CN209334036U - 极片干法涂布装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种极片干法涂布装置，包括：涂布装置，涂布装置包括：下料机构，下料机构包括机体和设于机体且朝向机体送料的原料仓；喷涂机构，喷涂机构与下料机构相连以朝向极片喷涂极片材料，极片材料包括活性物质、导电剂、粘结剂以及预锂物质；烘干装置，烘干装置用于对喷涂后的极片进行烘干，烘干装置设置喷涂机构的下游，烘干装置内限定出沿其长度方向延伸的第一通道，极片穿过第一通道；极片收放装置，极片收放装置包括：放卷轴和收卷轴，放卷轴和收卷轴分别用于放出和收取极片卷，放卷轴设于喷涂机构上游，收卷轴设于烘干装置下游。该极片干法涂布装置自动化程度高，可以实现产业化批量生产，而且物料控制更加精确。

Description

极片干法涂布装置

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特别涉及一种极片干法涂布装置。

背景技术

锂离子电池用的正负极片，目前主流的制备方法为湿法制备，将主材通过湿法制浆后得到浆料，再将浆料通过转移式涂布，刮刀式涂布或者挤压式涂布工艺均匀的喷涂在集流体的表面，制备成锂离子电池使用的正\负极片。

但是随着锂离子电池的能量密度不断的提升，负极片多采用硅体系的负极，由于在负极中加入硅材料，负极的理论克容量得到提升，但是正极中的锂在首次充电中存在首次充电效率低的问题，导致正极中锂的发挥受到限制，再进一步提升能量密度将很难实现。为了克服现有的技术瓶颈，在负极片中进行预锂，弥补锂电池在首次充电过程中的首效问题成为技术发展的方向，但是目前的预锂技术不是成熟，难以实现产业化，由此需要改进。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种极片干法涂布装置，该极片干法涂布装置自动化程度高，可以实现产业化批量生产，而且物料控制更加精确。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种极片干法涂布装置，包括：涂布装置，所述涂布装置包括：下料机构，所述下料机构包括机体和设于所述机体且朝向所述机体送料的原料仓；喷涂机构，所述喷涂机构与所述下料机构相连以朝向所述极片喷涂极片材料，所述极片材料包括活性物质、导电剂、粘结剂以及预锂物质；烘干装置，所述烘干装置用于对喷涂后的所述极片进行烘干，所述烘干装置设置所述喷涂机构的下游，所述烘干装置内限定出沿其长度方向延伸的第一通道，所述极片穿过所述第一通道；极片收放装置，所述极片收放装置包括：放卷轴和收卷轴，所述放卷轴和所述收卷轴分别用于放出和收取极片卷，所述放卷轴设于所述喷涂机构上游，所述收卷轴设于所述烘干装置下游。

根据本实用新型的一个实施例，所述原料仓包括多个且多个原料仓间隔开设在所述机体顶部。

根据本实用新型的一个实施例，所述机体内设有分散装置，所述分散装置用于将混入所述机体内的极片材料进行混合。

根据本实用新型的一个实施例，所述极片干法涂布装置还包括储料罐，所述储料罐设在所述下料机构和喷涂机构之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述极片干法涂布装置还包括缓冲罐，所述缓冲罐设在所述储料罐和所述喷涂机构之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述极片干法涂布装置还包括压力调整装置，所述压力调整装置与所述喷涂机构相连以调整所述喷涂机构的喷涂压力，所述压力调整装置设在所述缓冲罐和所述喷涂机构之间。

根据本实用新型的一个实施例，所述极片干法涂布装置还包括检测装置，所述检测装置设在所述烘干装置和所述收卷轴之间，所述检测装置用于检测涂布后的极片的参数。

根据本实用新型的一个实施例，所述检测装置内限定出第二通道，所述极片穿过所述第二通道。

根据本实用新型的一个实施例，所述喷涂机构包括：上喷嘴和下喷嘴，所述上喷嘴和所述下喷嘴相对且相向设置，所述极片位于所述上喷嘴和所述下喷嘴之间。

相对于现有技术，本实用新型所述的极片干法涂布装置具有以下优势：

通过利用下料机构11对极片材料进行混合、送料，从而可以有效控制极片材料的送出量，进而使得极片材料控制更加精确。此外，通过利用烘干装置20对喷涂后的极片200进行烘干，从而可以自动对涂布后的极片200进行烘干，避免涂布后的人工烘干步骤，提高了极片200涂布的自动化程度。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的极片干法涂布装置的结构示意图；

图2是图1所示的极片干法涂布装置的局部结构示意图；

图3是根据本实用新型实施例的涂布后的极片横截面示意图。

附图标记说明：

极片干法涂布装置100；

涂布装置10；

下料机构11；机体111；原料仓112；

喷涂机构12；上喷嘴121；下喷嘴122；

烘干装置20；极片收放装置30；放卷轴31；收卷轴32；

储料罐40；缓冲罐50；压力调整装置60；检测装置70；

极片200；箔材料层201；极片材料层202。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-图3所示，根据本实用新型实施例的极片干法涂布装置100，包括：涂布装置10、烘干装置20和极片收放装置30。其中，涂布装置10包括下料机构11和喷涂机构12。

下料机构11包括机体111和设于机体111且朝向机体111送料的原料仓112，也就是说，原料仓112内可以储存用于涂布的极片材料，原料仓112内的极片材料可以朝向机体111内送入，以备后续涂布。通过设置下料机构11来对极片材料进行存储和后续的送出涂布，从而可以有效控制极片材料的送出量，进而使得极片材料控制更加精确。

喷涂机构12与下料机构11相连以朝向极片200喷涂极片材料，极片材料包括活性物质、导电剂、粘结剂以及预锂物质。其中极片材料加入到机体111内的顺序可以是任意的，即活性物质、导电剂、粘结剂以及预锂物质可以以任意的顺序加入到机体111中。

烘干装置20用于对喷涂后的极片200进行烘干，烘干装置20设置喷涂机构12的下游，烘干装置20内限定出沿其长度方向延伸的第一通道，极片200穿过第一通道。通过设置烘干装置20，从而可以自动对涂布后的极片200进行烘干，避免涂布后的人工烘干步骤，提高了极片200涂布的自动化程度。而且通过烘干装置20内限定出沿其长度方向延伸的第一通道，极片200穿过第一通道，从而极片200在通过第一通道的过程中，极片200的正反两面可以一次性均进行烘干，烘干效率高。

极片收放装置30包括：放卷轴31和收卷轴32，放卷轴31和收卷轴32分别用于放出和收取极片卷，放卷轴31设于喷涂机构12上游，收卷轴32设于烘干装置20下游。也就是说，在对极片200进行涂布初始时，极片200被卷绕在放卷轴31上成为极片卷，当需要对极片200进行涂布时，极片200从放卷轴31上放卷并连接到收卷轴32，收卷轴32用于对涂布完毕的极片200进行卷收，以备后续切割使用。

根据本实用新型实施例的极片干法涂布装置100，通过利用下料机构11对极片材料进行混合、送料，从而可以有效控制极片材料的送出量，进而使得极片材料控制更加精确。此外，通过利用烘干装置20对喷涂后的极片200进行烘干，从而可以自动对涂布后的极片200进行烘干，避免涂布后的人工烘干步骤，提高了极片200涂布的自动化程度。

下面将参考图1-图3详细描述根据本实用新型实施例的极片干法涂布装置100。

如图1所示，根据本实用新型的一些实施例，下料机构11中的原料仓112包括多个且多个原料仓112间隔开设在机体111顶部。其中原料仓112可以用于对原料的暂存，原料仓112和机体111之间可以设有用于连通原料仓112和机体111内部的阀门，可以用通过电控的方式控制该阀门的工作状态，例如阀门的打开时间、开度等，进而可以控制原料的下料量。这样可以进一步提高原料的精确下料。

可选地，多个原料仓112可以分别用于盛放不同的极片材料。由此可以在下料机构11处进行极片材料的混合和调整，即可以调整向机体111内部释放的不同极片材料的量，进而调整极片材料的混合比例，从而可以达到原料的精确控制。

优选地，可以在机体111内设有分散装置，分散装置用于将混入机体111内的极片材料进行混合。通过设置分散装置，从而可以对各种极片200进行自动化的材料均匀混合，从而提高极片材料的涂布效率和质量。

在本实用新型的一些实施例中，喷涂机构12包括：上喷嘴121和下喷嘴122，上喷嘴121和下喷嘴122相对且相向设置，极片200位于上喷嘴121和下喷嘴122之间。也就是说，上喷嘴121设置在下喷嘴122的上方且位于极片200的上方，用于朝下进行喷涂；下喷嘴122设置在极片200的下方且朝上喷涂。由此可以在极片200移动的过程中同时对极片200的正反两面进行同时喷涂，喷涂效率高。

其中如图3所示，其示出了涂布后的极片200横截面示意图，其中极片200包括箔材料层201(金属片)和涂布在其正反两面的极片材料层202。

在本实用新型的一些实施例中，极片干法涂布装置100还可以包括储料罐40，储料罐40设在下料机构11和喷涂机构12之间。储料罐40用于存储混合后的极片材料，以备后续的喷涂进行存续。通过设置储料罐40，从而可以在下料机构11和喷涂机构12之间设置一个极片材料的缓存结构，避免下料机构11对极片材料的控制的失效而导致喷涂过程的中断，从而可以避免极片干法涂布装置100的工作失效。因此通过设置储料罐40可以有效提高极片干法涂布装置100的自动控制化。

如图1和图2所示，根据本实用新型的一些实施例，极片干法涂布装置100还可以包括缓冲罐50，缓冲罐50设在储料罐40和喷涂机构12之间，其中缓冲罐50相对于储料罐40更加邻近喷涂机构12。由于喷涂机构12利用高压气体喷涂方式或等离子喷涂方式，喷涂过程中均具有一定的喷涂压力，因此通过设置缓冲罐50，从而可以对喷涂压力提供缓冲结构，放置喷涂压力过高而造成喷涂失效，进而保证了良好的涂布效果和制冷。

在本实用新型的一些实施例中，极片干法涂布装置100还可以包括压力调整装置60，压力调整装置60与喷涂机构12相连以调整喷涂机构12的喷涂压力，压力调整装置60设在缓冲罐50和喷涂机构12之间。通过设置压力调整装置60，从而可以进一步调整喷涂机构12的喷涂压力。进而使得喷涂机构12的工作有效性。

在本实用新型的一些优选示例中，如图1所示，极片干法涂布装置100还可以包括检测装置70，检测装置70设在烘干装置20和收卷轴32之间，检测装置70用于检测涂布后的极片200的参数。检测装置70可以用于对涂布后的电极的涂布质量进行检测，例如极片200的参数可以包括尺寸、面密度、涂布缺陷等参数，该检测装置70可以极片200的参数进行实时检测，以确保可以对操作人员起到警示作用，当检测的参数没有达到预设值时，操作人员可以调整极片干法涂布装置100的相应部分或停机，以避免造成更大的浪费。

其中，检测装置70内限定出第二通道，第二通道可供极片200穿过。也就是说，检测装置70对极片200进行检测时，极片200通过该第二通道进入到检测装置70内，并在第二通道内移动的过程中被检测。可选地，第二通道的顶壁和底壁均可以设置相应的检测元件，从而可以达到同时对极片200的正反面进行检测的目的，检测效率高。

下面将参考图1描述应用本实用新型实施例的极片干法涂布装置100的涂布方法流程：

首先将制作电极材料的主料(箔材料层201)、极片材料(导电剂，粘结剂、预锂物质)等极片材料加入下料机构11的原料仓112内，可以通过供料系统、计量系统将物料输送至机体111内，各种极片材料经过高速分散均匀后未粉状物混合有少量溶剂，再通过自动物料输送系统输送至储料罐40内，再通过物料输送系统将物料输送至缓冲罐50内，物料再经过压力调整装置60将物料输出至喷涂机构12，极片材料经过喷涂机构12的精确控制后将材料均匀的涂布在箔材料层201表面，正反面分别通过上喷嘴121和下喷嘴122实现同时涂布，涂布后的极片200经过烘干装置20，将导电剂或其中的少量溶剂蒸发，而后进入检测装置70，检测装置70对涂布后的极片200的正反面的极片200的参数进行检测(例如尺寸、面密度、涂布缺陷等参数进行实时检测)，极片200经过检测装置70后通过收卷轴32进行收卷，全过程完成极片200的干法涂布的工艺流程。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种极片干法涂布装置，其特征在于，包括：

涂布装置，所述涂布装置包括：

下料机构，所述下料机构包括机体和设于所述机体且朝向所述机体送料的原料仓；

喷涂机构，所述喷涂机构与所述下料机构相连以朝向所述极片喷涂极片材料，所述极片材料包括活性物质、导电剂、粘结剂以及预锂物质；

烘干装置，所述烘干装置用于对喷涂后的所述极片进行烘干，所述烘干装置设置所述喷涂机构的下游，所述烘干装置内限定出沿其长度方向延伸的第一通道，所述极片穿过所述第一通道；

极片收放装置，所述极片收放装置包括：放卷轴和收卷轴，所述放卷轴和所述收卷轴分别用于放出和收取极片卷，所述放卷轴设于所述喷涂机构上游，所述收卷轴设于所述烘干装置下游。

2.根据权利要求1所述的极片干法涂布装置，其特征在于，所述原料仓包括多个且多个原料仓间隔开设在所述机体顶部。

3.根据权利要求1所述的极片干法涂布装置，其特征在于，所述机体内设有分散装置，所述分散装置用于将混入所述机体内的极片材料进行混合。

4.根据权利要求1所述的极片干法涂布装置，其特征在于，还包括储料罐，所述储料罐设在所述下料机构和喷涂机构之间。

5.根据权利要求4所述的极片干法涂布装置，其特征在于，还包括缓冲罐，所述缓冲罐设在所述储料罐和所述喷涂机构之间。

6.根据权利要求5所述的极片干法涂布装置，其特征在于，还包括压力调整装置，所述压力调整装置与所述喷涂机构相连以调整所述喷涂机构的喷涂压力，所述压力调整装置设在所述缓冲罐和所述喷涂机构之间。

7.根据权利要求1所述的极片干法涂布装置，其特征在于，还包括检测装置，所述检测装置设在所述烘干装置和所述收卷轴之间，所述检测装置用于检测涂布后的极片的参数。

8.根据权利要求7所述的极片干法涂布装置，其特征在于，所述检测装置内限定出第二通道，所述极片穿过所述第二通道。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的极片干法涂布装置，其特征在于，所述喷涂机构包括：

上喷嘴和下喷嘴，所述上喷嘴和所述下喷嘴相对且相向设置，所述极片位于所述上喷嘴和所述下喷嘴之间。