CN115870172A - 一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置以及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池生产技术领域，本发明公开了一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置以及方法，包括：基座、展料辊、第一电机、安装架和控制器，所述展料辊的前后两端分别可旋转的安装于基座的内腔前后两侧，所述第一电机固定安装于基座的后侧，且所述第一电机的输出端与展料辊固定连接，所述安装架固定安装于基座的顶部。本发明可以自动地调整薄膜厚度，无需手动进行调节，省时省力，可以消除传动机构空程对薄膜厚度造成的影响，有效避免加工过程中薄膜厚度发生变化，有效地提高加工精度，可以精确控制逗号刮刀与铝箔之间的距离，完成对涂层厚度的精确控制，并且可以直观地确定刮刀的高度，有效提高成品率。

Description

一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置以及方法

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体为一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置以及方法。

背景技术

锂离子电池具有高电压、长寿命、高能量密度无污染等优点，越来越广泛地运用到人们的生产和生活当中，如火如荼的动力电池的发展对锂电池生产提出了新的要求；锂电池制造设备也在不断地改进更新，而锂电池极片的涂布工序是锂电池生产过程中非常关键的工序，最重要的环节就是把正极浆料涂布在铝箔上形成导电涂层；

在现有技术中，导电涂层使用涂布机进行加工，目前使用最多的是刮刀式涂布机，箔基材经过涂布辊并直接与浆料槽接触，过量的浆料涂在箔基材上，在基材通过涂辊与刮刀之间时，刮刀与基材之间的间隙决定了涂层厚度，同时将多余的浆料刮掉回流，并由此在基材表面形成一层均匀的涂层；

现有的涂布机通过传动机构控制刮刀升降或旋转，从而通过调整刮刀高度进行调整涂层的厚度，然而这个调整过程均需要操作人员手动操作，然而操作人员无法直观地确定刮刀的高度，需要多次进行调整，在调整过程中会产生很多废料，此外，由于传动机构的系统性原因，传动机构在传动过程中存在空程，导致刮刀的高度存才较大误差，并且刮刀在该空程内晃动，导致涂层的厚度精度较低，误差较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置以及方法，以至少解决现有技术涂层厚度无法自动调整、无法对刮刀位置进行检测、传动机构空程造成涂层厚度误差大的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，包括：基座、展料辊、第一电机、安装架和控制器，所述展料辊的前后两端分别可旋转的安装于基座的内腔前后两侧，所述第一电机固定安装于基座的后侧，且所述第一电机的输出端与展料辊固定连接，所述安装架固定安装于基座的顶部，所述控制器固定安装于所述基座的前侧，且与所述第一电机电性连接，涂布机构设置于所述基座的内腔后侧，且与所述控制器电性连接，刮刀机构设置于所述安装架的内腔后侧，微调机构设置于所述安装架的前侧，且与所述控制器电性连接；

目的在于，所述刮刀机构包括：转轴，转轴前后两端分别可旋转的安装于所述安装架的内腔前后两侧；旋转板固定安装于所述转轴的外壁；逗号刮刀可旋转的安装于所述旋转板的底端；限位杆数量为两个，分别设置于所述逗号刮刀的顶部前后两侧；连杆数量为两个，一端分别可旋转的安装于两个限位杆的顶端，且另一端分别可旋转的安装于所述安装架的内腔前后两侧，且两个所述连杆均与旋转板相互平行；限位组件数量为两个，分别设置于所述逗号刮刀的前后两侧。

目的在于，优选的，所述限位组件包括：第一限位柱，两个所述限位组件的第一限位柱分别设置于所述旋转板的前后两侧底部；第二限位柱设置于所述连杆的外侧；弹簧两端分别固定安装于位于同侧的所述第一限位柱和第二限位柱的外壁。

目的在于，优选的，所述涂布机构包括：第一导向辊，第一导向辊两端分别可旋转的安装于所述基座的内腔前后两侧底部；第二导向辊两端分别可旋转的安装于所述基座的内腔前后两侧右端；储液槽前后两端分别固定安装于所述基座的内腔前后两侧；挤压辊两端分别可旋转的安装于所述基座的内腔前后两侧，且所述挤压辊位于储液槽的上方；第三导向辊前后两端分别可旋转的安装于所述基座的内腔前后两侧，所述第三导向辊位于挤压辊的右上方，且所述第三导向辊与挤压辊紧密贴合；第二电机固定安装于所述基座的后侧，所述第二电机的输出端与挤压辊的后端固定连接，且所述第二电机与控制器电性连接。

目的在于，优选的，所述微调机构包括：驱动组件，驱动组件设置于所述安装架的前侧，且与所述控制器电性连接；检测组件设置于所述驱动组件的右侧，且与所述控制器电性连接。

目的在于，优选的，所述驱动组件包括：安装板，安装板设置于所述安装架的前侧；蜗杆可旋转的安装于所述安装板的左侧，且所述蜗杆的右端延伸至安装板的右侧；伺服电机固定安装于所述安装架的前侧，所述伺服电机的输出端与蜗杆的左端固定连接，且与所述控制器电性连接；蜗轮可旋转的安装于所述安装架的前侧，且与所述蜗杆相适配啮合；第一齿轮固定安装于所述蜗轮的前侧；第二齿轮可旋转的安装于所述安装架的前侧，所述第二齿轮与转轴固定连接，且所述第二齿轮与第一齿轮相适配啮合。

目的在于，优选的，所述第二齿轮的齿数大于第一齿轮的齿数。

目的在于，优选的，所述检测组件包括：棱柱，棱柱设置于所述蜗杆的右端；红外线发射器固定安装于所述安装架的前侧，且与所述控制器电性连接；红外线接收器固定安装于所述安装架的前侧，且与所述控制器电性连接。

目的在于，优选的，所述红外线发射器发射的红外线通过棱柱表面反射后，能够被红外线接收器接收。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：

1、本发明通过控制器控制伺服电机的输出端旋转，带动蜗杆旋转，在蜗轮和蜗杆的配合下，通过第一齿轮和第二齿轮的啮合，带动转轴旋转，在限位杆和连杆的限位作用下，从而使逗号刮刀上下移动，且移动过程中保持逗号刮刀的角度不变，可以自动地调整薄膜厚度，无需手动进行调节，省时省力。

2、本发明通过弹簧拉动第一限位柱和第二限位柱，持续施加给旋转板向上的力，从而消除蜗杆与蜗轮之间和第一齿轮与第二齿轮之间的空程，因此，可以消除传动机构空程对薄膜厚度造成的影响，有效避免加工过程中薄膜厚度发生变化，有效地提高加工精度。

3、本发明通过控制器控制红外线发射器向棱柱发射的红外线，每当棱柱旋转四分之一圈时，通过棱柱表面反射的红外线将被红外线接收器接收，从而可以通过控制器检测红外线接收器接收到红外线的次数，进行控制蜗杆的旋转圈数，通过蜗轮与蜗杆和第一齿轮与第二齿轮的减速，可以进一步精确控制旋转板的角度，因此，可以精确控制逗号刮刀与铝箔之间的距离，完成对涂层厚度的精确控制，并且可以直观地确定刮刀的高度，有效提高成品率。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明主视剖面图。

图3为本发明右视图。

图4为图3中的A处放大图。

图5为刮刀机构与微调机构结构示意图。

图6为微调机构主视图。

图7为检测组件主视图。

图中：2、基座；3、展料辊；4、第一电机；5、涂布机构；51、第一导向辊；52、第二导向辊；53、储液槽；54、挤压辊；55、第三导向辊；56、第二电机；6、安装架；7、刮刀机构；71、转轴；72、旋转板；73、逗号刮刀；74、限位杆；75、连杆；76、限位组件；761、第一限位柱；762、第二限位柱；763、弹簧；8、微调机构；81、驱动组件；811、安装板；812、蜗杆；813、伺服电机；814、蜗轮；815、第一齿轮；816、第二齿轮；82、检测组件；821、棱柱；822、红外线发射器；823、红外线接收器；9、控制器；10、铝箔。

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。

请参阅图1-7，本发明提供一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置以及方法技术方案，包括：基座2、展料辊3、第一电机4、涂布机构5、安装架6、刮刀机构7、微调机构8和控制器9，展料辊3的前后两端分别可旋转的安装于基座2的内腔前后两侧，第一电机4固定安装于基座2的后侧，且第一电机4的输出端与展料辊3固定连接，安装架6固定安装于基座2的顶部，控制器9固定安装于基座2的前侧，且与第一电机4电性连接，控制器9由内部CPU，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，涂布机构5设置于基座2的内腔后侧，且与控制器9电性连接，刮刀机构7设置于安装架6的内腔后侧，微调机构8设置于安装架6的前侧，且与控制器9电性连接；

刮刀机构7包括：转轴71、旋转板72、逗号刮刀73、限位杆74、连杆75和限位组件76，转轴71前后两端分别可旋转的安装于安装架6的内腔前后两侧，旋转板72固定安装于转轴71的外壁，逗号刮刀73可旋转的安装于旋转板72的底端，限位杆74数量为两个，分别设置于逗号刮刀73的顶部前后两侧，连杆75数量为两个，一端分别可旋转的安装于两个限位杆74的顶端，且另一端分别可旋转的安装于安装架6的内腔前后两侧，且两个连杆75均与旋转板72相互平行，限位组件76数量为两个，分别设置于逗号刮刀73的前后两侧，转轴71旋转，在限位杆74和连杆75的限位作用下，从而使逗号刮刀73上下移动，且移动过程中保持逗号刮刀73的角度不变。

作为优选方案，更进一步的，如图5所示，限位组件76包括：第一限位柱761、第二限位柱762和弹簧763，第一限位柱761两个限位组件76的第一限位柱761分别设置于旋转板72的前后两侧底部，第二限位柱762设置于连杆75的外侧，弹簧763两端分别固定安装于位于同侧的第一限位柱761和第二限位柱762的外壁，在具体实施时，蜗杆812与蜗轮814之间和第一齿轮815与第二齿轮816之间不可避免地出现空程，导致逗号刮刀73可以在一定范围内上下浮动，弹簧763拉动第一限位柱761和第二限位柱762，持续施加给旋转板72向上的力，从而消除蜗杆812与蜗轮814之间和第一齿轮815与第二齿轮816之间的空程。

作为优选方案，更进一步的，如图2所示，涂布机构5包括：第一导向辊51、第二导向辊52、储液槽53、挤压辊54、第三导向辊55和第二电机56，第一导向辊51两端分别可旋转的安装于基座2的内腔前后两侧底部，第二导向辊52两端分别可旋转的安装于基座2的内腔前后两侧右端，储液槽53前后两端分别固定安装于基座2的内腔前后两侧，挤压辊54两端分别可旋转的安装于基座2的内腔前后两侧，且挤压辊54位于储液槽53的上方，第三导向辊55前后两端分别可旋转的安装于基座2的内腔前后两侧，第三导向辊55位于挤压辊54的右上方，且第三导向辊55与挤压辊54紧密贴合，第二电机56固定安装于基座2的后侧，第二电机56的输出端与挤压辊54的后端固定连接，且第二电机56与控制器9电性连接，控制器9控制第一电机4和第二电机56同步旋转，带动铝箔移动，随着第二电机56的输出端带动挤压辊54旋转，侧表面蘸有电极浆料的挤压辊54，在第三导向辊55的限位作用下，与铝箔表面紧密接触，将过量的电极浆料涂抹到铝箔表面，逗号刮刀73将多余的电极浆料刮掉回流，并由此在铝箔表面形成一层均匀的涂层。

作为优选方案，更进一步的，如图4-6所示，微调机构8包括：驱动组件81和检测组件82，驱动组件81设置于安装架6的前侧，且与控制器9电性连接，检测组件82设置于驱动组件81的右侧，且与控制器9电性连接。

作为优选方案，更进一步的，如图4-6所示，驱动组件81包括：安装板811、蜗杆812、伺服电机813、蜗轮814、第一齿轮815和第二齿轮816，安装板811设置于安装架6的前侧，蜗杆812可旋转的安装于安装板811的左侧，且蜗杆812的右端延伸至安装板811的右侧，伺服电机813固定安装于安装架6的前侧，伺服电机813的输出端与蜗杆812的左端固定连接，且与控制器9电性连接，蜗轮814可旋转的安装于安装架6的前侧，且与蜗杆812相适配啮合，在本实施例中，蜗杆812与蜗轮814的传动比为20比1，第一齿轮815固定安装于蜗轮814的前侧，第二齿轮816可旋转的安装于安装架6的前侧，第二齿轮816与转轴71固定连接，且第二齿轮816与第一齿轮815相适配啮合，控制器9控制伺服电机813的输出端旋转，带动蜗杆812旋转，在蜗轮813和蜗杆812的配合下，通过第一齿轮815和第二齿轮816的啮合，带动转轴71旋转。

作为优选方案，更进一步的，如图6所示，第二齿轮816的齿数大于第一齿轮815的齿数，在本实施例中，第二齿轮816与第一齿轮815的齿数比为5比1，从而第一齿轮815旋转5圈，第二齿轮816旋转一圈，进一步的伺服电机813的输出端旋转100圈，第二齿轮816旋转一圈。

作为优选方案，更进一步的，如图6-7所示，检测组件82包括：棱柱821、红外线发射器822和红外线接收器823，棱柱821设置于蜗杆812的右端，红外线发射器822固定安装于安装架6的前侧，且与控制器9电性连接，红外线接收器823固定安装于安装架6的前侧，且与控制器9电性连接。

作为优选方案，更进一步的，如图7所示，红外线发射器822发射的红外线通过棱柱821表面反射后，能够被红外线接收器823接收，在本实施例中，棱柱821可以为四棱柱，从而每当棱柱821旋转四分之一圈时，通过棱柱821表面反射的红外线将被红外线接收器823接收，即当红外线接收器823接收到红外线400次，第二齿轮816带动旋转板73旋转一圈，可以进一步精确控制旋转板72的角度，从而控制逗号刮刀73与铝箔之间的距离，完成对涂层厚度的精确控制。

一种锂离子电池隔膜生产用涂布方法，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一，将铝箔卷固定在展料辊3外壁，铝箔的一端绕过第一导向辊51和第二导向辊52，插入挤压辊54和第三导向辊55之间，最终将铝箔末端被外部机构向右侧牵引，控制器9控制第一电机4和第二电机56同步旋转，带动铝箔移动，随着第二电机56的输出端带动挤压辊54旋转，侧表面蘸有电极浆料的挤压辊54，在第三导向辊55的限位作用下，与铝箔表面紧密接触，将过量的电极浆料涂抹到铝箔表面，逗号刮刀73将多余的电极浆料刮掉回流，并由此在铝箔表面形成一层均匀的涂层；

步骤二，控制器9控制伺服电机813的输出端旋转，带动蜗杆812旋转，在蜗轮814和蜗杆812的配合下，通过第一齿轮815和第二齿轮816的啮合，带动转轴71旋转，在限位杆74和连杆75的限位作用下，从而使逗号刮刀73上下移动，且移动过程中保持逗号刮刀73的角度不变，弹簧763拉动第一限位柱761和第二限位柱762，持续施加给旋转板72向上的力，从而消除蜗杆812与蜗轮814之间和第一齿轮815与第二齿轮816之间的空程；

步骤三，控制器9控制红外线发射器822向棱柱821发射的红外线，每当棱柱821旋转四分之一圈时，通过棱柱821表面反射的红外线将被红外线接收器823接收，从而可以通过控制器9检测红外线接收器823接收到红外线的次数，进行控制蜗杆812的旋转圈数，通过蜗轮814与蜗杆812和第一齿轮815与第二齿轮816的减速，可以进一步精确控制旋转板72的角度，从而控制逗号刮刀73与铝箔之间的距离，完成对涂层厚度的精确控制。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本发明内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，包括：基座（2）、展料辊（3）、第一电机（4）、安装架（6）和控制器（9），所述展料辊（3）的前后两端分别可旋转的安装于基座（2）的内腔前后两侧，所述第一电机（4）固定安装于基座（2）的后侧，且所述第一电机（4）的输出端与展料辊（3）固定连接，所述安装架（6）固定安装于基座（2）的顶部，所述控制器（9）固定安装于所述基座（2）的前侧，且与所述第一电机（4）电性连接，其特征在于，所述锂离子电池隔膜生产用涂布装置还包括：

涂布机构（5），设置于所述基座（2）的内腔后侧，且与所述控制器（9）电性连接；

刮刀机构（7），设置于所述安装架（6）的内腔后侧；

微调机构（8），设置于所述安装架（6）的前侧，且与所述控制器（9）电性连接；

所述刮刀机构（7）包括：

转轴（71），前后两端分别可旋转的安装于所述安装架（6）的内腔前后两侧；

旋转板（72），固定安装于所述转轴（71）的外壁；

逗号刮刀（73），可旋转的安装于所述旋转板（72）的底端；

限位杆（74），数量为两个，分别设置于所述逗号刮刀（73）的顶部前后两侧；

连杆（75），数量为两个，一端分别可旋转的安装于两个限位杆（74）的顶端，且另一端分别可旋转的安装于所述安装架（6）的内腔前后两侧，且两个所述连杆（75）均与旋转板（72）相互平行；

限位组件（76），数量为两个，分别设置于所述逗号刮刀（73）的前后两侧。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述限位组件（76）包括：

第一限位柱（761），两个所述限位组件（76）的第一限位柱（761）分别设置于所述旋转板（72）的前后两侧底部；

第二限位柱（762），设置于所述连杆（75）的外侧；

弹簧（763），两端分别固定安装于位于同侧的所述第一限位柱（761）和第二限位柱（762）的外壁。

3.根据权利要求2所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述涂布机构（5）包括：

第一导向辊（51），两端分别可旋转的安装于所述基座（2）的内腔前后两侧底部；

第二导向辊（52），两端分别可旋转的安装于所述基座（2）的内腔前后两侧右端；

储液槽（53），前后两端分别固定安装于所述基座（2）的内腔前后两侧；

挤压辊（54），两端分别可旋转的安装于所述基座（2）的内腔前后两侧，且所述挤压辊（54）位于储液槽（53）的上方；

第三导向辊（55），前后两端分别可旋转的安装于所述基座（2）的内腔前后两侧，所述第三导向辊（55）位于挤压辊（54）的右上方，且所述第三导向辊（55）与挤压辊（54）紧密贴合；

第二电机（56），固定安装于所述基座（2）的后侧，所述第二电机（56）的输出端与挤压辊（54）的后端固定连接，且所述第二电机（56）与控制器（9）电性连接。

4.根据权利要求3所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述微调机构（8）包括：

驱动组件（81），设置于所述安装架（6）的前侧，且与所述控制器（9）电性连接；

检测组件（82），设置于所述驱动组件（81）的右侧，且与所述控制器（9）电性连接。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述驱动组件（81）包括：

安装板（811），设置于所述安装架（6）的前侧；

蜗杆（812），可旋转的安装于所述安装板（811）的左侧，且所述蜗杆（812）的右端延伸至安装板（811）的右侧；

伺服电机（813），固定安装于所述安装架（6）的前侧，所述伺服电机（813）的输出端与蜗杆（812）的左端固定连接，且与所述控制器（9）电性连接；

蜗轮（814），可旋转的安装于所述安装架（6）的前侧，且与所述蜗杆（812）相适配啮合；

第一齿轮（815），固定安装于所述蜗轮（814）的前侧；

第二齿轮（816），可旋转的安装于所述安装架（6）的前侧，所述第二齿轮（816）与转轴（71）固定连接，且所述第二齿轮（816）与第一齿轮（815）相适配啮合。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述第二齿轮（816）的齿数大于第一齿轮（815）的齿数。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述检测组件（82）包括：

棱柱（821），设置于所述蜗杆（812）的右端；

红外线发射器（822），固定安装于所述安装架（6）的前侧，且与所述控制器（9）电性连接；

红外线接收器（823），固定安装于所述安装架（6）的前侧，且与所述控制器（9）电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置，其特征在于：所述红外线发射器（822）发射的红外线通过棱柱（821）表面反射后，能够被红外线接收器（823）接收。

9.一种锂离子电池隔膜生产用涂布方法，其应用于如权利要求8所述的一种锂离子电池隔膜生产用涂布装置中，其特征在于：具体步骤如下：

步骤一，将铝箔卷固定在展料辊（3）外壁，铝箔的一端绕过第一导向辊（51）和第二导向辊（52），插入挤压辊（54）和第三导向辊（55）之间，最终将铝箔末端被外部机构向右侧牵引，控制器（9）控制第一电机（4）和第二电机（56）同步旋转，带动铝箔移动，随着第二电机（56）的输出端带动挤压辊（54）旋转，侧表面蘸有电极浆料的挤压辊（54），在第三导向辊（55）的限位作用下，与铝箔表面紧密接触，将过量的电极浆料涂抹到铝箔表面，逗号刮刀（73）将多余的电极浆料刮掉回流，并由此在铝箔表面形成一层均匀的涂层；

步骤二，控制器（9）控制伺服电机（813）的输出端旋转，带动蜗杆（812）旋转，在蜗轮（814）和蜗杆（812）的配合下，通过第一齿轮（815）和第二齿轮（816）的啮合，带动转轴（71）旋转，在限位杆（74）和连杆（75）的限位作用下，从而使逗号刮刀（73）上下移动，且移动过程中保持逗号刮刀（73）的角度不变，弹簧（763）拉动第一限位柱（761）和第二限位柱（762），持续施加给旋转板（72）向上的力，从而消除蜗杆（812）与蜗轮（814）之间和第一齿轮（815）与第二齿轮（816）之间的空程；

步骤三，控制器（9）控制红外线发射器（822）向棱柱（821）发射的红外线，每当棱柱（821）旋转四分之一圈时，通过棱柱（821）表面反射的红外线将被红外线接收器（823）接收，从而可以通过控制器（9）检测红外线接收器（823）接收到红外线的次数，进行控制蜗杆（812）的旋转圈数，通过蜗轮（814）与蜗杆（812）和第一齿轮（815）与第二齿轮（816）的减速，可以进一步精确控制旋转板（72）的角度，从而控制逗号刮刀（73）与铝箔之间的距离，完成对涂层厚度的精确控制。

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