CN112317256A - 一种极片涂布上料装置以及涂布上料方法 - Google Patents

Abstract

一种极片涂布上料装置，包括储料装置、搅拌装置和黏度监测装置，所述储料装置为封闭箱体并与搅拌装置连接，所述储料装置上设有出料管，所述出料管上设有出料阀，所述搅拌装置由电机驱动，所述黏度监测装置分别与电机和出料阀连接。本发明具有如下有益效果：（1）通过设置封闭储料装置保证浆料质量，从而保证极片质量；（2）通过设置黏度监测装置实时监测浆料黏度，提高极片合格率；（3）搅拌装置保证浆料黏度的均匀；（4）通过设置导向条进一步保证搅拌的充分；（5）防止气泡产生；（6）隔离盖组装拆卸方便，密封性高；（7）结构简单，组装快捷，成本低。

Description

一种极片涂布上料装置以及涂布上料方法

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种极片涂布上料装置。

背景技术

涂布是决定锂离子电池极片质量的一个非常重要的环节。现有的极片涂布上料方法主要包括人工手动上料和全自动上料两种方法。手动上料是目前普遍采用的方法，即出料后，人为手动边上料边涂布的方法，将浆料转移至储料罐，再使用勺子从罐中取料加入到涂布机料槽中进行涂布，可以随时监测涂布极片的质量问题。现有的手动加料的缺陷在于：浆料暴露于开放体系，可能会出现吸水导致极片湿度较大、掉粉现象；某些特殊的浆料在接触空气的过程中也有可能发生某些特殊反应，造成极片质量问题；另外溶剂部分挥发，涂布过程中浆料的粘度会不断增大，导致面密度偏大等情况，更重要的是浆料中可能含有一些有毒有害的物质，如正极涂布过程中使用的溶剂N-甲基吡咯烷酮，是一种有毒物质，人体长时间接触会产生不利影响；在涂布异常或者涂布机无法正常运行的状况下中，浆料长时间静置会出现沉降现象，从而可能会使极片出现掉粉、颗粒较多等涂布质量状况。全自动上料是采用全自动化装置进行涂布上料，该方法可以降低人工成本、提高工作效率。其不足之处不足在于装置较为复杂，操作工序较为繁琐，成本较高。

例如，一种在中国专利文献上公开的“一种电池极片涂布前原料搅拌装置”，其公告号CN206168301U，包括浆料槽、搅拌轨道、搅拌车，所述浆料槽水平设置，浆料槽俯视向呈矩形，浆料槽的一长边与浆料涂布机构相邻，搅拌轨道水平设于浆料槽上方，所述搅拌车在搅拌轨道上往复运动，所述搅拌车下部固定一搅拌杆；所述搅拌杆分为垂直段和斜向段，搅拌杆垂直段的始端固定于搅拌车处，搅拌杆垂直段的末端向下伸入浆料槽内，所述搅拌杆斜向段始端与搅拌杆垂直段连接，搅拌杆斜向段向斜下方延伸，搅拌杆斜向段末端悬置于浆料槽内，搅拌杆垂直段末端和搅拌杆斜向段上设有鳍片，所述鳍片朝向浆料涂布机构。其不足之处是，此实用新型浆料槽为开放式，浆料暴露在空气中会吸水或发生反应，溶剂挥发会导致浆料黏度增大，浆料质量难以控制，对极片质量造成影响。

发明内容

本发明是为了克服现有技术的浆料成分和黏度难以控制，对极片质量易产生影响，易产生有毒有害物质伤害人体；全自动上料机装置复杂、操作繁琐、成本较高的问题，提供一种极片涂布上料装置以及涂布上料方法，结构简单、操作便捷、成本较低，减少浆料中的有机溶剂挥发对人体的伤害，实时监控并控制浆料黏度，控制进料的速度，监控浆液质量，从而提高极片涂布的效率和合格率。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种极片涂布上料装置，包括储料装置、搅拌装置和黏度监测装置，所述储料装置为封闭箱体并与搅拌装置连接，所述储料装置上设有出料管，所述出料管上设有出料阀，所述搅拌装置由电机驱动，所述黏度监测装置分别与电机和出料阀连接。

本发明的特点在于设置封闭的储料装置隔绝浆料和外部空气，避免空气中的水分与浆料接触导致极片湿度过大，或其他物质与浆料发生反应影响极片质量，还能减少浆料中溶剂挥发对人体造成的伤害；设置搅拌装置适时对浆料进行搅拌，防止浆料出现沉降现象，保证极片质量；设置黏度监测装置，当浆料黏度超过预设黏度范围，打开电机实施搅拌，同时关闭出料阀，停止出料，当在搅拌装置的作用下浆料黏度达到合适黏度值，电机关闭，搅拌装置停止搅拌，出料阀开启，继续出料，控制进料的速度，监控浆液质量，从而提高极片涂布的效率和合格率。

作为优选，所述储料装置包括储料桶和可拆卸设置在储料桶上的隔离盖。

隔离盖用于密封储料桶，可拆卸的结构，装配快捷，方便对储料桶内进行清洁，或添加更换浆料。

作为优选，所述搅拌装置包括搅拌杆和搅拌片，所述搅拌杆竖直设置，所述搅拌杆顶端与电机连接，所述搅拌杆底端与位于储料桶内的搅拌片连接。

搅拌装置结构简单，组装快捷，搅拌片可根据实际情况设置多个，搅拌杆可直接与电机轴连接，搅拌效率高。

作为优选，还包括电动升降机，所述储料装置固定在电动升降机上。

为方便操作，在装载浆料、安装装置或设定黏度时，所需装置的高度较低，而在装置启动后，出料并涂布通常在较高的位置，通过电动升降机方便随时按需调节装置高度。

作为优选，所述电机设置在高度调节架上。

不同浆料成分以及容量对搅拌位置的需求可能会出现不同，可通过高度调节架调节电机及搅拌装置的高度，且由于电动升降机会调节储料装置的高度，通过高度调节架可随着储料装置高度的改变而改变搅拌装置和电机的高度，并且高度调节架还起到了固定电机的作用。

作为优选，所述隔离盖底面周向上设有环形卡爪，所述储料桶顶端设有环形胶条，所述胶条外侧为外凸的圆弧面，所述胶条与卡爪卡接。

为了尽量保证储料装置的密封性，防止溶剂的挥发或浆料与空气混合，在储料桶上设置密封用的环形胶条，圆弧形的外表面使得胶条与卡爪之间的间隙从端面向内由大变小，方便两个电机壳的卡接，且保证了足够的压紧力；胶条与卡爪之间为线连接，对二者装配精度要求较低，装配省时省力。

作为优选，所述隔离盖周向上设有开口向下的环形卡槽，所述储料桶顶端设有环形胶条，所述胶条从内侧、外侧以及顶部包覆储料桶顶端，所述胶条内外两侧均为外凸的圆弧面，所述胶条卡接在卡槽内。

另一种实施方式为储料桶内外两侧顶部和均通过胶条密封；由于搅拌装置的运转会带来振动，在浆料内会产生气泡，顶部的胶条还能起到减震作用，避免产生气泡，保证浆料以及极板的质量。

作为优选，所述搅拌片以竖直的搅拌杆为轴旋转，所述储料桶内壁设有螺旋形导向条，所述导向条由底部朝向顶部的旋转方向与搅拌片旋转方向相反。

出于防止浆料的沉降，通常搅拌片设置在储料桶靠近底部的位置，当搅拌片旋转时，由于离心作用和惯性，浆料会被推向储料桶内壁且沿内壁向上旋转，设置与此旋转方向相反的导向条，浆料会受到反向作用力，使得浆料受到更充分的搅拌，如此结构使得电机只朝一个方向旋转即可，避免频繁正反转转换带来的电机的损坏。

作为优选，所述导向条与储料桶内壁弹性连接。

当浆料被搅拌装置推向储料桶内壁时，若冲击过大会导致气泡的产生，导向条的弹性连接可对其进行缓冲，避免气泡的产生。

一种涂布上料方法，包括以下步骤：

a、将制备完成后的浆料转移至储料装置中；

b、将搅拌装置安装至储料装置中并封闭储料装置；

c、将出料管与涂布机连接，打开总开关，打开出料阀，启动搅拌装置；

d、打开黏度监测装置，设定浆料的目标黏度范围。

涂布过程中，系统自动监测粘度变化，并适时进行搅拌，防止浆液出现沉降等影响涂布质量问题。相比传统单一的手动上料方法存在质量合格率低及效率不高等问题和全自动上料所用的机器设备造价高、操作工序繁琐等问题，该方法方便快捷、节省成本、涂布极片质量合格率高。

因此，本发明具有如下有益效果：（1）通过设置封闭储料装置保证浆料质量，从而保证极片质量；（2）通过设置黏度监测装置实时监测浆料黏度，提高极片合格率；（3）搅拌装置保证浆料黏度的均匀；（4）通过设置导向条进一步保证搅拌的充分；（5）防止气泡产生；（6）隔离盖组装拆卸方便，密封性高；（7）结构简单，组装快捷，成本低。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是实施例1储料装置的局部结构示意图。

图3是实施例2储料装置的局部结构示意图。

图中：1、储料装置，11、储料桶，111、胶条，112、导向条，12、隔离盖，121、卡爪，122、卡槽，2、搅拌装置，21、搅拌杆，22、搅拌片，23、电机，3、黏度监测装置，4、出料管，41、出料阀，5、高度调节架，6、电动升降机。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。

实施例1

如图1、图2所示的实施例1中，一种极片涂布上料装置，包括储料装置1、搅拌装置2、黏度监测装置装置3和电动升降机6。储料装置1固定在电动升降机6上，储料装置1包括储料桶11和隔离盖12，储料桶11侧面连接有出料管4，出料管4上设有出料阀41，储料桶11桶壁顶端外侧设有一圈环形胶条111，胶条111外侧面为向外凸出的圆弧面，隔离盖12底面外侧设有一圈环形卡爪121，卡爪121底端宽，顶端窄，卡爪121内侧面与胶条111外侧面贴合，隔离盖12通过卡爪121与胶条111卡接。搅拌装置2包括竖直设置的搅拌杆21和连接在搅拌杆21底端的搅拌片22，搅拌杆21穿过隔离盖12上的通孔伸入储料桶11中，搅拌杆21顶端与电机23连接，电机23固定在高度调节架5上。储料桶11内壁上设有凸出于内比表面的螺旋状导向条112，导向条112从下向上的旋转方向与搅拌片22旋转方向相反，导向条112通过弹性材料连接在储料桶11内壁上。黏度监测装置3分别与电机23和出料阀41电连接。

一种涂布上料方法：

出料后，首先通过浆料周转罐将浆料转移到储料桶，将搅拌装置2安装在储料装置1内，并将隔离盖盖紧，安装完成如图1所示的装置，保证导向条旋转方向与搅拌片旋转方向相反；

打开总开关，通过电动升降机将装置设定到最佳高度；

打开出料管处的开关阀门，边上料边涂布；

涂布过程中打开黏度检测仪，设定浆料的目标粘度范围。涂布过程中，系统自动监测粘度变化，并适时进行搅拌，防止浆液出现沉降等影响涂布质量问题。

实施例2

如图1、图3所示的实施例2中，一种极片涂布上料装置，包括储料装置1、搅拌装置2、黏度监测装置装置3和电动升降机6。其结构与实施例1大致相同，区别之处在于，胶条111呈开口向下的U形，包裹住储料桶11桶壁顶端的内侧、外侧以及上侧，胶条111内侧面为向储料桶11内侧凸出的圆弧面，外侧面为向储料桶11外侧凸出的圆弧面，上端面为平面。隔离盖12底面外侧设有一圈开口向下的环形卡槽122，卡槽122槽壁底端宽，顶端窄，槽壁内侧面与胶条111内外侧面贴合，隔离盖12通过卡槽122与胶条111卡接。

Claims (10)

1.一种极片涂布上料装置，其特征是，包括储料装置（1）、搅拌装置（2）和黏度监测装置（3），所述储料装置（1）为封闭箱体并与搅拌装置（2）连接，所述储料装置（1）上设有出料管（4），所述出料管（4）上设有出料阀（41），所述搅拌装置由电机（23）驱动，所述黏度监测装置（3）分别与电机（23）和出料阀（41）连接。

2.根据权利要求1所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述储料装置（1）包括储料桶（11）和可拆卸设置在储料桶（11）上的隔离盖（12）。

3.根据权利要求1所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述搅拌装置（2）包括搅拌杆（21）和搅拌片（22），所述搅拌杆（21）竖直设置，所述搅拌杆（21）顶端与电机（23）连接，所述搅拌杆（21）底端与位于储料桶（11）内的搅拌片（22）连接。

4.根据权利要求1所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，还包括电动升降机（6），所述储料装置（1）固定在电动升降机（6）上。

5.根据权利要求1所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述电机（23）设置在高度调节架（5）上。

6.根据权利要求2所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述隔离盖（12）底面周向上设有环形卡爪（121），所述储料桶（11）顶端设有环形胶条（111），所述胶条（111）外侧为外凸的圆弧面，所述胶条（111）与卡爪（121）卡接。

7.根据权利要求2所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述隔离盖（12）周向上设有开口向下的环形卡槽（122），所述储料桶（11）顶端设有环形胶条（111），所述胶条（111）从内侧、外侧以及顶部包覆储料桶（11）顶端，所述胶条（111）内外两侧均为外凸的圆弧面，所述胶条（111）卡接在卡槽（122）内。

8.根据权利要求3中所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述搅拌片（22）以竖直的搅拌杆（21）为轴旋转，所述储料桶（11）内壁设有螺旋形导向条（112），所述导向条由底部朝向顶部的旋转方向与搅拌片（22）旋转方向相反。

9.根据权利要求8中所述的一种极片涂布上料装置，其特征是，所述导向条（112）与储料桶（11）内壁弹性连接。

10.一种根据权利要求1-9中任意一项中所述的涂布上料方法，其特征是，包括以下步骤：a、将制备完成后的浆料转移至储料装置（1）中；

b、将搅拌装置（2）安装至储料装置（1）中并封闭储料装置（1）；

c、将出料管（4）与涂布机连接，打开总开关，打开出料阀（41），启动搅拌装置（2）；

d、打开黏度监测装置（3），设定浆料的目标黏度范围。

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