CN207872532U - 一种锂电池极片涂布机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池极片涂布机，包括收放卷机构和烘干机构，还包括涂布机构和张力调整机构；所述涂布机构包括涂布工作台、固定在涂布工作台上的涂布支架、与涂布支架转动连接的涂布辊、安装在涂布工作台上的驱动电机和布料机构；所述布料机构包括对称垂直安装在涂布工作台上的滑道、与滑道滑动连接的滑块、螺栓固定在滑块上的料箱、安装在料箱顶面上的加料嘴、安装在料箱底面上的涂料嘴和液压缸；所述张力调整机构包括对称固定安装在涂布工作台上的气缸、固定安装在气缸活塞杆上的连接套、与连接套固定连接的定轴、与定轴转动连接的滚套和固定安装在定轴上的压力传感器。

Description

一种锂电池极片涂布机

技术领域

本实用新型涉及锂电池电极片制作领域，具体涉及一种锂电池极片涂布机。

背景技术

锂离子电池的生产制造，是由一个个工艺步骤严密联络起来的过程。整体来说，锂电池的生产包括极片制造工艺、电池组装工艺以及最后的注液、预充、化成、老化工艺。在这三个阶段的工艺中，每道工序又可分为数道关键工艺，每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。

在极片制造工艺阶段，可细分为浆料制备、浆料涂覆、极片辊压、极片分切、极片干燥五道工艺。在电池组装工艺，又根据电池规格型号的不同，大致分为卷绕、入壳、焊接等工艺。在最后的注液阶段又包括注液、排气、封口、预充、化成、老化等各个工艺。

浆料涂覆是继制备浆料完成后的下一道工序，此工序主要目的是将稳定性好、粘度好、流动性好的浆料均匀地涂覆在正负极集流体上。极片涂布对成品电池容量、电池的安全性、电池性能一致性和电池寿命具有重要的影响，因此，不论是设备供应商还是产品生产商都极为重视。

涂布设备主要由收放卷单元、供料单元、张力控制系统、涂布机头、烘箱等部分组成。涂布可以分为转移式涂布和挤出式涂布两种，两者各有优缺点。

转移式涂布：涂辊转动带动浆料，通过调整刮刀间隙来调节浆料转移量，并利用背辊或涂辊的转动将浆料转移到基材上，按工艺要求，控制涂布层的厚度以达到重量要求，同时，通过干燥加热除去平铺于基材上的浆料中的溶剂，使固体物质很好地粘结于基材上。

挤出式涂布：上料系统将涂料输送给螺杆泵，再将浆料动力输送至挤出头中，通过挤出形式将浆料制成液膜后涂布至移动的集流体上，经过干燥后形成质地均一的涂层。其优点是涂膜后极片非常均匀且精度高，涂层边缘平整度高，密闭操作系统，不受异物影响，适合量产。其不足之处在于设备精度要求高，维护保养要求高，浆料粘度范围要求高，变换规格时需要更换新的垫片。

挤压式涂布由于具有高精度、涂布均匀、适合较大宽度涂布等优点被广泛应用于动力电池领域，而其也逐渐取代适用于中试线的转移式涂布机。未来涂布工艺将向着高设备性能、高稼动率、在线测厚控制精度、提高干燥效率等方向发展。

实用新型内容

本实用新型旨在提供一种涂布厚度均匀的锂电池极片涂布机。

本实用新型采用如下技术方案：

一种锂电池极片涂布机，包括收放卷机构和烘干机构；还包括涂布机构和张力调整机构；

所述涂布机构包括涂布工作台、固定在涂布工作台上的涂布支架、与涂布支架转动连接的涂布辊、安装在涂布工作台上的驱动电机和布料机构；

所述驱动电机的转轴与涂布辊的一端连接；

所述布料机构包括对称垂直安装在涂布工作台上的滑道、与滑道滑动连接的滑块、螺栓固定在滑块上的料箱、安装在料箱顶面上的加料嘴、安装在料箱底面上的涂料嘴和液压缸；

所述液压缸的一端与涂布工作台连接，另一端与滑块连接；所述涂料嘴位于涂布辊的上方；

所述张力调整机构包括对称固定安装在涂布工作台上的气缸、固定安装在气缸活塞杆上的连接套、与连接套固定连接的定轴、与定轴转动连接的滚套和固定安装在定轴上的压力传感器；

所述定轴上设有通孔；

所述压力传感器的信号输出线位于通孔内。

作为进一步的解决方案：所述收放卷机构包括固定安装在涂布工作台上的放卷支架、设在放卷支架一侧的放卷电机、固定安装在涂布工作台上的收卷支架和设在收卷支架一侧的收卷电机。

作为进一步的解决方案：所述烘干机构包括烘干箱；所述烘干箱的输入端和输出端均为开放端。

作为进一步的解决方案：所述定轴上设有两个滚套和三个压力传感器；所述滚套和压力传感器间隔设置。

作为进一步的解决方案：所述压力传感器的压力反应端上设有滚轮。

作为进一步的解决方案：所述涂料嘴与料箱螺栓连接；

所述涂料嘴包括两个与涂布辊平行的直侧面和两个与涂布辊垂直的弧侧面；

所述直侧面靠近涂布辊的边为直边；所述直边与涂布辊的轴线平行；

所述弧侧面靠近涂布辊的边为弧边；所述弧边与涂布辊相匹配。

本实用新型产生的积极效果如下：

本实用新型能够提供更加稳定的锂电池极片涂层。工作过程中，浆料通过加料嘴注入到料箱内，然后经过涂料嘴均匀的转移到涂布辊上，涂布辊匀速转动，将附着在其上的浆料转移到电池极片上。该过程中涂布辊和电池极片之间能够形成浆料池，能够使锂电池极片与涂布辊接触的部分被浆料浸泡，使浆料均匀的附着在锂电池极片上。涂布辊上的浆料能够全部的转移到锂电池极片上，一方面节约了浆料，降低了生产成本，另一方面涂布辊对锂电池极片还有一定的挤压作用，能使浆料更加均匀的分布。

本实用新型能够非常方便的调整涂层厚度。涂料嘴的外形与涂布辊的外形向匹配。当需要调整涂层厚度时，液压缸动作，推动滑块沿着滑道滑动，滑块动作时，料箱和涂料嘴也随之一块运动，这样就能够改变涂料嘴与涂布辊之间的距离，改变单位时间内转移到涂布辊上和涂布辊转移到锂电池极片的浆料量，进而改变锂电池极片上涂层的厚度。

本实用新型能够更加合理的调整锂电池极片的表面张力，保证涂布的正常进行和涂层的稳定性。工作过程中，本实用新型采用了三个压力传感器来检测锂电池极片上的表面张力，三个压力传感器分别检测锂电池极片左中右三个地方的张力值，能够得到更加准确的锂电池极片表面张力值，也就能够更加准确的进行调整。

附图说明

图1为本实用新型的主视图；

图2为本实用新型的俯视图；

图3为涂布机构的结构示意图；

图4为涂料嘴的左视图；

图5为涂料嘴的主视图；

图6为定轴的结构示意图；

其中：11涂布工作台、12涂布支架、13涂布辊、14驱动电机、21滑道、22滑块、23料箱、24加料嘴、25涂料嘴、液压缸26、251直侧面、252弧侧面、31气缸、32连接套、33定轴、34滚套、35压力传感器、351滚轮、36通孔、41放卷支架、42放卷电机、43收卷支架、44收卷电机、51烘干箱。

具体实施方式

下面结合图1-6来对本实用新型进行进一步说明。

本实用新型采用如下技术方案：

一种锂电池极片涂布机，包括收放卷机构和烘干机构；还包括涂布机构和张力调整机构；

所述涂布机构包括涂布工作台11、固定在涂布工作台11上的涂布支架12、与涂布支架12转动连接的涂布辊13、安装在涂布工作台11上的驱动电机14和布料机构；

所述驱动电机14的转轴与涂布辊13的一端连接；

所述布料机构包括对称垂直安装在涂布工作台11上的滑道21、与滑道21滑动连接的滑块22、螺栓固定在滑块22上的料箱23、安装在料箱23顶面上的加料嘴24、安装在料箱23底面上的涂料嘴25和液压缸26；

所述液压缸26的一端与涂布工作台11连接，另一端与滑块22连接；所述涂料嘴25位于涂布辊13的上方；

所述张力调整机构包括对称固定安装在涂布工作台11上的气缸31、固定安装在气缸31活塞杆上的连接套32、与连接套32固定连接的定轴33、与定轴33转动连接的滚套34和固定安装在定轴33上的压力传感器35；

所述定轴33上设有通孔36；

所述压力传感器35的信号输出线位于通孔36内。

作为进一步的解决方案：所述收放卷机构包括固定安装在涂布工作台11上的放卷支架41、设在放卷支架41一侧的放卷电机42、固定安装在涂布工作台11上的收卷支架43和设在收卷支架43一侧的收卷电机44。

作为进一步的解决方案：所述烘干机构包括烘干箱51；所述烘干箱51的输入端和输出端均为开放端。

作为进一步的解决方案：所述定轴33上设有两个滚套34和三个压力传感器35；所述滚套34和压力传感器35间隔设置。

作为进一步的解决方案：所述压力传感器35的压力反应端上设有滚轮351。

作为进一步的解决方案：所述涂料嘴25与料箱23螺栓连接；

所述涂料嘴25包括两个与涂布辊13平行的直侧面251和两个与涂布辊13垂直的弧侧面252；

所述直侧面251靠近涂布辊13的边为直边；所述直边与涂布辊13的轴线平行；

所述弧侧面252靠近涂布辊13的边为弧边；所述弧边与涂布辊13相匹配。

未经涂布的锂电池极片卷安装到放卷支架41上，将其中心处的转轴与放卷电机42连接，将锂电池极片一次穿过涂布辊13、辅助转动辊和滚套34后固定到收卷支架43上的定轴上。

工作时放卷电机42和收卷电机44同时动作，带动锂电池极片从放卷支架41转移到收卷支架43上，在转移过程中，涂布机构完成涂布工作。放卷电机42和收卷电机44均为力矩电动机，目的是保证锂电池电池极片在转移过程中表面张力尽可能的稳定，避免定轴上缠绕锂电池极片重量改变造成电机输出转速不稳定导致的张力波动。

驱动电机14动作，带动涂布辊13匀速转动，料箱23内的浆料通过涂料嘴25转移到涂布辊13与之接触的表面上，然后通过涂布辊13转移到锂电池极片上。该过程中，涂布辊13工作表面的线速度与锂电池极片的运动速度相同，能够保证浆料分布的均匀性。

在涂布辊13和锂电池极片接触的部分，能够形成一个长条形的浆料池，将该部分的锂电池极片浸泡在其中，一方面能够使浆料分布的更加均匀，另一方面也能够使浆料涂布在锂电池极片的每一个部分。

涂布辊13在工作的同时，还能够与涂布工作台11一起对锂电池极片产生一个压力，保证浆料池始终存在，进而促使浆料分布的更加均匀。

接着锂电池极片穿过烘干箱51，在烘干箱51内，锂电池极片上的浆料内的水分等蒸发。

然后锂电池极片经过两个辅助转动辊和张力调整机构。辅助转动辊位于锂电池极片的上方，对其施加一个向下的压力，张力调整机构的滚套34位于锂电池极片的下方，对其施加一个向上的压力。辅助转动辊和滚套34组成一个三角形，共同改变锂电池极片表面的张力。

滚套34和安装在压力传感器35上的滚轮351随着锂电池极片的运动而转动。滚套34起支撑和降低摩擦力的作用，滚轮351的作用是将其与锂电池极片之间的压力传递给压力传感器35。

压力传感器35一共有三个，分别检测锂电池极片左中右三个地方的压力值并将检测到的数据传回控制系统，控制系统对反馈会的数据进行计算，取其平均值作为锂电池极片的张力值，这样能够提高检测的准确性，避免错误调整和检测误差。压力传感器35的反馈数据线穿过定轴33上的通孔36后连接到控制系统上，解决了走线问题。

调整时，气缸31动作，推动定轴33向上或者向下运动，向上运动时，滚套34与锂电池极片之间的压力增加，反之则减少。锂电池极片上的表面张力随压力的改变而改变。

最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种锂电池极片涂布机，包括收放卷机构和烘干机构；其特征在于：还包括涂布机构和张力调整机构；

所述涂布机构包括涂布工作台（11）、固定在涂布工作台（11）上的涂布支架（12）、与涂布支架（12）转动连接的涂布辊（13）、安装在涂布工作台（11）上的驱动电机（14）和布料机构；

所述驱动电机（14）的转轴与涂布辊（13）的一端连接；

所述布料机构包括对称垂直安装在涂布工作台（11）上的滑道（21）、与滑道（21）滑动连接的滑块（22）、螺栓固定在滑块（22）上的料箱（23）、安装在料箱（23）顶面上的加料嘴（24）、安装在料箱（23）底面上的涂料嘴（25）和液压缸（26）；

所述液压缸（26）的一端与涂布工作台（11）连接，另一端与滑块（22）连接；所述涂料嘴（25）位于涂布辊（13）的上方；

所述张力调整机构包括对称固定安装在涂布工作台（11）上的气缸（31）、固定安装在气缸（31）活塞杆上的连接套（32）、与连接套（32）固定连接的定轴（33）、与定轴（33）转动连接的滚套（34）和固定安装在定轴（33）上的压力传感器（35）；

所述定轴（33）上设有通孔（36）；

所述压力传感器（35）的信号输出线位于通孔（36）内。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述收放卷机构包括固定安装在涂布工作台（11）上的放卷支架（41）、设在放卷支架（41）一侧的放卷电机（42）、固定安装在涂布工作台（11）上的收卷支架（43）和设在收卷支架（43）一侧的收卷电机（44）。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述烘干机构包括烘干箱（51）；所述烘干箱（51）的输入端和输出端均为开放端。

4.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述定轴（33）上设有两个滚套（34）和三个压力传感器（35）；所述滚套（34）和压力传感器（35）间隔设置。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述压力传感器（35）的压力反应端上设有滚轮（351）。

6.根据权利要求1所述的一种锂电池极片涂布机，其特征在于：所述涂料嘴（25）与料箱（23）螺栓连接；

所述涂料嘴（25）包括两个与涂布辊（13）平行的直侧面（251）和两个与涂布辊（13）垂直的弧侧面（252）；

所述直侧面（251）靠近涂布辊（13）的边为直边；所述直边与涂布辊（13）的轴线平行；

所述弧侧面（252）靠近涂布辊（13）的边为弧边；所述弧边与涂布辊（13）相匹配。