CN209318048U - 一种微型挤压涂布头 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种微型挤压涂布头。所述微型挤压头包括挤压头主体、位于所述挤压头主体前部的上下对接的挤压上唇和挤压下唇和位于挤压头主体中的供料通道，其特征在于，所述微型挤压头还包括：挤压通道，所述挤压通道配置为由设置在所述挤压下唇前部的凹槽与挤压上唇的下部平面围合而成，并在所述挤压上唇和所述挤压下唇的前端形成唇口；和保压槽，所述保压槽至少设置在所述挤压下唇中，与所述挤压通道和所述供料通道联通，其中沿流体流动方向，所述保压槽具有后侧壁和前侧壁，所述前侧壁的高度高于所述后侧壁的高度。本实用新型的微型挤压涂布头结构简单、耐用，出料稳定，不擦刮基材。

Description

一种微型挤压涂布头

技术领域

本实用新型涉及一种涂布装置，尤其涉及锂电池制造领域中的挤压涂布头。

背景技术

在锂电池制造工艺中，对于正极极片，需要在正极涂膜区边缘涂覆一层陶瓷绝缘材料。目前锂电制造的转移涂布工艺，是在正极涂膜后，烘烤前用专门的陶瓷涂覆装置来进行涂覆。其中执行单元是依靠一种挤压头的出料嘴挤出陶瓷浆料，涂覆在正极湿膜边缘上实现的。

常规的挤压头具有上唇和下唇，二者之间有挤压通道。陶瓷浆料在一定的压力下通过挤压通道分布到上唇和下唇之间的狭缝中，并从狭缝中以预定的宽度挤出，从而涂覆在正极涂膜区边缘。

目前用于锂电池制造中涂覆陶瓷绝缘层的挤压头的出料嘴结构存在一些缺陷。一方面，挤压通道中的陶瓷浆料不能获得均匀持续的压力，导致挤出的陶瓷浆料出现厚度不均匀，厚度偏厚/偏薄，膜区宽度变异，气泡，颗粒，漏涂等不利缺陷，导致其绝缘特性受到影响，从而影响电池的安全性能。此外，另一方面，挤压头的上唇和下唇以及挤压头侧面的外形，通常是朝向出料嘴处倾斜的斜面，斜面邻接部分以及与挤压头的其他部分之间有棱角(参见图1的A-1和A-2)，在箔材运行过程中，箔材容易被出料嘴唇口刮伤，产生坏品，严重导致刮断带，影响涂布工序良率和效率。

为解决上述问题，业内已进行的大量研究。例如，CN203494719U中公开了一种用于锂电池制造中的挤压涂布头。参见图1B，其中示出了该专利的挤压涂布头的纵向截面图。该挤压涂布头包括挤压头上唇1和挤压头下唇2，挤压头上唇和挤压头下唇之间有挤压通道3，该挤压通道与设置在挤压头下唇中的挤压腔4连通，挤压腔4与所述进料通道6导通。在挤压头下唇平行基材的平面与其相邻的靠近基材8的斜面之间设有第一弧形角5，形成一个平面21、弧面5和斜面22连续过渡的面。

然而由图1B可以看出，该挤压头下唇中原挤压通道的路径上设置了两个下凹槽，该特征仅适用于“正极材料”涂布涂覆流量大压力大需要通过两道凹槽缓冲的场合，对于微型化的“陶瓷”涂覆来说，两个凹槽的设计显得冗余，在两个凹槽的连接处其流体容易产生干料和颗粒，产生堵塞或颗粒外观坏片、不且极难清洁。下唇的弧面5设计能够减少对泊材的擦刮，但是该结构的挤压头结构复杂，适合涂覆锂电正负极材料，涂覆头宽度需超过箔材幅宽，无法应用于需要微型化的陶瓷涂覆层。

CN104148238A中公开了一种改进了挤压通道的挤压头。在其挤压头下唇中设有进料通道和回料通道，涂布时，关闭回料通道，使挤压通道中设置在挤压头上唇上的上挤压面向上倾斜，挤压通道中的气体沿着所述上挤压面从所述挤压通道的出料口排出。该挤压头能够避免露箔的现象，使涂层均匀，但是挤压头内部的结构复杂，成本高、易损坏。

此外，目前挤压涂布头上下唇口的连接方式一般采用螺丝连接上下唇口，在实际使用过程中，该部位连接容易产生唇口错位导致间隙精度和效果受到影响。此外，由于螺纹锁紧方式可靠性较低，腔道内部涂料容易从上下唇口结合处溢出，产生坏品。

因此，仍需要提供具有更高涂覆质量的、简单耐用的陶瓷涂覆挤压头。

实用新型内容

针对上述情况，本实用新型旨在提供一种简单耐用，能够解决上述至少一种问题的微型挤压头。特别地，所述挤压头能够改善正极极片陶瓷涂布的尺寸/外观缺陷，提高锂电正极极片陶瓷涂布的良率和效率和电池性能的安全性能。

为此，本实用新型提供一种微型挤压头，所述微型挤压头包括挤压头主体、位于所述挤压头主体前部的上下对接的挤压上唇和挤压下唇和位于挤压头主体中的供料通道，其特征在于，所述微型挤压头还包括：

挤压通道，所述挤压通道配置为由设置在所述挤压下唇前部的凹槽与挤压上唇的下部平面围合而成，并在所述挤压上唇和所述挤压下唇的前端形成唇口；和

保压槽，所述保压槽至少设置在所述挤压下唇中，与所述挤压通道和所述供料通道联通，其中沿流体流动方向，所述保压槽具有后侧壁和前侧壁，所述前侧壁的高度高于所述后侧壁的高度。

所述保压槽的前侧壁与挤压上唇的下底面之间形成一个狭缝，该狭缝的高度与所述挤压通道的高度相同。该狭缝的宽度与所述挤压通道的宽度相同。

根据一种实施方式，所述保压槽的底面是平的或下凹弧形的，优选为下凹弧形的。

根据一种实施方式，所述保压槽的水平截面的形状可为矩形，椭圆形，圆形，半圆形，前后侧为直线、左右侧为弧形，或前后侧为弧形、左右侧为直线。

根据一种实施方式，所述挤压通道靠近唇口处设置有内部倒角，使得所述挤压通道的宽度在靠近唇口处逐渐变大。具体地，该处倒角可设置成1mm*45°的倒角。

根据另一种实施方式，在所述挤压上唇中可对应设置有与在所述挤压下唇中相同尺寸的保压槽另半部分。其中，分别设置在上下唇中的保压槽的前侧壁相对设置，并形成与所述挤压通道高度和宽度均相同的狭缝。

由于是微型装置，为防止加工变形和提高加工精度，挤压上唇对应于挤压下唇的挤压通道部位是平面，所述平面与下唇对应的凹槽结合形成一条狭缝，即，挤压通道，作为浆料流出通道。

根据一种实施方式，所述挤压上唇和所述挤压下唇的外部为朝向所述唇口倾斜的斜面。所述挤压上唇和所述挤压下唇的斜面在所述唇口两侧的顶角处沿X轴方向分别具有第一倒角，其中所述X轴沿平行于所述唇口的方向延伸。所述沿X轴方向的倒角可有效防止唇口处沿X轴方向的尖角对箔材的刮擦。

优选，所述第一倒角为圆弧角。更优选，所述第一倒角为R3-R5。

根据进一步的实施方式，所述挤压上唇和所述挤压下唇的斜面在所述唇口的边缘处分别具有沿Y轴方向的朝向斜面上部的第二倒角，其中所述Y轴沿垂直于所述唇口的方向延伸。所述第二倒角可进一步有效防止唇口的Y轴方向的尖角对箔材的刮擦。

优选，所述第二倒角为圆弧角。更优选，所述第二倒角为R0.5-R1。

根据一种实施方式，所述挤压上唇的外轮廓与所述挤压下唇相同。这样方便上下唇的装配。

根据一种实施方式，所述挤压上唇和下唇通过焊接相连接，优选通过激光焊接满焊所述挤压上唇和下唇的周边连接处。

本实用新型提供的是全新设计的出料装置，其微型挤压头可有效改善正极极片陶瓷涂布的均匀性问题，使尺寸稳定，外观均一。另外，挤压头外部出口处下唇和两侧的倒角设计，完全避免了对箔材的刮伤，提高锂电正极极片陶瓷涂布的良率和效率，有利于提高电池性能的安全性能。

附图说明

本实用新型的优点将结合以下附图来进一步说明。其中，所述附图中相同的附图标记指代相同的部件。示意性附图中各部件的形状和尺寸仅用于示意，并不能被认为体现了实际的形状、尺寸和绝对的位置。

图1为现有的挤压头外部形状示意图(A1、A2)和挤压头截面示意图(B)。

图2为本发明微型挤压头工作示意图。

图3为根据本实用新型一种实施方式的微型挤压头半剖面立体示意图。

图4为图3所示的本实用新型微型挤压头的纵向截面示意图。

图5为根据本实用新型一种实施方式的微型挤压头立体外形示意图。

图6为根据本实用新型一种实施方式的微型挤压头后视示意图。

图7为根据本实用新型一种实施方式的微型挤压头侧视示意图及唇口部位放大图。

具体实施方式

以下结合实施例和附图进一步描述本实用新型。应当理解，下列具体实施例仅为示例性地说明和解释本实用新型，而不应被解释为对本实用新型保护范围的限制。

首先参见图2，其中示出了本发明微型挤压头10的工作示意图。如图所示，作为正极集流体的箔材11上涂覆有正极材料的涂覆层12。本发明的微型挤压头10沿正极材料的涂覆层12的边缘，在箔材11和正极材料涂覆层12交叠的边缘上涂覆一带状陶瓷层13以覆盖正极材料涂覆层和箔材的交界处。

参见图3和图5，分别示出了本实用新型的一种实施方式的微型挤压头100的剖面立体示意图和外形示意图。所述挤压头包括挤压头主体110、位于所述挤压头主体前端的挤压上唇120和挤压下唇130，位于挤压头主体110中的供料通道140，设置在挤压下唇130中的挤压通道150和保压槽160。在挤压上唇120和挤压下唇130之间是出料开口170。挤压通道150和供料通道140通过保压槽160而相互联通。

参见图4，其中示出了图3所示的挤压头沿A-A的截面示意图。由图4可见，沿体流动方向X，保压槽160具有后侧壁162和前侧壁161。在本实用新型中，前侧壁161的高度高于后侧壁162。浆料从供料通道140进入保压槽160后受到前侧壁161的阻挡首先将保压槽填满，产生稳定压力后，再漫过前侧壁161进入挤压通道150，从前端开口170的狭缝挤出。

如图3和4所示，挤压头内部腔道具有利于流体在唇口均匀分布出料的保压槽160设计。保压槽的前侧壁161具有大于后侧壁162的高度，使流体受压均匀地进入挤压通道。另外，保压槽的前侧壁161与挤压通道下底面所夹的角度α大于90°以及保压槽底部的弧形，可防止浆料的存积。

保压槽的底面163如图4所示是平的。根据其他实施方式，该底面163也可以是下凹弧形的。优选保压槽的底面163为弧形的，可防止在保压槽中积料。

根据其他实施方式，保压槽的水平截面可具有多种形状，例如矩形，椭圆形，圆形，半圆形，前后侧为直线、左右侧为弧形，或前后侧为弧形、左右侧为直线，但不限于此。

根据一种实施方式，保压槽的底面163与所述供料通道的底面在同一水平面上或平滑地接合。

图3示出的挤压头，在挤压通道150靠近开口170处设置有内部倒角151，使得挤压通道的宽度在靠近开口170时逐渐变大。这种倒角的设计对生产的陶瓷涂覆层边缘处产生削薄效果，降低陶瓷涂覆层与正极材料涂覆层交接处覆盖区的“厚边”的现象。

在图3所示的挤压头中，挤压通道和保压槽均设置在下唇部分中。

根据一种实施方式，可在挤压上唇120中对称地设置与挤压下唇130中相同结构的保压槽。

参见图5～7，挤压上唇120和挤压下唇130靠近唇口170处，可有倒角设计。

参见图5，所述挤压上唇和所述挤压下唇的外部为朝向所述唇口倾斜的斜面121，131。进一步参考图6，该图示出了本发明的微型挤压头后视(挤压下唇)示意图。其中示出了平行于唇口的X轴方向，在唇口170的两个的顶角处沿X轴方向，挤压上唇120和挤压下唇130分别具有第一倒角171。优选地，所述第一倒角171可为圆弧角，优选为R3-R5。对于本发明的窄带陶瓷涂覆，这种外部倒角设计可避免唇口170对箔材的划伤或甚至划破箔材，从而避免了容易在极片上出现留白的缺陷或断带的风险。

根据进一步的实施方式，进一步参考图7，其中示出了垂直于X轴方向的微型挤压头的侧视图。所述挤压上、下唇的斜面在唇口的边缘处也分别设置有沿Y轴方向的朝向斜面上部的第二倒角172。所述第二倒角优选设置为圆弧角，可进一步避免对箔材的划伤。优选所述圆弧角为R0.5-R1。

本实用新型优化设计了一种微型挤压头，应用于正极极片边缘绝缘陶瓷浆料的涂覆，解决陶瓷涂布外观/尺寸不良的问题。

如附图5所示，本实用新型的微型挤压头结构外部可能与箔材接触的唇口部分设计有弧形倒角171，172，可有效降低对箔材划伤以及箔材划破而导致的极片留白区外观缺陷和断带风险。

挤压上唇120和挤压下唇130在整个连接处180通过激光焊接满焊连接。这样可确保在使用时可以在内腔形成稳定的压力，浆料不会从上、下唇口周边连接处泄露。

另外，上、下唇口焊接形成整体后再精加工唇口处平面和倒角，可以保证上、下唇口的对齐度和倒角弧度，防止错位。本实用新型的挤压头解决了涂覆不均匀的问题，而且构造简单，易于加工制造，没有易损元件，使用寿命长。

以上通过图2-5所示的具体实施方式详细描述了本实用新型，应理解，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (12)

1.一种微型挤压涂布头，所述微型挤压涂布头包括挤压头主体、位于所述挤压头主体前部的上下对接的挤压上唇和挤压下唇和位于挤压头主体中的供料通道，其特征在于，所述微型挤压涂布头还包括：

挤压通道，所述挤压通道配置为由设置在所述挤压下唇前部的凹槽与挤压上唇的下部平面围合而成，并在所述挤压上唇和所述挤压下唇的前端形成唇口；和

保压槽，所述保压槽至少设置在所述挤压下唇中，与所述挤压通道和所述供料通道联通，其中沿流体流动方向，所述保压槽具有后侧壁和前侧壁，所述前侧壁的高度高于所述后侧壁的高度。

2.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中所述保压槽的前侧壁与挤压上唇的下底面之间形成一个狭缝，该狭缝的高度与所述挤压通道的高度相同，且该狭缝的宽度与所述挤压通道的宽度相同。

3.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中所述保压槽的底面是平的或下凹弧形的。

4.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中所述挤压通道靠近唇口处设置有内部倒角，使得所述挤压通道的宽度在靠近唇口处逐渐变大。

5.根据权利要求4所述的微型挤压涂布头，其中所述内部倒角设置成1mm×45°的倒角。

6.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中在所述挤压上唇中对应设置有与在所述挤压下唇中相同尺寸的保压槽另半部分，且其中，分别设置在上下唇中的保压槽的前侧壁相对设置，并形成与所述挤压通道高度和宽度均相同的狭缝。

7.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中所述挤压上唇和所述挤压下唇的外部为朝向所述唇口倾斜的斜面，其中所述挤压上唇和所述挤压下唇的斜面在所述唇口两侧的顶角处沿X轴方向分别具有第一倒角，且所述挤压上唇和所述挤压下唇的斜面在所述唇口的边缘处分别具有沿Y轴方向的朝向斜面上部的第二倒角，其中，所述X轴沿平行于所述唇口的方向延伸，所述Y轴沿垂直于所述唇口的方向延伸。

8.根据权利要求7所述的微型挤压涂布头，其中所述第一倒角和所述第二倒角是圆弧角。

9.根据权利要求8所述的微型挤压涂布头，其中所述第一倒角为R3-R5，所述第二倒角为R0.5-R1。

10.根据权利要求7～9中任一项所述的微型挤压涂布头，其中所述挤压上唇的外轮廓与所述挤压下唇相同。

11.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中所述挤压上唇和下唇通过焊接相连接。

12.根据权利要求1所述的微型挤压涂布头，其中所述挤压上唇和下唇通过激光焊接满焊所述挤压上唇和下唇的周边连接处。