[發(fā)明專利]用于動(dòng)力鋰電池極片涂布的擠壓涂布模頭

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310569309.8
• 申請(qǐng)日: 2013-11-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103551279A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓良;陸文周;周蕓福
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): B05C5/00
• 分類號(hào): B05C5/00;B05C11/10
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種動(dòng)力鋰離子電池極片涂布的擠壓涂布模頭。

背景技術(shù)

動(dòng)力鋰離子電池具有電壓高、體積小、質(zhì)量輕、比能量高、無(wú)記憶效應(yīng)、無(wú)污染、自放電小、使用壽命長(zhǎng)等突出優(yōu)點(diǎn)，自20世紀(jì)90年代開(kāi)發(fā)成功以后，近十幾年來(lái)得到了飛速發(fā)展。動(dòng)力鋰離子電池生產(chǎn)過(guò)程中，電池必須要經(jīng)過(guò)涂布工序。涂布模頭直接決定漿料在基片上重量、厚度、密度、空隙及空穴等分布，這些參數(shù)一致性的好壞直接決定了動(dòng)力鋰電池的壽命和性能。動(dòng)力鋰離子電池極片涂布的擠壓涂布模頭主要由下模頭、墊片、上模頭以及安裝在上模頭的出口間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)組成。其中，下模型腔結(jié)構(gòu)是擠壓涂布模頭最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，其設(shè)計(jì)合理性與否直接影響到漿料在基片上重量、厚度、密度、空隙及空穴等分布。合理的型腔結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能使?jié){料均勻的涂布于基片上，保證極片質(zhì)量、厚度、密度等參數(shù)的一致性。目前，典型涂布方法及模頭在實(shí)際生產(chǎn)中存在著以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：（1）采用傳統(tǒng)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)移式涂布。在實(shí)際生產(chǎn)中擠壓式涂布和輥?zhàn)邮睫D(zhuǎn)移式涂布均能實(shí)現(xiàn)高效生產(chǎn)，涂布厚度和重量一致性高的電極，而擠壓式涂布方法直接將漿料涂覆于基帶上，不僅可以保護(hù)漿料不受環(huán)境污染而且能適應(yīng)不同的漿料粘度范圍、固含量以及溶劑系統(tǒng)，相比于傳統(tǒng)的輥?zhàn)愚D(zhuǎn)移式涂布具有更強(qiáng)的適應(yīng)性，另外擠壓式在提高漿料利用率可以使?jié){料利用率達(dá)到95%,并在保證電池電極的一致性，提高鋰電池生產(chǎn)水平，降低成本，保持競(jìng)爭(zhēng)力上更具優(yōu)勢(shì)。（2）出口間隙調(diào)節(jié)。涂布漿料沿片幅寬度方向上的分布會(huì)存在一定的差異所以必須通過(guò)出口間隙調(diào)節(jié)的方法來(lái)校正漿料在出口方向的分布。（3）型腔設(shè)計(jì)。涂布漿料具有高粘性的特性，只有設(shè)計(jì)適應(yīng)涂布漿料流動(dòng)特性的型腔才有可能使?jié){料沿寬度方向均勻化。為止通過(guò)流體仿真軟件模擬涂布漿料的流動(dòng)性，根據(jù)漿料流動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)出合適的型腔來(lái)解決涂布漿料在寬度方向上的均勻化。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種漿料沿寬度方向均勻化從而滿足鋰電池極片涂布質(zhì)量要求的擠壓涂布模頭。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種用于動(dòng)力鋰電池極片涂布的擠壓涂布模頭，包括下模頭、墊片以及上模頭，所述的墊片固定在所述上模頭和下模頭中間，在所述的上模頭上設(shè)置有進(jìn)料口，在所述的墊片一側(cè)形成出料口，在所述的下模頭內(nèi)設(shè)置有漿料分布的型腔，所述的進(jìn)料口與該型腔連通，其特征在于：所述的型腔包括三道過(guò)渡層，三道過(guò)渡層間隔的設(shè)置在進(jìn)料口與出料口之間，第一道過(guò)渡層中部與所述的進(jìn)料口連通，且從中部向兩側(cè)延伸，在延伸方向上深度和寬度遞減；第二道過(guò)渡層與所述第一道過(guò)渡層通過(guò)一第一斜面和圓弧面過(guò)渡，第二道過(guò)渡層的深度和寬度恒定；第三道過(guò)渡層設(shè)置在型腔的最外側(cè)，通過(guò)上模頭與下模頭夾著墊片構(gòu)成，所述第三道過(guò)渡層的下模上在離出口一定距離處開(kāi)有一個(gè)半圓槽，與所述第二道過(guò)渡層通過(guò)第二圓弧面過(guò)渡，第三道過(guò)渡層的深度和寬度恒定；在所述的上模頭前端還開(kāi)設(shè)有一沿涂布寬度方向的長(zhǎng)縫，在該長(zhǎng)縫上設(shè)置有調(diào)節(jié)涂布漿料出口大小的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

所述長(zhǎng)縫相間分布螺紋孔和光孔，所述的間隙調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括螺釘、墊柱及鎖緊螺母，所述的墊柱及鎖緊螺母連接在螺釘?shù)囊欢耍龅穆葆數(shù)牧硪欢舜┻^(guò)所述光孔與所述的螺紋孔連接。

在所述的模頭的下模頭上設(shè)計(jì)了適合涂布漿料流動(dòng)特性的型腔，該型腔由三道過(guò)渡層構(gòu)成，涂布漿料從進(jìn)料口流進(jìn)按照型腔結(jié)構(gòu)梯度式均勻化，保證漿料在出口位置處已均勻化。

在所述的上模頭和下模頭上加工了恒溫水管道，保證模頭溫度在一定范圍內(nèi)。

所述的墊片可以更換不同型號(hào)來(lái)變更出口間隙及涂布寬度。

本發(fā)明動(dòng)力鋰離子電池極片涂布的擠壓涂布模頭涂布過(guò)程：模頭分下模頭、墊片、上模頭以及出口間隙調(diào)節(jié)四部分。涂布漿料由上模頭進(jìn)料口進(jìn)入，經(jīng)過(guò)上模頭進(jìn)料流道進(jìn)入下模頭的型腔中，型腔由三道過(guò)渡層構(gòu)成，漿料首先進(jìn)入第一過(guò)渡層，使涂布漿料在寬度方向上初步均化，經(jīng)第二過(guò)渡層涂布漿料進(jìn)一步在寬度方向上均勻化并調(diào)節(jié)漿料厚度，在最后一層涂布漿料將由湍流與層流的混流狀態(tài)過(guò)渡到完全層流狀態(tài)使?jié){料在寬度方向上完全均勻化，最后使?jié){料由出口嘴直接涂覆于運(yùn)轉(zhuǎn)的基帶上。

本發(fā)明擠壓涂布模頭的上模頭上安裝有出口間隙調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)，下模頭設(shè)計(jì)了模擬涂布漿料流動(dòng)特性的型腔，并在模頭上加工了恒溫水流道保證模頭溫度，很好的解決了極片涂布質(zhì)量保證問(wèn)題。