CN116653295A - 一种锂电池隔膜生产预处理装置及其方法 - Google Patents

一种锂电池隔膜生产预处理装置及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂电池隔膜生产预处理装置及其方法，包括：放卷单元，其包括：放卷机台、设置于所述放卷机台上的多个放卷辊；复合单元，其包括：复合机台、设置于所述复合机台上的多个复合模块，所述复合模块包括：上辊机构与下辊机构，预热单元，其包括：预热机台、设置于所述预热机台上的多个预热辊、以及设置于所述预热机台上与预热辊相配合的压辊。本发明利用杠杆原理驱动调节轮进行转动，使得双向丝杆的转动更加省力，同时随着双向丝杆进行正转或者反转，使得支撑台相背或相对移动，在支撑台平移的过程中，利用斜面的转化效应，将水平距离变化转化为高度距离变化，且坡度角越小，且距离变化的精细程度越高，提高了间隙调节准确性。

Description

一种锂电池隔膜生产预处理装置及其方法
技术领域
本发明涉及锂电池隔膜的技术领域，尤其涉及一种锂电池隔膜生产预处理装置及其方法。
背景技术
干法锂电池隔膜生产线包括：放卷系统、复合机、预热系统、干燥系统、冷却以及牵引系统等，其中放卷、复合以及预热作为隔膜生产前期最为重要的生产预处理步骤，其生产稳定性决定了锂电池隔膜的产品质量；
现有的锂电池隔膜在生产时大多通过单层膜进行复合，由于单层复合的锂电池的产品性能不够，因此在单层膜的基础上进行多卷复合，在进行复合的过程中，复合压辊通过气缸进行直驱压紧，由于装配误差，会导致气缸驱动压辊对薄膜挤压过紧，很有可能造成薄膜的压伤，因此需要在压紧后的复合辊之间进行间隙调节，现有的调节方式一般采用螺纹顶丝的方式直接进行上下调节，但是调节精度较差，容易出现调节缝隙过大，对工人的操作经验要求高，使用起来并不方便。
发明内容
本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
鉴于上述现有技术中存在的问题，提出了本发明。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种锂电池隔膜生产预处理装置，包括：
放卷单元，其包括：放卷机台、设置于所述放卷机台上的多个放卷辊；
复合单元，其包括：复合机台、设置于所述复合机台上的多个复合模块，所述复合模块包括：上辊机构与下辊机构，所述上辊机构包括：固定设置在复合机台上的上基板、设置于所述上基板底侧的上辊架、以及转动设置在所述上辊架上的上复合辊，所述上基板上对称安装设置有用于驱动上辊架升降的伸缩气缸，所述下辊机构包括：固定设置在复合机台上的下基板、设置在下基板上的下辊架、以及设置在下辊架上的下复合辊,其中，所述上复合辊与下复合辊均通过伺服电机进行驱动，所述下基板上对称固定连接有稳定座，所述下辊架上固定连接有与稳定座相滑动配合的刻度座，所述刻度座通过调节机构控制升降；
预热单元，其包括：预热机台、设置于所述预热机台上的多个预热辊、以及设置于所述预热机台上与预热辊相配合的压辊。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述调节机构包括：固定设置在下辊架一侧的肋台、对称转动设置于所述肋台底侧的导轮、以及对称设置于所述肋台底侧的支撑台，且支撑台通过双向丝杆调节之间的相对距离。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述下基板的上侧通过多个支柱固定连接有滑轨，所述支撑台滑动连接在滑轨上，所述支撑台上设置有斜坡，且斜坡的倾斜角度为15-30度，所述导轮与斜坡面相抵。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述双向丝杆的一端通过连接轴连接有调节轮，所述调节轮上转动连接有转动柱,所述下基板上固定连接有轴座，所述轴座与转动柱之间转动配合；
其中，所述调节轮上设置有环形齿槽，所述转动柱上贯穿设置有衡量压杆，且衡量压杆的一侧固定连接有与环形齿槽相配合的齿块。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述轴座上滑动穿插有插销，所述转动柱位于轴座的内侧开设有与插销的相配合的插孔，所述插销的底端为半球形，上端设置有端头，且端头上固定连接有弹簧，所述弹簧的底端固定连接在轴座上。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述衡量压杆上固定连接有磁条，所述转动柱的一侧固定连接有用于吸附磁条的磁框。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述放卷辊的设置数量为八个，且两两一组同步放卷。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述放卷单元还包括：固定设置在放卷机台上的横梁架、固定设置在横梁架上的导向架、以及转动设置在导向架上的导向辊，所述复合机台进膜的一侧与出膜的一侧分别设置有多个第一张力辊与第二张力辊，且第一张力辊与第二张力辊上均设置有监测张力的传感器。
作为本发明所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的一种优选方案，其中：所述预热辊的设置数量为10个，且分为两排并相互错位分布。
如上所述一种锂电池隔膜生产预处理装置的预处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过个放卷辊进行同步放卷，然后在导向辊的导向牵引下两两一组穿过上辊机构与下辊机构之间；
步骤二：通过伸缩气缸直驱上辊架向下进行移动，从而使得上复合辊与下复合辊将薄膜进行压紧，且同时伺服电机驱动上复合辊与下复合辊同步传动，对隔膜进行边输送边复合；
步骤三：当需要调节复合辊之间的间隙时，向一侧拉动衡量压杆使得齿块完全与调节轮的环形齿槽进行啮合，此时衡量压杆作为动力件，利用杠杆原理旋转衡量压杆从而带动调节轮转动，使得双向丝杆转动，调节两个支撑台的间距，导轮在与其斜坡面接触时，即可完成下辊架的高度调节，从而达到调节间隙的目的；
步骤四：调节合适的间隙后，滑动衡量压杆让齿块脱离调节轮恢复初始状态，此时可以旋转衡量压杆恢复至水平状态，此时衡量压杆作为水平参照杆，与刻度座的刻度平齐即可观察高度调节变化；
步骤五:层薄膜在分组复合成层后，穿过多个预热辊依次进行预热，并在与压辊、预热辊在二次复合压紧后，将层薄膜复合成一层进行后续工艺处理。
本发明的有益效果：
1、通过多组放卷辊的同步放卷，在使得多层隔膜前期两两一组分别进入复合模块进行初步的常温复合，且复合后的隔膜再次穿过预热单元，使得多层隔膜依次交错呈蛇形穿过各个预热辊与压辊之间，从而完成二次加热复合，从而提高产品的复合效率；
2、将衡量压杆拉出一定距离后作为驱动件，利用杠杆原理驱动调节轮进行转动，使得双向丝杆的转动更加省力，使用方便，同时随着双向丝杆进行正转或者反转，使得支撑台相背或相对移动，在支撑台平移的过程中，利用斜面的转化效应，将水平距离变化转化为高度距离变化，且坡度角越小，且距离变化的精细程度越高，大大提高了间隙调节准确性；
3、调节完毕后衡量压杆重新恢复至平衡位置可以作为参考件，与刻度座的刻度平齐，从而观察间隙高度变化，同时调节轮与转动柱之间缺少直接受力点，避免了双向丝杆在工作过程中的误触转动。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。其中：
图1为本发明提出的一种锂电池隔膜生产预处理装置的整体结构示意图；
图2为本发明提出的一种锂电池隔膜生产预处理装置的上、下辊机构结构示意图；
图3为本发明提出的一种锂电池隔膜生产预处理装置的下辊机构的具体结构示意图；
图4为下辊机构的内侧调节机构的结构示意图；
图5为图4的A处放大结构示意图；
图6为在调节双向丝杆转动时的衡量压杆状态示意图；
图7为本发明提出的一种锂电池隔膜生产预处理方法的流程示意图。
图中：100为放卷单元；101为放卷机台；102为放卷辊；103为横梁架；104为导向架；105为导向辊；200为复合单元；201为复合机台；202为复合模块；202a为上辊机构；202a-1为上基板；202a-2为伸缩气缸；202a-3为上辊架；202a-4为上复合辊；202b为下辊机构；202b-1为下基板；202b-2为下辊架；202b-3为下复合辊；202b-4为刻度座；202b-5为稳定座；202b-6为肋台；202b-7为滑轨；202b-8为支柱；202b-9为支撑台；202b-10为双向丝杆；202b-11为轴座；202b-12为转动柱；202b-13为衡量压杆；202b-14为连接轴；202b-15为弹簧；202b-16为插销；202b-17为齿块；202b-18为调节轮；202b-19为导轮；202b-20为磁框；202b-21为磁条；203为第一张力辊；204为第二张力辊；300为预热单元；301为预热机台；302为预热辊；303为压辊。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
再其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。
参照图1，本发明提供了一种锂电池隔膜生产预处理装置及其方法，此装置包括：放卷单元100、复合单元200以及预热单元300。
其中，放卷单元100包括：放卷机台101、设置于放卷机台101上的多个放卷辊102，放卷辊102的设置数量为八个，且两两一组同步放卷，如图1所示，根据生产线的长度合理布置放卷辊102，多个放卷辊102每两个对应在一个放卷机台101上，排布分为四组进行放卷工作，且互不干扰，放卷单元100还包括：固定设置在放卷机台101上的横梁架103、固定设置在横梁架103上的导向架104、以及转动设置在导向架104上的导向辊105，每组放卷辊102的放卷隔膜从横梁架103上侧牵出，然后通过导向辊105导向后送经复合单元200。
参照图1至图3，其中复合单元200包括：复合机台201、设置于复合机台201上的多个复合模块202，复合模块202包括：上辊机构202a与下辊机构202b，复合机台201进膜的一侧与出膜的一侧分别设置有多个第一张力辊203与第二张力辊204，且第一张力辊203与第二张力辊204上均设置有监测张力的传感器，用于监测初步复合前与复合后的隔膜张力变化，上辊机构202a包括：固定设置在复合机台201上的上基板202a-1、设置于上基板202a-1底侧的上辊架202a-3、以及转动设置在上辊架202a-3上的上复合辊202a-4，上基板202a-1上对称安装设置有用于驱动上辊架202a-3升降的伸缩气缸202a-2，下辊机构202b包括：固定设置在复合机台201上的下基板202b-1、设置在下基板202b-1上的下辊架202b-2、以及设置在下辊架202b-2上的下复合辊202b-3,其中，上复合辊202a-4与下复合辊202b-3均通过伺服电机进行驱动，下基板202b-1上对称固定连接有稳定座202b-5，下辊架202b-2上固定连接有与稳定座202b-5相滑动配合的刻度座202b-4，刻度座202b-4通过调节机构控制升降，每两层隔膜穿过上辊机构202a与下辊机构202b之间时，通过伸缩气缸202a-2的下压将其压紧在下复合辊202b-3上，然后上复合辊202a-4与下复合辊202b-3同步转动将两层隔膜复合成一层。
参照图3至图5，上述调节机构包括：固定设置在下辊架202b-2一侧的肋台202b-6、对称转动设置于肋台202b-6底侧的导轮202b-19、以及对称设置于肋台202b-6底侧的支撑台202b-9，且支撑台202b-9通过双向丝杆202b-10调节之间的相对距离，两者螺纹配合，下基板202b-1的上侧通过多个支柱202b-8固定连接有滑轨202b-7，支撑台202b-9滑动连接在滑轨202b-7上，支撑台202b-9上设置有斜坡，且斜坡的倾斜角度为15-30度，导轮202b-19与斜坡面相抵，也就是导轮202b-19相对距离变化时，导轮202b-19接触点变化，可实现高度的无极调节，理论上坡面角度越小，其竖向调节高度的变化也越小，其调节精度越高。
进一步来说，双向丝杆202b-10的一端通过连接轴202b-14连接有调节轮202b-18，调节轮202b-18上转动连接有转动柱202b-12,下基板202b-1上固定连接有轴座202b-11，轴座202b-11与转动柱202b-12之间转动配合，调节轮202b-18上设置有环形齿槽，转动柱202b-12上贯穿设置有衡量压杆202b-13，且衡量压杆202b-13的一侧固定连接有与环形齿槽相配合的齿块202b-17，通过改变衡量压杆202b-13的伸缩位置，让齿块202b-17选择性的与调节轮202b-18内的环形齿槽接触，才能让转动柱202b-12与调节轮202b-18之间有连接受力点，从而实现同步转动调节。
此外，轴座202b-11上滑动穿插有插销202b-16，转动柱202b-12位于轴座202b-11的内侧开设有与插销202b-16的相配合的插孔，插销202b-16的底端为半球形，上端设置有端头，且端头上固定连接有弹簧202b-15，弹簧202b-15的底端固定连接在轴座202b-11上，转动柱202b-12相对轴座202b-11转动时，会挤压插销202b-16底部的半球形头，从而让转动柱202b-12内部的插孔慢慢与插销202b-16脱离，而在插销202b-16再次卡合在插孔后，代表衡量压杆202b-13处于水平状态。
参照图6，衡量压杆202b-13上固定连接有磁条202b-21，转动柱202b-12的一侧固定连接有用于吸附磁条202b-21的磁框202b-20，两者吸附时表示衡量压杆202b-13处于初始状态。
如图1所示，其中预热单元300包括：预热机台301、设置于预热机台301上的多个预热辊302、以及设置于预热机台301上与预热辊302相配合的压辊303，预热辊302的设置数量为10个，且分为两排并相互错位分布，使得多层隔膜呈蛇形通过预热辊302，从而进行充分的预热压紧复合。
参照图7，使用如上锂电池隔膜生产预处理装置的预处理方法，该方法包括以下步骤：
步骤一：通过8个放卷辊102进行同步放卷，然后在导向辊105的导向牵引下两两一组穿过上辊机构202a与下辊机构202b之间；
步骤二：通过伸缩气缸202a-2直驱上辊架202a-3向下进行移动，从而使得上复合辊202a-4与下复合辊202b-3将薄膜进行压紧，且同时伺服电机驱动上复合辊202a-4与下复合辊202b-3同步传动，对隔膜进行边输送边复合；
步骤三：当需要调节复合辊之间的间隙时，向一侧拉动衡量压杆202b-13使得齿块202b-17完全与调节轮202b-18的环形齿槽进行啮合，此时衡量压杆202b-13作为动力件，利用杠杆原理旋转衡量压杆202b-13从而带动调节轮202b-18转动，使得双向丝杆202b-10转动，调节两个支撑台202b-9的间距，导轮202b-19在与其斜坡面接触时，即可完成下辊架202b-2的高度调节，从而达到调节间隙的目的；
步骤四：调节合适的间隙后，滑动衡量压杆202b-13让齿块202b-17脱离调节轮202b-18恢复初始状态，此时可以旋转衡量压杆202b-13恢复至水平状态，此时衡量压杆202b-13作为水平参照杆，与刻度座202b-4的刻度平齐即可观察高度调节变化；
步骤五:8层薄膜在分组复合成4层后，穿过多个预热辊302依次进行预热，并在与压辊303、预热辊302在二次复合压紧后，将4层薄膜复合成一层进行后续工艺处理。
本发明使用过程中，通过多组放卷辊102的同步放卷，在使得多层隔膜前期两两一组分别进入复合模块202进行初步的常温复合，且复合后的隔膜再次穿过预热单元300，使得多层隔膜依次交错呈蛇形穿过各个预热辊302与压辊303之间，从而完成二次加热复合，从而提高产品的复合效率，将衡量压杆202b-13拉出一定距离后作为驱动件，利用杠杆原理驱动调节轮202b-18进行转动，使得双向丝杆202b-10的转动更加省力，调节使用方便，同时随着双向丝杆202b-10进行正转或者反转，使得支撑台202b-9相背或相对移动，在支撑台202b-9平移的过程中，利用斜面的转化效应，将水平距离变化转化为高度距离变化，且坡度角越小，且距离变化的精细程度越高，大大提高了间隙调节准确性，调节完毕后衡量压杆202b-13重新恢复至平衡位置可以作为参考件，与刻度座202b-4的刻度平齐，从而观察间隙高度变化，同时调节轮202b-18与转动柱202b-12之间缺少直接受力点，避免了双向丝杆202b-10在工作过程中的误触转动。
应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于，包括：
放卷单元（100），其包括：放卷机台（101）、设置于所述放卷机台（101）上的多个放卷辊（102）；
复合单元（200），其包括：复合机台（201）、设置于所述复合机台（201）上的多个复合模块（202），所述复合模块（202）包括：上辊机构（202a）与下辊机构（202b），所述上辊机构（202a）包括：固定设置在复合机台（201）上的上基板（202a-1）、设置于所述上基板（202a-1）底侧的上辊架（202a-3）、以及转动设置在所述上辊架（202a-3）上的上复合辊（202a-4），所述上基板（202a-1）上对称安装设置有用于驱动上辊架（202a-3）升降的伸缩气缸（202a-2），所述下辊机构（202b）包括：固定设置在复合机台（201）上的下基板（202b-1）、设置在下基板（202b-1）上的下辊架（202b-2）、以及设置在下辊架（202b-2）上的下复合辊（202b-3）,其中，所述上复合辊（202a-4）与下复合辊（202b-3）均通过伺服电机进行驱动，所述下基板（202b-1）上对称固定连接有稳定座（202b-5），所述下辊架（202b-2）上固定连接有与稳定座（202b-5）相滑动配合的刻度座（202b-4），所述刻度座（202b-4）通过调节机构控制升降；
预热单元（300），其包括：预热机台（301）、设置于所述预热机台（301）上的多个预热辊（302）、以及设置于所述预热机台（301）上与预热辊（302）相配合的压辊（303）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述调节机构包括：固定设置在下辊架（202b-2）一侧的肋台（202b-6）、对称转动设置于所述肋台（202b-6）底侧的导轮（202b-19）、以及对称设置于所述肋台（202b-6）底侧的支撑台（202b-9），且支撑台（202b-9）通过双向丝杆（202b-10）调节之间的相对距离。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述下基板（202b-1）的上侧通过多个支柱（202b-8）固定连接有滑轨（202b-7），所述支撑台（202b-9）滑动连接在滑轨（202b-7）上，所述支撑台（202b-9）上设置有斜坡，且斜坡的倾斜角度为15-30度，所述导轮（202b-19）与斜坡面相抵。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述双向丝杆（202b-10）的一端通过连接轴（202b-14）连接有调节轮（202b-18），所述调节轮（202b-18）上转动连接有转动柱（202b-12）,所述下基板（202b-1）上固定连接有轴座（202b-11），所述轴座（202b-11）与转动柱（202b-12）之间转动配合；
其中，所述调节轮（202b-18）上设置有环形齿槽，所述转动柱（202b-12）上贯穿设置有衡量压杆（202b-13），且衡量压杆（202b-13）的一侧固定连接有与环形齿槽相配合的齿块（202b-17）。
5.根据权利要求4所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述轴座（202b-11）上滑动穿插有插销（202b-16），所述转动柱（202b-12）位于轴座（202b-11）的内侧开设有与插销（202b-16）的相配合的插孔，所述插销（202b-16）的底端为半球形，上端设置有端头，且端头上固定连接有弹簧（202b-15），所述弹簧（202b-15）的底端固定连接在轴座（202b-11）上。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述衡量压杆（202b-13）上固定连接有磁条（202b-21），所述转动柱（202b-12）的一侧固定连接有用于吸附磁条（202b-21）的磁框（202b-20）。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述放卷辊（102）的设置数量为八个，且两两一组同步放卷。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述放卷单元（100）还包括：固定设置在放卷机台（101）上的横梁架（103）、固定设置在横梁架（103）上的导向架（104）、以及转动设置在导向架（104）上的导向辊（105），所述复合机台（201）进膜的一侧与出膜的一侧分别设置有多个第一张力辊（203）与第二张力辊（204），且第一张力辊（203）与第二张力辊（204）上均设置有监测张力的传感器。
9.根据权利要求8所述的一种锂电池隔膜生产预处理装置，其特征在于：所述预热辊（302）的设置数量为10个，且分为两排并相互错位分布。
10.一种应用于权利要求9所述的锂电池隔膜生产预处理装置的预处理方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
步骤一：通过8个放卷辊（102）进行同步放卷，然后在导向辊（105）的导向牵引下两两一组穿过上辊机构（202a）与下辊机构（202b）之间；
步骤二：通过伸缩气缸（202a-2）直驱上辊架（202a-3）向下进行移动，从而使得上复合辊（202a-4）与下复合辊（202b-3）将薄膜进行压紧，且同时伺服电机驱动上复合辊（202a-4）与下复合辊（202b-3）同步传动，对隔膜进行边输送边复合；
步骤三：当需要调节复合辊之间的间隙时，向一侧拉动衡量压杆（202b-13）使得齿块（202b-17）完全与调节轮（202b-18）的环形齿槽进行啮合，此时衡量压杆（202b-13）作为动力件，利用杠杆原理旋转衡量压杆（202b-13）从而带动调节轮（202b-18）转动，使得双向丝杆（202b-10）转动，调节两个支撑台（202b-9）的间距，导轮（202b-19）在与其斜坡面接触时，即可完成下辊架（202b-2）的高度调节，从而达到调节间隙的目的；
步骤四：调节合适的间隙后，滑动衡量压杆（202b-13）让齿块（202b-17）脱离调节轮（202b-18）恢复初始状态，此时旋转衡量压杆（202b-13）恢复至水平状态，此时衡量压杆（202b-13）作为水平参照杆，与刻度座（202b-4）的刻度平齐即可观察高度调节变化；
步骤五:8层薄膜在分组复合成4层后，穿过多个预热辊（302）依次进行预热，并在与压辊（303）、预热辊（302）在二次复合压紧后，将4层薄膜复合成一层进行后续工艺处理。
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