一種消除擠壓塗布厚邊的裝置及擠壓塗布機的制作方法

文檔序號:18709781發布日期:2019-09-18 00:33
一種消除擠壓塗布厚邊的裝置及擠壓塗布機的制作方法

本發明屬于锂電池極片制造技術領域,特別是一種消除擠壓塗布厚邊的裝置及具有該裝置的擠壓塗布機。



背景技術:

在锂電池極片的生産技術中,擠壓塗布由于高精度、寬塗布窗口、高可靠性等優點成爲應用最爲廣泛的塗布方式。由于漿料流體的特性,在塗層起始點、終止點以及兩側邊緣容易出現“厚邊”現象,即塗層厚度超出額定厚度。一般的,塗層的邊緣厚度比正常區域會厚十幾微米,在塗布幹燥收卷時,成百上千層極片收成一卷,輕則影響塗布收卷整齊度及其後續工序,重則造成極片撕裂,極片輥壓時邊緣厚度大的區域承受了更大的壓力,從而導致極片輥壓壓實橫向密度不一致,造成輥壓之後的極片鼓邊(又稱波浪邊),在後續的分條、卷繞等工藝過程中,極片張力分布不均衡,極片收放卷對齊度無法保證,這也會影響極片加工尺寸,容易出現不良品。厚邊現象造成的極片厚度、壓實密度不均勻同樣對锂電池的性能産生影響,在充放電的過程中,可能出現電流分布不均勻,更容易形成極化。因此,锂電池極片在充放電膨脹、收縮過程中手裏也不一致,厚邊緣更容易失效,目前企業多采用裁切掉兩邊厚的部分再分條卷繞,該方法造成了極大的浪費,增加了産品的成本。



技術實現要素:

針對現有技術中的問題,本發明的目的在于提供一種消除擠壓塗布厚邊的裝置,避免對塗布後的兩邊厚的部分進行裁切造成浪費。

爲了實現上述目的,本發明采用以下技術方案予以實現:

一種消除擠壓塗布厚邊的裝置,包括設置在锂電池極片上方邊緣位置的氣體噴頭,所述氣體噴頭的噴氣方向偏向锂電池極片的外側;

所述氣體噴頭距離锂電池極片邊緣的水平距離爲2-5mm。

優選的,所述的氣體噴頭從塗布機氣路管中引出一路,且在氣體噴頭與塗布機氣路管之間經由不鏽鋼管連通;

所述的不鏽鋼管上還連接有壓力調節裝置用于調節通往氣體噴頭的氣體壓力。

優選的,所述的氣體噴頭爲鴨嘴式噴頭,所述鴨嘴式噴頭的噴口縫隙間距爲1.5-3mm。

優選的,所述鴨嘴式噴頭與锂電池極片的平面夾角爲15-60°,鴨嘴式噴頭的噴口距離锂電池極片的垂直距離爲5-20mm。

本發明還提供了一種采用上述消除擠壓塗布厚邊裝置的擠壓塗布機。

與現有技術相比,本發明具有以下技術效果:

本發明提供的消除擠壓塗布厚邊的裝置,通過在锂電池極片的上方邊緣位置處設置氣體噴頭,利用具有壓力的氣流吹動塗布在極片表面的漿料,將邊緣部分過多的漿料吹向外邊以達到消除厚邊的目的;進而避免厚邊現象所帶來的一系列問題。

本發明的其他特征和優點將在隨後的具體實施方式中予以詳細說明。

附圖說明

圖1爲本發明提供的消除擠壓塗布厚邊的裝置的示意圖;

圖中標號說明:1-锂電池極片,2-氣體噴頭。

具體實施方式

爲了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解,下面結合具體附圖,進一步闡明本發明。

本發明提供了一種消除擠壓塗布厚邊的裝置,該裝置設置在擠壓塗布機上,用于對锂電池極片進行塗布漿料時改善其邊緣厚邊的現象。具體的,結合圖1所示,本發明中所述的消除擠壓塗布厚邊的裝置包括設置在锂電池極片1上方邊緣位置的氣體噴頭2,所述氣體噴頭2的噴氣方向偏向锂電池極片1的外側;所述氣體噴頭2距離锂電池極片1邊緣的水平距離爲2-5mm。

本申請的發明人發現,在現有技術中,在锂電池極片上塗覆漿料後,由于漿料流體的特性,在塗層起始點、終止點以及兩側邊緣容易出現“厚邊”現象,厚邊的寬度一般有3-4mm,但是會嚴重影響收卷及輥壓,特別是在輥壓工序中出現鼓邊甚至極片花紋,引起不良。爲此,本申請的發明人在塗覆過漿料的锂電池極片上方邊緣位置設置氣體噴頭,通過氣體的噴吹作用改善“厚邊”現象,從而避免了傳統工藝帶來的不良現象。具體的,本發明對消除擠壓塗布厚邊裝置的設置位置不做特殊要求,設置在進入烤箱前的位置即可;此外,本申請的發明人發現,所述氣體噴頭距離锂電池極片邊緣的距離保持在3-5mm爲最好,若過遠會造成厚度正常區域被氣體吹的不均勻了。

進一步的,根據本發明,本發明中,所述的氣體噴頭從塗布機氣路管中引出一路,且在氣體噴頭與塗布機氣路管之間經由不鏽鋼管連通;

所述的不鏽鋼管上還連接有壓力調節裝置用于調節通往氣體噴頭的氣體壓力。所述壓力調節裝置的作用在于調整從塗布機氣路管中出來的氣體的壓力,使其適應塗覆在锂電池極片上不同粘度的漿料。具體的,所述的壓力調節裝置可選自捷銳企業(上海)有限公司生産的210SR系列配管用減壓器。

進一步的,根據本發明,所述的氣體噴頭爲鴨嘴式噴頭,所述鴨嘴式噴頭的噴口縫隙間距爲1.5-3mm,更優選爲2mm。

進一步的,所述鴨嘴式噴頭與锂電池極片的平面夾角爲15-60°,鴨嘴式噴頭的噴口距離锂電池極片的垂直距離爲5-20mm。

本發明還提供了一種擠壓塗布機,所述的擠壓塗布機具有上述消除擠壓塗布厚邊的裝置。

以下通過具體的實施例對本發明提供的消除擠壓塗布厚邊的裝置做出進一步的說明。

在具體的實施例中,通過測量塗布成品的面密度(mg/10cm2)和塗布成品的邊緣厚度(μm)來評估塗布效果:

塗布成品面密度的測量方法如下:在距離極片塗布塗頭、塗尾各30mm和中間的位置處,垂直于塗布方向上均勻取3個面積爲10cm2的小圓片,用電子天平稱取小圓片重量。

塗布成品邊緣厚度的測量方法如下:在極片塗布邊緣兩側及極片中間位置處,沿塗布方向裁切一條5mm寬的小極片,用測量頭爲3mm直徑的千分尺測量極片的厚度,每條極片測量3個數據並求出均值。

以下爲對比實驗中的關鍵參數:

塗布機:壯淩自動化ZL-J750-30塗布機;

正極漿料配料爲:鎳钴錳酸锂、SP和PVDF,溶劑爲NMP;

負極漿料配料爲:石墨、SP、KS-6、CMC和SBR,溶劑爲去離子水;

在雙行星式真空攪拌機中將上述構成正極漿料和負極漿料的物料分別攪拌制成均勻穩定的漿料;在本發明的一個具體的實施例中,正極漿料粘度爲5531mPa·s,固含量爲67.52%;負極漿料粘度爲4544mPa·s,固含量爲42.48%;

正極使用636×0.014mm鋁箔,負極使用650×0.008mm銅箔。

本發明中所采用的氣體噴頭是直徑爲4mm的管子壓制而成的鴨嘴式噴頭,所述鴨嘴式噴頭的噴口縫隙間距爲2mm,所述的壓力調節裝置爲捷銳企業(上海)有限公司生産的210SR系列配管用減壓器,壓力控制爲0.03MPa;

鴨嘴式噴頭距離锂電池極片邊緣的水平距離爲4mm;

鴨嘴式噴頭與锂電池極片的平面夾角爲45°,鴨嘴式噴頭的噴口距離锂電池極片的垂直距離爲8mm。

在具體的對比實驗中,在擠壓式塗布機上加裝和不加裝上述鴨嘴式噴頭,控制基材、物料均爲同一配制批次,加裝鴨嘴式噴頭前後的塗布泵速、烘箱溫度、塗布速度等工藝參數均一致,正極雙面塗布面密度設計爲500mg/cm2,負極雙面塗布面密度設計爲330mg/cm2,均采用間歇塗布。

表1:正極塗覆漿料(未加裝消除擠壓塗布厚邊裝置)

表2:正極塗覆漿料(加裝消除擠壓塗布厚邊裝置)

表3:負極塗覆漿料(未加裝消除擠壓塗布厚邊裝置)

表4:負極塗覆漿料(加裝消除擠壓塗布厚邊裝置)

通過對比表1、2;表3、4的實驗數據可以看出,通過加裝本發明提供的消除擠壓塗布厚邊的裝置可以明顯的改善塗布厚邊現象,有效的避免了“厚邊”産生的不良影響。

以上顯示和描述了本發明的基本原理、主要特征和本發明的特點。本行業的技術人員應該了解,本發明不受上述實施例的限制,上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理,在不脫離本發明精神和範圍的前提下,本發明還會有各種變化和改進,這些變化和改進都落入要求保護的本發明的範圍內。本發明要求保護的範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。

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