CN220532071U - 涂布装置及电极极片 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种涂布装置及电极极片,涂布装置包括复合机构和第一涂布机构。复合机构用于将限位体复合于集流体的至少一个表面上,并使限位体与集流体形成有限位槽。第一涂布机构用于将补锂结构涂布于限位槽内。本实用新型提供的涂布装置中基于复合机构将集流体复合在集流体的至少一个表面上,并使限位体与集流体形成限位槽,基于第一涂布机构将补锂结构涂布于限位槽中,从而实现对补锂结构的涂布厚度的定量控制,提高了补锂结构的涂布精度。电极极片包括集流体、限位体以及补锂结构,电极极片由上述涂布装置制备形成。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域,尤其涉及一种涂布装置及电极极片。
背景技术
在锂离子电池的首次充放电过程中,电极材料与电解液在固液相界面上会发生反应形成一层覆盖于电极材料表面的SEI膜(solidelectrolyteinterface,固体电解质界面)。SEI膜的形成会消耗锂离子电池中的活性锂,导致锂离子电池的容量和能量密度降低。
现有的涂布装置直接将补锂结构涂布在集流体上,补锂结构的涂布厚度不够精确。在补锂结构的涂布厚度较小时,补充的锂离子不能满足形成SEI膜所消耗的锂离子;在补锂结构的涂布厚度较大时,多余的锂离子在锂离子电池循环充放电时容易析出形成锂枝晶,析出的锂枝晶容易刺破隔膜导致锂离子电池发生短路,甚至起火爆炸。
实用新型内容
本实用新型提供了一种涂布装置及电极极片,以解决现有的涂布装置涂布补锂结构时的厚度不够精确的问题。
第一方面,本实用新型提供了一种涂布装置,所述涂布装置包括复合机构以及第一涂布机构。所述复合机构用于将限位体复合于集流体的至少一个表面上,并使所述限位体与所述集流体形成限位槽。所述第一涂布机构用于将补锂结构涂布于所述限位槽内。本实用新型提供的涂布装置中基于复合机构将集流体复合在集流体的至少一个表面上,并使限位体与集流体形成限位槽,基于第一涂布机构将补锂结构涂布于限位槽中,从而实现对补锂结构的涂布厚度的定量控制,提高了补锂结构的涂布精度。
第二方面,本实用新型提供了一种电极极片,所述电极极片包括集流体、限位体以及补锂结构,所述电极极片由上述涂布装置制备形成。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的涂布装置的结构示意图。
图2是本实用新型实施例提供的电极极片的俯视图。
图3是本实用新型实施例提供的电极极片的剖面图。
图4是本实用新型实施例提供的取平机构的结构示意图。
图5是本实用新型在一些实施例提供的涂布装置的结构示意图。
图6是本实用新型实施例提供的张力机构的结构示意图。
主要附图标记说明:涂布装置1000;挤出机构10;萃取机构20;萃取槽21;萃取液211;输送辊22;复合机构30;热压结构31;支撑结构32;张力机构34;张力组件340;张力辊341;张力辊支撑结构3411;压力调节结构3412;支撑辊342;第一涂布机构41;取平机构42;背辊421;背带422;环形槽423;第二涂布机构43;烘干机构50;收卷机构60;电极极片70;集流体71;极耳区711;活性材料区712;限位体72;限位槽721;纤维段722;补锂结构73;敷料结构74;保护层75。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本实用新型。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型中的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。
在本文中提及“实施例”或“实施方式”意味着,结合实施例或实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本实用新型的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语仅是为了描述特定实施例,并非要限制本实用新型。本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而非用于描述特定顺序。在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合,并且包括这些组合。
电池形成SEI膜之后,在电池循环充放电时,电池中的锂离子的消耗速率会大大降低。在对电池进行补锂时,涂布的补锂结构的锂含量满足形成SEI膜消耗的锂和循环充放电消耗的锂即可。由于补锂材料的锂的含量比例较高,因此电池补锂时在电极极片上补锂结构的涂布量很少。另外,补锂结构需要在电极极片上均匀涂布,因此补锂结构的涂布厚度较小。在传统的补锂工艺中,通过涂布机构将补锂结构直接涂布在集流体上。在传统的补锂工艺中,由于集流体自身的厚度误差,以及集流体在输送的过程发生振动,集流体的面密度常常会发生波动,且集流体的面密度波动大于补锂结构的涂布面密度,导致涂布机构难以对补锂结构的涂布厚度进行定量控制。在补锂结构的涂布厚度较小时,补锂结构释放的锂离子不能满足形成SEI膜所消耗的锂离子,导致电池的容量和能量密度下降。在补锂结构的涂布厚度较大时,补锂结构在电池中释放过多的锂离子,多余的锂离子在电池循环充放电时容易析出形成锂枝晶,析出的锂枝晶容易刺破隔膜导致锂离子电池发生短路,甚至起火爆炸,另外还会导致补锂结构的浪费,增加电池的生产成本。
请一并参阅图1、图2、图3,图1是本实用新型实施例提供的涂布装置1000的结构示意图;图2是本实用新型实施例提供的电极极片70的俯视图;图3是本实用新型实施例提供的电极极片70的剖面图。电极极片70由本实用新型中任一实施例提供的涂布装置1000制备形成。电极极片70包括集流体71、限位体72以及补锂结构73。限位体72设置于集流体71的至少一个表面上。限位体72与集流体71形成有限位槽721。补锂结构73填充于限位槽721内,并形成补锂层。补锂结构73远离集流体71的一侧与限位体72远离集流体71的一侧平齐。其中,通过控制限位体72的厚度可以实现对补锂结构73的涂布厚度的控制。补锂结构73包括锂源、活性材料、溶剂以及联结剂。溶剂用于使锂源和活性材料之间均匀混合。联结剂用于将活性材料和锂源联结在一起。在电池进行充放电时,锂源会消融释放出锂离子,补锂结构73在对应锂源的位置处形成空隙,这些空隙可以增大电极材料与集流体71之间的导电面积,减少电极材料与集流体71之间的电阻,提高电池的充放电性能和使用寿命。其中,补锂结构73可以包括氮包覆的补锂结构(即氮包覆的锂源),以减缓补锂结构73的溶解速度,以及提高锂源颗粒的粒径,提高孔隙率,进一步提高电池的充放电性能和使用寿命。其中,补锂结构73可以现有的补锂结构,补锂结构73中的锂源、活性材料、溶剂以及粘结剂可以为本领域技术人员熟知的材料,本实用新型中不作具体限定。
请参阅图1,涂布装置1000包括复合机构30和第一涂布机构41。复合机构30用于将限位体72复合于集流体71的至少一个表面上,并使限位体72与集流体71围合形成限位槽721。第一涂布机构41用于将补锂结构73涂布于限位槽721内以形成补锂层。第一涂布机构41的涂布头距离限位体72之间的距离可以根据实际需要进行具体设置,本实用新型中不作具体限定。例如,涂布头可以与限位体72接触设置,或者,涂布头可与限位体72间隔预设距离设置。如此,本实施例中的涂布装置1000可以基于复合机构30将集流体71和限位体72复合在一起,并通过第一涂布机构41将补锂结构73涂布在限位槽721内,使得补锂结构73的涂布厚度与限位体72的厚度相同,从而实现对补锂结构73的涂布厚度的定量控制,提高了补锂结构73的涂布精度。需要说明的是,本实施例中仅示出了涂布装置1000将限位体72设置于集流体71一个表面上,在一些实施例中,涂布装置1000还可以在集流体71的两个表面上分别复合限位体72。例如,涂布装置1000中可以包括在集流体71的输送路径上设置的两个复合机构30和两个第一涂布机构41,两个复合机构30分别在集流体71的两个表面上复合限位体72,两个第一涂布机构41分别在集流体71的两个表面上涂布补锂结构73。又例如,涂布装置1000可以设置为两个,两个涂布装置1000分别对集流体71的两个表面复合限位体72及涂布补锂结构73。
请一并参阅图1和图4,涂布装置1000还包括在集流体71的输送路径上设置于第一涂布机构41下游的取平机构42。涂布装置1000在输送集流体71时,集流体71先经过第一涂布机构41后经过取平机构42。其中,集流体71的输送路径为集流体71在涂布装置1000中的运行路径。集流体71的输送路径和限位体72的输送路径在经过复合机构30之前为相互独立的路径,在经过复合机构30之后,集流体71和限位体72复合在一起,集流体71的输送路径和限位体72的输送路径为同一路径。
取平机构42用于与限位体72背离集流体71一侧的表面接触设置。取平机构42用于使补锂层远离集流体71的一侧与限位体72远离集流体71的一侧平齐。在集流体71沿输送路径向前输送时,凸出于限位槽721之外的补锂结构73被取平机构42刮走,保留填充在限位槽721内的补锂结构73,从而使补锂结构73的涂布厚度与限位体72的厚度一致,进而实现对补锂结构73涂布厚度进行定量控制。取平机构42可以构造为刮板,刮板与限位体72接触设置。涂布装置1000还包括背辊421,背辊421设置于第一涂布机构41在集流体71的输送路径的下游。背辊421对应取平机构42的位置设置。背辊421和取平机构42用于对集流体71和限位体72进行夹持。背辊421用于对集流体71进行支撑,取平机构42用于将集流体71抵压在背辊421上。在一些实施例中,取平机构42还可以构造为压辊,压辊与背辊421夹持集流体71和限位体72,压辊和背辊421之间的间隙大小与集流体71和限位体72的厚度相对应。在集流体71和限位体72沿输送路径向前输送时,凸出于限位槽721之外的补锂结构73被压辊挤走。
在一些实施例中,涂布装置1000还包括套设于背辊421上的背带422。集流体71包括极耳区711和活性材料区712。极耳区711和活性材料区712并排设置,且沿集流体71的输送方向延伸设置。限位体72和补锂结构73均设置于活性材料区712。极耳区711构造为电极极片70的极耳。背带422上开设有环形槽423。环形槽423对应集流体71的活性材料区712设置。环形槽423沿背辊421轴向方向的长度与活性材料区712沿背辊421轴向方向的长度相对应。环形槽423沿背辊421的径向方向的深度可以与限位体72的厚度相对应。环形槽423用于平衡极耳区711与活性材料区712之间的厚度差,降低取平机构42在刮除多余的补锂结构73时,极耳区711出现起皱、变形、撕裂等问题。在一些实施例中,背带422可以构造为不沾锂结构,以避免含锂结构粘结于背带422上,使背带422上形成凸起,导致集流体71被背带422上的凸起刺伤或刺破。
涂布装置1000还包括在限位体72的输送路径上设置于复合机构30上游的配置组件,配置组件用于形成限位体72和/或输送限位体72至复合机构30。示例性地,配置组件可以配置为挤出机构10。挤出机构10用于挤出形成限位体72。挤出机构10可以挤出呈丝状或呈片状的限位体72。限位槽721可以构造为条形槽、网状槽等。挤出机构10可以配置为静电纺丝机、拉丝机等。示例性地,限位体72可以配置为丝状结构。挤出机构10还用于对限位体72的直径或厚度进行控制,从而对限位体72与集流体71复合之后形成的限位槽721的深度进行控制,进而控制补锂结构73的涂布厚度。
在一些实施例中,挤出机构10还用于挤出呈丝状的多个纤维段722,多个纤维段722之间呈平行排布设置和/或交错排布设置。例如,多个纤维段722之间可以呈平行排布设置,且多个纤维段722沿集流体71的输送方向排布延伸。又例如,多个纤维段722中可以至少两个纤维段722的延伸方向呈夹角设置。又例如,多个纤维段722可以在集流体71上呈交错设置,以形成网状的限位槽721。多个纤维段722之间交错设置可以提高限位体72整体的结构强度,避免限位体72在取平机构42的刮取下发生变形,导致限位体72和补锂结构73与集流体71之间出现分离的问题。其中,限位槽721的形状可以为三角形、矩形、菱形、六边形、规则多边形或不规则多边形、异形等等。又例如,多个纤维段722中,一部分纤维段722的延伸方向平行于集流体71的输送方向排布设置,另一部分纤维段722的延伸方向垂直于集流体71的输送方向排布设置,多个纤维段722与集流体71之间围合形成棋盘状分布的多个限位槽721。在一些实施例中,多个纤维段722中可以一部分纤维段722之间在集流体71上呈平行设置,另一部分纤维段722之间在集流体71上呈交错设置。
其中,挤出机构10挤出的纤维段722的线数范围可以为80线/英寸/英寸-150线/英寸。纤维段722的线数可以是单位英寸长度范围内纤维段722的数量。例如,纤维段722的线数可以为但不限于80线/英寸、90线/英寸、100线/英寸、110线/英寸、120线/英寸、130线/英寸、140线/英寸、150线/英寸等等。纤维段722的直径范围与限位体72的厚度范围相同。挤出机构10挤出的多个纤维段722中,相邻的两个纤维段722之间的间距范围为20um-500um。例如,相邻的两个纤维段722之间的间距范围可以为但不限于20um、30um、50um、100um、200um、300um、400um、500um等等。
在一些实施例中,挤出机构10还用于挤出呈片状的限位体72。片状的限位体72上开设通孔,限位体72与集流体71在对应通孔的位置形成限位槽721。其中,通孔的形状可以构造为,但不限于圆形、椭圆形、三角形、矩形、菱形、六边形、规则多边形或不规则多边形、异形等等。多个通孔之间的形状可以相同或不同。通孔的直径范围可以为20um-500um。例如,通孔的直径范围可以为但不限于20um、30um、50um、100um、200um、300um、400um、500um等等。在一些实施例中,涂布装置1000还包括开孔机构,开孔机构用于在片状的限位体72上开设通孔。其中,开孔机构可以与挤出机构10一体设置,即挤出机构10用于挤出开设有通孔的片状的限位体72。开孔机构还可以与挤出机构10相互独立设置,开孔机构可以沿限位体72的输送路径上设置于挤出机构10的下游,例如,开孔机构可以设置于挤出机构10和复合机构30之间。
在一些实施例中,配置组件还可以配置为输送机构,输送机构用于将限位体72输送至复合机构30。示例性地,限位体72还可以预先制成,涂布装置1000还包括在限位体72的输送路径上设置于复合机构30上游的限位体绕卷,输送机构用于将限位体绕卷上的限位体进行放卷,并输送至复合机构30。
在一些实施例中,配合组件可以包括挤出机构10和输送机构,输送结构用于将挤出机构10挤出的限位体72输送至复合机构30。其中,挤出机构10和输送机构可以设置在同一设备中,或者,挤出机构10和输送机构之间可以相互独立设置。
在一些实施例中,涂布装置1000还包括在限位体72的输送路径上设置于挤出机构10和复合机构30之间的萃取机构20和多个输送辊22。限位体72缠绕设置在多个输送辊22之间。多个输送辊22用于将经过预处理后的限位体72输送至萃取机构20。萃取机构20中存储有用于浸润经过预处理后的限位体72的萃取液211。萃取机构20中设置有萃取槽21,萃取液211容置于萃取槽21中。输送辊22用于将预处理后的限位体72浸润于萃取液211中,并将浸润后的限位体72输送至复合机构30。其中,限位体72经过预处理之后,限位体72中包含能够溶解于萃取液211中的可溶性溶质。在限位体72浸润于萃取液211中时,限位体72中的可溶性溶质溶解于萃取液211中,并在限位体72上形成孔隙。如此,萃取机构20可以将限位体72构造为多孔结构,限位体72配置为多孔纤维。其中,将限位体72配置为多孔纤维,一方面,在涂布补锂结构73时,补锂结构73可以填充在多孔纤维的孔隙中,以提高补锂结构73与限位体72的结合强度,从而取平机构42在刮去多余的补锂结构73时,补锂结构73不容易从限位槽721中脱出,进而提高补锂结构73在集流体71上的涂布均匀性;另一方面,多孔纤维具有良好的吸液和保液能力,补锂结构73涂覆于限位体72上时,多孔纤维可以减少补锂结构73的流动,以减少或避免补锂结构73扩散至限位体72外,使补锂结构73更好地收容在限位槽721内,提高集流体71上补锂结构73的厚度均一性;再一方面,补锂结构73填充于多孔纤维的孔隙中之后,还可以提高补锂结构73的表面积,使电池中的电解液可以充分浸润补锂结构73,以提高补锂结构73的导电性能,从而提高电池的充放电性能。限位体72的孔隙率可以为40%-80%,例如,孔隙率可以为40%、50%、60%、70%、80%等等。进一步地,限位体72的孔隙率可以为60%-80%,例如可以为60%、70%、80%等等。
其中,限位体72可以配置为高分子纤维,高分子纤维可以由,但不限于聚丙烯(polypropylene,PP)、聚乙烯(polyethylene,PE)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate,PET)、聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)、聚乙二醇(Polyethylene glycol,PEO)、聚丙烯腈(Polyacrylonitrile,PAN)、聚四氟乙烯(Polytetrafluoro-Ethylene,PTFE)、芳纶、聚酰亚胺(Polyimide,PI)、聚酰胺(Polyamide,PA)、聚酯、天然纤维等中的一种或多种材料的组合制成。
在一些实施例中,挤出机构10还用于对限位体72进行预处理。例如,挤出机构10可以用于在挤出的限位体72前,将限位体72的原料和可溶性溶质进行混合,以挤出掺杂有可溶性溶质的限位体72。其中,限位体72的原料可以配置为高分子聚合物,可溶性溶质可以配置为塑形剂,一方面,塑形剂可以对高分子聚合物进行塑形,以方便挤出机构10挤出生成限位体72;另一方面,塑形剂可以溶解在萃取液211中,使限位体72中形成孔隙。在一些实施例中,限位体72的原料和可溶性溶质还可以配置为其他合适的结构,例如,可溶性溶质还可以配置为可挥发物质,在掺杂有可溶性溶质的限位体72输送至复合机构30时,可溶性溶质可以挥发至空气中,或者,可溶性溶质可以在复合机构30的加热下挥发,从而在限位体72中形成空隙。
在一些实施例中,萃取机构20中设置有用于对萃取液211进行加热的加热结构,以提高限位体72和萃取液211之间的反应速率,提高萃取效率。在一些实施例中,输送辊22可以设置为多个,限位体72绕设在多个输送辊22之间,以增大浸润于萃取液211中的限位体72的长度,从而更充分地对限位体72中的可溶性溶质进行萃取。例如,输送辊22的数量可以设置为三个、四个、五个等。其中,输送辊22的数量以及限位体72在多个输送辊22上的具体绕设方式可以根据实际需要进行具体确定,本实用新型中不作具体限定。
复合机构30包括热压结构31和支撑结构32。热压结构31和支撑结构32之间夹持有集流体71和限位体72。集流体71可以位于限位体72靠近热压结构31的一侧。支撑结构32用于支撑限位体72与集流体71。热压结构31用于对集流体71进行加热,并用于将集流体71和限位体72热压复合在一起。其中,限位体72与被加热后集流体71接触后,限位体72受热熔接在集流体71上。
在一些实施例中,限位体72和集流体71还可以通过粘接的方式固定连接在一起,例如通过PVDF、NMP(n-methylpyrrolidone,N-甲基吡咯烷酮)等粘结剂进行粘接。复合机构30还可以包括用于对集流体71和/或限位体72涂覆粘结剂的涂胶机构。热压结构31和支撑结构32用于将集流体71和限位体72压合在一起。在一些实施例中,热压结构31还可以对集流体71进行加热,以加速粘结剂的干燥,使集流体71和限位体72快速复合在一起。在一些实施例中,挤出机构10在对限位体72进行预处理时,可以将粘结剂与限位体72混合或将粘结剂设置于限位体72的外表面。
在一些实施例中,涂布装置1000还包括在集流体71的输送路径上设置于复合机构30和第一涂布机构41之间的厚度检测机构。厚度检测机构用于检测限位体72的厚度,以进一步控制补锂结构73的涂布厚度,提高补锂结构73在集流体71上的涂布均匀性。
涂布装置1000还包括在集流体71的输送路径上设置于第一涂布机构41下游的第二涂布机构43。第二涂布机构43用于将敷料结构74涂布于补锂结构73和限位体72远离集流体71的一侧,以形成敷料层。敷料层覆盖补锂结构73和限位体72。示例性地,敷料结构74可以为正极材料。限位体72可以提高敷料结构74与补锂结构73的连接强度,使敷料结构74与补锂结构73之间紧密连接。敷料结构74可以部分填充于限位体72背离集流体71一侧的孔隙中,从而提高敷料结构74与限位体72的连接强度,避免敷料结构74与限位体72或补锂结构73出现分离的问题。
在传统的生产工艺中,集流体上涂布补锂结构之后,电极极片需要进行烘干工序和收卷工序,使补锂结构固化,并将电极极片收卷在一起,然后再进行放卷工序和敷料结构涂布工序,以将敷料结构涂布在补锂结构远离集流体的一侧。在本实施例中,涂布装置1000通过复合机构30将集流体71和限位体72复合在一起,补锂结构73填充于限位槽721内,敷料结构74涂布于限位体72远离集流体71的一侧,可以优化电极极片70的生产工艺,通过限位体72对于补锂结构73的限位作用,可以在第一涂布机构41涂布完补锂结构73之后即进行敷料结构74的涂布工序,从而省略了补锂结构73涂布工序和敷料结构74涂布工序之间的收卷工序、烘干工序及放卷工序,进而提高电极极片70的生产效率,减少电极极片70的生产成本。本实施例中,第一涂布机构41和第二涂布机构43可以集成在一台设备中,从而减小涂布装置1000的整体尺寸,减少涂布装置1000的占地空间,减少涂布装置1000的生产和维护成本。在一些实施例中,第一涂布机构41、取平机构42、第二涂布机构43可以集成为一个设备,从而进一步减小涂布装置1000的整体尺寸,减小涂布装置1000的占地空间。
请一并参阅图5和图6,在一些实施例中,涂布装置1000还包括设置在集流体71的输送路径上设置于复合机构30和第一涂布机构41之间的张力机构34。张力机构34包括设置于集流体71宽度方向的两侧两个张力组件340。两个张力组件340的连线与集流体71的输送方向垂直。其中,集流体71的宽度度方向与集流体71的输送路径的延伸方向垂直。两个张力组件340用于对集流体71和限位体72施加沿集流体71的宽度方向相背的拉力,从而提高集流体71的平整度,使集流体71和限位体72复合后的版型更好,降低集流体71在输送时的面密度波动,使第一涂布机构41可以更好地将补锂结构73涂布于限位槽721内,提高补锂结构73涂布均匀性。
每个张力组件340包括至少两个张力辊341,集流体71夹设在至少两个张力辊341之间。张力辊341的延伸方向与集流体71的输送方向呈夹角设置。同一张力组件340中的两个张力辊341的转动方向相反,从而对集流体71产生向外的拉力,使集流体71保持张紧。张力辊341的延伸方向与集流体71的输送方向成夹角设置,还可以使张力辊341对集流体71产生沿输送方向向前的拉力,使集流体71保持向前输送。其中,每个张力组件340中的张力辊341可以设置为偶数个,多个张力辊341两两成对,集流体71夹设在每对张力辊341之间。示例性地,张力辊341的数量可以设置为2个、4个、8个等等。
在一些实施例中,张力机构34可以设置为多个,多个张力机构34沿集流体71的输送方向间隔排布设置。多个张力机构34可以分别对集流体71施加拉力,从而进一步提高集流体71的平整度,降低集流体71在输送时的面密度波动。
张力机构34还包括张力辊支撑结构3411和压力调节结构3412。张力辊支撑结构3411用于对张力辊341进行支撑,以定位张力辊341。张力辊支撑结构3411还用于调节张力辊341的延伸方向与集流体71的输送方向的夹角大小。示例性地,张力辊支撑结构3411与张力辊341之间连接有万向节。压力调节结构3412用于调节同一张力组件340中的两个张力辊341之间的间隙大小,以调节两个张力辊341对于集流体71的夹持压力。其中,通过控制张力辊341对于集流体71的夹持压力和张力辊341的延伸方向与集流体71的输送方向的夹角大小,可以控制张力辊341对集流体71施加的沿垂直于输送方向的拉力的大小,所述夹持压力和夹角大小可以根据实际需要进行具体设置,本实用新型中不作具体限定,例如,所述夹持压力可以小于集流体71可承受的最大拉力,以避免集流体71断裂或限位体72与集流体71出现分离。
张力辊341可以构造为圆柱体结构。张力辊341可以配置为不锈钢辊、硬树脂辊、橡胶辊、硅胶辊等中的一种。张力辊341的端部可以设置有倒角结构,以避免对集流体71造成损伤。倒角结构可以构造为直倒角或圆倒角。倒角结构的尺寸可以为0.1mm-1mm。张力辊341的直径可以为50mm-150mm,以便于张力辊341对集流体71产生足够的拉力。其中,在相同的功率下,张力辊341的直径越小,张力辊341作用于集流体71的作用力臂就越短,张力辊341对集流体71的作用力就越大,从而张力辊341可以对集流体71施加更大的拉力,进一步提高集流体71的平整度。
在一些实施例中,涂布装置1000还包括在集流体71的输送路径上设置于张力机构34和第一涂布机构41之间的支撑辊342。支撑辊342的直径大于张力辊341的直径,以减小集流体71的弯曲程度,减小集流体71发生断裂的风险。支撑辊342的直径与张力辊341的直径的比值范围为1-5。示例性地,支撑辊342的直径与张力辊341的直径的比值可以为1、2、3、4、5等。进一步地,支撑辊342的直径与张力辊341的直径的比值可以为1-2。其中,支撑辊342可以配置为不锈钢辊、硬树脂辊、橡胶辊、硅胶辊等中的一种。在一些实施例中,支撑辊342的轴向表面上设置有镀层,以增加支撑辊342的耐磨性能,提高支撑辊342的使用寿命。
在一些实施例中,涂布装置1000还包括在集流体71的输送路径上依次设置于第二涂布机构43下游的烘干机构50和收卷机构60。烘干机构50用于对电极极片70进行烘干,使补锂结构73和敷料结构74干燥。收卷机构60用于对烘干之后的电极极片70进行收卷。
在一些实施例中,电极极片70还包括凸设于集流体71上的保护层75。保护层75用于在电极极片70进行卷绕或堆叠时,避免电极极片70与其他极片发生短路。保护层75可以配置为绝缘陶瓷。涂布装置1000还包括在集流体71的输送路径上设置于第二涂布机构43或烘干机构50下游的第三涂布机构。第三涂布机构用于将保护层75涂布于集流体71上。
在上述实施例中,对各个实施例的描述都各有侧重,某个实施例中没有详述的部分,可以参见其它实施例的相关描述。
以上,仅为本实用新型的具体实施方式,但本实用新型的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此,本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (17)
1.一种涂布装置,其特征在于,包括:
复合机构,用于将限位体复合于集流体的至少一个表面上,并使所述限位体与所述集流体形成有限位槽;以及
第一涂布机构,用于将补锂结构涂布于所述限位槽内以形成补锂层。
2.根据权利要求1所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述集流体的输送路径上设置于所述第一涂布机构下游的取平机构,所述取平机构用于使所述补锂层远离所述集流体的一侧与所述限位体远离所述集流体的一侧平齐。
3.根据权利要求1所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置包括在所述限位体的输送路径上设置于所述复合机构上游的配置组件,所述配置组件用于形成所述限位体和/或输送所述限位体至所述复合机构。
4.根据权利要求3所述的涂布装置,其特征在于,所述配置组件配置为挤出机构,所述挤出机构用于挤出形成所述限位体。
5.根据权利要求4所述的涂布装置,其特征在于,所述挤出机构还用于挤出呈丝状的多个纤维段,多个所述纤维段呈平行排布设置和/或交错排布设置。
6.根据权利要求4所述的涂布装置,其特征在于,所述挤出机构还用于挤出呈片状的所述限位体。
7.根据权利要求4所述的涂布装置,其特征在于,所述挤出机构还用于挤出掺杂有可溶性溶质的所述限位体。
8.根据权利要求7所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述限位体的输送路径上设置于所述挤出机构与所述复合机构之间的萃取机构,所述萃取机构中存储有用于浸润所述限位体的萃取液。
9.根据权利要求8所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述限位体的输送路径上设置于所述挤出机构与所述复合机构之间的多个输送辊,所述限位体绕设在多个所述输送辊之间,多个所述输送辊用于将所述限位体输送至所述萃取机构,并用于将浸润后的所述限位体输送至所述复合机构。
10.根据权利要求1所述的涂布装置,其特征在于,所述复合机构包括热压结构和支撑结构,所述支撑结构用于支撑所述集流体和所述限位体,所述热压结构用于将所述集流体和所述限位体热压复合在一起。
11.根据权利要求1所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述集流体的输送路径上设置于所述第一涂布机构下游的第二涂布机构,所述第二涂布机构用于将敷料结构涂布于所述补锂结构和所述限位体远离所述集流体的一侧,以形成敷料层,所述敷料层覆盖所述补锂结构和所述限位体。
12.根据权利要求1所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述集流体的输送路径上设置于所述复合机构和所述第一涂布机构之间的张力机构,所述张力机构包括设置于所述集流体宽度方向的相对两侧的两个张力组件,两个所述张力组件用于对所述集流体施加沿所述集流体的宽度方向相背的拉力。
13.根据权利要求12所述的涂布装置,其特征在于,每个所述张力组件至少包括两个张力辊,所述集流体夹设在至少两个所述张力辊之间。
14.根据权利要求13所述的涂布装置,其特征在于,所述张力辊的延伸方向与所述集流体的输送方向呈夹角设置。
15.根据权利要求13所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述集流体的输送路径上设置于所述张力机构和所述第一涂布机构之间的支撑辊,所述支撑辊的直径与所述张力辊的直径的比值范围为1-5。
16.根据权利要求1所述的涂布装置,其特征在于,所述涂布装置还包括在所述集流体的输送路径上设置于所述复合机构和所述第一涂布机构之间的厚度检测机构,所述厚度检测机构用于检测所述限位体的厚度。
17.一种电极极片,其特征在于,所述电极极片包括集流体、限位体以及补锂结构,所述电极极片由如权利要求1-16任意一项所述的涂布装置制备形成。
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