CN112542574A - 一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，包括纵向分布的放卷辊(20)和背辊(8)；背辊(8)，位于放卷辊(20)的右上方；放卷辊(20)的外壁，卷绕有一条基体箔材(9)的一端；该条基体箔材(9)的另一端，缠绕通过所述背辊(8)的右侧和上侧外壁；其中，背辊(8)的正右边，设置有一个狭缝挤出模头(7)；基体箔材(9)位于放卷辊(20)和背辊(8)之间部分的下方，设置有现有电池极片浆料凹版涂敷机的凹版辊(4)；本发明公开的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其设计科学，可以对极片的基体箔材进行双层涂层的涂敷，获得具有双层涂层的电池极片，能够提高液‑液界面的润湿性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统。
背景技术
锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的安全要求和质量要求越来越高。
对于动力高容量电池，电池的内阻一致性、安全性、循环寿命、倍率性能均提出了越来越高的要求，但是在生产过程中，正负极电极的剥离强度低，会造成粉尘污染以及循环过程中的活性物质脱落，存在自放电隐患，影响电池可靠性及安全性。
目前，涂碳铜箔和涂碳铝箔，可以实现界面层较小电阻、界面层耐电解液、界面层耐电化学腐蚀的性能，具有导电性好和内阻率小、机械性能强和韧性好、可避免毛刺造成短路、改善电极活性物质剥离强度、增大电池的放电能力和延长锂离子电池使用寿命以及改善倍率性能等诸多优点，但是，随着极片箔材上的浆料涂敷速度的不断提高，在短时间接触的情况下，活性物质(正负极活性物质)无法充分润湿导电涂层，从而影响其综合性能发挥，并且涂炭箔加工工序，还进一步增加了材料成本。
因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以让电池极片避免由于活性物质对导电涂层的润湿不足而导致的性能缺陷，有效保证电池的安全和使用性能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统。
为此，本发明提供了一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其包括纵向分布的放卷辊和背辊；
背辊，位于放卷辊的右上方；
放卷辊的外壁，卷绕有一条基体箔材的一端；
该条基体箔材的另一端，缠绕通过所述背辊的右侧和上侧外壁；
其中，背辊的正右边，设置有一个狭缝挤出模头；
基体箔材位于放卷辊和背辊之间部分的下方，设置有现有电池极片浆料凹版涂敷机的凹版辊；
其中，基体箔材位于放卷辊和凹版辊之间的部分，从左到右依次缠绕通过第一导向辊和摆辊的外壁；
其中，凹版辊，用于对经过其上的基体箔材，涂敷上第一涂层的浆料，获得表面具有第一涂层的基体箔材；
第一涂层为导电涂层；
狭缝挤出模头，其左端部具有模唇，用于对背辊外壁的基体箔材上的第一涂层进行第二涂层的涂敷，获得表面同时两层涂层的基体箔材；
第二涂层为现有的活性物质湿态浆料层。
优选地，基体箔材位于凹版辊和背辊之间的部分，依次缠绕通过在第二导向辊和第三导向辊的外壁。
优选地，放卷辊、背辊、第二导向辊和第三导向辊，均为逆时针转动的辊体；
第一导向辊为顺时针转动的导向辊。
优选地，背辊的左上方，设置有烤箱；
基体箔材，从右往左横向穿过烤箱的左右两侧壁预留的通孔。
优选地，凹版辊的下端左右两侧，分别设置有下刮刀和上刮刀；
凹版辊的底面，与第一涂层料腔的顶部开口相接触；
第一涂层料腔内，预先装入需要涂敷的第一涂层的浆料。
优选地，狭缝挤出模头的供料管道上，还设置有一个涂敷间隙阀。
优选地，位于第三导向辊和狭缝挤出模头之间的基体箔材右侧位置，安装有一个光纤测长传感器。
优选地，光纤测长传感器，用于预先设置光量参数阈值，对经过其检测方向的、作为检测对象的第一涂层或基体箔材进行检测，如果当前检测对象产生的光量所转换输出的光量参数值大于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为基体箔材，如果当前检测对象产生的光量所转换输出的光量参数值小于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为第一涂层；
其中，当第一涂层的开始端经过光纤测长传感器的检测方向时，发送开启电气信号给主控制模块；
主控制模块，与光纤测长传感器相连接，用于在接收到所述光纤测长传感器发来的开启电气信号后，发送开启控制指令给涂敷间隙阀，控制涂敷间隙阀打开，使得狭缝挤出模头对背辊外壁的基体箔材上的第一涂层进行第二涂层的涂敷。
由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其设计科学，可以对极片的基体箔材进行双层涂层的涂敷，获得具有双层涂层的电池极片，能够提高液-液界面的润湿性。
此外，本发明的应用，还有利于减少涂碳箔材的生产环节，同时提高烘干能源利用率，提高电极的剥离强度，改善电池压差的一致性，降低电池内阻，延长电池的循环寿命。
附图说明
图1为本发明提供的一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统的结构示意图；
图中，1为第一涂层料腔，2为上刮刀，3为下刮刀，4为凹版辊，5为摆辊；
6为涂敷间隙阀，7为狭缝挤出模头，8为背辊(即B辊)，9为基体箔材，10为导电涂层；
11为湿态双层涂层，12为干态双层涂层，13为烘箱；
20为放卷辊，21为第一导向辊，22为第二导向辊，23为第三导向辊。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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申请的限制。
此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。
对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
参见图1，本发明提供了一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，包括纵向分布的放卷辊20和背辊8；
背辊8(即涂辊)，位于放卷辊20的右上方；
放卷辊20的外壁，卷绕有一条基体箔材9的一端；
该条基体箔材9的另一端，缠绕通过所述背辊8的右侧和上侧外壁；
其中，背辊8的正右边，设置有一个狭缝挤出模头7(具体为现有极片浆料涂敷机上的狭缝挤出模头)；
基体箔材9位于放卷辊20和背辊8之间部分的下方，设置有一个现有电池极片浆料凹版涂敷机的凹版辊4；
其中，基体箔材9位于放卷辊20和凹版辊4之间的部分，从左到右依次缠绕通过第一导向辊21和摆辊5的外壁。
在本发明中，具体实现上，基体箔材9位于凹版辊4和背辊8(即涂辊)之间的部分，依次缠绕通过在第二导向辊22和第三导向辊23的外壁。
在本发明中，具体实现上，放卷辊20、背辊8、第二导向辊22和第三导向辊23，均为逆时针转动的辊体；
第一导向辊21为顺时针转动的导向辊。
在本发明中，具体实现上，凹版辊4为现有的电池极片浆料凹版涂敷机上的涂布组件，该电池极片浆料凹版涂敷机在凹版辊4的下端左右两侧，分别设置有下刮刀3和上刮刀2；
凹版辊4的底面，与第一涂层料腔1的顶部开口相接触；
第一涂层料腔1内，预先装入需要涂敷的第一涂层的浆料。
需要说明的是，电池极片浆料凹版涂敷机的凹版辊4，用于对经过其上的基体箔材9，涂敷上导电涂层10(即第一涂层)的浆料，获得表面具有导电涂层10(即第一涂层)的基体箔材9。
在本发明中，需要说明的是，对于安装有凹版辊4、上刮刀2、下刮刀3和第一涂层料腔1的电池极片浆料凹版涂敷机，是现有技术成熟的电池极片浆料涂敷机，例如，可以采用日本晓机械有限公司生产的型号为#800LHR的凹版涂敷装置，可以用于对基体箔材进行导电涂层(即第一涂层)的涂敷。
在本发明中，需要说明的是，狭缝挤出模头7(具体为现有的狭缝挤出式浆料涂敷机上的狭缝挤出模头，其左端部具有模唇对背辊8外壁的基体箔材9上的导电涂层(即第一涂层)表面进行第二涂层(即现有活性物质湿态浆料层)的涂敷，获得表面同时具有两层涂层的基体箔材9(即图1所示的表面具有湿态双层涂层11的基体箔材9)。
需要说明的是，挤压式涂敷(即狭缝挤出涂敷)因其高精度、高可靠性等优点，成为应用最广泛的涂敷方式。挤压式涂敷方式，即通过现有的上料系统将涂料输送给至电池极片涂敷设备(即狭缝挤出式涂敷机)的挤出头(即模头)中，然后由挤出头(即模头)挤出浆料，对外部的电池极片箔材(例如铜箔或者铝箔)表面进行浆料的涂敷。其中，上料系统通常包括安装有螺杆泵、浆料过滤器的供料管道，由预先存储有浆料的浆料缓存罐连接该供料管道的一端，该供料管道的另一端与模头相连，从而为模头进行供料。上料系统以及挤压式涂敷技术为现有公知的常规涂敷技术，在此不再赘述。
在本发明中，需要说明的是，对于具有狭缝挤出模头7的现有的狭缝挤出式浆料涂敷机，是现有技术成熟的电池极片浆料涂敷设备，例如，可以采用深圳浩能科技有限公司生产的型号为TJ-800-40-GD-Z2的狭缝挤出式浆料涂敷机，可以用于对涂有第一涂层后的基体箔材进行第二涂层(即现有活性物质湿态浆料层)的涂敷。
在本发明中，具体实现上，背辊8的左上方，设置有烤箱13；
基体箔材9，从右往左横向穿过烤箱13的左右两侧壁预留的通孔。
具体实现上，烤箱13内，可以设置有多个逆时针转动并且安装高度相同的传送辊；
基体箔材9位于传送辊的顶部，从而在传送辊的传送下，经过烘烤的已涂敷两层涂层的基体箔材9(即图1所示的表面具有干态双层涂层12的基体箔材9)，可以向下一步的工序设备位置进行传送。
需要说明的是，放卷辊20、背辊8、第一导向辊21、第二导向辊22和第三导向辊23以及烤箱13内的传送辊前端或者后端，分别与一个驱动装置相联动连接(如与电动机的输出轴，通过联轴器相连接)，在驱动装置的驱动下，进行相应方向的转动(顺时针或者逆时针转动，具体可见图1所示的箭头方向)。当然，同时还具有相应的支撑架支撑驱动装置以及这些辊体。由于支撑结构为现有常见的结构，在此不具体展开表述。
还需要说明的是，摆辊5的驱动结构，为现有的结构，为现有公知的技术，在此不再赘述。例如与一个驱动装置相联动连接(如与电动机的输出轴，通过联轴器相连接)。
在本发明中，需要说明的是，作为第一涂层的导电涂层10，可以采用现有公知的导电涂层，例如可以为导电碳层，第一涂层的浆料一般为导电剂浆料。具体可以选择导电炭黑、碳纳米管等与丙烯酸酯类粘结剂及分散剂的混合浆料，也可以根据成本及电性能目的选择其它材料。
具体实现上，第一涂层的浆料与第二涂层的浆料，需保证不同的密度以及表面能，通过制浆工艺调节，使得两种浆料在湿态短时间内下不会发生完全的混料现象，但在两种液态浆料界面处又存在一定程度的润湿和交联。
在本发明中，具体实现上，对于现有的电池极片浆料凹版涂敷机，其中，上刮刀与下刮刀用于控制涂层表面外观及均匀性，凹版辊决定第一涂层的涂敷厚度，而通过摆辊5的前后运动来控制基体箔材9与凹版辊4是否接触，当涂敷模式为连续涂敷时，凹版辊与基体箔材9连续接触，而当涂敷模式为间隔模式时，摆辊根据尺寸设置运动，控制基体箔材9与凹版辊接触时间，从而控制第一涂层的涂敷长度。
其中，上刮刀2，用于刮去凹版辊4表面的浮料，使其均匀涂敷于箔材表面。下刮刀3，用于刮去凹版辊4表面的残留料，避免颗粒进入料腔而影响涂层的外观。
其中，摆辊5通过前后运动，来控制基体箔材9与凹版辊4的接触时间，从而控制第一涂层(即导电涂层10)的长度尺寸。该控制方法为现有常规的方法，在此不再赘述。
在本发明中，具体实现上，狭缝挤出模头7(即第二涂层模头)的供料管道上，还设置有一个涂敷间隙阀6。
需要说明的是，涂敷间隙阀6，用于开关控制第二涂层的长度尺寸，其打开命令，可以通过传感器检测第一涂层(即导电涂层10)的位置进行传输。
在本发明中，具体实现上，对于现有的狭缝挤出式浆料涂敷机，其可以通过一个光纤测长传感器24，来感应第一涂层(即导电涂层10)的长度尺寸，并通过狭缝挤出模头7进行第二涂层的涂敷，从而实现连续与间歇两种模式下的双涂层极片的涂敷，使得双涂层界面充分接触。在完成双层涂敷后的基体箔材9进入烘箱干燥。
具体实现上，光纤测长传感器24，安装在位于第三导向辊23和狭缝挤出模头7之间的基体箔材9右侧位置，具体为：第三导向辊23之后，狭缝挤出模头7之前的位置，具体为：例如可以采用日本KEYENCE(基恩士)生产的型号为FS-N10的光纤传感器。
需要说明的是，由于基体箔材与涂层二者之间的反光量不同，当基体箔材9经过光纤测长传感器24，其产生的光量被转换成电气信号，输出第一光量参数值A1，当第一涂层(即导电涂层10)经过光纤测长传感器24，其产生的光量被转换为电信号，输出第二光量参数值A2，传感器设定光量参数阈值A3，第一光量参数值A1＞光量参数阈值A3＞第二光量参数值A2，因此，当光量转换输出的光量参数值大于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为基体箔材，当光量转换输出的光量参数值小于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为第一涂层(即导电涂层10)，同时，根据涂层前进速度以及参数2持续时间，两者相乘(具体可以通过设备内的主控制模块上的程序计算)，即可获得第一涂层(即导电涂层10)的长度。)
需要说明的是，在本发明中，涂敷间隙阀6，用于开关控制第二涂层的长度尺寸，其打开命令，可以通过光纤测长传感器24检测第一涂层(即导电涂层10)的位置进行传输。
需要说明的是，对于本发明，光纤测长传感器24，用于预先设置光量参数阈值，对经过其检测方向的、作为检测对象的第一涂层(即导电涂层10)或基体箔材9进行检测，如果当前检测对象产生的光量所转换输出的光量参数值大于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为基体箔材，如果当前检测对象产生的光量所转换输出的光量参数值小于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为第一涂层(即导电涂层10)；
其中，当第一涂层(即导电涂层10)开始端经过光纤测长传感器24的检测方向时，光纤测长传感器24输出的光量参数值低于光量参数阈值，光纤测长传感器24产生并发送开启电气信号给相连接的主控制模块，主控制模块(例如可编程控制器)用于在接收到所述光纤测长传感器24发来的开启电气信号后，发送开启控制指令给涂敷间隙阀6，控制涂敷间隙阀6打开，从而使得活性物质浆料(即活性物质湿态浆料)稳定地向狭缝挤压模头7内输送，在压力作用下通过模头狭缝挤出，将第二涂层均匀涂敷在第一涂层上；因涂层前进速度固定，光纤测长传感器24与狭缝挤出模头7之间的距离固定，通过主控制模块(具体通过编辑的设备程序)进行延时调节，使得挤压涂敷第二涂层开始端与第一涂层开始端重合；当第一涂层尾部经过光纤测长传感器，输出参数突变高于阈值，产生电气信号，设备指令涂敷间隙阀6关闭，活性物质浆料停止向狭缝挤压模头内输送，压力不足导致活性物质浆料不能挤出狭缝，第二涂层涂敷停止。)
在本发明中，具体实现上，狭缝挤出模头7(即第二涂层模头)切近背辊8进行第二涂层的涂敷，第二涂层为正负极活性物质湿态浆料涂层(可以为现有常规的浆料涂层)。
需要说明的是，在本发明中，第一涂层(即导电涂层10)与第二涂层(即湿态活性物质湿态浆料涂层)，能够形成液-液界面，然后进入烘箱13(具体为现有的电极烘)进行干燥，干燥完全后，获得表面具有干态双层涂层12的基体箔材9，即双层涂层的锂离子电极。
基于以上技术方案可知，本发明可以实现导电涂层与正负极活性物质同时的涂敷，从而避免出现因为润湿性不足产生固液弱界面，而导致的涂碳箔生产极片剥离强度无明显改善的问题；
对于本发明，在第一涂层表面第二涂层，形成双涂层的极片结构，有利于减少涂碳箔材加工环节，提高生产效率，节约能源成本，
鉴于现有技术中，由于高速涂敷情况下涂碳层未经充分润湿，活性物质与涂碳层之间产生固-液界面，烘干后极片剥离强度无明显提高。通过应用本发明，通过进行双涂层涂敷，可以增强上下涂层液-液之间的渗透区域，实现烘干后极片剥离强度的有效提高。
对于本发明获得的双涂层电池极片，底层为导电碳层，从而能够有效保证正负极电极的剥离强度，大幅度降低正/负极材料和集流体之间的接触电阻，并能提高两者之间的附着能力，减小极化，提高倍率和克容量，提升电池性能；
此外，导电碳层可以防止集流极腐蚀、氧化，以及提高箔材表面张力，增强箔材的易涂覆性能；提高电池的安全和使用性能，提高电池一致性，大幅降低电池组成本。明显降低电芯动态内阻增幅；提高电池组的压差一致性；保护集流体(基体铜箔或铝箔)，延长电池使用寿命，提高电池的循环性能，提高集流体(基体铜箔或铝箔)的抗氧化能力。
还需要说明的是，本发明获得的双涂层电池极片，其底层为导电碳层的双层锂离子电极，减小内阻，提高电极剥离强度，在倍率充放电过程中可以抑制电池负极的膨胀导致的活性物质与集流体(基体铜箔或铝箔)箔材的疏离，导电涂层满足动力电池对耐久性、耐蚀性等高要求，改善循环寿命。
对于本发明，第一涂层为导电碳层，可以提高箔材与第二涂层中的正极活性物质或负极活性物质的粘结力、降低电池内阻、提高电池稳定性及一致性、提升电池循环寿命、提高电池安全性能。
在本发明中，具体实现上，通过应用于现有的电池极片浆料凹版涂敷机，导电剂浆料通过凹版辊涂敷于基体箔材上，并通过上刮刀，刮去凹版辊表面浮料，使其均匀涂敷于箔材表面。下刮刀，刮去所述凹版辊表面残留料，保证导电涂层外观。
对于本发明，可以通过第一涂层的导电碳层，改善箔材表面张力，改善涂敷效果与提高电极剥离强度。鉴于完全润湿是获得高剥离强度的必要条件，如果润湿不完全，就会有许多气泡出现在界面中，会产生弱边界层，同时在干燥收缩应力和气体的体积变化应力作用下，气泡周围会发生应力集中，致使剥离强度大幅度下降，本发明对基体箔材进行双层涂层的涂敷，可完全解决界面润湿问题，获得高粘结力的电极，减少电池生产过程粉尘污染源，降低活性物质所需胶黏剂用量，改善倍率性能减小内阻，同时防止集流体(基体铜箔或铝箔)腐蚀、氧化，提高循环寿命，有效保证电池的安全和使用性能，并且同时涂敷双涂层技术减少中间加工环节，能够大大降低生产成本。
综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其设计科学，可以对极片的基体箔材进行双层涂层的涂敷，获得具有双层涂层的电池极片，能够提高液-液界面的润湿性。
此外，本发明的应用，还有利于减少涂碳箔材的生产环节，同时提高烘干能源利用率，提高电极的剥离强度，改善电池压差的一致性，降低电池内阻，延长电池的循环寿命。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，包括纵向分布的放卷辊(20)和背辊(8)；
背辊(8)，位于放卷辊(20)的右上方；
放卷辊(20)的外壁，卷绕有一条基体箔材(9)的一端；
该条基体箔材(9)的另一端，缠绕通过所述背辊(8)的右侧和上侧外壁；
其中，背辊(8)的正右边，设置有一个狭缝挤出模头(7)；
基体箔材(9)位于放卷辊(20)和背辊(8)之间部分的下方，设置有现有电池极片浆料凹版涂敷机的凹版辊(4)；
其中，基体箔材(9)位于放卷辊(20)和凹版辊(4)之间的部分，从左到右依次缠绕通过第一导向辊(21)和摆辊(5)的外壁；
基体箔材(9)位于凹版辊(4)和背辊(8)之间的部分，依次缠绕通过在第二导向辊(22)和第三导向辊(23)的外壁；
其中，凹版辊(4)，用于对经过其上的基体箔材(9)，涂敷上第一涂层的浆料，获得表面具有第一涂层的基体箔材(9)；
第一涂层为导电涂层(10)；
狭缝挤出模头(7)，其左端部具有模唇，用于对背辊(8)外壁的基体箔材(9)上的第一涂层表面进行第二涂层的涂敷，获得表面同时具有两层涂层的基体箔材(9)；
第二涂层为现有的活性物质湿态浆料层。
2.如权利要求1所述的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，放卷辊(20)、背辊(8)、第二导向辊(22)和第三导向辊(23)，均为逆时针转动的辊体；
第一导向辊(21)为顺时针转动的导向辊。
3.如权利要求1所述的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，背辊(8)的左上方，设置有烤箱(13)；
基体箔材(9)，从右往左横向穿过烤箱(13)的左右两侧壁预留的通孔。
4.如权利要求1至3中任一项所述的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，凹版辊(4)的下端左右两侧，分别设置有下刮刀(3)和上刮刀(2)；
凹版辊(4)的底面，与第一涂层料腔(1)的顶部开口相接触；
第一涂层料腔(1)内，预先装入需要涂敷的第一涂层的浆料。
5.如权利要求1至3中任一项所述的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，狭缝挤出模头(7)的供料管道上，还设置有一个涂敷间隙阀(6)。
6.如权利要求5所述的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，位于第三导向辊(23)和狭缝挤出模头(7)之间的基体箔材(9)右侧位置，安装有一个光纤测长传感器(24)。
7.如权利要求6所述的用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统，其特征在于，光纤测长传感器(24)，用于预先设置光量参数阈值，对经过其检测方向的、作为检测对象的第一涂层或基体箔材(9)进行检测，如果当前检测对象产生的光量所转换输出的光量参数值大于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为基体箔材，如果当前检测对象产生的光量所转换输出的光量参数值小于光量参数阈值，判定其当前检测的对象为第一涂层；
其中，当第一涂层的开始端经过光纤测长传感器(24)的检测方向时，发送开启电气信号给主控制模块；
主控制模块，与光纤测长传感器(24)相连接，用于在接收到所述光纤测长传感器(24)发来的开启电气信号后，发送开启控制指令给涂敷间隙阀(6)，控制涂敷间隙阀(6)打开，使得狭缝挤出模头(7)对背辊(8)外壁的基体箔材(9)上的第一涂层进行第二涂层的涂敷。
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|---|---|---|---|---|
| CN114914405A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-16 | 楚能新能源股份有限公司 | 一种干法制备电池极片的方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009262070A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Panasonic Corp | 被膜形成装置、被膜形成方法、電池用極板、並びに非水電解液二次電池 |
| JP2014182971A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | リチウムイオン二次電池の電極塗工方法及びその装置 |
| CN109860511A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-06-07 | 湖北锂诺新能源科技有限公司 | 一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法 |
| CN210668535U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-06-02 | 长沙锂安能电子科技有限公司 | 三维基材一体化制造设备 |
| CN214012975U (zh) * | 2020-12-21 | 2021-08-20 | 力神电池（苏州）有限公司 | 一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统 |
-
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009262070A (ja) * | 2008-04-25 | 2009-11-12 | Panasonic Corp | 被膜形成装置、被膜形成方法、電池用極板、並びに非水電解液二次電池 |
| JP2014182971A (ja) * | 2013-03-21 | 2014-09-29 | Mitsubishi Materials Corp | リチウムイオン二次電池の電極塗工方法及びその装置 |
| CN109860511A (zh) * | 2019-01-21 | 2019-06-07 | 湖北锂诺新能源科技有限公司 | 一种连续箔材涂膜和极片涂布制备方法 |
| CN210668535U (zh) * | 2019-08-30 | 2020-06-02 | 长沙锂安能电子科技有限公司 | 三维基材一体化制造设备 |
| CN214012975U (zh) * | 2020-12-21 | 2021-08-20 | 力神电池（苏州）有限公司 | 一种用于实施双涂层锂电池极片生产工艺的系统 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114914405A (zh) * | 2022-05-25 | 2022-08-16 | 楚能新能源股份有限公司 | 一种干法制备电池极片的方法 |
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