CN211700480U - 固态储能设备的复合生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种固态储能设备的复合生产装置，包括复合机构和涂布机构；所述涂布机构设为至少一个，所述涂布机构用于将固态离子导体材料涂布在电极带材的一侧侧面上并形成固态离子导体层；任意一个所述涂布机构与所述复合机构之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的导向辊组；所述复合机构用于将所有的所述电极带材层叠复合在一起。利用涂布机构分别在电极带材的侧面上涂布固态离子导体材料并形成固态离子导体层，而后利用导向辊组将涂布完成后的电极材料直接导向至复合机构进行复合，即可实现多层电极带材的一次性复合生产，即可实现多层固态储能设备的一次性复合生产，能够有效提高生产效率。

Description

固态储能设备的复合生产装置

技术领域

本实用新型属于储能设备技术领域，具体的为一种固态储能设备的复合生产装置。

背景技术

固态电池是一种电池科技。与现今普遍使用的锂离子电池和锂离子聚合物电池不同的是，固态电池是一种使用固体电极和固体电解质的电池。传统的液态锂电池又被科学家们形象地称为“摇椅式电池”，摇椅的两端为电池的正负两极，中间为电解质(液态)。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电池的充放电过程便完成了。固态电池的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电池容量。因此，同样的电量，固态电池体积将变得更小。不仅如此，固态电池中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种固态储能设备的复合生产装置，能够实现多层固态储能设备的一次性复合生产，能够有效提高效率。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种固态储能设备的复合生产装置，包括复合机构和涂布机构；

所述涂布机构设为至少一个，所述涂布机构用于将固态离子导体材料涂布在电极带材的一侧侧面上并形成固态离子导体层；任意一个所述涂布机构与所述复合机构之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的导向辊组；

所述复合机构用于将所有的所述电极带材层叠复合在一起；

将相邻设置并在对应的所述电极带材的同方向侧面上涂布所述固态离子导体材料的至少一个所述涂布机构设为一组；

当所有的所述述涂布机构设为一组时，所述复合生产装置还包括第一放卷机构，所述第一放卷机构与所述复合机构之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的第一放卷导辊组；令未涂布有固态离子导体材料的电极带材为第1电极带材、与第1电极带材相邻的电极带材为第2电极带材、与所述第2电极带材相邻的另一条所述电极带材为第3电极带材、……、与第n-1电极带材相邻的另一根所述电极带材为第n电极带材；则：涂布在第j电极带材上的固体离子导体层位于第j-1电极带材与第j电极带材之间；其中，1≤j≤n，且n为大于等于1的正整数；

当所有的所述涂布机构设为至少两组时，相邻两组所述涂布机构中：

若任意两条分别经该相邻两组所述涂布机构涂布后的电极带材的所述固态离子导体层相向设置，则利用所述复合机构将经该相邻两组所述涂布机构涂布后的所有电极带材复合在一起；或在该相邻两组所述涂布机构之间设置第二放卷机构，所述第二放卷机构与所述复合机构之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的第二放卷导辊组；

若任意两条分别经该相邻两组所述涂布机构涂布后的电极带材的所述固态离子导体层相背设置，则在该相邻两组所述涂布机构之间设置第三放卷机构，所述第三放卷机构与所述复合机构之间设有用于将两侧侧面上均涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的第三放卷导辊组。

进一步，所述涂布机构包括进料辊、转移辊、涂布辊和涂布压辊；

所述进料辊和转移辊之间相邻设置，且所述进料辊与所述转移辊之间的辊缝可调节，并在所述进料辊和转移辊之间形成用于添加固态离子导体材料的加料区；

所述涂布辊与所述涂布压辊相邻设置，且所述涂布辊接受由所述转移辊粘附的固态离子导体材料、并将该固态离子导体材料涂布在由所述涂布压辊导向的电极带材上。

进一步，所述转移辊与涂布辊之间设有至少一根中间转移辊。

进一步，所述涂布机构还包括用于放卷电极带材并将电极带材导向至对应的所述涂布压辊上的涂布放卷机构。

进一步，所述复合机构包括复合辊组，所述复合辊组包括对应设置的两根复合辊。

进一步，所述第三放卷机构与所述复合机构之间设有用于在对应的所述电极带材的两侧侧面上分别涂布固态离子导体材料的双面涂布机构。

进一步，所述电极带材包括基材，所述基材的至少一侧侧面上复合有电极活性材料层。

进一步，所述固态离子导体材料采用凝胶、氧化物、硫化物和有机聚合物中的一种或至少两种的混合物制成。

进一步，所述固态储能设备为电池或电容器。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的固态储能设备的复合生产装置，利用涂布机构分别在电极带材的侧面上涂布固态离子导体材料并形成固态离子导体层，而后利用导向辊组将涂布完成后的电极材料直接导向至复合机构进行复合，即可实现多层电极带材的一次性复合生产，即可实现叠层固态储能设备的一次性复合生产，能够有效提高生产效率。

涂布机构包括进料辊、转移辊、涂布辊和涂布压辊，使用时，通过调节进料辊和转移辊之间的辊缝，可以控制粘附在转移辊上的固态离子导体材料的厚度，而后通过将固态离子导体材料在转移辊和涂布辊之间转移，进一步控制粘附在涂布辊上的固态离子导体材料的厚度，也即控制涂布辊上的单位面积的固态离子导体材料的质量达到设定范围，最后将固态离子导体材料涂布在电极带材上，得到复合有固态离子导体层的电极带材，固态离子导体层可以更薄，甚至达到10um以下且厚度均匀，质量更加稳定。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例1的结构示意图；

图2为本实施例固态储能设备的复合生产装置的第二种结构示意图；

图3为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例2的结构示意图；

图4为本实施例固态储能设备的复合生产装置的第二种结构示意图；

图5为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例3的结构示意图；

图6为本实施例固态储能设备的复合生产装置的第二种结构示意图；

图7为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例4的结构示意图；

图8为本实施例固态储能设备的复合生产装置的第二种结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

本实用新型的固态储能设备的复合生产装置，包括复合机构10、涂布机构20和收卷机构40。涂布机构20设为至少一个，涂布机构20用于将固态离子导体材料涂布在电极带材1的一侧侧面上并形成固态离子导体层；任意一个涂布机构20与复合机构10之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材1导向至复合机构10的导向辊组，所述导向辊组包括至少一根导辊31。复合机构10用于将所有的电极带材1层叠复合在一起，收卷机构40用于收卷层叠复合在一起的固态储能设备带材。

将相邻设置并在对应的电极带材1的同方向侧面上涂布固态离子导体材料的至少一个涂布机构设为一组。

当所有的述涂布机构20设为一组时，复合生产装置还包括第一放卷机构(图中未示出)，第一放卷机构与复合机构10之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材2导向至复合机构10的第一放卷导辊组，所述第一放卷导辊组包括至少一根放卷导辊32。令未涂布有固态离子导体材料的电极带材2为第1电极带材、与第1电极带材相邻的电极带材1为第2电极带材、与第2电极带材相邻的另一条电极带材1为第3电极带材、……、与第n-1电极带材相邻的另一根电极带材1为第n电极带材；则：涂布在第j电极带材上的固体离子导体层位于第j-1电极带材与第j电极带材之间；其中，1≤j≤n，且n为大于等于1的正整数。

当所有的涂布机构20设为至少两组时，相邻两组涂布机构中：

若任意两条分别经该相邻两组涂布机构20涂布后的电极带材1的固态离子导体层相向设置，即固态离子导体层分别位于该两条电极带材1相向的两个侧面上，则利用复合机构10将经该相邻两组涂布机构涂布后的所有电极带材1复合在一起；或在该相邻两组涂布机构20之间设置第二放卷机构(图中未示出)，第二放卷机构与复合机构10之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材3导向至复合机构的第二放卷导辊组，所述第二放卷导辊组包括至少一根放卷导辊33。

若任意两条分别经该相邻两组涂布机构10涂布后的电极带材的固态离子导体层相背设置，即固态离子导体层分别位于该两条电极带材1相背的两个侧面上，则在该相邻两组涂布机构20之间设置第三放卷机构(图中未示出)，第三放卷机构与复合机构10之间设有用于将两侧侧面上均涂布有固态离子导体材料的电极带材4导向至复合机构的第三放卷导辊组，第三放卷导辊组包括至少一根放卷导辊34。第三放卷机构与复合机构10之间设有用于在对应的电极带材的两侧侧面上分别涂布固态离子导体材料的双面涂布机构，在电极带材4的两侧侧面分别涂布的双面涂布机构可以采用现有的多种涂布方式实现，不再累述。

本实施例的固态储能设备的复合生产装置，利用涂布机构分别在电极带材的侧面上涂布固态离子导体材料并形成固态离子导体层，而后利用导向辊组将涂布完成后的电极材料直接导向至复合机构进行复合，即可实现多层电极带材的一次性复合生产，即可实现叠层固态储能设备的一次性复合生产，能够有效提高生产效率。

实施例1

如图1所示，为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例1的结构示意图。本实施例的复合生产装置，包括复合机构10和涂布机构20。涂布机构20用于将固态离子导体材料涂布在电极带材1的一侧侧面上并形成固态离子导体层；所有涂布机构20与复合机构10之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材1导向至复合机构10的导向辊组，所述导向辊组包括至少一根导辊31。复合机构10用于将所有的电极带材1层叠复合在一起。

将相邻设置并在对应的电极带材1的同方向侧面上涂布固态离子导体材料的至少一个涂布机构设为一组。本实施例的所有涂布机构设为一组，每一组涂布机构包括至少一个涂布机构，如图1所示，涂布机构设为一个，如图2所示，涂布机构设为三个。涂布机构的设置数量根据实际生产要求进行设置，不再累述。

本实施例的一个涂布机构设为一组。复合生产装置还包括第一放卷机构(图中未示出)，第一放卷机构与复合机构10之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材2导向至复合机构10的第一放卷导辊组，所述第一放卷导辊组包括至少一根放卷导辊32。令未涂布有固态离子导体材料的电极带材2为第1电极带材、与第1电极带材相邻的电极带材1为第2电极带材、与第2电极带材相邻的另一条电极带材1为第3电极带材、……、与第n-1电极带材相邻的另一根电极带材1为第n电极带材；则：涂布在第j电极带材上的固体离子导体层位于第j-1电极带材与第j电极带材之间；其中，1≤j≤n，且n为大于等于1的正整数。

具体的，涂布机构包括进料辊21、转移辊22、涂布辊23和涂布压辊24。进料辊21和转移辊22之间相邻设置，且进料辊21与转移辊22之间的辊缝可调节，并在进料辊21和转移辊22之间形成用于添加固态离子导体材料的加料区25。涂布辊23与涂布压辊24相邻设置，且涂布辊23接受由转移辊22粘附的固态离子导体材料、并将该固态离子导体材料涂布在由涂布压辊24导向的电极带材1上。具体的，本实施例的涂布机构还包括用于放卷电极带材1并将电极带材1导向至对应的涂布压辊24上的涂布放卷机构(图中未示出)。

优选的，转移辊22与涂布辊23之间设有至少一根中间转移辊26。本实施例的转移辊22与涂布辊23之间设有一根中间转移辊26，中间转移辊26的数量根据实际需要设定，在实现固态离子导体材料在转移辊22、中间转移辊26和涂布辊23之间转移的过程中，通过各辊之间的转速差等方式，实现对固态离子导体材料的涂布厚度的精确控制。

本实施例的涂布机构包括进料辊、转移辊、涂布辊和涂布压辊，使用时，通过调节进料辊和转移辊之间的辊缝，可以控制粘附在转移辊上的固态离子导体材料的厚度，而后通过将固态离子导体材料在转移辊和涂布辊之间转移，进一步控制粘附在涂布辊上的固态离子导体材料的厚度，也即控制涂布辊上的单位面积的固态离子导体材料的质量达到设定范围，最后将固态离子导体材料涂布在电极带材上，得到复合有固态离子导体层的电极带材，固态离子导体层可以更薄，甚至达到10um以下且厚度均匀，质量更加稳定。

进一步，复合机构10包括复合辊组，复合辊组包括对应设置的两根复合辊11,12，所有电极带材均被导向至该两根复合辊11,12之间并被复合在一起。

进一步，所述电极带材包括基材，基材的至少一侧侧面上复合有电极活性材料层。最终得到的固态储能设备，层叠的电极带材中，位于中间的电极带材的两侧侧面上均复合有电极活性材料层，位于两端的两条电极带材仅在一侧复合有电极活性材料层。

进一步，固态离子导体材料采用凝胶、氧化物、硫化物和有机聚合物中的一种或至少两种的混合物制成，本实施例的固态离子导体材料采用凝胶。

具体的，固态储能设备为电池或电容器，当固态储能设备为电池时，相邻的两条电极带材分别为正极和负极，当固态储能设备为电容器时，相邻两条电极带材相同时，固态储能设备为对称式电容器，相邻两条电极带材不相同时，固态储能设备为非对称式电容器。

实施例2

如图3所示，为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例2的结构示意图。本实施例的复合生产装置，包括复合机构10和涂布机构20。涂布机构20设为一个，涂布机构20用于将固态离子导体材料涂布在电极带材1的一侧侧面上并形成固态离子导体层；该涂布机构20与复合机构10之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材1导向至复合机构10的导向辊组，所述导向辊组包括至少一根导辊31。复合机构10用于将所有的电极带材1层叠复合在一起。

将相邻设置并在对应的电极带材1的同方向侧面上涂布固态离子导体材料的至少一个涂布机构设为一组。本实施例的涂布机构设为两组，如图3所示，每一组涂布机构包括一个涂布机构；如图4所示，每一组涂布机构包括3个涂布机构。当然，每一组包含的涂布机构的数量可以相等，也可以不相等，不再累述。

本实施例该相邻两组涂布机构20涂布后的电极带材1的固态离子导体层相向设置，即固态离子导体层分别位于该两条电极带材1相向的两个侧面上，则利用复合机构10将经该相邻两组涂布机构涂布后的所有电极带材1复合在一起，如图3和图4所示。

本实施例的其他实施方式与实施例1相同，不再一一累述。

实施例3

如图5所示，为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例3的结构示意图。本实施例的复合生产装置，包括复合机构10和涂布机构20。涂布机构20设为一个，涂布机构20用于将固态离子导体材料涂布在电极带材1的一侧侧面上并形成固态离子导体层；该涂布机构20与复合机构10之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材1导向至复合机构10的导向辊组，所述导向辊组包括至少一根导辊31。复合机构10用于将所有的电极带材1层叠复合在一起。

将相邻设置并在对应的电极带材1的同方向侧面上涂布固态离子导体材料的至少一个涂布机构设为一组。本实施例的涂布机构设为两组，如图5所示，每一组涂布机构包括一个涂布机构；如图6所示，每一组涂布机构包括3个涂布机构。当然，每一组包含的涂布机构的数量可以相等，也可以不相等，不再累述。

本实施例该相邻两组涂布机构20涂布后的电极带材1的固态离子导体层相向设置，即固态离子导体层分别位于该两条电极带材1相向的两个侧面上，本实施例在该相邻两组涂布机构20之间设置第二放卷机构(图中未示出)，第二放卷机构与复合机构10之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材3导向至复合机构的第二放卷导辊组，所述第二放卷导辊组包括至少一根放卷导辊33。

本实施例的其他实施方式与实施例1相同，不再一一累述。

实施例4

如图7所示，为本实用新型固态储能设备的复合生产装置实施例4的结构示意图。本实施例的复合生产装置，包括复合机构10和涂布机构20。涂布机构20设为一个，涂布机构20用于将固态离子导体材料涂布在电极带材1的一侧侧面上并形成固态离子导体层；该涂布机构20与复合机构10之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材1导向至复合机构10的导向辊组，所述导向辊组包括至少一根导辊31。复合机构10用于将所有的电极带材1层叠复合在一起。

将相邻设置并在对应的电极带材1的同方向侧面上涂布固态离子导体材料的至少一个涂布机构设为一组。本实施例的涂布机构设为两组，如图7所示，每一组涂布机构包括一个涂布机构；如图8所示，每一组涂布机构包括3个涂布机构。当然，每一组包含的涂布机构的数量可以相等，也可以不相等，不再累述。

本实施例相邻两组涂布机构10涂布后的电极带材的固态离子导体层相背设置，即固态离子导体层分别位于该两条电极带材1相背的两个侧面上，则在该相邻两组涂布机构20之间设置第三放卷机构(图中未示出)，第三放卷机构与复合机构10之间设有用于将两侧侧面上均涂布有固态离子导体材料的电极带材4导向至复合机构的第三放卷导辊组，第三放卷导辊组包括至少一根放卷导辊34。第三放卷机构与复合机构10之间设有用于在对应的电极带材的两侧侧面上分别涂布固态离子导体材料的双面涂布机构，在电极带材4的两侧侧面分别涂布的双面涂布机构可以采用现有的多种涂布方式实现，不再累述。

本实施例的其他实施方式与实施例1相同，不再一一累述。

注：本文所述同方向侧面，为多条电极带材位于同一个方向的侧面；如多条电极带材的左侧面为这些电极带材位于同一个方向的同方向侧面；同理，多条电极带材的右侧面也为这些电极带材位于同一个方向的同方向侧面。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (9)

1.一种固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

包括复合机构和涂布机构；

所述涂布机构设为至少一个，所述涂布机构用于将固态离子导体材料涂布在电极带材的一侧侧面上并形成固态离子导体层；任意一个所述涂布机构与所述复合机构之间均设有用于将一侧侧面涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的导向辊组；

所述复合机构用于将所有的所述电极带材层叠复合在一起；

将相邻设置并在对应的所述电极带材的同方向侧面上涂布所述固态离子导体材料的至少一个所述涂布机构设为一组；

当所有的所述涂布机构设为一组时，所述复合生产装置还包括第一放卷机构，所述第一放卷机构与所述复合机构之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的第一放卷导辊组；令未涂布有固态离子导体材料的电极带材为第1电极带材、与第1电极带材相邻的电极带材为第2电极带材、与所述第2电极带材相邻的另一条所述电极带材为第3电极带材、……、与第n-1电极带材相邻的另一根所述电极带材为第n电极带材；则：涂布在第j电极带材上的固体离子导体层位于第j-1电极带材与第j电极带材之间；其中，1≤j≤n，且n为大于等于1的正整数；

当所有的所述涂布机构设为至少两组时，相邻两组所述涂布机构中：

若任意两条分别经该相邻两组所述涂布机构涂布后的电极带材的所述固态离子导体层相向设置，则利用所述复合机构将经该相邻两组所述涂布机构涂布后的所有电极带材复合在一起；或在该相邻两组所述涂布机构之间设置第二放卷机构，所述第二放卷机构与所述复合机构之间设有用于将未涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的第二放卷导辊组；

若任意两条分别经该相邻两组所述涂布机构涂布后的电极带材的所述固态离子导体层相背设置，则在该相邻两组所述涂布机构之间设置第三放卷机构，所述第三放卷机构与所述复合机构之间设有用于将两侧侧面上均涂布有固态离子导体材料的电极带材导向至所述复合机构的第三放卷导辊组。

2.根据权利要求1所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述涂布机构包括进料辊、转移辊、涂布辊和涂布压辊；

所述进料辊和转移辊之间相邻设置，且所述进料辊与所述转移辊之间的辊缝可调节，并在所述进料辊和转移辊之间形成用于添加固态离子导体材料的加料区；

所述涂布辊与所述涂布压辊相邻设置，且所述涂布辊接受由所述转移辊粘附的固态离子导体材料、并将该固态离子导体材料涂布在由所述涂布压辊导向的电极带材上。

3.根据权利要求2所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述转移辊与涂布辊之间设有至少一根中间转移辊。

4.根据权利要求2所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述涂布机构还包括用于放卷电极带材并将电极带材导向至对应的所述涂布压辊上的涂布放卷机构。

5.根据权利要求1所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述复合机构包括复合辊组，所述复合辊组包括对应设置的两根复合辊。

6.根据权利要求1所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述第三放卷机构与所述复合机构之间设有用于在对应的所述电极带材的两侧侧面上分别涂布固态离子导体材料的双面涂布机构。

7.根据权利要求1所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述电极带材包括基材，所述基材的至少一侧侧面上复合有电极活性材料层。

8.根据权利要求1所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述固态离子导体材料采用凝胶、氧化物、硫化物和有机聚合物中的一种或至少两种的混合物制成。

9.根据权利要求1所述的固态储能设备的复合生产装置，其特征在于：

所述固态储能设备为电池或电容器。

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