CN214487699U - 一种锂电池极片生产装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂电池极片生产装置，包括背辊(16)、第三导辊(14)、第二导辊(12)、第一导辊(10)、等离子清洗设备(5)和放卷辊(100)；其中，背辊(16)位于放卷辊的左边；放卷辊的外壁，卷绕有一圈铝箔(1)；铝箔(1)的左端，环绕通过背辊的外壁；其中，铝箔位于背辊(16)和放卷辊之间的部分，从左到右，依次缠绕设置在第三导辊、第二导辊和第一导辊的外壁；铝箔位于第一导辊和放卷辊之间的部分，横向穿过等离子清洗设备(5)；等离子清洗设备，用于对穿过的铝箔上下两侧表面进行等离子清洗。本实用新型可以在对铝箔进行浆料涂敷之前，可靠地对铝箔的表面进行等离子清洗预处理，能够提高铝箔的表面能。

Description

一种锂电池极片生产装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂电池极片生产装置。

背景技术

锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。

目前，生产电池极片需要进行粉浆、涂敷、碾压和剪切等工序，其中电池极片的涂敷是极片生产的关键工序。涂敷是将制备好的浆料，均匀地涂敷在箔材表面的过程，在这一过程中，箔材表面的性质直接影响了浆料在其表面是否可以均匀分布，当箔材为铝箔时，这一性质体现的尤为突出。

铝箔在生产的过程中，需要使用大量的轧制油，这些轧制油挥发后的物质残留在铝箔表面，使得铝箔表面能降低，直接的表现为：箔材的达因值(达因值测量的是表面的湿度)降低(或润湿角变大)，这会影响浆料涂敷在箔材表面时候的流平性，从而会导致浆料与箔材接触性变差，最终结果是导致极片表面的浆料分布不均匀。

目前，对于箔材表面的清洁方式，主要使用的方法为：离线电晕处理，该方法处理后的铝箔存在均匀性差、铝箔表面能低、达因值衰减等缺点，使得最终涂敷出来的极片表面浆料分布存在差异，从而导致生产出来的电池性能差异性较大。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，能够对铝箔的表面进行可靠地清洁，从而有利于保证进一步涂敷获得表面浆料分布均匀的极片。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂电池极片生产装置。

为此，本实用新型提供了一种锂电池极片生产装置，包括背辊、第三导辊、第二导辊、第一导辊、等离子清洗设备和放卷辊；

其中，背辊位于放卷辊的左边；

背辊和放卷辊逆时针转动；

放卷辊的外壁，卷绕有一圈铝箔；

铝箔的左端，环绕通过背辊的外壁；

其中，铝箔位于背辊和放卷辊之间的部分，从左到右，依次缠绕设置在第三导辊、第二导辊和第一导辊的外壁；

第一导辊逆时针转动

第三导辊和第二导辊顺时针转动；

其中，铝箔位于第一导辊和放卷辊之间的部分，横向穿过等离子清洗设备的主壳体左右侧壁上预留的通孔；

等离子清洗设备，用于对穿过的铝箔上下两侧表面进行等离子清洗。

优选地，第三导辊和第二导辊的底部，位于同一平面上，两者的高度相同。

优选地，等离子清洗设备的主壳体顶部中间位置，设置有进气口；

等离子清洗设备的主壳体底部左端，设置有出气口；

等离子清洗设备内部，安装有多个电极；

多个电极，分别位于铝箔的上下两侧。

优选地，背辊的正右边，设置有现有电池极片涂敷机的模头；

模头，用于对背辊外壁上的铝箔进行电池极片浆料的涂敷操作；

模头的进料口，通过涂敷阀与回流阀左端的出料口相连通；

回流阀底部的进料口，通过一根依次设置有浆料过滤器、供料压力表和螺杆泵的供料管道，与浆料缓存罐底部的出料口相连通。

优选地，模头的顶部具有两个出料口，分别与第一回流手阀的一端和第二回流手阀的一端相连；

第一回流手阀的另一端和第二回流手阀的另一端，在汇流后，与汇流隔膜阀的上端进口相连通；

汇流隔膜阀的下端进料口，与回流阀顶部的出料口相连通；

汇流隔膜阀右端的出料口，通过中空的连接管道，与浆料缓存罐上部左侧的进料口相连通。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种锂电池极片生产装置，其设计科学，可以在对铝箔进行浆料涂敷之前，可靠地对铝箔的表面进行等离子清洗预处理，能够提高铝箔的表面能，从而有利于保证进一步涂敷获得表面浆料分布均匀的极片，具有重大的实践意义。

附图说明

图1为本实用新型提供的一种锂电池极片生产装置的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段更容易理解，下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关申请，而非对该申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请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申请。

需要说明的是，在本申请的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，还需要说明的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”等应做广义理解，例如，可以是固定安装，也可以是可拆卸安装。

对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

参见图1，本实用新型提供了一种锂电池极片生产装置，包括背辊16、第三导辊14、第二导辊12、第一导辊10、等离子清洗设备5和放卷辊100；

其中，背辊16位于放卷辊100的左边；

背辊16和放卷辊100逆时针转动；

放卷辊100的外壁，卷绕有一圈铝箔1(即成卷的铝箔)；

铝箔1的左端，环绕通过背辊16的外壁；

其中，铝箔1位于背辊16和放卷辊100之间的部分，从左到右，依次缠绕设置在第三导辊14、第二导辊12和第一导辊10的外壁；

第一导辊10逆时针转动

第三导辊14和第二导辊12顺时针转动；

其中，铝箔1位于第一导辊10和放卷辊100之间的部分，横向穿过等离子清洗设备5的主壳体左右侧壁上预留的通孔；

等离子清洗设备5，用于对穿过的铝箔1上下两侧表面进行等离子清洗。

在本实用新型中，具体实现上，第三导辊14和第二导辊12的底部，位于同一平面上，两者的高度相同。

需要说明的是，背辊16、第三导辊14、第二导辊12、第一导辊10和放卷辊100的前端或者后端，分别与一个驱动装置相联动连接(如与电动机的输出轴，通过联轴器相连接)，在驱动装置的驱动下，进行相应方向的转动(顺时针或者逆时针转动，具体可见图1所示的箭头方向)。当然，同时还具有相应的支撑架支撑驱动装置以及这些辊体。由于支撑结构为现有常见的结构，在此不具体展开表述。

在本实用新型中，具体实现上，等离子清洗设备5的主壳体顶部中间位置，设置有进气口6；

等离子清洗设备5的主壳体底部左端，设置有出气口7；

等离子清洗设备5内部，安装有多个电极8；

多个电极8，分别位于铝箔1的上下两侧。

在本实用新型中，具体实现上，背辊16的正右边，设置有现有电池极片浆料涂敷机的模头36；

模头36，用于对背辊16外壁上的铝箔进行电池极片浆料的涂敷操作；

模头36的进料口，通过涂敷阀32与回流阀34左端的出料口相连通；

回流阀34底部的进料口，通过一根依次设置有浆料过滤器30、供料压力表28和螺杆泵26的供料管道24，与浆料缓存罐20底部的出料口相连通。

需要说明的是，浆料过滤器30，用于过滤浆料颗粒；螺杆泵26，用于输送浆料；供料压力表28，用于监测供料压力值。

需要说明的是，在锂离子电池极片生产过程中，涂敷是生产电池极片的关键工序，其中，挤压式涂敷(即狭缝挤出涂敷)因其高精度、高可靠性等优点，成为应用最广泛的涂敷方式。挤压式涂敷方式，即通过上料系统(如上料管道)将涂料输送给至电池极片涂敷设备(电池极片浆料涂敷机)的挤出头(即模头)中，然后由挤出头(即模头)挤出浆料，对外部的电池极片箔材(例如铜箔或者铝箔)表面进行浆料的涂敷。该项涂敷技术为现有公知的技术，在此不再赘述。

需要说明的是，参见图1所示，背辊16，用于支撑铝箔，即支撑电池极片的空箔，让模头36进行挤压式的浆料涂敷，背辊16与外部电机的输出轴相连(例如通过联轴器)，在电池极片浆料涂敷机的模头36(即挤出头)涂敷浆料后，涂敷出表面具有浆料的铝箔(即电池极片，具体为正极片)。经过背辊16处的铝箔，被模头36涂敷上浆料后，形成电池极片，可以进一步输送给外部的烘干设备(例如烘箱)进行烘干等后续的处理操作。此为现有的技术，在此不再赘述。

具体实现上，模头36(即电池极片浆料涂敷机的挤出头)的顶部具有两个出料口，分别与第一回流手阀38的一端和第二回流手阀39的一端相连(第一回流手阀38和第二回流手阀39常关，用于配合工作，循环模头内浆料)；

第一回流手阀38的另一端和第二回流手阀39的另一端，在汇流后，与汇流隔膜阀40的上端进口相连通；

汇流隔膜阀40的下端进料口，与回流阀34顶部的出料口相连通；

汇流隔膜阀40右端的出料口，通过中空的连接管道，与浆料缓存罐20上部左侧的进料口相连通。

具体实现上，回流阀34与汇流隔膜阀40之间的连接管道上，还安装有回流压力表42(用于监测回流管道处的压力)。

需要说明的是，对于本实用新型，通过以上结构，能够对铝箔进行涂敷前的在线等离子清洗预处理和涂敷过程。经过等离子清洗后获得的高表面能铝箔，能够直接通过传送导辊(具体包括第三导辊14、第二导辊12和第一导辊10)传送至涂敷处(即电池极片浆料涂敷机的模头36处)进行涂敷。

在本实用新型中，需要说明的是，安装有多个电极8的等离子清洗设备5，是现有的技术设备，例如，可以是上海悦威电子设备有限公司生产的旋喷式等离子清洗设备，用于对放卷后的铝箔进行清洗。

在本实用新型中，需要说明的是，模头36是现有电池极片浆料涂敷机的模头，该电池极片涂敷机，具体可以是韩国CIS公司生产的电池极片浆料涂敷机，当然，还可以是其他厂家生产的挤压式涂敷(即狭缝挤出涂敷)方式的电池极片浆料涂敷机。电池极片浆料涂敷机，用于通过模头，将浆料通过挤压方式涂敷到铝箔上。

为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。

首先、成卷的铝箔1经过宽幅的等离子清洗设备5清洗，其中，进气口6用于输入Ar气体(氩气)，等离子清洗设备5中Ar气通过进气口6进入到腔体内，经过电极8电离后在铝箔1的上下两面与电极8之间形成等离子体，等离子体均匀的喷射到铝箔表面，与铝箔1表面的有机物作用，产生活性基团，从而得到高表面能的箔材；

需要说明的是，通入Ar气的气体浓度为1000～1500ppm，电极与铝箔间的距离为6～8cm，输入电极的射频电压频率为50～80MHz。

然后，经过等离子清洗的铝箔1依次经过第一导辊10、第二导辊12和第三导辊14，传送到背辊16处；

然后，浆料缓存罐20中的浆料，通过供料管道24，并经过螺杆泵26和浆料过滤器30后供应到涂敷阀32和回流阀34，从而最终供应到电池极片涂敷机的模头36中，模头36用于对导辊16外壁上的铝箔表面进行电池极片浆料的涂敷作用。在涂敷过程中，第一回流手阀38和第二回流手阀39处于关闭状态，浆料通过回流隔膜阀40回到浆料缓存罐20中；

其中，浆料通过螺杆泵26供料的时候，通过供料压力表28进行压力监控，并及时调节和控制，使供料压力在100～150mPa；

其中，当浆料通过回流隔膜阀40流回浆料缓存罐20的时候，使用回流压力表42进行压力监控，通过对回流隔膜阀40的调节，使回流压力控制在40～60mPa；

其中，通过对涂敷阀32和回流阀34打开和关闭时间以及速度的控制，来调节模头36中喷出浆料的多少，从而控制铝箔1在涂敷浆料后，形成的极片的外观和尺寸；此为现有的涂敷技术，在此不再赘述。

其中，通过对螺杆泵26的泵速的控制以及模头36与背辊16的距离的控制，来调节铝箔1上浆料的涂敷量。此为现有的涂敷技术，在此不再赘述。

综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种锂电池极片生产装置，其设计科学，可以在对铝箔进行浆料涂敷之前，可靠地对铝箔的表面进行等离子清洗预处理，能够提高铝箔的表面能，从而有利于保证进一步涂敷获得表面浆料分布均匀的极片，具有重大的实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种锂电池极片生产装置，其特征在于，包括背辊(16)、第三导辊(14)、第二导辊(12)、第一导辊(10)、等离子清洗设备(5)和放卷辊(100)；

其中，背辊(16)位于放卷辊(100)的左边；

背辊(16)和放卷辊(100)逆时针转动；

放卷辊(100)的外壁，卷绕有一圈铝箔(1)；

铝箔(1)的左端，环绕通过背辊(16)的外壁；

其中，铝箔(1)位于背辊(16)和放卷辊(100)之间的部分，从左到右，依次缠绕设置在第三导辊(14)、第二导辊(12)和第一导辊(10)的外壁；

第一导辊(10)逆时针转动

第三导辊(14)和第二导辊(12)顺时针转动；

其中，铝箔(1)位于第一导辊(10)和放卷辊(100)之间的部分，横向穿过等离子清洗设备(5)的主壳体左右侧壁上预留的通孔；

等离子清洗设备(5)，用于对穿过的铝箔(1)上下两侧表面进行等离子清洗。

2.如权利要求1所述的锂电池极片生产装置，其特征在于，第三导辊(14)和第二导辊(12)的底部，位于同一平面上，两者的高度相同。

3.如权利要求1所述的锂电池极片生产装置，其特征在于，等离子清洗设备(5)的主壳体顶部中间位置，设置有进气口(6)；

等离子清洗设备(5)的主壳体底部左端，设置有出气口(7)；

等离子清洗设备(5)内部，安装有多个电极(8)；

多个电极(8)，分别位于铝箔(1)的上下两侧。

4.如权利要求1至3中任一项所述的锂电池极片生产装置，其特征在于，背辊(16)的正右边，设置有现有电池极片涂敷机的模头(36)；

模头(36)，用于对背辊(16)外壁上的铝箔进行电池极片浆料的涂敷操作；

模头(36)的进料口，通过涂敷阀(32)与回流阀(34)左端的出料口相连通；

回流阀(34)底部的进料口，通过一根依次设置有浆料过滤器(30)、供料压力表(28)和螺杆泵(26)的供料管道(24)，与浆料缓存罐(20) 底部的出料口相连通。

5.如权利要求4所述的锂电池极片生产装置，其特征在于，模头(36)的顶部具有两个出料口，分别与第一回流手阀(38)的一端和第二回流手阀(39)的一端相连；

第一回流手阀(38)的另一端和第二回流手阀(39)的另一端，在汇流后，与汇流隔膜阀(40)的上端进口相连通；

汇流隔膜阀(40)的下端进料口，与回流阀(34)顶部的出料口相连通；

汇流隔膜阀(40)右端的出料口，通过中空的连接管道，与浆料缓存罐(20)上部左侧的进料口相连通。

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