控制系统包含第一张力检测辊，张力控制范围为0.1-200N，所述第二张力控制系统包含第二张力检测辊，张力控制范围为0.1-200N，所述第三张力控制系统包含第三张力检测辊，张力控制范围为0.1-200N，所述第一过辊的过辊幅宽为510mm-11000mm，所述第一过辊的直径为60-700mm，所述第二过辊的过辊幅宽为510mm-11000mm，所述第二过辊的直径为60-700mm。
3.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述多根第二过辊的走膜行程大于或等于6米。
4.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：多根第二过辊均采用独立驱动，所述第二过辊的辊速比范围为0.5-1.5；多根第二过辊的排列方式为V型交错排列。
5.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述第二过辊为热辊，加热方式采用水热或者油热，温度范围为40-100℃。
6.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述加热系统采用热风加热，热源为电热、水热、油热、蒸汽、天然气中的任意一种，温度范围为40-150℃。
7.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述喷涂机的数量大于或等于2台，在所述基膜的两侧分别设有至少1台喷涂机。
8.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述烘干机构的走膜行程大于或等于6米，所述烘干机构的热源为电热、水热、油热、蒸汽、天然气中的任意一种，温度范围为40-150℃，当所述烘干机构为悬浮烘箱时，走膜方向为水平方向，当所述烘干机构为立式烘箱时，走膜方向为从下向上或者从上向下。
9.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述分切机构的走膜行程大于或等于5米。
10.根据权利要求1所述的一种喷涂分切生产线，其特征在于：所述收卷系统的张力范围为0.1-50N。
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