CN115970988B - 一种涂布装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种涂布装置和系统，属于电池制备技术领域；装置包括：下模头和垫片，下模头的工作面开设有浆料容置槽、进料孔和排料孔，浆料容置槽被两溢流板分割为进料槽和两排料槽，两排料槽设于进料槽两端，进料孔连通进料槽，排料孔连通排料槽；垫片设于下模头的工作面，且垫片围绕于浆料容置槽，垫片开设有出料缺口，出料缺口和进料槽对应；利用涂布浆料粘度低，流动性好，浆料粒径小的特点，通过在进料槽两端设置排料槽，使出料缺口边缘处的部分浆料通过溢流板溢流到排料槽后排出，使得边缘处浆料厚度低于中间位置浆料厚度，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，涂层干燥后边缘不存在厚边现象，解决了目前的涂布会造成厚边现象的问题。
Description
技术领域
本申请涉及电池制备技术领域，具体而言，涉及一种涂布装置和系统。
背景技术
在氢燃料电池或者质子交换膜水电解工业生产上，模头挤压涂布由于高精度、宽涂布窗口、高可靠性等优点成为应用最广泛的涂布方式。供液泵作为传输动力将催化剂浆料导入模头，浆料在模头内受挤压后通过由涂布垫片提供的狭缝，涂覆在移动的基材上形成涂层。
由于浆料流体特性，在涂层两侧边缘容易形成图1中所示的隆起特征，导致涂布效果不佳。涂布工艺中，涂层边缘出现的这种厚度隆起的形貌被称为“厚边”现象。
发明内容
本申请的目的在于提供一种涂布装置和系统，以改善目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种涂布装置，所述装置包括：
下模头，所述下模头的工作面开设有浆料容置槽、进料孔和排料孔，所述浆料容置槽被两溢流板分割为进料槽和两排料槽，两所述排料槽设于所述进料槽两端，用以接收从所述进料槽两端溢流出的涂布浆料，所述进料孔连通所述进料槽，用以向所述进料槽供给涂布浆料，所述排料孔连通所述排料槽，用以排出溢流的涂布浆料；
垫片，所述垫片设于所述下模头的工作面，且所述垫片围绕于所述浆料容置槽，所述垫片开设有出料缺口，以排出涂布浆料进行涂布，所述出料缺口和所述进料槽对应。
采用以上设计，利用涂布浆料粘度低，流动性好，浆料粒径小的特点，通过在进料槽两端设置排料槽，使出料缺口边缘处的部分浆料通过溢流板溢流到排料槽后排出，使得边缘处浆料厚度低于中间位置浆料厚度，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，涂层干燥后边缘不存在“厚边”现象，解决了目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述装置还包括导流板，所述导流板安装于所述溢流板，用以对溢流出的涂布浆料进行导流；
在上述实现过程中，导流板的设置可变更导致溢流的高度，进而改变了溢流高度和涂布浆料中心高度的差值，在面对不同的涂布需求时，可通过导流板适应相应的涂布需求。
优选的，所述导流板的导流面呈水平状或朝向所述排料槽底部倾斜。
在上述实现过程中，倾斜的导流面可加强涂布浆料在导流板上的流动效果，实现涂布浆料的快速流动，进而快速脱离导流板。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述导流板的导流面和所述下模头的工作面的最大高度差为所述垫片厚度的60%-85%。
在上述实现过程中，导流板的导流面和所述下模头的工作面的最大高度差一定程度上决定了涂布浆料涂布到质子交换膜或者转印膜等基材上时两端的厚度，该高度差越大，则进料槽端部的涂布浆料溢流的越少，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较厚，反之，该高度差越小，则进料槽端部的涂布浆料溢流的越多，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较薄，控制导流板的导流面和下模头的工作面的最大高度差为所述垫片厚度的60%-85%，能够满足目前绝大多数的催化剂层涂布的厚度需求。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述导流板的导流面的粗糙度Sa≤0.5μm。
在上述实现过程中，导流面的粗糙度能影响涂布浆料在导流面上的流动性，粗糙度越小，则流动性越好、流动的越快，导致涂布浆料溢流的越多，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较薄，反之，粗糙度越大，则流动性越差、流动的越慢，导致涂布浆料溢流的越少，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较厚，申请人认为，针对目前的催化剂涂布浆料，控制导流面的粗糙度Sa≤0.5μm是一个较佳的范围。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，以溢流的涂布浆料的流动方向计，所述导流板的导流面宽度逐渐缩小。
在上述实现过程中，导流板的导流面宽度逐渐缩小能够让导流面上的涂布浆料发生汇聚，有效的减小涂布浆料和导流面的接触面积，进而加强了涂布浆料的流动性，涂布浆料能快速的脱离导流板。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述导流板和所述垫片一体成型。
在上述实现过程中，在制备不同规格的催化剂层过程中，更便于催化剂层涂布装置的换型。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述装置还包括出料管，所述出料管连通所述排料孔，用以排出溢流的涂布浆料，所述出料管设有U型段，以起到密封作用。
在上述实现过程中，在出料管设置U型段，在排出涂布浆料过程中，涂布浆料可以始终保留一部分在U型段，可实现出料管的封堵，避免涂布过程中空气从出料管经排料孔进入催化剂层涂布装置内部的涂布浆料中，进而避免了带有气泡的涂布浆料从出料缺口排出进行涂布工序，导致气泡引起的缺液涂布不良。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述进料孔设于所述进料槽底面的中心处。
在上述实现过程中，进料孔设于所述进料槽底面的中心处能够保证两端的涂布浆料的高度基本保持一致。
结合第一方面，本申请可选的实施方式中，所述垫片和所述下模头之间设有定位配合件，以实现所述垫片和所述下模头的定位安装。
在上述实现过程中，通过设置定位配合件，可实现垫片和下模头快速、准确的定位安装。
第二方面，本申请实施例提供了一种涂布系统，所述系统包括第一方面所述的涂布装置。
采用以上设计，当质子交换膜或转印膜等基材经过催化剂层涂布装置的出料缺口时，涂布浆料被涂布到基材上，而涂布在基材上的浆料的边缘处厚度低于中间位置的厚度，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，涂层干燥后边缘不存在“厚边”现象，解决了目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为背景技术提供的“厚边”现象的示意图；
图2为本申请实施例提供的下模头的结构示意图；
图3为本申请实施例提供的下模头的截面示意图；
图4为本申请实施例提供的垫片的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的涂布装置的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的消除“厚边”现象的过程示意图；
图7为本申请实施例提供的涂层厚度测量点位的示意图。
图标：1-下模头，11-浆料容置槽，111-进料槽，112-排料槽，12-进料孔，13-排料孔，14-溢流板，2-垫片，21-出料缺口，3-导流板，4-出料管。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，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申请中的具体含义。
在氢燃料电池或质子交换膜水电解工业生产上，模头挤压涂布由于高精度、宽涂布窗口、高可靠性等优点成为应用最广泛的涂布方式。供液泵作为传输动力将浆料导入模头，浆料在模头内受挤压后通过由涂布垫片提供的狭缝，涂覆在移动的基材如质子交换膜或者转印膜上形成涂层。
由于浆料流体特性，在涂层两侧边缘容易形成图1中所示的隆起特征，导致涂布效果不佳。涂布工艺中，涂层边缘出现的这种厚度隆起的形貌被称为“厚边”现象。
申请人在发明过程中发现：在锂电等其它应用挤压涂布行业中，改善厚边的现有技术方案中，主要包括：1、减小涂布间隙来减小厚边涂层的厚度和宽度；2、降低浆料的表面张力，如添加界面活性剂、降低粘度等，抑制干燥过程中浆料向边缘的流延来改善厚边；3、优化狭缝垫片出口形状，改变浆料流动速度方向和大小，降低边缘浆料的应力状态，减弱浆料边缘膨胀效应。
而氢燃料电池或质子交换膜水电解行业相较其他涂布行业存在一定特殊性，上述3种方案均不能较好的解决“厚边”现象；具体分析如下：方案1只能减小厚边处隆起的高度，不能完全消除；并且氢燃料电池或质子交换膜水电解行业中，催化剂涂层为超低载量涂布，涂布载量＜1mg/cm2，涂布湿膜厚度＜100µm；可见氢燃料电池或质子交换膜水电解的浆料涂布过程中涂布间隙已非常小，涂布间隙调节有限，若进一步减小涂布间隙，存在刮带风险；氢燃料电池或质子交换膜水电解行业中，催化剂浆料粘度需要满足＜500mPa·s，浆料粘度低流动性要好；正是由于氢燃料电池或质子交换膜水电解催化剂浆料粘度要远远低于锂电等其它应用涂布工艺行业中浆料粘度，浆料流动性好于锂电等其它应用涂布工艺行业中浆料流动性，抑制干燥过程中浆料向边缘的流延的方案2不可行；同理，由于氢燃料电池或质子交换膜水电解行业的催化剂浆料流动性好，即使采用方案3设计不同角度开口的垫片2，最终也会因为干燥过程中浆料向边缘的流延导致“厚边”现象。
本申请实施例提供了一种涂布系统，所述系统包括涂布装置和多个间隔设置的过辊。
关于涂布装置，请参照图5，所述装置包括：上模头（图中未示出，为本领域常规的狭缝涂布模头部件，配合垫片2和下模头1形成浆料容纳和排出通道）、垫片2和下模头1，上模头、垫片2和下模头1由上至下依次层叠设置，涂布浆料从垫片2的出料缺口21（狭缝）排出进行涂布工序。
当质子交换膜或者转印膜等涂布基材经过涂布装置的出料缺口时，涂布浆料被涂布到基材上，而涂布在基材上的浆料的边缘处厚度低于中间位置的厚度，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，涂层干燥后边缘不存在“厚边”现象，解决了目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
关于下模头1，请参照图2和图3，所述下模头1的工作面开设有浆料容置槽11、进料孔12和排料孔13，所述浆料容置槽11被两溢流板14分割为进料槽111和两排料槽112，两所述排料槽112设于所述进料槽111两端，用以接收从所述进料槽111两端溢流出的涂布浆料，所述进料孔12连通所述进料槽111，用以向所述进料槽111供给涂布浆料，所述排料孔13连通所述排料槽112，用以排出溢流的涂布浆料。所述下模头1的工作面（上表面）是指与上模头面对的一面。在一个实施例中，上模头的工作面（下表面）为平面，在与进料槽111、两排料槽112、两溢流板14和出料缺口21对应的部分均未设置凹槽或凸部等。
本领域技术人员可根据实际情况对容置槽的形状进行选择，可以是曲面状的槽、也可以是棱形状的槽，同理，本领域技术人员可根据实际情况对两排料槽112的大小进行选择，两排料槽112可以为不同大小，也可以为相同大小且呈镜像分布。进料孔12和排料孔13的形状和位置也可根据实际情况进行选择，可以为圆形孔、方形孔、异形孔等，进料孔12的位置可以设置进料槽111的任意位置，本实施例是将进料孔12设置在进料槽111的底部，而排料孔13一般设置在排料槽112的底部，以便于将排料槽112内所有的溢流出的涂布浆料排出。
采用以上设计，涂布浆料从进料孔12进入进料槽111，涂布浆料在进料槽111内逐渐升高，到达出料缺口21时，从出料缺口21排出，而此时由于涂布浆料还在持续的通入，进料槽111内的涂布浆料继续升高，当进料槽111两端的涂布浆料高度高于两溢流板14后，涂布浆料从进料槽111溢流到排料槽112，而出料缺口21和进料槽111的位置和宽度是对应的，由于进料槽111两端部的部分涂布浆料溢流排出，而涂布浆料具有粘度低、流动性好、浆料粒径小的特点，则进料槽111两端的涂布浆料高度要低于进料槽111中部的涂布浆料高度，进而导致出料缺口21排出的涂布浆料也呈现中部厚、两端薄的形态，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，涂层干燥后边缘不存在“厚边”现象，解决了目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
为使进料槽111两端的涂布浆料的高度的变化情况是一致的，在一些实施例中，进料孔12设于两溢流板14的对称轴线上，采用以上设计，由于进料孔12到两溢流板14的距离是一致的，而涂布浆料的流动是不变的，则涂布浆料从进料孔12对应的中部位置到两溢流板14的边部位置的高度变化是一致的，进而实现了保证进料槽111两端的涂布浆料的高度的变化情况一致；进一步的，进料孔12设于所述进料槽111底面的中心处。
在一些实施例中，装置还包括出料管4，请参照图3，所述出料管4连通所述排料孔13，用以排出溢流的涂布浆料，所述出料管4设有U型段，以起到密封作用。
在出料管4设置U型段，在排出涂布浆料过程中，涂布浆料可以始终保留一部分在U型段，可实现出料管4的封堵，避免涂布过程中空气从出料管4经排料孔13进入催化剂层涂布装置内部的涂布浆料中，进而避免了带有气泡的涂布浆料从出料缺口21排出进行涂布工序，导致气泡引起的缺液涂布不良。
本实施例中，U型段至少有一部分设置于下模头1内部，即在下模头1内部开设有一段孔道，该孔道和排料孔13连通，当U型段只有一部分在下模头1内部时，该段孔道和在外部的出料管4共同形成U型段，当U型段全部在下模头1内部时，该孔道的结构呈U型状。
考虑到在涂布工序暂停时，若出料管4内的涂布浆料不及时排出，可能会导致涂布浆料凝固在出料管4内，导致出料管4堵塞，为此在出料管4的U型段最低处需考虑设计一些排料结构，例如在U型段底部设计防堵孔，在需要排出U型段内的涂布浆料时，打开防堵孔，U型段内的涂布浆料即可从防堵孔排除，避免涂布浆料在出料管4内长时间沉积而发生凝固。
请参照图3，本实施例的U型段只有一部分设置在下模头1内部，U型段最低处的排料结构可以被设计为：将U型段的底部分割为两段——外段和内段，外段和内段可拆卸的连接形成整个U型段，可拆卸的方式可采用法兰连接、卡接、螺纹连接等方式实现，在需要排出U型段内的涂布浆料时，断开外段和内段的连接，U型段内的涂布浆料则分别从外段和内段的连接处排出。
关于垫片2，请参照图4，所述垫片2设于所述下模头1的工作面，且所述垫片2围绕于所述浆料容置槽11，所述垫片2开设有出料缺口21，该出料缺口21与上模头和下模头1的对应面共同构成出料通道，以排出涂布浆料进行涂布，所述出料缺口21和所述进料槽111对应。
为便于对垫片2结构的描述，将垫片2进行分区，分别包括后垫片、左垫片、右垫片、前一垫片和前二垫片，以出料缺口21中的涂布浆料的流动方向计，后垫片设于浆料容置槽11后方的下模头1工作面，左垫片和右垫片分别设于浆料容置槽11左右两边的下模头1工作面，左垫片和右垫均与后垫片连接，前一垫片和前二垫片设于浆料容置槽11前方的下模头1工作面，前一垫片与左垫片连接，前二垫片与右垫片连接，且前一垫片和前二垫片之间有间隔，该间隔即为出料缺口21。本实施例中，前一垫片和前二垫片的位置和长度均和排料槽112对应、匹配。位置对应即为前一垫片和前二垫片在排料槽112的正前方，长度匹配即为出料缺口21的边缘和溢流板14在一条直线上。
本实施例中，垫片2的材质采用PET材质，PET即聚对苯二甲酸乙二醇酯，其具有良好的可加工性，有效的降低了垫片2制备的难度和垫片2制备的成本。
采用该下模头1和垫片2的配合设计，利用涂布浆料粘度低，流动性好，浆料粒径小的特点，通过在进料槽111两端设置排料槽112，使出料缺口21边缘处的部分浆料通过溢流板14溢流到排料槽112后排出，使得边缘处浆料厚度低于中间位置浆料厚度，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，涂层干燥后边缘不存在“厚边”现象，解决了目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
为了便于垫片2准确的安装在下模头1的工作面上，在一些实施例中，所述垫片2和所述下模头1之间设有定位配合件，以实现所述垫片2和所述下模头1的定位安装。具体的，在垫片2上设有定位孔，在下模头1上设有和定位孔匹配的定位凸起，或者，在下模头1上设有定位孔，在垫片2上设置定位凸起，或者，在下模头1上设置必要的定位卡接件等。
在一些实施例中，装置还包括导流板3，所述导流板3安装于所述溢流板14，用以对溢流出的涂布浆料进行导流。导流板的设置可变更导致溢流的高度，进而改变了溢流高度和涂布浆料中心高度的差值，在面对不同的涂布需求时，可通过导流板适应相应的涂布需求。
更进一步的，所述导流板的导流面呈水平状或朝向所述排料槽底部倾斜。本实施例中，导流板的导流面朝向所述排料槽底部倾斜。
由于溢流板14存在一定的厚度，通常溢流板14厚为7-8mm，溢流的涂布浆料在水平平面的流动动力仅来自于其自发的流动力，不利于涂布浆料的溢流，采用倾斜的导流面设计，涂布浆料溢流到导流面时，不仅存在涂布浆料的自发流动力，同时还有一定的重力作用，可加快涂布浆料在导流面上的流动，有助于实现涂布浆料的溢流。本领域技术人员可以理解的是，当溢流板14的厚度做薄时，涂布浆料的溢流效果也能得到一定的提升，故在其他实施例中，导流板3的导流面可不必做成倾斜状。
进一步的，导流板3的导流面和所述下模头1的工作面的最大高度差为所述垫片厚度的60%-85%；导流板3的导流面和所述下模头1的工作面的最大高度差一定程度上决定了涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度，该高度差越大，则进料槽111端部的涂布浆料溢流的越少，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较厚，反之，该高度差越小，则进料槽111端部的涂布浆料溢流的越多，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较薄，故本领域技术人员可根据实际需要对该高度差进行选择，本实施例中，导流板3的底面和下模头1的工作面是齐平的，故该最大高度差即为导流板3的最大厚度。导流板3的导流面和所述下模头1的工作面的最大高度差记为H1，本实施例中，H1的取值为200-500μm，垫片厚度记为H，本实施例中H的取值为300-600μm。
进一步的，导流板3的导流面的粗糙度Sa≤0.5μm；导流面的粗糙度能影响涂布浆料在导流面上的流动性，粗糙度越小，则流动性越好、流动的越快，导致涂布浆料溢流的越多，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较薄，反之，粗糙度越大，则流动性越差、流动的越慢，导致涂布浆料溢流的越少，进而导致涂布浆料涂布到基材上时两端的厚度较厚。
进一步的，以所述进料槽111和排料槽112的分布方向计，所述导流板3的末端延伸至靠近排料孔13，采用以上设计，从导流面掉落的涂布浆料至少有部分能直接落入到排料孔13，可有效的加快排料槽112内溢流的涂布浆料的排出。以所述进料槽111和排料槽112的分布方向计，导流板的长度记为L4，本实施例中，L4的取值为10-15μm。
进一步的，以溢流的涂布浆料的流动方向计，所述导流板3的导流面宽度逐渐缩小。采用以上设计，能够让导流面上的涂布浆料发生汇聚，有效的减小涂布浆料和导流面的接触面积，进而加强了涂布浆料的流动性，涂布浆料能快速的脱离导流板3。以溢流的涂布浆料的流动方向计，导流面的最大宽度记为L1，本实施例中，L1的取值为20-30mm，导流面的最小宽度记为L2，本实施例中L2的宽度为10-20mm。
在进行不同的催化剂层涂布时，各催化剂层的涂布厚度不同，涂布两端的厚度需求也不同，故在制备不同的催化剂层时，需要更换不同的垫片2和导流板3，在一些实施例中，导流板3和所述垫片2一体成型。采用导流板3和垫片2一体成型的设计，更便于在制备不同催化剂层时的催化剂层涂布装置规格变化的准备；在另一些实施例中，导流板3和垫片2可以分开单独安装，分开单独安装的设计，可一定程度的节约整个设备的成本；在另一些实施例中，在只需要制备一种规格的催化剂层时，导流板3可以和下模头1的溢流板14一体成型，导流板3和溢流板14一体成型的设计，两个导流板3可以起到对垫片2定位的作用，可避免设置额外的定位配合件，降低整个装置的制备难度。
本领域技术人员应当知晓，催化剂层涂布装置还包括上模头等必要部件，本申请提供的催化剂层涂布装置所使用的上模头可以采用现有技术采用的常规的上模头即可，在此不再赘述。
关于过辊，过辊平行于催化剂层涂布装置的出料缺口21设置，过辊为基材的移动提供动力，以使基材可以匀速移动并经过催化剂层涂布装置的出料缺口21，保证催化剂层涂布装置的涂布浆料均匀的涂布于基材表面。
采用本申请提供的催化剂层涂布系统的实现原理如下：基材在过辊上进行输送，当基材经过催化剂层涂布装置的出料缺口21时，由出料缺口21排出的涂布浆料被涂布到基材上，由于进料槽111两端的部分涂布浆料经溢流板14溢流到排料槽112被排出，导致出料缺口21两端的涂布浆料厚度要薄于中部的涂布浆料厚度，进而涂布在基材上的浆料的边缘处厚度低于中间位置的厚度，而中间位置浆料向两边缘流动趋于流平，请参照图6，涂层干燥后边缘不存在“厚边”现象，解决了目前的涂布会造成“厚边”现象的问题。
下面结合具体的实施例，对本方案能够产生的有益效果进行进一步的说明。
实施例1-2
实施例采用本申请实施例提供的垫片和模头，垫片和模头的尺寸如下表所示：
| L 1 | L 2 | L 4 | H | H 1 | Sa | |
| 实施例 1 | 2 5 | 2 0 | 1 5 | 3 00 | 2 50 | 0 .4 |
| 实施例 2 | 2 5 | 2 0 | 1 5 | 500 | 2 50 | 0 .4 |
其中，L1、L2、L4、H和H1表示的位置参见实施例的描述，Sa表示粗糙度。
对比例1-2
对比例采用现有技术提供的垫片和模头，垫片和模头的尺寸如下表所示：
| L 1 | L 2 | L 4 | H | H 1 | Sa | |
| 对比例 1 | / | / | / | 3 00 | / | / |
| 对比例 2 | / | / | / | 500 | / | / |
其中，L1、L2、L4、H和H1表示的位置参见实施例的描述，Sa表示粗糙度。
利用实施例1-2和对比例1-2提供的催化剂层涂布装置进行涂布，对涂层的厚度进行测量，具体测量方法为将涂层中部到边缘均匀的取7个测量点，分别为1#、2#、3#、4#、5#、6#和7#，参见图7，对7个测量点的涂层厚度进行测量，结果如下表：
| 1# μ m | 2# μ m | 3# μ m | 4# μ m | 5# μ m | 6# μ m | 7# μ m | |
| 实施例 1 | 9 .2 | 9 .6 | 9.5 | 9.3 | 9.0 | 8.7 | 8 .9 |
| 实施例 2 | 1 5.3 | 1 5.8 | 1 5.1 | 1 5.5 | 1 4.9 | 1 4.6 | 1 4.9 |
| 对比例 1 | 9 .3 | 9 .7 | 9 .4 | 9 .2 | 1 0.1 | 1 0.7 | 9 .8 |
| 对比例 2 | 1 5.7 | 1 5.5 | 1 5.3 | 1 5.9 | 1 6.4 | 1 7.3 | 1 6.7 |
由上表可得，采用本申请实施例提供的催化剂层涂布装置能够有效的消除“厚边”现象。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种涂布装置，其特征在于，所述装置包括：
下模头，所述下模头的工作面开设有浆料容置槽、进料孔和排料孔，所述浆料容置槽被两溢流板分割为进料槽和两排料槽；两所述排料槽设于所述进料槽两端，用以接收从所述进料槽两端溢流出的涂布浆料，所述进料孔连通所述进料槽，用以向所述进料槽供给涂布浆料，所述排料孔连通所述排料槽，用以排出溢流的涂布浆料；
垫片，所述垫片设于所述下模头的工作面，且所述垫片围绕于所述浆料容置槽，所述垫片开设有出料缺口，以排出涂布浆料进行涂布，所述出料缺口和所述进料槽对应。
2.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，所述装置还包括导流板，所述导流板安装于所述溢流板，用以对溢流出的涂布浆料进行导流；
所述导流板的导流面呈水平状或朝向所述排料槽底部倾斜。
3.根据权利要求2所述的涂布装置，其特征在于，所述导流板的导流面和所述下模头的工作面的最大高度差为所述垫片厚度的60%-85%。
4.根据权利要求2所述的涂布装置，其特征在于，所述导流板的导流面的粗糙度Sa≤0.5μm。
5.根据权利要求2所述的涂布装置，其特征在于，以溢流的涂布浆料的流动方向计，所述导流板的导流面宽度逐渐缩小。
6.根据权利要求2所述的涂布装置，其特征在于，所述导流板和所述垫片一体成型。
7.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，所述装置还包括出料管，所述出料管连通所述排料孔，用以排出溢流的涂布浆料，所述出料管设有U型段，以起到密封作用。
8.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，所述进料孔设于所述进料槽底面的中心处。
9.根据权利要求1所述的涂布装置，其特征在于，所述垫片和所述下模头之间设有定位配合件，以实现所述垫片和所述下模头的定位安装。
10.一种涂布系统，其特征在于，所述系统包括权利要求1至9中任一项所述的涂布装置。
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Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2023759C1 (ru) * | 1992-04-29 | 1994-11-30 | Научно-технический центр "Легкие металлы" | Бездиафрагменный электролизер для получения магния и хлора |
| JPH10118414A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-12 | Hitachi Kiden Kogyo Ltd | 汚水処理設備における微細物の除去装置 |
| KR200263565Y1 (ko) * | 2001-11-02 | 2002-02-06 | (주)동명기술공단종합건축사사무소 | 경사면 배수구 구조 |
| TW200836842A (en) * | 2007-01-15 | 2008-09-16 | Hoya Corp | Coating method and coating apparatus, and method of manufacturing a photomask blank |
| CN102139946A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-08-03 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 溢流污水一级强化处理装置 |
| KR20140055043A (ko) * | 2012-10-30 | 2014-05-09 | 주식회사 포스코 | 집진 설비 및 집진 방법 |
| KR101535083B1 (ko) * | 2015-01-23 | 2015-07-10 | 현빈개발 주식회사 | 개방형 초기우수 처리장치 |
| CN107930975A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-04-20 | 合肥星源新能源材料有限公司 | 一种隔膜涂覆装置 |
| CN207951873U (zh) * | 2017-12-06 | 2018-10-12 | 浙江衡远新能源科技有限公司 | 一种涂布机用狭缝式模头结构 |
| CN208373464U (zh) * | 2017-12-27 | 2019-01-15 | 深圳市长松科技有限公司 | 一种涂布机微凹涂头使用的胶槽 |
| CN109675367A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 星景生态环保科技（苏州）有限公司 | 一种雨水溢流净化装置 |
| CN209645912U (zh) * | 2019-01-30 | 2019-11-19 | 佛山市龙源镭射科技有限公司 | 一种具有溢流装置的涂料循环补料系统 |
| CN209886095U (zh) * | 2019-04-18 | 2020-01-03 | 昆山希盟自动化科技有限公司 | 一种狭缝涂布模头 |
| CN212441890U (zh) * | 2020-06-03 | 2021-02-02 | 安徽和和新材料有限公司 | 一种微凹版辊涂布新型胶槽 |
| CN113510050A (zh) * | 2021-08-28 | 2021-10-19 | 河南平煤国能锂电有限公司 | 一种锂离子电池极片的涂布模头 |
| CN115301495A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-08 | 中汽创智科技有限公司 | 一种用于膜电极浆料均匀输送的存储-涂布联动装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220059744A (ko) * | 2020-11-03 | 2022-05-10 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 다이 코터용 심, 이를 포함하는 다이 코터 및 이를 이용하여 제조된 양극을 포함하는 리튬 이차전지 |
-
2022
- 2022-12-15 CN CN202211612838.7A patent/CN115970988B/zh active Active
Patent Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2023759C1 (ru) * | 1992-04-29 | 1994-11-30 | Научно-технический центр "Легкие металлы" | Бездиафрагменный электролизер для получения магния и хлора |
| JPH10118414A (ja) * | 1996-10-18 | 1998-05-12 | Hitachi Kiden Kogyo Ltd | 汚水処理設備における微細物の除去装置 |
| KR200263565Y1 (ko) * | 2001-11-02 | 2002-02-06 | (주)동명기술공단종합건축사사무소 | 경사면 배수구 구조 |
| TW200836842A (en) * | 2007-01-15 | 2008-09-16 | Hoya Corp | Coating method and coating apparatus, and method of manufacturing a photomask blank |
| CN102139946A (zh) * | 2011-04-08 | 2011-08-03 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 溢流污水一级强化处理装置 |
| KR20140055043A (ko) * | 2012-10-30 | 2014-05-09 | 주식회사 포스코 | 집진 설비 및 집진 방법 |
| KR101535083B1 (ko) * | 2015-01-23 | 2015-07-10 | 현빈개발 주식회사 | 개방형 초기우수 처리장치 |
| CN207951873U (zh) * | 2017-12-06 | 2018-10-12 | 浙江衡远新能源科技有限公司 | 一种涂布机用狭缝式模头结构 |
| CN208373464U (zh) * | 2017-12-27 | 2019-01-15 | 深圳市长松科技有限公司 | 一种涂布机微凹涂头使用的胶槽 |
| CN107930975A (zh) * | 2017-12-28 | 2018-04-20 | 合肥星源新能源材料有限公司 | 一种隔膜涂覆装置 |
| CN109675367A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-26 | 星景生态环保科技（苏州）有限公司 | 一种雨水溢流净化装置 |
| CN209645912U (zh) * | 2019-01-30 | 2019-11-19 | 佛山市龙源镭射科技有限公司 | 一种具有溢流装置的涂料循环补料系统 |
| CN209886095U (zh) * | 2019-04-18 | 2020-01-03 | 昆山希盟自动化科技有限公司 | 一种狭缝涂布模头 |
| CN212441890U (zh) * | 2020-06-03 | 2021-02-02 | 安徽和和新材料有限公司 | 一种微凹版辊涂布新型胶槽 |
| CN113510050A (zh) * | 2021-08-28 | 2021-10-19 | 河南平煤国能锂电有限公司 | 一种锂离子电池极片的涂布模头 |
| CN115301495A (zh) * | 2022-08-30 | 2022-11-08 | 中汽创智科技有限公司 | 一种用于膜电极浆料均匀输送的存储-涂布联动装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN115970988A (zh) | 2023-04-18 |
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