CN211125857U - 一种固态电池电极膜成形装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固态电池电极膜成形装置，包括铺粉机构和成形机构；所述成形机构包括第一压辊和第二压辊，所述第一压辊与第二压辊并列设置，所述第一压辊和/或第二压辊内设置有加热件；所述第一压辊和/或第二压辊上方设置铺粉机构，所述铺粉机构包括网框、第一振动驱动件和汇流板，所述第一振动驱动件驱动网框和汇流板振动，所述汇流板设置在网框下方，并且将网框漏下的粉料散布在第一压辊和/或第二压辊上，所述第一压辊与第二压辊将粉料融化后挤压成型。本实用新型用于电极膜的制作。

Description

一种固态电池电极膜成形装置

技术领域

本实用新型涉及固态电池加工技术领域，具体涉及一种固态电池电极膜成形装置。

背景技术

随着科技的进步和环保要求的提高，新能源汽车成为一种趋势，电动汽车为新能源汽车中比较环保和成熟的一种，受到人们的青睐。目前电动汽车采用常规的锂电池作为动力，常规的锂电池内需要注液，从而锂电池的续航里程及锂电池的安全性成为困扰新能源汽车发展的瓶颈，而固态电池可完全解决这个问题。与常规锂电池相同，电极片是固态锂电池的主要部件，因而电极片有大量的需求。然而固态电池经过十多年的研发仍然不能实现产业化，其根本原因是生产成本特高，特别是固态锂电池的电极片，因此有必要开发一种设备实现固态电池电极片的产业化，推进新能源行业快速发展。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是针对背景技术中的不足，提供一种可以解决的固态电池电极膜成形装置。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种固态电池电极膜成形装置，包括铺粉机构和成形机构；所述成形机构包括第一压辊和第二压辊，所述第一压辊与第二压辊并列设置，所述第一压辊和/或第二压辊内设置有加热件；所述第一压辊和/或第二压辊上方设置铺粉机构，所述铺粉机构包括网框、第一振动驱动件和汇流板，所述第一振动驱动件驱动网框和汇流板振动，所述汇流板设置在网框下方，并且将网框漏下的粉料散布在第一压辊和/或第二压辊上，所述第一压辊与第二压辊将粉料中的融化后挤压成型。

进一步地，所述网框和第一振动驱动件均设置多个，各所述网框在竖直方向依次设置，每个网框通过一个第一振动驱动件驱动；所述汇流板固定设置在最下部的一个网框上。

进一步地，所述第一压辊和/或第二压辊外侧还设置有清洁机构，所述清洁机构包括第二振动驱动件和刮刀，所述第二振动驱动件驱动刮刀振动来清洁第一压辊和/或第二压辊表面。

进一步地，所述清洁机构还包括调节组件，所述第二振动驱动件和刮刀均设置在调节组件上，所述调节组件调节刮刀与第一压辊和/或第二压辊的间距。

进一步地，所述第一振动驱动件和第二振动驱动件均为超声换能器。

进一步地，还包括切边机构，所述切边机构设置在成形机构下方，将成形机构形成的膜材切边处理。

进一步地，所述切边机构为激光切割机构。

进一步地，还包括收卷机构，所述收卷机构设置在切边机构后端，将切边机构切边后的膜材收卷。

本实用新型的固态电池电极膜成形装置实现的有益效果主要有以下几点：采用粉料直接成形为膜材的方式，省去了中间的制浆、烘干等步骤，简化了锂电池电极膜的制作工艺，提高了固态电池的生产效率；而且电极膜单独制作，需要使用时粘接在电极箔片上，使用灵活方便。采用振动驱动件和网筛结构将粉状的电极材料铺设在压辊上，使得粉料在压辊上铺设更加均匀，制作成电极膜时膜材的厚度更加均匀；而且振动驱动件可以将团聚的粉料破碎，避免了粉料团聚，从而进一步保证了成膜厚度的均匀。

附图说明

图1为本实用新型实施例一中固态电池电极膜成形装置整体的纵向剖面结构示意图；

图2为本实用新型实施例一中固态电池电极膜成形装置的铺粉机构的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一中固态电池电极膜成形装置的网框的结构示意图；

图4为本实用新型实施例一中固态电池电极膜成形装置的清洁机构的结构示意图。

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的；相同或相似的标号对应相同或相似的部件；附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步详细描述。

实施例一

参阅图1~4，一种固态电池电极膜成形装置，用于固态电池电极膜片的制作，可以是锂电池或其他电池。固态电池电极膜成形装置包括铺粉机构1和成形机构2，铺粉机构1设置在成形机构2的上方，在铺粉机构1上方铺粉料状态的电极材料，再经过成形机构2将粉料制成膜材。

参阅图1，所述成形机构2包括第一压辊21和第二压辊22，所述第一压辊21与第二压辊22并列设置，通过一个驱动机构驱动第一压辊21与第二压辊22相对转动，并且同步转动，例如分别在第一压辊21和第二压辊22端部设置一个齿轮，两个齿轮相啮合，通过电机驱动其中一个齿轮转动，从而实现第一压辊21与第二压辊22相对转动，图1中示出了第一压辊21逆时针转动，第二压辊22顺时针转动的结构。第一压辊21和第二压辊22两个压辊中最好有一个压辊（指第一压辊或第二压辊，下同）位置可调设置，从而调节两个压辊之间的间距，便于实现不同厚度的电极膜材成形；压辊的位置调节可以采用丝杆机构等驱动其移动来调节与另一个压辊的位置。参阅图1，第一压辊21和第二压辊22一般采用金属辊，第一压辊21和/或第二压辊22内设置有加热件23；在压辊内设置加热件，可以将铺粉机构1铺至其上的粉料中的粘接剂热熔，热熔之后通过两个压辊相对挤压，挤压后冷却形成膜材。可以在两个压辊中的其中一个设置加热件，此时也设置一个铺粉机构1，加热件设置在铺粉机构1对应的压辊内；最好在两个压辊内均设置加热件23，此时两个压辊上均设置一个置铺粉机构1，从而两个压辊上可以同时通过铺粉机构1进行铺粉热熔，制作电极膜的效率更高；本实施例附图中示出了后一种结构。加热件23可以采用均匀布设在压辊内的油管，外部设置油料加热机构，并将加热的油料输送至油管内，为压辊加热。铺粉机构1最好设置在铺粉机构1的压辊的正上方，从而铺粉机构1将粉料状态的电极材料铺开在压辊的左上或右上四分之一处表面，使得粉料在压辊上有足够的面积和时间热熔。

参阅图2和图3，所述铺粉机构1包括网框11、第一振动驱动件12和汇流板13，网框11包括网筛112和边框111，网筛112固定在边框111底部，从而形成一个筛状结构。汇流板13设置在网框11下方，汇流板13可以单独连接一个第一振动驱动件12，也可以将汇流板13固定在一个网筛112下面，本实施例的图中示出了将汇流板13固定在一个网筛112下面的结构。第一振动驱动件12连接在框111上，通过第一振动驱动件12驱动网框11和汇流板13振动，从而将粉料抖落至第一压辊21和第二压辊22上。采用振动驱动件和网筛结构将粉状的电极材料铺设在压辊上，使得粉料在压辊上铺设更加均匀，制作成电极膜时膜材的厚度更加均匀；而且振动驱动件可以将团聚的粉料破碎，避免了粉料团聚，从而进一步保证了成膜厚度的均匀。第一振动驱动件12可以采用超声换能器，通过超声换能器驱动网框11和汇流板13高频振动，从而保证铺粉的均匀性。

参阅图2，作为进一步的优选方案，所述网框11和第一振动驱动件12最好均设置多个，各所述网框11在竖直方向依次设置，所述汇流板13固定设置在最下部的一个网框11上。从而从上往下多次抖落粉料，使得粉料抖落在压辊上时厚度更加均匀。每个网框11可以通过一个第一振动驱动件12驱动，也可采用一个第一振动驱动件12驱动多个网框11的方式，本实施例采用前一种方式。

参阅图1和图4，所述第一压辊21和/或第二压辊22外侧还设置有清洁机构24来清洁压辊，可以在其中的一个压辊外出设置清洁机构24，最好在两个压辊外侧均设置清洁机构24，从而保证两个压辊表面均清洁，本实施例图中示出了后一种方式。清洁机构24可以采用常规的机械刮刀，最好采用以下结构：

所述清洁机构24包括第二振动驱动件241和刮刀242，刮刀242与压辊保持一定的距离，所述第二振动驱动件241驱动刮刀242高频振动，刮刀242将振动的能量传递至压辊表面，通过振动将压辊表面的粘接物分散成粉料脱离压辊表面，从而完成压辊表面的清洁。从而刮刀不用与压辊直接接触便可以完成压辊表面的清洁，避免了压辊被刮刀刮伤。第二振动驱动件241最好采用超声换能器，通过超声振动清洁压辊表面。

作为进一步的优选方案，所述清洁机构24还包括调节组件，所述第二振动驱动件241和刮刀242均设置在调节组件上，所述调节组件调节刮刀242与第一压辊21和/或第二压辊22的间距，从而可以根据不同的材料、压辊表面粘接程度等需要将刮刀调节到合适的位置，实现最佳的超声振动清洁效果。调节组件可以采用丝杆机构、螺杆等常用的位置调节结构。刮刀242下方最好设置接料盘243来承接刮刀242清洁压辊时产生的粉料；并且接料盘设置的较大，接料盘的底部设置与负压机构连接的负压吸附孔，通过负压将接料盘承接的粉料吸附处理，避免粉料污染设备所在的环境。接料盘243远离压辊的一侧最好设置挡料板244，将清洁产生的粉料阻挡在压辊、接料盘243、刮刀241及挡料板244之间的环境中，避免粉尘进入外围环境，最大程度的保证设备外围环境的清洁。

参阅图1，为了保证制作的电极膜的边缘平齐，还设置切边机构3，所述切边机构3设置在成形机构2下方，将成形机构2形成的电极膜材切边处理。切边机构3最好采用激光切割机构。

参阅图1，为了收纳制作的电极膜材，还设置收卷机构4，所述收卷机构4设置在切边机构3后端，将切边机构3切边后的膜材收卷。收卷机构4可以采用现有技术中的收卷结构。

实施例二

一种利用实施例一中固态电池电极膜成形装置的电池电极膜成形方法，包括如下步骤：

S1、铺粉步骤，通过网框11和汇流板13的振动将粉料铺设在第一压辊21和/或第二压辊22上，最好设置竖向的多级网框11，使得粉料在第一压辊21和/或第二压辊22上铺设的更加均匀；

S2、膜材成形步骤，通过第一压辊21和/或第二压辊22将粉料热熔（电极材料中具有热熔性物质，如果电极材料中没有热熔性物质可以在电极材料中额外增加热熔性物质，用来热熔成膜）并挤压成膜材，从而将粉料状态的电极材料直接制作成电极膜；在第一压辊21和/或第二压辊22将粉料融化并挤压成膜材的过程中，还包括第一压辊21和/或第二压辊22清洁步骤，所述清洁步骤为通过超声换能器驱动刮刀振动来清洁第一压辊21和/或第二压辊22表面，从而保证压辊表面清洁，以压出更平整的电极膜。

S3、膜材切边步骤，通过切边机构3对挤压成形的膜材切边处理，可以通过常规的机械切刀裁切，也可以通过激光裁切；

S4、膜材收卷步骤，通过收卷机构4将裁切后的膜材收卷存储。

上述步骤完成了电极膜（正极膜或负极膜）的制作，在后续需要制作电极片时将卷料存放的电极膜放卷后粘接在箔片上即可。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种固态电池电极膜成形装置，其特征在于：包括铺粉机构（1）和成形机构（2）；所述成形机构（2）包括第一压辊（21）和第二压辊（22），所述第一压辊（21）与第二压辊（22）并列设置，所述第一压辊（21）和/或第二压辊（22）内设置有加热件（23）；所述第一压辊（21）和/或第二压辊（22）上方设置铺粉机构（1），所述铺粉机构（1）包括网框（11）、第一振动驱动件（12）和汇流板（13），所述第一振动驱动件（12）驱动网框（11）和汇流板（13）振动，所述汇流板（13）设置在网框（11）下方，并且将网框（11）漏下的粉料散布在第一压辊（21）和/或第二压辊（22）上，所述第一压辊（21）与第二压辊（22）将粉料融化后挤压成型。

2.根据权利要求1所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：所述网框（11）和第一振动驱动件（12）均设置多个，各所述网框（11）在竖直方向依次设置，每个网框（11）通过一个第一振动驱动件（12）驱动；所述汇流板（13）固定设置在最下部的一个网框（11）上。

3.根据权利要求2所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：所述第一压辊（21）和/或第二压辊（22）外侧还设置有清洁机构（24），所述清洁机构（24）包括第二振动驱动件（241）和刮刀（242），所述第二振动驱动件（241）驱动刮刀（242）振动来清洁第一压辊（21）和/或第二压辊（22）表面。

4.根据权利要求3所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：所述清洁机构（24）还包括调节组件，所述第二振动驱动件（241）和刮刀（242）均设置在调节组件上，所述调节组件调节刮刀（242）与第一压辊（21）和/或第二压辊（22）的间距。

5.根据权利要求4所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：所述第一振动驱动件（12）和第二振动驱动件（241）均为超声换能器。

6.根据权利要求1所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：还包括切边机构（3），所述切边机构（3）设置在成形机构（2）下方，将成形机构（2）形成的膜材切边处理。

7.根据权利要求6所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：所述切边机构（3）为激光切割机构。

8.根据权利要求7所述的固态电池电极膜成形装置，其特征在于：还包括收卷机构（4），所述收卷机构（4）设置在切边机构（3）后端，将切边机构（3）切边后的膜材收卷。

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