[發明專利]一種鋰電池涂布工藝

有效

• 申請號: 201110349565.7
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102500524A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 張盛武;張柏清
• 申請（專利權）人: 東莞新能源科技有限公司;寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: B05D1/28
• 分類號: B05D1/28;B05C11/10
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 曹玉平

技術領域

本發明涉及鋰離子電池領域，尤其是一種高質量鋰離子電池極片的涂膜工藝。

背景技術

鋰離子電池電極膜片通常是通過刮刀轉移和擠壓轉移到基材上完成的。刮刀轉移涂布的重量控制是通過刮刀輥與涂布輥間的間隙，以及涂布輥與背輥的速度比值的調節實現的；擠壓轉移涂布的重量控制是通過計量泵的泵速與刀模的狹縫大小共同調節實現的。

正常的刮刀轉移涂布生產過程中，漿料在氣動泵的作用下通過管道打入到料槽中，料槽中的漿料在涂布輥的帶動下經過涂布輥與刮刀輥之間的間隙，在涂布輥與背輥交界處通過涂布輥與背輥間的逆轉作用將漿料從涂布輥上轉移到基材上。在實際的涂布過程中重量控制非常重要，對電芯的品質和性能的一致性起到決定性的作用。涂布過程中的重量波動主要區分為橫向波動和縱向波動兩方面：橫向重量波動主要來自于刮刀輥、涂布輥等因素引起的，縱向重量波動主要來自于漿料的狀態變化(如粘度變化、沉降速度等)、以及由此導致的設備、機械發生波動。在實際的生產過程中，常常會出現因為各種原因導致涂布機的間斷性的停機，這種情況容易引起涂布重量發生突然偏低，導致大量的極片由于涂布重量偏低導致產品不合格，如果這些重量異常的極片流拉到后工序還會造成電芯的低容量問題，降低電芯的成品率，提高了電芯的制造成本。

有鑒于此，涂布過程停機導致的重量偏低問題成為極片涂布過程中亟需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于：針對現有技術的不足而提供一種鋰離子電池極片的涂布工藝，可以有效的改善涂布極片的重量異常問題，降低電池的生產制作成本。

為了實現上述目的采用如下技術方案，包括以下步驟：

第一步：將混合均勻的漿料加入涂布機料槽中，采用刮刀轉移涂布的方式將漿料涂布在集流體上；

第二步：當需要背輥停止運轉時，涂布輥保持運轉狀態，同時啟動恒溫控制系統，保持料槽中的漿料溫度不發生變化；

第三步：啟動背輥繼續涂布。

相對于現有技術，本發明能夠在停機過程中保持料槽、涂布輥的溫度恒定，消除了由于溫度變化而引起的涂布重量的變化，確保了涂布重量的一致性。

作為本發明的一種改進所述的恒溫控制系統包括：帶有通孔的涂布輥，管道，液體，溫度控制器，溫度傳感器，加熱/冷卻源，其中加熱/冷卻源與涂布輥之間通過管道連接形成回路，液體在回路中流通；溫度傳感器連接上溫度控制器，溫度控制器與加熱/冷卻源電連接。

作為本發明的一種改進的涂布輥中的通孔界面形狀為圓形、方形和其他不規則的形狀，可以容易加工，加工成本低。

作為本發明的一種改進的通孔界面面積范圍從1平方厘米至1000平方厘米；不同溫度的流體從通孔通過涂布輥時，起到對涂布輥的溫度進行調節的作用。

作為本發明的一種改進的管道材質為不銹鋼、聚四氟乙烯、橡膠。

作為本發明的一種改進的液體包括水、NMP、酒精、汽油其具有良好的導熱性能。

作為本發明的一種改進的溫度傳感器為熱電偶傳感器和紅外傳感器，安裝比較方便，而且精度高。

料槽中的漿料溫度通過溫度傳感器反饋到溫度控制器，溫度控制器根據實際溫度與目標溫度之間的差異作出是否調節的判斷，并將判斷的指令發送給加熱、冷卻源；加熱冷卻源接受到溫度控制器發出的命令即對液體進行加熱或冷卻的動作；管道中液體對涂布輥、料槽進行加熱、冷卻的操作，并將料槽的溫度調解到目標溫度。

漿料具有一定的粘滯性，涂布輥一般采用金屬鋼材材質制作，涂布輥與所接觸的漿料之間存在一定的摩擦，這種摩擦會產生一定熱量，熱量一方面會使得漿料溫度升高，另一方面會引起涂布輥的膨脹；漿料的溫度升高，會使得漿料的粘度降低，使得在刮刀輥與涂布間隙不變的情況下，通過間隙最終轉移到基材上漿料的質量降低，使得涂布的重量減少；涂布輥吸熱引起的膨脹帶來涂輥與刮刀輥間的間隙減小，也使得通過間隙轉移到基材上的漿料減小，使得涂布質量的減少。在正常的涂布過程中，這種摩擦產生的熱量通過轉移到基材上的漿料以及熱傳遞帶走，使得料槽中的漿料和涂布輥保持一定的溫度，不會引起涂布重量的變化；在中途停機過程中，為了保持料槽中的漿料不會干涸結塊，涂布輥要保持運行的狀態，這樣升溫帶來的漿料的粘度降低和涂布輥的膨脹，會導致開機后開始一段膜片的重量偏低。

本發明轉移涂布機的匹配的恒溫控制系統，該溫控系統能夠保證涂布輥和料槽中的漿料的溫度不變。出現開始停機的時候，立即開啟自動溫控系統，監控其顯示溫度的波動性，重新開啟涂布時，關閉溫控系統開始正常涂布。