一种锂离子电池膜电极涂敷装置及方法 |
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申请号 | CN202410418193.6 | 申请日 | 2024-04-09 | 公开(公告)号 | CN118002423A | 公开(公告)日 | 2024-05-10 |
申请人 | 安徽衡川新能源材料科技有限公司; | 发明人 | 张超; 刘菲; 叶小宝; 吴泰铭; | ||||
摘要 | 本 发明 公开了一种 锂离子 电池 膜 电极 涂敷装置及方法,涉及电池技术领域,涂敷装置包括绕卷有电极膜的放卷辊,还包括与放卷辊沿竖直方向呈对称布设的收卷辊;所述放卷辊与收卷辊之间沿 水 平方向呈对称布设第一烘干模 块 与第二烘干模块,第一烘干模块与第二烘干模块用于 对电极 膜上涂覆的电极涂料进行烘干 固化 处理;所述第一烘干模块一侧设置涂覆机构,涂覆机构用于将电极涂料涂覆在电极膜的正反两面;第二烘干模块对电极膜的另一侧涂覆面进行烘干固化,最后绕卷于收卷辊上,本发明通过涂覆机构可以对电极膜进行双面涂覆,且双面固化完成后直接绕卷于收卷辊上即可,相较于 现有技术 中的单面涂覆方式,可以有效提高涂覆效率,且 稳定性 更高。 | ||||||
权利要求 | 1.一种锂离子电池膜电极涂敷装置,其特征在于,包括绕卷有电极膜(1)的放卷辊(101),还包括与放卷辊(101)沿竖直方向呈对称布设的收卷辊(102); |
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说明书全文 | 一种锂离子电池膜电极涂敷装置及方法技术领域背景技术[0002] 锂离子电池膜电极涂敷装置是一种用于在锂离子电池制造过程中,将电极材料(如正极或负极材料)均匀涂覆在隔膜或其他基材上的设备。这个装置通常基于涂布工艺,该工艺基于对流体物性的研究,将一层或多层液体涂覆在基材上,基材通常为柔性的薄膜或衬纸。涂覆的液体涂层随后经过干燥或固化过程,形成具有特定功能的膜层。 [0003] 锂离子电池极片涂布的特点之一便是双面单层涂布,这意味着在制造过程中,电极材料需要均匀地涂覆在隔膜或其他基材的正反两面。这种双面涂布的方式有助于提升电池的性能和安全性,确保电池能够稳定、高效地工作。 [0004] 现有技术中,为了避免电极涂料黏附在输送辊上,电极膜在涂覆时通常采用单面涂覆的方式,一面涂覆完成后进行烘干固化并收卷至收卷辊上,而后反转收卷辊再次将电极膜输出进行涂覆,过程较为繁琐。 发明内容[0005] 本发明的目的在于提供一种锂离子电池膜电极涂敷装置及方法,解决以下技术问题:电极膜在涂覆时通常采用单面涂覆的方式,一面涂覆完成后进行烘干固化并收卷 至收卷辊上,而后反转收卷辊再次将电极膜输出进行涂覆,过程较为繁琐。 [0006] 本发明的目的可以通过以下技术方案实现:一种锂离子电池膜电极涂敷装置,包括绕卷有电极膜的放卷辊,还包括与放卷辊 沿竖直方向呈对称布设的收卷辊; 所述放卷辊与收卷辊之间沿水平方向呈对称布设第一烘干模块与第二烘干模块, 第一烘干模块与第二烘干模块用于对电极膜上涂覆的电极涂料进行烘干固化处理; 所述第一烘干模块一侧设置涂覆机构,涂覆机构用于将电极涂料涂覆在电极膜的 正反两面。 [0008] 优选的,所述烘干筒中呈对称滑动布设限位环,两组限位环相靠近的一侧呈周向阵列转动布设若干组导轮;其中,两组所述限位环与调节模块连接,以用于调节两组限位环的间距。 [0009] 优选的,所述送风机构包括布设于烘干筒中的第一风筒,第一风筒两侧滑动插接布设第二风筒,第一风筒的筒壁上呈周向阵列开设若干组第一风槽,第二风筒上开设有与第一风槽一一对应的第二风槽;其中,所述第二风筒外侧还设有第一风管,限位环中固定布设定位盘,定位盘转动布设于第一风管上,第一风管另一端与第二风管连接,第二风管连接热风机。 [0010] 优选的,所述第一风管内壁呈周向阵列开设若干组第一卡槽,第二风管朝向第一风管的一端固定布设第三风管,第三风管滑动插接于第一风管中;其中,所述第三风管上固定布设有与第一卡槽滑动卡合的第一卡座。 [0011] 优选的,所述烘干筒两侧呈对称布设齿环,齿环中心端固定布设限位盘,限位盘固定布设于第二风管上;其中,两侧所述限位环相远离的一侧呈周向阵列转动布设若干组与导轮固定的伸 缩杆,伸缩杆另一端滑动插接于套筒中,套筒内壁呈周向阵列开设若干组第二卡槽,伸缩杆上相应固定布设有与第二卡槽滑动卡接的第二卡座,套筒远离伸缩杆的一端固定布设有与齿环啮合的齿轮。 [0012] 优选的,所述第一风筒内壁呈周向阵列开设若干组第三卡槽,第二风筒上相应固定布设有与第三卡槽滑动卡合的第三卡座。 [0013] 优选的,所述进料口两侧呈对称滑动布设密封板,两侧密封板相靠近的一端与限位环固定;其中,所述密封板上呈对称布设上导向柱与下导向柱。 [0014] 优选的,所述涂覆机构包括布设于电极膜两侧的上涂覆箱体与下涂覆箱体,上涂覆箱体中呈阵列时布设若干组第一涂覆辊,下涂覆箱体中呈阵列时布设若干组第二涂覆辊,电极膜于第一涂覆辊与第二涂覆辊之间传输。 [0015] 一种锂离子电池膜电极涂敷装置的涂覆方法,包括如下步骤:电极膜由放卷辊输出; 涂覆机构将电极涂料涂覆在电极膜的正反两面; 第一烘干模块对电极膜的一侧涂覆面进行烘干固化,而后输入至第二烘干模块; 第二烘干模块对电极膜的另一侧涂覆面进行烘干固化; 将双面烘干固化后的电极膜绕卷于收卷辊上。 [0016] 本发明的有益效果:本发明中,电极膜由放卷辊输出后首先通过涂覆机构将电极涂料涂覆在电极膜的 正反两面,其次电极膜输入至第一烘干模块,并通过第一烘干模块对电极膜的一侧涂覆面进行烘干固化,而后电极膜输入至第二烘干模块,通过第二烘干模块对电极膜的另一侧涂覆面进行烘干固化,最后绕卷于收卷辊上,本发明通过涂覆机构可以对电极膜进行双面涂覆,且双面固化完成后直接绕卷于收卷辊上即可,相较于现有技术中的单面涂覆方式,可以有效提高涂覆效率,且稳定性更高; 本发明通过设置圆柱状的烘干筒,一方面可以提高保温效果,避免热量散失过快,另一方面可以延长电极膜于烘干筒中的输送时间,提高烘干固化效率,相较于现有技术中的直线型烘干机构,本发明的烘干筒占用空间更小。 附图说明 [0017] 下面结合附图对本发明作进一步的说明。 [0018] 图1是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置的结构示意图;图2是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中烘干筒的结构示意图; 图3是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中电极膜输送的结构示意图; 图4是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中风筒的结构示意图; 图5是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中限位环的结构示意图; 图6是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中导轮的结构示意图; 图7是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中涂覆机构的结构示意图; 图8是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中风槽的结构示意图; 图9是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中齿轮的结构示意图; 图10是本发明一种锂离子电池膜电极涂敷装置中风管的结构示意图。 [0019] 图中:1、电极膜;2、储料箱;3、第一烘干模块;4、第二烘干模块;5、第一风筒;6、限位环;101、放卷辊;102、收卷辊;103、第一导辊;104、第二导辊;201、输液管;202、第一电机;203、第二电机;204、上涂覆箱体;205、下涂覆箱体;206、排料口;207、导轮板;208、刮板; 209、排料间隙;210、第一涂覆辊;211、第二涂覆辊;301、进料口;302、密封板;303、上导向柱;304、下导向柱;305、第二风管;306、烘干筒;401、支撑架;402、螺杆;403、螺母;404、推杆;405、底座;501、第一风槽;502、第二风筒;503、第二风槽;504、第三卡槽;505、第三卡座; 601、导轮;602、定位盘;603、齿环;604、齿轮;605、套筒;606、伸缩杆;607、第二卡座;608、限位盘;609、第一风管;610、第三风管;611、第一卡座;612、第二卡槽;613、第一卡槽。 具体实施方式[0020] 下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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它实施例,都属于本发明保护的范围。实施例1 [0021] 请参阅图1所示,本发明为一种锂离子电池膜电极涂敷装置,包括绕卷有电极膜1的放卷辊101,还包括与放卷辊101沿竖直方向呈对称布设的收卷辊102;具体的,放卷辊101与收卷辊102均与伺服电机连接,以用于将放卷辊101上输出的电极膜1传输至收卷辊102上;放卷辊101与收卷辊102之间沿水平方向呈对称布设第一烘干模块3与第二烘干模 块4,第一烘干模块3与第二烘干模块4用于对电极膜1上涂覆的电极涂料进行烘干固化处理;本实施例中,第一烘干模块3与第二烘干模块4结构相同; 第一烘干模块3一侧设置涂覆机构,涂覆机构用于将电极涂料涂覆在电极膜1的正 反两面上; 可以说明的是,电极膜1由放卷辊101输出后首先通过涂覆机构将电极涂料涂覆在 电极膜1的正反两面,其次电极膜1输入至第一烘干模块3,并通过第一烘干模块3对电极膜1的一侧涂覆面进行烘干固化,而后电极膜1输入至第二烘干模块4,通过第二烘干模块4对电极膜1的另一侧涂覆面进行烘干固化,最后绕卷于收卷辊102上,本实施例中,通过涂覆机构可以对电极膜1进行双面涂覆,且双面固化完成后直接绕卷于收卷辊102上即可,相较于现有技术中的单面涂覆方式,本实施方式可以有效提高涂覆效率,且稳定性更高。 [0022] 此外,请参阅图1与图3,放卷辊101底部一侧转动设置第一导辊103,以用于将输出的电极膜1呈水平状态导向输送至第一烘干模块3,收卷辊102上还转动布设第二导辊104,以用于将第二烘干模块4输出的电极膜1呈竖直方向绕卷于收卷辊102上,提高电极膜1的输送稳定性。实施例2 [0023] 在实施例1的基础上,请参阅图2与图4,第一烘干模块3与第二烘干模块4均包括烘干筒306,烘干筒306一侧开设进料口301,其中,烘干筒306内设置送风机构,以用于将热风输送至烘干筒306中;具体的,电极膜1通过进料口301输入至烘干筒306中,送风机构将加热后的空气同步输送至烘干筒306中,以对电极涂料进行烘干处理,烘干后的电极膜1由进料口301输出。 [0024] 可以理解的是,本实施方式通过设置圆柱状的烘干筒306,一方面可以提高保温效果,避免热量散失过快,另一方面可以延长电极膜1于烘干筒306中的输送时间,提高烘干固化效率,相较于现有技术中的直线型烘干机构,本实施例的烘干筒306占用空间更小。 [0025] 请参阅图5‑图6,烘干筒306中呈对称滑动布设限位环6,两组限位环6相靠近的一侧呈周向阵列转动布设若干组导轮601,其中,两组限位环6与调节模块连接,以用于调节两组限位环6的间距;可以说明的是,电极膜1在输送至烘干筒306时,电极膜1的两侧边缘处搭接在各组导轮601上,使得电极膜1在烘干筒306中输送时,仅边缘部位与导轮601接触,电极膜1的中间涂覆面不与导轮601接触,使得在涂覆完成后,将该边缘部位裁切即可;与此同时,对于不同宽度的电极膜1,本实施例可以通过调节模块调节两组限位环6的间距即可,适用范围更广。 [0026] 请参阅图2,调节模块包括螺杆402,螺杆402转动布设于两组支撑架401之间,支撑架401固定于底座405上,螺杆402两侧螺纹旋向相反,两侧螺纹上螺旋套设螺母403,螺母403通过推杆404与限位环6固定;具体的,螺杆402端部可设置手柄或伺服电机,通过转动螺杆402,螺母403于螺杆402上运动的过程中即可通过推杆404推动限位环6运动。 [0027] 请参阅图4与图6,送风机构包括布设于烘干筒306中的第一风筒5,第一风筒5与烘干筒306同轴布设,第一风筒5为两端开口的中空结构,第一风筒5两侧滑动插接布设第二风筒502,第二风筒502一端与第一风筒5连通,另一端为封闭结构,第一风筒5的筒壁上呈周向阵列开设若干组第一风槽501,第二风筒502上开设有与第一风槽501一一对应的第二风槽503,其中,第二风筒502外侧还设有第一风管609,限位环6中固定布设定位盘602,定位盘 602转动布设于第一风管609上,第一风管609另一端与第二风管305连接,第二风管305连接热风机;可以说明的是,热风机将升温后的空气通过第二风管305与第一风管609输送至第一风筒5与第二风筒502中,而后通过第一风槽501以及第二风槽503排至烘干筒306中,以对输送至烘干筒306中的电极膜1进行烘干处理。 [0028] 此外,请参阅图10,第二风管305转动布设于支撑架401上,第一风管609内壁呈周向阵列开设若干组第一卡槽613,第二风管305朝向第一风管609的一端固定布设第三风管610,第三风管610滑动插接于第一风管609中,其中,第三风管610上固定布设有与第一卡槽 613滑动卡合的第一卡座611;需要说明的是,热风机的出风管与第二风管305转动连接,热风机输出的热空气依次通过出风管、第二风管305、第三风管610以及第一风管609进入第一风筒5与第二风筒502中。 [0029] 请参阅图5与图9,为了提高烘干效率,本实施例中,烘干筒306两侧呈对称布设齿环603,齿环603中心端固定布设限位盘608,限位盘608固定布设于第二风管305上,其中,两侧限位环6相远离的一侧呈周向阵列转动布设若干组与导轮601固定的伸缩杆606,伸缩杆606另一端滑动插接于套筒605中,套筒605内壁呈周向阵列开设若干组第二卡槽612,伸缩杆606上相应固定布设有与第二卡槽612滑动卡接的第二卡座607,套筒605远离伸缩杆606的一端固定布设有与齿环603啮合的齿轮604;可以说明的是,电极膜1沿着各导轮601传送时,基于摩擦力作用可以驱动导轮601自转,导轮601通过伸缩杆606以及套筒605即可驱动齿轮604转动,齿轮604通过与齿环603啮合带动第二风管305转动,第二风管305通过第三风管610以及第一风管609即可带动第二风筒502转动; 请参阅图8,此外,第一风筒5内壁呈周向阵列开设若干组第三卡槽504,第二风筒 502上相应固定布设有与第三卡槽504滑动卡合的第三卡座505;具体的,通过设置第三卡槽 504与第三卡座505,使得第二风筒502转动时可以同步带动第一风筒5转动,避免两者的风槽出现错位的现象。 [0030] 还需要说明的是,本实施例在调节两侧限位环6的间距时可以同步带动第二风筒502于第一风筒5中伸缩,使得风槽503的槽长与电极膜1的宽度相适配。 [0031] 进一步的,进料口301两侧呈对称滑动布设密封板302,两侧密封板302相靠近的一端与限位环6固定,其中,密封板302上呈对称布设上导向柱303与下导向柱304;可以说明的是,对于不同宽度的电极膜1,本实施例中,两侧限位环6在间距调节时可以同步带动密封板302于进料口301处滑动,以调节进料口301的开启范围,降低热空气从进料口301中的扩散效率,提高烘干筒306的保温效果,与此同时,上导向柱303与下导向柱304可以提高电极膜1输入和输出的稳定性; 本实施例中,电极膜1朝向第一烘干模块3中输送时,其沿着上导向柱303输入,最后沿着下导向柱304输出;电极膜1朝向第二烘干模块4输送时,其同样沿着上导向柱303输入,最后沿着下导向柱304输出,由此可以实现双面烘干固化的效果。 [0032] 请参阅图1与图7,涂覆机构包括布设于电极膜1两侧的上涂覆箱体204与下涂覆箱体205,上涂覆箱体204中呈阵列时布设若干组第一涂覆辊210,下涂覆箱体205中呈阵列时布设若干组第二涂覆辊211,电极膜1于第一涂覆辊210与第二涂覆辊211之间传输;具体的,各组第一涂覆辊210以及第二涂覆辊211分别通过链轮与链条传动连接, 上涂覆箱体204外侧布设有驱动第一涂覆辊210转动的第一电机202,下涂覆箱体205外侧布设有驱动第二涂覆辊211转动的第二电机203,本实施例中,第一涂覆辊210以及第二涂覆辊 211的转动方向与电极膜1的输送方向相反; 上涂覆箱体204上设置用于储存电极涂料的储料箱2,储料箱2底部开设若干组与 第一涂覆辊210轴向长度相等的排料口206,其中,排料口206底部一侧设置导轮板207,导轮板207与第一涂覆辊210表面滑动贴合,排料口206另一侧设置刮板208,刮板208与第一涂覆辊210表面存在排料间隙209;需要说明的是,将电极涂料储存于储料箱2中,涂料在重力的作用下依次通过排料口206以及排料间隙209排至第一涂覆辊210表面,随着第一涂覆辊210转动即可将电极涂料涂覆在电极膜1的上表面; 本实施例中,储料箱2通过输液管201与下涂覆箱体205连接,以用于将电极涂料输送至下涂覆箱体205中,第二涂覆辊211下半部浸没于电极涂料中;具体的,随着第二涂覆辊 211转动,第二涂覆辊211将电极涂料附着后即可涂覆在电极膜1表面。 [0034] 一种锂离子电池膜电极涂敷方法,包括如下步骤:S1、电极膜1由放卷辊101输出; S2、涂覆机构将电极涂料涂覆在电极膜1的正反两面; S3、第一烘干模块3对电极膜1的一侧涂覆面进行烘干固化,而后输入至第二烘干 模块4; S4、第二烘干模块4对电极膜1的另一侧涂覆面进行烘干固化; S5、将双面烘干固化后的电极膜1绕卷于收卷辊102上。 [0035] 在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位以及特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对本发明的限制。此外,“第一”、“第二”仅由于描述目的,且不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。因此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。本发明的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。 [0036] 在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”“相连”“连接”等应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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连接,可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。 |