CN113663866A - 二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法及涂布装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法及涂布装置，其中二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法为：浆料通过涂布狭缝涂布于极片上的同时对浆料施加振动力。所述涂布装置包括固定设置在地面上的基准辊，基准辊正上方设有振动机构，振动机构与基准辊的外周形成狭缝，狭缝间基材的来料方向处固定设置用于容纳浆料的喂料池，基材位于喂料池的底面，喂料池上设置有用于向喂料池注入浆料浆料输送管道，喂料池的侧面设有用于限定浆料涂布宽度的挡板；所述振动机构包括设有六度振动器的刮料机构。本发明的方法能够有效降低后续烘干设备的能耗及占地面积。本发明的装置结构简单，操作方便，能够有效对高粘度涂料进行均匀涂布。本发明适用于任意极片的涂料。

Description

二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法及涂布装置

技术领域

本发明属于二次电池生产领域，涉及一种二次电池生产中的浆料涂布工艺，具体地说是涉及一种二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法。本发明还涉及一种二次电池涂布工艺的涂布装置。

背景技术

二次电池涂布工艺是生产二次电池的重要工序段，其目的是将二次电池正负极材料制作成浆料后均匀的涂布并粘到集流体上，形成二次电池极片。二次电池极片再依次经过辊压、分切、卷绕或叠片、包装、干燥、注液、化成、静置等关键工序，制作成二次电池。

目前锂电行业所用的涂布机的涂布方法均为采用挤压工艺将浆料均匀的涂布到集流体上，此方法对浆料的物理状态有较高的要求，如浆料应具有较低的运动粘度，有较好的自流平性、有较好的粘接性能等。而涂布用的浆料主要由二次电池的正极材料或负极材料、导电剂、粘接剂、溶剂等部分组成，为了使浆料适应现有技术中涂布工艺对浆料的物理特性需求，在搅拌工序，需要在浆料中加入大量的溶剂降低粘度，达到适应涂布工艺的目的。且涂布完成后，需要将所有溶剂全部烘烤出来而烘干极片。

上述过程中低粘度的浆料(油状)所带来的负面影响包括后期电极容易分层、活性物质和导电剂团聚，增大二次电池内阻等问题。同时由于前期对涂布浆料进行大量稀释，后期也带来了烘干时能耗高、溶剂回收难、设备成本高等一系列成本问题。

而在现有技术的狭缝间隙下，如果对高粘度浆料进行涂布，由于浆料粘度较大，流动性差，预定涂布区域经过装置的处理后未全部涂满浆料，进而出现漏箔现象(漏箔现象产生的原因之一为高粘度的浆料内部存在微气泡，常规涂布装置无法消除微气泡导致漏箔现象产生；漏箔现象产生的原因之二是涂布间隙小于浆料大颗粒粒径1～5倍的极片时，可能存在大颗粒团聚导致的未通过性的漏箔现象)。

基于上述原因，现有技术中急缺一种能够对高粘度浆料进行有效涂布的装置。

发明内容

本发明的目的，是要提供一种操作简单、制作效率高、成本低的二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法。

本发明的另一目的，是提供一种涂布装置，能够在浆料涂布的同时施加振动力，令高粘度的浆料涂布的更均匀。

本发明为实现上述目的，所采用的技术方案如下：

一种二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法，该方法为：浆料通过涂布狭缝涂布于极片上的同时对浆料施加振动力。

作为对本方法的限定：所述振动力的振动方向为水平、垂直、前后方向中的至少一对方向。

作为对本方法的进一步限定：所述涂布狭缝的宽度为0～5mm；所述施加振动力的振动频率为1～10MHZ，振幅为0.1～5000μm。

作为对本方法的另一种限定：浆料的粘度大于5000mPa·s，或浆料的锥入度范围为3～45mm。

本发明还提供了一种利用上述涂布方法用的涂布装置，包括固定设置在地面上的基准辊，基准辊正上方设有振动机构，振动机构与基准辊的外周形成狭缝，狭缝间基材的来料方向处固定设置用于容纳浆料的喂料池，基材位于喂料池的底面，喂料池上设置有用于向喂料池注入浆料的浆料输送管道，喂料池的侧面设有用于限定浆料涂布宽度的挡板；

所述振动机构包括设有六度振动器的刮料机构。

作为对上述涂布装置的限定：所述刮料机构包括能够自主转动的动能辊、动能辊振动器，所述动能辊固定设置在动能辊振动器的振动板上，且通过动能辊驱动系统驱动，转速为0～24000转/min，动能辊振动器的底座固定设置在地面上。

作为对上述涂布装置的进一步限定：所述刮料机构包括动能辊的表面为刀刃、直刃、斜刃、螺旋刃、异形刃、圆弧面中的任一形式，且刀刃、直刃、斜刃、螺旋刃、异形刃、圆弧面至少具有一条。

作为对上述涂布装置的另一种限定：所述刮料机构包括动能板、动能板振动器，所述动能板固定设置在动能板振动器的振动板上，动能板振动器的底座固定设置在地面上，且动能板的浆料接触面与基准辊之间设置有涂布狭缝。

作为对上述涂布装置另一种限定的进一步限定：动能板与基准辊相对的表面为圆弧面、平面、异形面、尖刃面中的任一形式。

本发明由于采用了上述的技术方案，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：

(1)本发明在浆料涂布的同时施加了振动力，能够有效的利用机械动能，如振动撞击、抹压、拍打的单种方式或多种组合使用的方式，使浆料在进入涂布装置狭缝的同时受到机械动作的作用变形，形成所需的涂布厚度，同时粘接到集流体上，进而能够令高粘度浆料涂布的更加均匀，即使用本发明的方法能够对高粘度浆料进行有效涂布，在浆料的制作过程中无需将浆料稀释的过稀就能够令浆料涂布的满足要求，进而后期极片烘干的过程中节省烘干能源，降低了对烘干设备的要求；

(2)本发明的涂布装置基于现有技术的狭缝涂布增加振动器，且振动器为六度振动器(六度振动是指水平、垂直、前后等六个方向均能振动)，令动能辊3或动能板4充分振动，在动能辊3或动能板4的机械运动的阻挡下，将多余厚度的浆料阻挡在喂料池2内，基材12上粘附的浆料通过基准辊1与动能辊3或动能板4之间形成的狭缝，留下合适厚度的浆料涂层，与基材粘接在一起，形成极片；

(3)本发明的动能板或动能辊与基准辊靠近的一面为刀刃等结构，进一步能够保证浆料涂布的均匀。

综上所述，本发明的方法能够有效降低后续烘干设备的能耗及占地面积。本发明的装置结构简单，操作方便，能够有效对高粘度涂料进行均匀涂布。本发明适用于任意极片的涂料。

附图说明

图1为本发明实施例1的主视图；

图2为图1的右视图；

图3为实施例2的主视图；

图4为图3的右视图。

图中：1、基准辊；11、基准辊驱动系统；12、基材；13、极片；14、放卷辊；15、收卷辊；2、喂料池；21、浆料输送管道；22、浆料；23、挡板；3、动能辊；31、动能辊振动器；32、动能辊驱动系统；4、动能板；41、动能板振动器。

具体实施方式

为了更好的解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。

实施例1二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布装置

本实施例中所述的“前”“后”“左”“右”均是为了方便描述而定义，不构成对本发明保护范围的限制。

本实施例提供一种二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布装置，如图1、图2所示，包括：

(一)基准辊1，通过轴承座固定设置在地面上，所述基准辊1左右两侧的一侧固设有放卷辊14，另一侧固设有收卷辊15，基材12由放卷辊14缠绕于基准辊1上，于基准辊1处进行浆料涂布后，由收卷辊15收起。

(二)振动机构，固设于基准辊1的正上方，所述振动机构包括设有六度振动器的刮料机构。本实施例中的刮料机构包括动能辊3、动能辊振动器31，所述动能辊3固定设置在动能辊振动器31的振动板上，且通过动能辊驱动系统32驱动，动能辊振动器31的底座通过钢架固定设置在地面上。本实例中的动能棍3转速为0～24000转/min，且本实施例的动能辊3的表面为刀刃结构，所述刀刃至少具有一条，本实施例中具有86条。本领域技术人员根据公知常识，所述动能辊3的表面还可以为直刃、斜刃、螺旋刃、异形刃、圆弧面中的任一形式，且为直刃、斜刃、螺旋刃、异形刃、圆弧面也至少为一条。

本实施例中的动能棍3的外周与基准辊1之间形成0～5mm的狭缝，用于浆料的涂布。而本实施例中的动能辊振动器31为六度振动器(六度振动是指水平、垂直、前后等六个方向均能振动)。

(三)浆料供给机构，包括用于容纳浆料22的喂料池2，于基材12的来料方向处固定设置，基材12位于喂料池2的底面，喂料池2上设置有用于向喂料池2注入浆料浆料输送管道21，喂料池2的侧面设有用于限定浆料涂布宽度的挡板23。

本实施例中的喂料池2具有加热功能，加热温度0～300℃，温度越高，同样固含量的浆料温度越高，浆料的锥入度数值越大，越容易完成涂布过程。

本实施例的工作原理为：工作时，喂料池2中预存一定量的浆料22，以保证狭缝前始终堆满浆料22，确保涂布均匀饱满。基准辊1如图1所示方向转动，带动基材12沿图示方向走，同时基材12带动基材12上方的浆料22沿基材12运动方向向前运动。动能辊3如图1所示转动方向逆向与基准辊1的转动方向转动，同时动能辊振动发生器31带动动能辊3进行六度振动。如此，在动能辊3的机械运动的阻挡下，将多余厚度的浆料阻挡在喂料池2内，基材12上粘附的浆料通过基准辊1和动能辊3形成的狭缝，留下合适厚度的浆料涂层，与基材粘接在一起，形成极片13。

实施例2二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布装置

本实施例与实施例1的结构基本相同，不同之处在于振动机构的结构不同，如图3、图4所述，振动机构包括动能板4、动能板振动器41，所述动能板4固定设置在动能板振动器41的振动板上，动能板振动器41的底座通过钢架固定设置在地面上，且动能板4的浆料接触面与基准辊1之间设置有涂布狭缝。

本实施例中动能板4与基准辊1靠近的表面为圆弧面，也可以是平面、异形面、尖刃面中的任一形式。

本实施例的其他结构与实施例1相同，再次不在赘述。

实施例3二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法

本实施例利用实施例1或2所述提供的装置对基材12进行浆料涂布，动能辊3或动能板4的振动频率在1Hz～10MHZ时，振幅在0.1～5000μm时，能达到较好的涂布效果。且根据浆料的状态不同，实际应用情况较多，不同体系的浆料、不同粒径的浆料、不同配比的浆料以及不同粘度的浆料(本实施例中的浆料的粘度大于5000mPa·s，或浆料的锥入度范围为3～45mm)，所用的动能辊振动器31或动能板振动器41的振动方向、六度方向的振幅、频率以及动能板的表面结构各不相同，参考下表给出的不同浆料涂布时，所选振动方向、振幅、振动频率。

上述描述仅是对本实施例的最佳描述，并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法，其特征在于，浆料通过涂布狭缝涂布于极片上的同时对浆料施加振动力。

2.根据权利要求1所述的二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法，其特征在于，所述振动力的振动方向为水平、垂直、前后方向中的至少一对方向。

3.根据权利要求1或2所述的二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法，其特征在于，所述涂布狭缝为0～5mm；所述施加振动力的振动频率为1～10MHZ，振幅为0.1～5000μm。

4.根据权利要求1或2所述的二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法，其特征在于，浆料的粘度大于5000mPa·s， 或浆料的锥入度范围为3～45mm。

5.根据权利要求3所述的二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法，其特征在于，浆料的粘度大于5000mPa·s， 或浆料的锥入度范围为3～45mm。

6.一种根据权利要求1至5中任意一项所述的二次电池涂布工序高粘度浆料的涂布方法用的涂布装置，其特征在于，包括固定设置在地面上的基准辊（1），基准辊（1）正上方设有振动机构，振动机构与基准辊（1）的外周形成狭缝，狭缝间基材（12）的来料方向处固定设置用于容纳浆料（22）的喂料池（2），基材（12）位于喂料池（2）的底面，喂料池（2）上设置有用于向喂料池（2）注入浆料浆料输送管道（21），喂料池（2）的侧面设有用于限定浆料涂布宽度的挡板；

所述振动机构包括设有六度振动器的刮料机构。

7.根据权利要求6所述的涂布装置，其特征在于，所述刮料机构包括能够自主转动的动能辊（3）、动能辊振动器（31），所述动能辊（3）固定设置在动能辊振动器（31）的振动板上，且通过动能辊驱动系统（32）驱动，转速为0～24000转/min，动能辊振动器（31）的底座固定设置在地面上。

8.根据权利要求7所述的涂布装置，其特征在于，所述刮料机构包括动能辊（3）的表面为刀刃、直刃、斜刃、螺旋刃、异形刃、圆弧面中的任一形式，且刀刃、直刃、斜刃、螺旋刃、异形刃、圆弧面至少具有一条。

9.根据权利要求6所述的涂布装置，其特征在于，所述刮料机构包括动能板（4）、动能板振动器（41），所述动能板（4）固定设置在动能板振动器（41）的振动板上，动能板振动器）（41）的底座固定设置在地面上，且动能板（4）的浆料接触面与基准辊（1）之间设置有涂布狭缝。

10.根据权利要求9所述的涂布装置，其特征在于，动能板（4）与基准辊（1）相对的表面为圆弧面、平面、异形面、尖刃面中的任一形式。

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