CN217444232U - 电极膜的制备设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电极膜加工技术领域，具体提供一种电极膜的制备设备，旨在解决现有的电极膜加工设备中缺少专用于压延成型生产电极膜的压延设备的问题。为此目的，本实用新型的电极膜的制备设备包括：水平设置的第一棍子、位于第一辊子的斜上方第二辊子、位于第一辊子的正下方的第三辊子以及供料装置，第二辊子与第一辊子组成压延辊组，第三辊子与第一辊子组成辊压辊组；供料装置内存储有用于制作电极膜的原料，供料装置的出料口与压延辊组的入口端连通。通过这样的设置，供料装置将电极膜的原料输入压延辊组的入口端，压延辊组将原料压延成型为膜片，膜片进入辊压辊组的入口端，辊压辊组对膜片进行辊压以使膜片的厚度满足设计要求。

Description

电极膜的制备设备

技术领域

本实用新型涉及电极膜加工技术领域，具体提供一种电极膜的制备设备。

背景技术

目前市场上的储能器件，比如超级电容器、锂离子电池、钠离子电池、燃料电池等，这些储能器件的制备都需要用到电极膜。传统的电极膜制备工艺主要有拉浆、丝网印刷、刷涂、刮涂、喷涂等方法。这些方法一方面，在工艺实现过程中都会在电极膜中引入非功能性材料，如去离子水、NMP、酒精等残留溶剂，从而影响储能器件的整体性能；另一方面，在去溶剂的过程中需要大量的能耗，且制造过程复杂、设备成本高，使得储能器件总成本增加。为解决上述问题，人们不断探索研究新的电极膜制备技术。

CN1838999A公开了一种基于干加工的电化学装置以及制造用于该电化学装置中的自支持干电极膜的方法，能够节省成本地制造电化学装置例如电池、电容器和燃料电池。CN104521033A公开了一种能量存储器及其制备方法，其中，电极配方中的易变形粘结剂被特定的添加剂所活化，用高速搅拌的方法将被活化了的粘结剂均匀地分布在功能材料导电颗粒的表面，这些表面附有活化了的粘结剂颗粒被挤压后形成独立的电极膜，通过该过程能制造出高性能低成本的电子产品。

现有技术中，电极膜的加工所用到的设备中，专用于压延成型生产上述电极膜的压延设备，很少有报道。

因此，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有的电极膜的加工所用到的设备中缺少专用于压延成型生产电极膜的压延设备的问题。

在第一方面，本实用新型提供了一种电极膜的制备设备，该制备设备包括：第一辊子，其水平设置；第二辊子，其位于所述第一辊子的斜上方，所述第二辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线平行，所述第二辊子与所述第一辊子组成压延辊组；第三辊子，其位于所述第一辊子的正下方，所述第三辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线平行，所述第三辊子与所述第一辊子组成辊压辊组；以及供料装置，其内存储有用于制作电极膜的原料，所述供料装置的出料口与所述压延辊组的入口端连通；其中，所述压延辊组能够将所述原料压延成型为膜片，所述辊压辊组的入口端与所述压延辊组的出口端连通，所述辊压辊组能够对从所述压延辊组出来的所述膜片进行辊压以使所述膜片的厚度满足设计要求。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述第二辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线构成第一平面，所述第三辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线构成第二平面，所述第一平面与所述第二平面之间的夹角为50°至70°。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述第一平面与所述第二平面之间的夹角为60°。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述第二辊子设置成能够在所述第二辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离所述第一辊子的方向移动。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述第三辊子设置成能够在所述第三辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离所述第一辊子的方向移动。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述制备设备还包括加热装置，所述加热装置包括热油循环加热构件、第一热油循环管路、第二热油循环管路以及第三热油循环管路，所述第一热油循环管路的两端分别与所述热油循环加热构件和所述第一辊子连通，所述第二热油循环管路的两端分别与所述热油循环加热构件和所述第二辊子连通，所述第三热油循环管路的两端分别与所述热油循环加热构件和所述第三辊子连通。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述制备设备还包括收卷装置，所述收卷装置包括设置于所述辊压辊组的出口端的收卷辊，所述收卷装置能够将从所述辊压辊组的出口端输出的膜片依次缠绕在收卷辊上。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述制备设备还包括过辊装置，所述过辊装置包括设置于辊压辊组的出口端与所述收卷辊之间的导向辊，所述导向辊对从所述辊压辊组的出口端出来的膜片进行导向并输送至收卷辊处。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述制备设备还包括第一切边装置，所述第一切边装置设置于所述压延辊组的出口端与所述辊压辊组的入口端之间，所述第一切边装置能够将从所述压延辊组的出口端输出的所述膜片的边缘切除以去除存在缺陷的部分。

在上述电极膜的制备设备的优选技术方案中，所述制备设备还包括第二切边装置，所述第二切边装置设置于所述辊压辊组出口端，所述第二切边装置能够将从所述辊压辊组的出口端输出的所述膜片的边缘切除以使所述膜片的宽度满足设计要求。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的制备设备包括：第一辊子，其水平设置；第二辊子，其位于第一辊子的斜上方，第二辊子的中心轴线与第一辊子的中心轴线平行，第二辊子与第一辊子组成压延辊组；第三辊子，其位于第一辊子的正下方，第三辊子的中心轴线与第一辊子的中心轴线平行，第三辊子与第一辊子组成辊压辊组；以及供料装置，其内存储有用于制作电极膜的原料，供料装置的出料口与压延辊组的入口端连通；其中，压延辊组能够将原料压延成型为膜片，辊压辊组的入口端与压延辊组的出口端连通，辊压辊组能够对从压延辊组出来的膜片进行辊压以使膜片的厚度满足设计要求。通过这样的设置，将电极膜的原料从供料装置的出料口输入到压延辊组的入口端，压延辊组将电极膜的原料压延成型为膜片并从压延辊组的出口端输出，膜片再进入辊压辊组的入口端，辊压辊组将膜片进行辊压以使膜片的厚度满足设计要求，从而实现通过压延成型制备电极膜，此外，压延辊组和辊压辊组共用同一个辊子(即第一辊子)，既能够降低设备的成本，又能够减少设备的占用空间。

进一步地，本实用新型的第二辊子的中心轴线与第一辊子的中心轴线构成第一平面，第三辊子的中心轴线与第一辊子的中心轴线构成第二平面，第一平面与第二平面之间的夹角为50°至70°。通过这样的设置，当压延成型的膜片以水平面成一定的角度从压延辊组的出口端输出，并以与水平面成一定的角度从辊压辊组的入口端输入，从而防止膜片因自身重力作用而发生断带，从而提高膜片的质量。

又进一步地，本实用新型的第二辊子设置成能够在第二辊子的中心轴线与第一辊子的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离第一辊子的方向移动。通过这样的设置，在实际应用中，便于根据具体的生产需求，调节第二棍子与第一棍子之间的距离，从而扩大制备设备的适用范围。

又进一步地，本实用新型的第三辊子设置成能够在第三辊子的中心轴线与第一辊子的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离第一辊子的方向移动。通过这样的设置，在实际应用中，便于根据具体的生产需求，调节第三棍子和第一棍子之间的距离，从而扩大制备设备的适用范围。

又进一步地，本实用新型的制备设备还包括加热装置，该加热装置包括热油循环加热构件、第一热油循环管路、第二热油循环管路以及第三热油循环管路，第一热油循环管路的两端分别与热油循环加热构件和第一辊子连通，第二热油循环管路的两端分别与热油循环加热构件和第二辊子连通，第三热油循环管路的两端分别与热油循环加热构件和第三辊子连通。通过这样的设置，便于对第一辊子、第二辊子以及第三辊子的辊面温度进行独立的控制。又进一步地，本实用新型的制备设备还包括第一切边装置，第一切边装置设置于压延辊组的出口端与辊压辊组的入口端之间，第一切边装置能够将从压延辊组的出口端输出的膜片的边缘切除以去除存在缺陷的部分。通过第一切边装置的设置，便于将从压延辊组的出口端输出的膜片的具有缺陷的边缘切除，从而提高电极膜的质量和成品率。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型的电极膜的制备设备的结构示意图；

图2是本实用新型的压延辊组和辊压辊组之间的间隙调节结构示意图。

附图标记列表：

1、第一辊子；2、第二辊子；21、第一入口端；22、第一出口端；3、第三辊子；31、第二入口端；32、第二出口端；4、供料装置；51、热油循环加热构件；52、第一热油循环管路；53、第二热油循环管路；54、第三热油循环管路；6、收卷辊；7、导向辊；81、第一切边装置；82、第二切边装置；9、膜片。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接。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实用新型中的具体含义。

首先参照图1，图1是本实用新型的电极膜的制备设备的结构示意图。

如图1所示，本实用新型的电极膜的制备设备包括水平设置的第一辊子1、设置于第一辊子1的斜上方的第二辊子2、设置于第一辊子1正下方的第三辊子3以及供料装置4，第二辊子2的中心轴线与第一辊子1的中心轴线平行，第二辊子2与第一辊子1组成压延辊组1、2，示例性地，第二辊子2位于第一辊子1的左上方，压延辊组1、2的右上方形成压延辊组1、2的入口端，记为第一入口端21，压延辊组1、2的左下方形成压延辊组1、2的出口端，记为第一出口端22；第三辊子3的中心轴线与第一辊子1的中心轴线平行，第三辊子3与第一辊子1组成辊压辊组1、3，辊压辊组1、3的左侧形成辊压辊组1、3的入口端，记为第二入口端31，辊压辊组1、3的右侧形成辊压辊组的出口端，记为第二出口端32。

将电极膜的原料从供料装置4的出料口输入到第一入口端21，在压延辊组1、2的压延作用下，将电极膜的原料压延成型为膜片9，成型的膜片9从第一出口端22输出，然后再进入从第二入口端31进入辊压辊组1、3，在辊压辊组1、3的辊压作用下，使膜片9的厚度满足设计要求，即使膜片9的厚度达到设计要求的厚度，从而实现通过压延成型制备电极膜。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以将第一辊子1、第二辊子2及第三辊子3设置成硅胶辊，或者，也可以将第一辊子1、第二辊子2及第三辊子3设置成橡胶辊，再或者，还可以将第一辊子1、第二辊子2及第三辊子3中的一部分设置成硅胶辊，将其余部分设置成橡胶辊，等等，这种对第一辊子1、第二辊子2及第三辊子3的具体设置类型的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

还需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以将供料装置4设置成加料斗，或者，也可以将供料装置4设置成出料口与压延辊组1、2的入口端连通的搅拌构件，等等，这种对供料装置4的具体设置类型的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

优选地，将电极膜的原料设置为电极活性物质、导电剂和粘结剂的混合物，粘结剂优选为经过纤维化处理的粘结剂或经过少量溶剂活化后的粘结剂。

接着参阅图2，图2是本实用新型的压延辊组和辊压辊组之间的间隙调节结构示意图。

如图2所示，第二辊子2的中心轴线与第一辊子1的中心轴线构成第一平面α，第三辊子3的中心轴线与第一辊子1的中心轴线构成第二平面β，第一平面α与第二平面β之间的夹角A优选为50°至70°。进一步优选地，将第一平面α与第二平面β之间的夹角A设置为60°。

通过将第一平面α与第二平面β之间的夹角A设置为60°，当压延成型的膜片9以水平面成一定的角度从压延辊组1、2的出口端输出，并以与水平面成一定的角度从辊压辊组1、3的入口端输入，从而防止膜片9因自身重力作用而发生断带，从而提高膜片9的质量。

优选地，如图2所示，本实用新型的第二辊子2设置成能够在第二辊子2的中心轴线与第一辊子1的中心轴线所构成的平面上朝靠近或远离第一辊子1的方向移动。

通过将第二辊子2设置成能够沿第一平面α上朝靠近或远离第一辊子1的方向移动，从而便于调节第二辊子2与第一辊子1之间的距离，进而便于根据实际需要来调节压延辊组1、2之间的辊缝大小，提高电极膜的制备设备的适用范围。

优选地，调节第二辊子2与第一辊子1之间的距离L，以便使所述压延辊组1、2的压延压力调整为1-10t/cm。

通过这样的设置，能够通过调节第二辊子2与第一辊子1之间的距离来调节压延辊组1、2的压延压力，从而便于根据需要对电极膜制备过程中所需要的压延压力进行调节。

优选地，如图2所示，本实用新型的第三辊子3设置成能够在第三辊子3的中心轴线与第一辊子1的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离第一辊子1的方向移动。

通过将第三辊子3设置成能够在第二平面β朝靠近或远离第一辊子1的方向移动，从而便于调节第三辊子3与第一辊子1之间的距离，进而便于根据所要制备的电极膜的厚度来调节辊压辊组1、3之间的辊缝大小，以便能够使制备出的电极膜的厚度满足设计要求。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以将第三辊子3和第二辊子2分别沿第一平面α和第二平面β的移动设置成通过气缸构件来驱动实现，或者，也可以将第三辊子3和第二辊子2分别沿第一平面α和第二平面β的移动设置成通过丝杠构件来驱动实现，等等，这种对于第二辊子2和第三辊子3分别沿第一平面α和第二平面β移动的具体驱动方式的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的原理和范围之内。

优选地，如图1所示，本实用新型的制备设备还包括加热装置，该加热装置包括热油循环加热构件51、第一热油循环管路52、第二热油循环管路53以及第三热油循环管路54，第一热油循环管路52的两端分别与热油循环加热构件51和第一辊子1连通，第二热油循环管路53的两端分别与热油循环加热构件51和第二辊子2连通，第三热油循环管路54的两端分别与热油循环加热构件51和第三辊子3连通。

通过这样的设置，便于将热油循环加热构件51内的热油分别通过第一热油循环管路52、第二热油循环管路53以及第三热油循环管路54与所述第一辊子1、第二辊子2以及第三辊子3之间流动，从而便于对第一辊子1、第二辊子2以及第三辊子3的辊面温度进行独立的控制，使其辊面温度调节至电极膜制备所需的适宜温度。

优选地，将第一辊子1、第二辊子2和第三辊子3的辊面温度控制为80～250℃，温度控制精度为±3℃。

通过这样的设置，即，将第一辊子1、第二辊子2和第三辊子3的辊面温度控制为80～250℃，温度控制精度为±3℃，能够使压延辊组1、2和辊压辊组1、3分别达到电极膜制备的适宜温度，防止因压延辊组1、2和辊压辊组1、3的辊面温度的温差而影响电极膜的质量。

需要说明的是，在实际应用中，并不限于将加热装置设置成上述热油循环加热，或者，还可以将加热装置设置成电阻式加热装置，再或者，也可以将加热装置设置成电磁式加热装置，等等，这种对加热装置的具体加热方式的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

优选地，如图1所示，本实用新型的制备设备还包括收卷装置，收卷装置包括设置于辊压辊组1、3出口端(第二出口端32)的收卷辊6，收卷装置能够将从辊压辊组1、3的出口端(第二出口端32)输出的膜片依次缠绕在收卷辊6上。

通过这样的设置，即，在第二出口端32设置收卷辊6，便于将从第二出口端32输出的电极膜依次缠绕在收卷辊6上，实现对制备完成的电极膜进行收卷下料。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以将收卷装置设置成人工驱动收卷辊6进行旋转从而使膜片9缠绕在收卷辊6上，或者，也可以将收卷设置成通过电机驱动收卷辊6进行转动从而使膜片9缠绕在收卷辊6上，等等，这种对收卷装置的具体设置类型的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

优选地，如图1所示，本实用新型的制备设备还包括过辊装置，过辊装置包括设置于辊压辊组1、3的出口端(第二出口端32)与收卷辊6之间的导向辊7，导向辊7对从辊压辊组1、3的出口端(第二出口端32)出来的膜片9进行导向并输送至收卷辊6处。

通过这样的设置，即，在辊压辊组1、3和收卷辊6之间设置导向辊7，能够对从第二出口端32出来的膜片9进行导向，并将膜片9输送到收卷辊6处进行收卷，从而防止膜片9因收卷过程中受到弯折而导致断带。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以将过辊装置设置成一个导向辊7，或者，也可以将过辊装置设置成多个导向辊7，等等，这种对过辊装置的导向辊7的具体设置数量的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。优选地，将过辊装置设置成一个导向辊。

优选地，如图1所示，本实用新型的制备设备还包括第一切边装置81，第一切边装置81设置于压延辊组1、2的出口端(第一出口端22)与辊压辊组1、3的入口端(第二入口端31)之间，第一切边装置81能够将从压延辊组的出口端(第一出口端22)输出的膜片9的边缘切除以去除存在缺陷的部分。

通过第一切边装置81的设置，便于将从第一出口端22输出的膜片9的边缘切除，以去除存在缺陷的部分，从而便于提高电极膜的质量和成品率。

优选地，如图1所示，本实用新型的制备设备还包括第二切边装置82，第二切边装置82设置于辊压辊组1、3出口端(第二出口端32)，第二切边装置82能够将从辊压辊组1、3的出口端(第二出口端32)输出的膜片9的边缘切除以使膜片9的宽度满足设计要求。

通过第二切边装置82的设置，便于将从第二出口端32输出的膜片9的边缘切除，以使所制备的膜片9的宽度满足设计要求。

需要说明的是，在实际应用中，本领域技术人员可以将第一切边装置81和第二切边装置82设置成两端具有环状切刀的导膜辊，环状切刀能够对经过导膜辊的膜片9的边缘进行切割，或者，也可以将第一切边装置81和第二切边装置82设置成两端具有支架的导膜辊，支架上的刀片能够对经过导膜辊的膜片9的边缘进行切割，等等，这种对第一切边装置81和第二切边装置82的具体设置方式的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

还需要说明的是，在实际应用中，并不限于将上述环状切刀或刀片与导膜辊相对固定，例如，还可以将上述环状切刀或刀片设置成能够沿导膜辊的长度方向移动，等等，这种对环状切刀或刀片的具体设置类型的调整和改变并不偏离本实用新型的原理和范围，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电极膜的制备设备，其特征在于，所述制备设备包括：

第一辊子，其水平设置；

第二辊子，其位于所述第一辊子的斜上方，所述第二辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线平行，所述第二辊子与所述第一辊子组成压延辊组；

第三辊子，其位于所述第一辊子的正下方，所述第三辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线平行，所述第三辊子与所述第一辊子组成辊压辊组；以及

供料装置，其内存储有用于制作电极膜的原料，所述供料装置的出料口与所述压延辊组的入口端连通；

其中，所述压延辊组能够将所述原料压延成型为膜片，所述辊压辊组的入口端与所述压延辊组的出口端连通，所述辊压辊组能够对从所述压延辊组出来的所述膜片进行辊压以使所述膜片的厚度满足设计要求。

2.根据权利要求1所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述第二辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线构成第一平面，所述第三辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线构成第二平面，所述第一平面与所述第二平面之间的夹角为50°至70°。

3.根据权利要求2所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述第一平面与所述第二平面之间的夹角为60°。

4.根据权利要求1所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述第二辊子设置成能够在所述第二辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离所述第一辊子的方向移动。

5.根据权利要求1所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述第三辊子设置成能够在所述第三辊子的中心轴线与所述第一辊子的中心轴线所构成的平面朝靠近或远离所述第一辊子的方向移动。

6.根据权利要求1所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述制备设备还包括加热装置，所述加热装置包括热油循环加热构件、第一热油循环管路、第二热油循环管路以及第三热油循环管路，所述第一热油循环管路的两端分别与所述热油循环加热构件和所述第一辊子连通，所述第二热油循环管路的两端分别与所述热油循环加热构件和所述第二辊子连通，所述第三热油循环管路的两端分别与所述热油循环加热构件和所述第三辊子连通。

7.根据权利要求1所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述制备设备还包括收卷装置，所述收卷装置包括设置于所述辊压辊组的出口端的收卷辊，所述收卷装置能够将从所述辊压辊组的出口端输出的膜片依次缠绕在所述收卷辊上。

8.根据权利要求7所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述制备设备还包括过辊装置，所述过辊装置包括设置于辊压辊组的出口端与所述收卷辊之间的导向辊，所述导向辊对从所述辊压辊组的出口端出来的膜片进行导向并输送至所述收卷辊处。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述制备设备还包括第一切边装置，所述第一切边装置设置于所述压延辊组的出口端与所述辊压辊组的入口端之间，所述第一切边装置能够将从所述压延辊组的出口端输出的所述膜片的边缘切除以去除存在缺陷的部分。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的电极膜的制备设备，其特征在于，所述制备设备还包括第二切边装置，所述第二切边装置设置于所述辊压辊组出口端，所述第二切边装置能够将从所述辊压辊组的出口端输出的所述膜片的边缘切除以使所述膜片的宽度满足设计要求。

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