CN214313254U - 一种全固态电池正极极片的制备装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池生产技术领域，具体公开了一种全固态电池正极极片的制备装置。本实用新型提供的全固态电池正极极片的制备设备通过浸润的方式将固态电解质浸润在正极极片上，然后通过烘干机构烘干正极极片，使附着在正极极片上的溶剂挥发，使电解质更多地且均匀地涂覆在正极极片上，提高了正极极片的离子传导性能及电池的循环性能和倍率性能；此外，通过放卷机构、收卷机构和导向机构连续完成生产，提高了生产效率。

Description

一种全固态电池正极极片的制备装置

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种全固态电池正极极片的制备装置。

背景技术

在传统的液态电池中，导电剂CNT、SP等起电子传导作用，电解液承载着离子传导作用，由于无电解液的存在，而电解液式的浸润性包覆对电池性能非常重要。而在全固态电池中，由于采用固态电解质承载离子的传导作用，而固态电解质不管是氧化物还是硫化物，大部分为微米级颗粒状粉末，很难均匀的分布在正极表面。所以在全固态电池中，电池极片的制备更加关键，目前全固态电池正极极片最优的制备方法是采用溶液浸润法。溶液浸润法是将固态电解质溶解，然后将电极极片浸润在固态电解质溶液中，最后通过挥发溶剂，使电解质均匀的覆盖在正极极片上，以提高正极极片的离子传导性能及电池的循环性能和倍率性能。但是目前市场上还没有用于制备全固态电池正极极片的制备装置满足上述要求，使固态电解质更多地且均匀地涂覆在正极极片上。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供了一种全固态电池正极极片的制备设备，能使固态电解质更多地且均匀地涂覆在正极极片上，提高了正极极片的离子传导性能及电池的循环性能和倍率性能。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种全固态电池正极极片的制备装置，包括：

放卷机构，所述放卷机构用于放卷正极极片；

浸润机构，设置于所述放卷机构的下游，所述浸润机构包括溶液箱，所述溶液箱内设有固态电解质溶液，所述正极极片能浸润在所述固态电解质溶液内；

烘干机构，用于烘干浸润有所述固态电解质溶液的所述正极极片；

收卷机构，用于收卷烘干完的所述正极极片；

导向机构，所述导向机构使所述放卷机构上的所述正极极片依次经过所述溶液箱和所述烘干机构至所述收卷机构。

优选地，所述浸润机构还包括回收箱，所述回收箱设置于所述正极极片的下方，且所述回收箱设置于所述溶液箱与所述烘干机构之间。

优选地，所述溶液箱内设有搅拌组件，所述搅拌组件用于搅拌所述溶液箱内的所述固态电解质溶液。

优选地，所述烘干机构包括至少一个烘箱，所述烘箱的烘干温度能调节，所述烘箱高于所述溶液箱设置。

优选地，所述烘箱设有四个，所述正极极片依次经过四个所述烘箱，且第一个所述烘箱的烘干温度低于第二个所述烘箱和第三个所述烘箱的烘干温度，第四个所述烘箱的烘干温度低于第二个所述烘箱和第三个所述烘箱的烘干温度。

优选地，第一个所述烘箱和第四个所述烘箱的烘干温度均为40℃-120℃，第二个所述烘箱和第三个所述烘箱的烘干温度均为50℃-150℃。

优选地，所述导向机构包括：

第一导向辊组，设置于所述放卷机构与所述浸润机构之间，所述第一导向辊组用于将所述正极极片导向至所述溶液箱内；

第二导向辊组，设置于所述溶液箱内，所述第二导向辊组使所述正极极片浸润于所述固态电解质溶液内；

第三导向辊组，设置于所述浸润机构与所述烘干机构之间，所述第三导向辊组用于将所述正极极片导向至所述烘干机构内；

第四导向辊组，设置于所述烘干机构与所述收卷机构之间，所述第四导向辊组用于将所述正极极片导向至所述收卷机构。

优选地，所述放卷机构与所述第一导向辊组之间还设有张紧辊组，所述张紧辊组用于调节所述正极极片的张紧力。

优选地，所述第一导向辊组和所述浸润机构之间还设有第一除皱辊组，所述第一除皱辊组用于调整所述正极极片的平整度。

优选地，所述烘干机构与所述第四导向辊组之间还设有第二除皱辊组，所述第二除皱辊组用于调整所述正极极片的平整度。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的全固态电池正极极片的制备设备通过浸润的方式将固态电解质浸润在正极极片上，然后通过烘干机构烘干正极极片，使附着在正极极片上的溶剂挥发，使电解质更多地且均匀地涂覆在正极极片上，提高了正极极片的离子传导性能及电池的循环性能和倍率性能；此外，通过放卷机构、收卷机构和导向机构连续完成生产，提高了生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的全固态电池正极极片的制备装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的全固态电池正极极片的制备装置的结构示意图；

图3是本实用新型实施例三提供的全固态电池正极极片的制备装置的结构示意图。

图中：

1、放卷机构；

2、浸润机构；21、溶液箱；22、回收箱；23、搅拌组件；

3、烘干机构；31、烘箱；

4、收卷机构；

51、第一导向辊组；52、第二导向辊组；53、第三导向辊组；54、第四导向辊组；

6、张紧辊组；

7、第一除皱辊组；

8、第二除皱辊组；

100、正极极片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

如图1所示，本实施例提供了一种全固态电池正极极片的制备设备，包括放卷机构1、浸润机构2、烘干机构3、收卷机构4和导向机构，放卷机构1用于放卷正极极片100，浸润机构2设置于放卷机构1的下游，浸润机构2包括溶液箱21，溶液箱21内设有固态电解质溶液，正极极片100能浸润在固态电解质溶液内，烘干机构3用于烘干浸润有固态电解质溶液的正极极片100，收卷机构4用于收卷烘干完的正极极片100，导向机构使放卷机构1上的正极极片100依次经过溶液箱21和烘干机构3至收卷机构4。

本实施例提供的全固态电池正极极片的制备设备通过浸润的方式将固态电解质浸润在正极极片100上，然后通过烘干机构3烘干正极极片100，使附着在正极极片100上的溶剂挥发，使电解质更多地且均匀地涂覆在正极极片100上，提高了正极极片100的离子传导性能及电池的循环性能和倍率性能；此外，通过放卷机构1、收卷机构4和导向机构连续完成生产，提高了生产效率。

在本实施例中，放卷机构1、收卷机构4和烘干机构3均高于溶液箱21设置，导向机构包括第一导向辊组51、第二导向辊组52、第三导向辊组53和第四导向辊组54。

第一导向辊组51设置于放卷机构1与浸润机构2之间，第一导向辊组51用于将正极极片100导向至溶液箱21内。本实施例中，第一导向辊组51优选包括三个导向辊，以便于将放卷机构1放出的正极极片100能顺利导向至溶液箱21内。

第二导向辊组52设置于溶液箱21内，第二导向辊组52使正极极片100浸润于固态电解质溶液内。本实施例中，第二导向辊组52优选包括两个导向辊，两个导向辊置于同一水平面上且均置于固态电解质溶液的下方，以便保证进入到溶液箱21内的正极极片100均能与固态电解质溶液充分接触，确保正极极片100的生产质量。

第三导向辊组53设置于浸润机构2与烘干机构3之间，第三导向辊组53用于将正极极片100导向至烘干机构3内。本实施例中，第三导向辊组53优选包括两个导向辊，一个导向辊起到了张紧正极极片100的作用，另一个导向辊起到了导向的作用，两个导向辊配合以便将浸润完的正极极片100能顺利地导向至烘干机构3内进行烘干。

第四导向辊组54设置于烘干机构3与收卷机构4之间，第四导向辊组54用于将正极极片100导向至收卷机构4。本实施例中，第四导向辊组54优选包括一个导向辊，该导向辊起到了导向和张紧的作用，以便收卷机构4能顺利收卷。

在本实施例中，烘干机构3包括至少一个烘箱31，烘箱31的烘干温度能调节，烘箱31高于溶液箱21设置。优选地，烘干机构3包括一个烘箱31，且能确保正极极片100在烘箱31内被充分烘干，以充分挥发溶剂，使电解质均匀的覆盖在正极极片100上。

烘箱31可以是鼓风型烘箱，也可以是电加热式的烘箱，在此不作限定。

实施例二

如图2所示，本实施例提供的全固态电池正极极片的制备设备与实施例一结构不同的是，本实施例中的全固态电池正极极片的制备设备还包括回收箱22，回收箱22设置于正极极片100的下方，且回收箱22设置于溶液箱21与烘干机构3之间。在浸润完固态电解质溶液的正极极片100朝向烘干机构3运行的过程中，回收箱22回收该状态下正极极片100上滴落的固态电解质溶液，避免污染环境。还可以将溶液箱21的长度加长，使部分溶液箱21置于溶液箱21与烘干机构3之间的正极极片100下方，以起到回收正极极片100上滴落的固态电解质溶液的作用，回收的固态电解质溶液还能被再次利用，节约了生产原料，还避免污染环境。

在本实施例中，放卷机构1与第一导向辊组51之间还设有张紧辊组6，张紧辊组6用于调节正极极片100的张紧力，调节放卷机构1放出的正极极片100的张紧度，确保正极极片100能顺利移动，不会影响后续的生产。张紧辊组6优选设有两个张紧辊，两个张紧辊上下间隔且平行设置，正极极片100依次绕过第一个张紧辊和第二个张紧辊，调节第一个张紧辊和第二个张紧辊的水平位置，可以调节正极极片100的松紧度。

第一导向辊组51和浸润机构2之间还设有第一除皱辊组7，第一除皱辊组7用于调整正极极片100的平整度。第一除皱辊组7包括两个除皱辊和一个导向辊，两个除皱辊上下平行且正对设置，正极极片100穿过两个除皱辊之间的间隙，两个除皱辊对正极极片100碾压以起到提高正极极片100平整度的作用，以使更多的固态电解质涂覆在正极极片100上，提高了正极极片100的离子传导性能。该导向辊将除皱处理完的正极极片100导向至溶液箱21内。

烘干机构3与第四导向辊组54之间还设有第二除皱辊组8，第二除皱辊组8用于调整正极极片100的平整度。第二除皱辊组8包括两个除皱辊，代替了第四导向辊组54中的一个导向辊，两个除皱辊上下平行且正对设置，正极极片100穿过两个除皱辊之间的间隙，两个除皱辊对烘干完的正极极片100碾压，以提高正极极片100的生产质量。

本实施例提供的全固态电池正极极片的制备设备的其它结构与实施例一相同，在此不再赘述。

实施例三

如图3所示，本实施例供的全固态电池正极极片的制备设备与实施例二结构不同的是，溶液箱21内设有搅拌组件23，搅拌组件23用于搅拌溶液箱21内的固态电解质溶液，使固态电解质溶液具有一定的流动性，使固态电解质溶液均匀化，能充分与正极极片100接触，提高正极极片100涂覆固态电解质的质量。

进一步地，搅拌组件23可以设置多个，多个搅拌组件23沿溶液箱21的边缘周向设置，以进一步提高固态电解质溶液的流动性。搅拌组件23可以包括搅拌桨叶和驱动搅拌桨叶旋转的电机，搅拌组件23还可以是其它结构，在此不再详细限定。

在本实施例中，烘箱31设有四个，正极极片100依次经过四个烘箱31，且第一个烘箱31的烘干温度低于第二个烘箱31和第三个烘箱31的烘干温度，第四个烘箱31的烘干温度低于第二个烘箱31和第三个烘箱31的烘干温度，通过改变烘干策略，提高烘干的效果和效率，以进一步提高正极极片100的生产质量。

进一步地，第一个烘箱31和第四个烘箱31的烘干温度均为40℃-120℃，第二个烘箱31和第三个烘箱31的烘干温度均为50℃-150℃。实际生产中，四个烘箱31的烘干温度根据固态电解质溶液的沸点进行设置，在此不作具体限定。第一个烘箱31和第四个烘箱31与第二个烘箱31和第三个烘箱31设置的温度不同，可以有效避免正极极片100在烘干过程中起泡，在起初烘干温度低，也可以避免烘干温度过高导致正极极片100表面开裂，影响正极极片100的加工质量；在中间过程烘干温度高，可以提高烘干效率。此外，固态电解质溶液是混合溶剂，第一个烘箱31和第四个烘箱31的温度根据固态电解质溶液中低沸点的溶剂的沸点温度进行设定，第二个烘箱31和第三个烘箱31的温度根据固态电解质溶液中高沸点的溶剂的沸点温度进行设定。

本实施例提供的全固态电池正极极片的制备设备的其它结构与实施例二相同，在此不再赘述。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚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 (10)

1.一种全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，包括：

放卷机构(1)，所述放卷机构(1)用于放卷正极极片(100)；

浸润机构(2)，设置于所述放卷机构(1)的下游，所述浸润机构(2)包括溶液箱(21)，所述溶液箱(21)内设有固态电解质溶液，所述正极极片(100)能浸润在所述固态电解质溶液内；

烘干机构(3)，用于烘干浸润有所述固态电解质溶液的所述正极极片(100)；

收卷机构(4)，用于收卷烘干完的所述正极极片(100)；

导向机构，所述导向机构使所述放卷机构(1)上的所述正极极片(100)依次经过所述溶液箱(21)和所述烘干机构(3)至所述收卷机构(4)。

2.根据权利要求1所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述浸润机构(2)还包括回收箱(22)，所述回收箱(22)设置于所述正极极片(100)的下方，且所述回收箱(22)设置于所述溶液箱(21)与所述烘干机构(3)之间。

3.根据权利要求1所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述溶液箱(21)内设有搅拌组件(23)，所述搅拌组件(23)用于搅拌所述溶液箱(21)内的所述固态电解质溶液。

4.根据权利要求1所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述烘干机构(3)包括至少一个烘箱(31)，所述烘箱(31)的烘干温度能调节，所述烘箱(31)高于所述溶液箱(21)设置。

5.根据权利要求4所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述烘箱(31)设有四个，所述正极极片(100)依次经过四个所述烘箱(31)，且第一个所述烘箱(31)的烘干温度低于第二个所述烘箱(31)和第三个所述烘箱(31)的烘干温度，第四个所述烘箱(31)的烘干温度低于第二个所述烘箱(31)和第三个所述烘箱(31)的烘干温度。

6.根据权利要求5所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，第一个所述烘箱(31)和第四个所述烘箱(31)的烘干温度均为40℃-120℃，第二个所述烘箱(31)和第三个所述烘箱(31)的烘干温度均为50℃-150℃。

7.根据权利要求1所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述导向机构包括：

第一导向辊组(51)，设置于所述放卷机构(1)与所述浸润机构(2)之间，所述第一导向辊组(51)用于将所述正极极片(100)导向至所述溶液箱(21)内；

第二导向辊组(52)，设置于所述溶液箱(21)内，所述第二导向辊组(52)使所述正极极片(100)浸润于所述固态电解质溶液内；

第三导向辊组(53)，设置于所述浸润机构(2)与所述烘干机构(3)之间，所述第三导向辊组(53)用于将所述正极极片(100)导向至所述烘干机构(3)内；

第四导向辊组(54)，设置于所述烘干机构(3)与所述收卷机构(4)之间，所述第四导向辊组(54)用于将所述正极极片(100)导向至所述收卷机构(4)。

8.根据权利要求7所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述放卷机构(1)与所述第一导向辊组(51)之间还设有张紧辊组(6)，所述张紧辊组(6)用于调节所述正极极片(100)的张紧力。

9.根据权利要求7所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述第一导向辊组(51)和所述浸润机构(2)之间还设有第一除皱辊组(7)，所述第一除皱辊组(7)用于调整所述正极极片(100)的平整度。

10.根据权利要求7所述的全固态电池正极极片的制备装置，其特征在于，所述烘干机构(3)与所述第四导向辊组(54)之间还设有第二除皱辊组(8)，所述第二除皱辊组(8)用于调整所述正极极片(100)的平整度。

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