CN201565403U - 锂离子电池电极集流体的一次涂布装置 - Google Patents

锂离子电池电极集流体的一次涂布装置 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开的锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，包括一个安装在涂布机机头一对轴承上的辊筒，胶辊，烘箱，收卷辊导轮和收卷辊，辊筒表面有网状微孔，在辊筒的上方设有刮片架，刮片架上设置有与辊筒表面紧贴的弹性刮片。涂布时，弹性刮片始终压在辊筒上，刮掉除了渗入辊筒表面微孔中以外的浆料，使涂布在集流体上的浆料仅来源于渗入辊筒表面微孔中的微量浆料，并在集流体上实现0.001-0.005mm的超薄涂布厚度。本实用新型装置结构简单，易于加工，通过不同的网状微孔的密度、直径或边长和孔深，可以精确地调节在极片集流体上的涂布厚度。

Description

锂离子电池电极集流体的一次涂布装置
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池电极集流体的涂布装置，尤其是锂离子电池电极集流体的一次涂布装置。
背景技术
集大容量、高稳定性、轻便、环保于一身的二次能源锂离子电池，不仅在世界能源不断出现危机的今天扮演着极其重要的角色，而且可以满足人们现代绿色环保生活的需求。锂离子电池已在电动自行车、电动摩托车、电动汽车、矿灯和国防装备等重要领域不断得到了应用。目前，世界各国的汽车制造厂商纷纷研究开发全电动汽车，全电动汽车的蓬勃发展，有力地促进了动力锂离子电池的技术发展。我国已将全电动汽车的发展列入国家重大开发项目，而大容量、高功率动力锂离子电池作为最有潜力与全电动汽车配套使用的动力能源已经成为我国重点攻关的化学电源之一。
由于有些锂离子电池活性材料在电极集流体上的涂布性较差，特别是正极极片常用的油性浆料，涂布在正极集流体上较易出现裂纹和掉粉。极片出现裂纹和掉粉会造成很多严重问题：1.电池的容量差异性大；2.电池的循环寿命降低；3.极片掉粉，通常表现为浆料在集流体上粘的不牢，使极片导电性变差，增加了电池的内阻。为了解决集流体涂布性差、极片出现裂纹和掉粉问题，通常需要采用二次涂布工艺，也即首先在集流体上涂布一层超薄(0.001-0.005mm的导电剂和粘结剂的混合浆料，经烘干后再在一次涂布层上进行二次极活性材料的涂布。二次涂布工艺是防止极片出现裂纹和掉粉的重要工艺技术之一。
市售涂布机包括一个安装在涂布机机头一对轴承上的辊筒，设置在辊筒上方的刮刀，以及胶辊，烘箱，收卷辊导轮和收卷辊。辊筒和胶辊在各自驱动系统的作用下匀速转动，在胶辊表面橡胶摩擦力的带动和收卷辊的拉动下，电池极片集流体在辊筒与胶辊之间匀速移动。浆料在辊筒转动的带动下经过辊筒与刮刀之间的缝隙后，涂布在电池极片集流体上，涂布厚度取决于经过辊筒与刮刀之间缝隙的浆料量，因此，调节辊筒与刮刀之间的缝隙大小就可调节在集流体上的涂布厚度，涂布后的集流体经过烘箱烘干后收卷待用。
由于涂布机辊筒系统通常都存在机械误差，如辊筒的圆轴度、辊筒轴承的精度，以及辊筒中心轴的偏心度等机械误差，使得辊筒与刮刀之间缝隙的机械误差＞0.005mm。所以，目前在用的涂布机很难实现一次涂布所要求的0.001-0.005mm的超薄涂布厚度。如果一次涂布厚度太厚会造成以下问题：1.在集流体上进行二次涂布时的活性材料相对减少，造成电池容量下降；2.极片仍容易出现裂纹和掉粉；3.浪费一次涂布的材料。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，该装置能实现在集流体上一次涂布时保证0.001-0.005mm超薄涂层厚度。
本实用新型的锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，包括一个安装在涂布机机头一对轴承上的辊筒，胶辊，烘箱，收卷辊导轮和收卷辊，辊筒表面有网状微孔，在辊筒的上方设有刮片架，刮片架上设置有与辊筒表面紧贴的弹性刮片。
上述辊筒表面的网状微孔可以是任意几何形状的孔。优选网状圆孔或蜂窝状六边形孔，孔的直径或六边形边长为0.025-0.30mm、孔深为0.001-0.01mm。
上述的弹性刮片可以是不锈钢片或铜片。
本实用新型具有以下优点：
装置结构简单，易于加工，通过调节网状微孔的密度、直径或边长和孔深，可以精确地调节在极片集流体上的涂布厚度，实现0.001-0.005mm的超薄涂布精度，不仅可减少一次涂布材料的浪费，而且可以有效地避免后续进行的二次涂布层出现的极片裂纹和掉粉现象，由此提高电池的循环寿命，减少电池内阻。一次涂布完成后，只需将弹性刮片换成原来的固定刮刀即可进行二次涂布，或者将辊筒与弹性刮片相对移动，直至弹性刮片与辊筒之间形成合适的缝隙后即可进行二次涂布。
附图说明
图1是网状辊筒、刮片架和弹性刮片示意图；
图2是本实用新型的涂布装置示意图；
具体实施方式
参照图1和图2，本实用新型的锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，包括一个安装在涂布机机头一对轴承5上、表面加工有网状微孔2的辊筒1，胶辊13，烘箱12，收卷辊导轮16和收卷辊17，辊筒上方设有刮刀架4，刮刀架4上设置有弹性刮片3，弹性刮片3与辊筒1表面紧贴。
涂布时，辊筒1和胶辊13在各自驱动系统的作用下顺时针匀速转动，在胶辊13表面橡胶的摩擦力作用下和收卷辊17的拉动下，电池极片集流体10在辊筒1与胶辊13之间顺时针匀速移动。料斗中的浆料加在辊筒上，弹性刮片始终压在辊筒上，刮掉除了渗入辊筒表面微孔中以外的浆料，使涂布在集流体上的浆料仅来源于渗入辊筒表面微孔中的微量浆料，由此可在集流体上实现0.001-0.005mm的超薄涂布厚度。

Claims (4)

1.锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，包括一个安装在涂布机机头一对轴承(5)上的辊筒(1)，胶辊(13)，烘箱(12)，收卷辊导轮(16)和收卷辊(17)，其特征是辊筒(1)表面有网状微孔(2)，在辊筒的上方设有刮片架(4)，刮片架(4)上设置有与辊筒(1)表面紧贴的弹性刮片(3)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，其特征是辊筒(1)表面的网状微孔(2)是任意几何形状的孔。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，其特征是辊筒(1)表面的网状微孔(2)是网状圆孔或蜂窝状六边形孔，孔的直径或六边形边长为0.025-0.30mm、孔深为0.001-0.01mm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池电极集流体的一次涂布装置，其特征是弹性刮片(3)是不锈钢片或铜片。
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