CN111250354A - 一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，属于锂电池涂布技术领域。一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，包括模头垫片本体，模头垫片本体内设有出料口，模头垫片本体包括下垫片和固设于下垫片左右两上端的上延伸垫片，下垫片内壁和两个上延伸垫片之间形成的空间组成出料口，两个上延伸垫片相互靠近的一端均设有用于改善浆料经出料口流动至上延伸垫片边缘处的流体压力的倒角结构，可以使浆料在涂布时模头唇口边缘处流体压力稳定，浆料从狭缝挤压出来的速度分布均匀，涂覆出来的膜面边缘厚度一致性高，可以更加有效控制涂布边缘涂膜厚度以及涂膜边缘异常区域的范围，实现多条连续涂布。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池涂布技术领域，更具体地说，涉及一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片。
背景技术
随着近几年新能源汽车的快速发展,对锂离子动力电芯的安全性、一致性、以及电芯的能量密度要求越来越高，想提高电芯的安全性，电芯的一致性，提高电芯的能量密度，对于电芯生产制造过程中如何保证涂布过程涂布面密度的稳定性，厚度的一致性，显得至关重要。如何保证涂布的面密度一致性，涂布厚度的稳定性，直接影响电芯的一致性以及电池系统的安全性。
狭缝挤压式涂布机作为一种精度高、智能化、生产过程稳定的设备，已经广泛应用到锂离子动力电池制造领域，挤压涂布机模头内有压力腔，当浆料从压力腔中间进入挤压涂布机后，通过一定压力把浆料均匀涂覆在基材上并进行烘干，做成电池。对于软包叠片工艺，软包和铝壳电芯的卷绕工艺，如何消除涂膜边缘的效应，对提高电芯的安全性，高比能量动力电芯工艺过程能力非常重要。
电极浆料在涂布模头唇口出料处，模头垫片边缘往往是流体压力最大，电极浆料涂覆在集流体上，容易出现鼓边现象；正极鼓边现象严重会容易造成辊压过程极片边缘的开裂，分切后极片边缘波浪边现象严重，负极鼓边现象严重，辊压后的极片边缘压实密度过大，电芯循环后，可能会造成极片边缘析锂，存在安全隐患。
虽然现有技术中已经提出有通过在模头垫片的出料口外端边缘设置倒角以改善挤压模头内部浆料流动状况的方法，此方法能够在一定程度上消除浆料死区，改善出料口边缘涂布效果从而避免极片鼓边的现象，但该类垫片在实际应用过程中并不能对涂布边缘料区进行有效消薄，且工业化涂布工艺对消薄区域的厚度和宽度皆有一定要求，不能有效的控制消薄区域。
发明内容
1．要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，它可以使浆料在涂布时模头唇口边缘处流体压力稳定，浆料从狭缝挤压出来的速度分布均匀，涂覆出来的膜面边缘厚度一致性高，可以更加有效控制涂布边缘涂膜厚度以及涂膜边缘异常区域的范围，实现多条连续涂布可以提高设备的利用率。
2．技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，包括模头垫片本体，所述模头垫片本体内设有出料口，所述模头垫片本体包括下垫片和固设于下垫片左右两上端的上延伸垫片，所述下垫片内壁和两个上延伸垫片之间形成的空间组成出料口，两个所述上延伸垫片相互靠近的一端均设有用于改善浆料经出料口流动至上延伸垫片边缘处的流体压力的倒角结构，所述上延伸垫片内侧壁的上部设有导向面，所述导向面与倒角结构相连接，可以使浆料在涂布时模头唇口边缘处流体压力稳定，浆料从狭缝挤压出来的速度分布均匀，涂覆出来的膜面边缘厚度一致性高，可以更加有效控制涂布边缘涂膜厚度以及涂膜边缘异常区域的范围，实现多条连续涂布。
进一步的，所述倒角结构包括设于上延伸垫片靠近出料口一侧的表面的导向斜角，所述导向面右部与导向斜角底部相连接，导向斜角的长度相比于现有技术中的较小倒角来说，其深度更大，使得浆料流过导向面至导向斜角流出，导向面与导向斜角之间的无间距衔接使得浆料流速更稳定，挤出更加均匀。
进一步的，所述导向斜角底部所在的平面与竖直平面之间的夹角为a，且a为20-30°，最好为30°，使电极浆料在上延伸垫片内侧处流体压力减小，从而更好的达到消除涂膜边缘异常和异常区域范围偏大的效果，合适的a设置使得导向斜角不易因倾斜过大而导致浆料经导向面流至导向斜角边缘处较为缓慢，也不易因倾斜过小而导致对流体压力增大。
进一步的，所述导向面设置为与水平面平行的直线形结构，所述导向面与导向斜角之间的连接部位处设有倒圆角部，当浆料经导向面流经导向斜角时，在倒圆角部的作用下，浆料流动更加顺畅。
进一步的，所述导向面设置为斜向上的倾斜结构，所述导向面与导向斜角之间的连接部位处设有倒圆角部，在导向面的倾斜作用下，有利于引导浆料向导向斜角侧移动，在倒圆角部的作用下使得浆料由导向面引导流至导向斜角侧时更加顺畅平缓，流动速度更加均匀。
进一步的，处于倾斜结构的所述导向面底部所在的平面与水平面之间的夹角为30-45°，最好为45°，使得浆料经导向面流至导向斜角的过程更加顺畅，浆料的流动性更好，从而能更加有效的消除涂布边缘厚度不均匀的问题。
进一步的，所述导向斜角远离处于倾斜结构的导向面的表面开设有导料槽，所述导料槽侧内壁与导向斜角相平行，所述导料槽底部内壁的下侧部位所在的平面与竖直平面之间的夹角大于a，且小于90°，因导向面为倾斜设置，使得浆料流出过程中，意外回流时在导向斜角与导料槽所组成的阶梯式斜面作用下，增加了回流的阻力，在浆料流出过程中，该阶梯式斜面还可起到引导浆料稳定流出的作用。
进一步的，所述下垫片左右两内底端的拐角处以及导向面与上延伸垫片内侧壁的下部之间均设有倒角，使浆料在流经导向面和导向斜角之间，在更倒角的作用下，流动更加顺畅，不易受到阻力，流动性更好，此过程中还可对浆料起到先期消薄作用，使浆料流动更加均匀。
进一步的，所述下垫片为U形结构，所述下垫片和上延伸垫片均为不锈钢材质，使两者耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀，使用寿命得到提高。
3．有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
（1）本方案可以使浆料在涂布时模头唇口边缘处流体压力稳定，浆料从狭缝挤压出来的速度分布均匀，涂覆出来的膜面边缘厚度一致性高，可以更加有效控制涂布边缘涂膜厚度以及涂膜边缘异常区域的范围，实现多条连续涂布可以提高设备的利用率。
（2）倒角结构包括设于上延伸垫片靠近出料口一侧的表面的导向斜角，导向面右部与导向斜角底部相连接，导向斜角的长度相比于现有技术中的较小倒角来说，其深度更大，使得浆料流过导向面至导向斜角流出，导向面与导向斜角之间的无间距衔接使得浆料流速更稳定，挤出更加均匀。
（3）导向斜角底部所在的平面与竖直平面之间的夹角为a，且a为20-30°，最好为30°，使电极浆料在上延伸垫片内侧处流体压力减小，从而更好的达到消除涂膜边缘异常和异常区域范围偏大的效果，合适的a设置使得导向斜角不易因倾斜过大而导致浆料经导向面流至导向斜角边缘处较为缓慢，也不易因倾斜过小而导致对流体压力增大。
（4）导向面设置为与水平面平行的直线形结构，导向面与导向斜角之间的连接部位处设有倒圆角部，当浆料经导向面流经导向斜角时，在倒圆角部的作用下，浆料流动更加顺畅。
（5）导向面设置为斜向上的倾斜结构，导向面与导向斜角之间的连接部位处设有倒圆角部，在导向面的倾斜作用下，有利于引导浆料向导向斜角侧移动，在倒圆角部的作用下使得浆料由导向面引导流至导向斜角侧时更加顺畅平缓，流动速度更加均匀。
（6）处于倾斜结构的导向面底部所在的平面与水平面之间的夹角为30-45°，最好为45°，使得浆料经导向面流至导向斜角的过程更加顺畅，浆料的流动性更好，从而能更加有效的消除涂布边缘厚度不均匀的问题。
（7）导向斜角远离处于倾斜结构的导向面的表面开设有导料槽，导料槽侧内壁与导向斜角相平行，导料槽底部内壁的下侧部位所在的平面与竖直平面之间的夹角大于a，且小于90°，因导向面为倾斜设置，使得浆料流出过程中，意外回流时在导向斜角与导料槽所组成的阶梯式斜面作用下，增加了回流的阻力，在浆料流出过程中，该阶梯式斜面还可起到引导浆料稳定流出的作用。
（8）下垫片左右两内底端的拐角处以及导向面与上延伸垫片内侧壁的下部之间均设有倒角，使浆料在流经导向面和导向斜角之间，在更倒角的作用下，流动更加顺畅，不易受到阻力，流动性更好，此过程中还可对浆料起到先期消薄作用，使浆料流动更加均匀。
（9）下垫片为U形结构，下垫片和上延伸垫片均为不锈钢材质，使两者耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀，使用寿命得到提高。
附图说明
图1为本发明的正面结构示意图；
图2为本发明的导向面处于倾斜状态下时的结构示意图；
图3为本发明的导向斜角部分的结构示意图；
图4为本发明的导向斜角和导料槽部分的结构示意图；
图5为现有技术的模头垫片本体上端外沿处的倒角结构。
图中标号说明：
1模头垫片本体、11下垫片、12上延伸垫片、2出料口、121导向斜角、1211导料槽、122倒圆角部、123导向面。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图1-5的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，它包括模头垫片本体1，模头垫片本体1内设有出料口2，模头垫片本体1包括下垫片11和固设于下垫片11左右两上端的上延伸垫片12，下垫片11为U形结构，下垫片11和上延伸垫片12均为不锈钢材质，使两者耐空气、蒸汽、水等弱腐蚀介质和酸、碱、盐等化学浸蚀性介质腐蚀，使用寿命得到提高，下垫片11内壁和两个上延伸垫片12之间形成的空间组成出料口2。
下垫片11左右两内底端的拐角处以及导向面123与上延伸垫片12内侧壁的下部之间均设有倒角，使浆料在流经导向面123和导向斜角121之间，在更倒角的作用下，流动更加顺畅，不易受到阻力，流动性更好，此过程中还可对浆料起到先期消薄作用，使浆料流动更加均匀。
两个上延伸垫片12相互靠近的一端均设有用于改善浆料经出料口2流动至上延伸垫片12边缘处的流体压力的倒角结构，上延伸垫片12内侧壁的上部设有导向面123，导向面123与倒角结构相连接，倒角结构包括设于上延伸垫片12靠近出料口2一侧的表面的导向斜角121，导向面123右部与导向斜角121底部相连接，导向斜角121的长度相比于现有技术中的较小倒角来说，其深度更大，使得浆料流过导向面123至导向斜角121流出，导向面123与导向斜角121之间的无间距衔接使得浆料流速更稳定，挤出更加均匀。
导向斜角121底部所在的平面与竖直平面之间的夹角为a，且a为20-30°，最好为30°，使电极浆料在上延伸垫片12内侧处流体压力减小，从而更好的达到消除涂膜边缘异常和异常区域范围偏大的效果，合适的a设置使得导向斜角121不易因倾斜过大而导致浆料经导向面123流至导向斜角121边缘处较为缓慢，也不易因倾斜过小而导致对流体压力增大。
导向面123设置为与水平面平行的直线形结构，导向面123与导向斜角121之间的连接部位处设有倒圆角部122，当浆料经导向面123流经导向斜角121时，在倒圆角部122的作用下，浆料流动更加顺畅。
实施例2：
导向面123设置为斜向上的倾斜结构，导向面123与导向斜角121之间的连接部位处设有倒圆角部122，在导向面123的倾斜作用下，有利于引导浆料向导向斜角121侧移动，在倒圆角部122的作用下使得浆料由导向面123引导流至导向斜角121侧时更加顺畅平缓，流动速度更加均匀。
处于倾斜结构的导向面123底部所在的平面与水平面之间的夹角为30-45°，最好为45°，使得浆料经导向面123流至导向斜角121的过程更加顺畅，浆料的流动性更好，从而能更加有效的消除涂布边缘厚度不均匀的问题。
导向斜角121远离处于倾斜结构的导向面123的表面开设有导料槽1211，导料槽1211侧内壁与导向斜角121相平行，导料槽1211底部内壁的下侧部位所在的平面与竖直平面之间的夹角大于a，且小于90°，因导向面123为倾斜设置，使得浆料流出过程中，意外回流时在导向斜角121与导料槽1211所组成的阶梯式斜面作用下，增加了回流的阻力，在浆料流出过程中，该阶梯式斜面还可起到引导浆料稳定流出的作用。
浆料流至下垫片11内的倒角处时，浆料流速降低，浆料下垫片11内壁和导向面123流至导向斜角121处，使得浆料在接触基材之前在导向斜角121的导向作用下分散，进而涂面边缘变薄，有效消除了极片的鼓边现象，且倒角化处理消除了浆料流动死区，使得极片涂面更加均匀，可以有效地降低浆料流速，加强料区边缘削薄效果，减少过高流速带来的涂布料区边缘的鼓边现象，可以使浆料在涂布时模头唇口边缘处流体压力稳定，浆料从狭缝挤压出来的速度分布均匀，涂覆出来的膜面边缘厚度一致性高，可以更加有效控制涂布边缘涂膜厚度以及涂膜边缘异常区域的范围，实现多条连续涂布可以提高设备的利用率。
现有技术中的模头垫片本体1外沿设置倒斜角或者倒圆角，斜角为1:3或者3:5，倒圆角一般为R2或者R3，倒斜角或倒圆角的设置面积较小，不能更好的进行有效消薄，本发明中通过设置不同方式的倒角结构以及对出料口内侧结构进行改进，使得浆料在出模头垫片本体1之前，浆料在下垫片11内部已经先期消薄，使得后期涂膜厚度不易过厚。
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改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (9)
1.一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，包括模头垫片本体（1），所述模头垫片本体（1）内设有出料口（2），其特征在于：所述模头垫片本体（1）包括下垫片（11）和固设于下垫片（11）左右两上端的上延伸垫片（12），所述下垫片（11）内壁和两个上延伸垫片（12）之间形成的空间组成出料口（2），两个所述上延伸垫片（12）相互靠近的一端均设有用于改善浆料经出料口（2）流动至上延伸垫片（12）边缘处的流体压力的倒角结构，所述上延伸垫片（12）内侧壁的上部设有导向面（123），所述导向面（123）与倒角结构相连接。
2.根据权利要求1所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述倒角结构包括设于上延伸垫片（12）靠近出料口（2）一侧的表面的导向斜角（121），所述导向面（123）右部与导向斜角（121）底部相连接。
3.根据权利要求2所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述导向斜角（121）底部所在的平面与竖直平面之间的夹角为a，且a为20-30°。
4.根据权利要求1所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述导向面（123）设置为与水平面平行的直线形结构，所述导向面（123）与导向斜角（121）之间的连接部位处设有倒圆角部（122）。
5.根据权利要求1所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述导向面（123）设置为斜向上的倾斜结构，所述导向面（123）与导向斜角（121）之间的连接部位处设有倒圆角部（122）。
6.根据权利要求5所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：处于倾斜结构的所述导向面（123）底部所在的平面与水平面之间的夹角为30-45°。
7.根据权利要求5所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述导向斜角（121）远离处于倾斜结构的导向面（123）的表面开设有导料槽（1211），所述导料槽（1211）侧内壁与导向斜角（121）相平行，所述导料槽（1211）底部内壁的下侧部位所在的平面与竖直平面之间的夹角大于a，且小于90°。
8.根据权利要求1所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述下垫片（11）左右两内底端的拐角处以及导向面（123）与上延伸垫片（12）内侧壁的下部之间均设有倒角。
9.根据权利要求1所述的一种可消除涂布边缘效应的挤压涂布式模头垫片，其特征在于：所述下垫片（11）为U形结构，所述下垫片（11）和上延伸垫片（12）均为不锈钢材质。
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