[實用新型]用于動力鋰電池極片涂布的擠壓涂布模頭

有效

• 申請號: 201320721056.7
• 申請日: 2013-11-15
• 公開（公告）號: CN203556510U
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 韓良;陸文周;周蕓福
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: B05C5/00
• 分類號: B05C5/00;B05C11/10
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

本實用新型涉及一種動力鋰離子電池極片涂布的擠壓涂布模頭。

背景技術

動力鋰離子電池具有電壓高、體積小、質量輕、比能量高、無記憶效應、無污染、自放電小、使用壽命長等突出優點，自20世紀90年代開發成功以后，近十幾年來得到了飛速發展。動力鋰離子電池生產過程中，電池必須要經過涂布工序。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，這些參數一致性的好壞直接決定了動力鋰電池的壽命和性能。動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節機構組成。其中，下模型腔結構是擠壓涂布模頭最關鍵的環節，其設計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。合理的型腔結構設計能使漿料均勻的涂布于基片上，保證極片質量、厚度、密度等參數的一致性。目前，典型涂布方法及模頭在實際生產中存在著以下幾個方面的問題：（1）采用傳統輥子轉移式涂布。在實際生產中擠壓式涂布和輥子式轉移式涂布均能實現高效生產，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，不僅可以保護漿料不受環境污染而且能適應不同的漿料粘度范圍、固含量以及溶劑系統，相比于傳統的輥子轉移式涂布具有更強的適應性，另外擠壓式在提高漿料利用率可以使漿料利用率達到95%,并在保證電池電極的一致性，提高鋰電池生產水平，降低成本，保持競爭力上更具優勢。（2）出口間隙調節。涂布漿料沿片幅寬度方向上的分布會存在一定的差異所以必須通過出口間隙調節的方法來校正漿料在出口方向的分布。（3）型腔設計。涂布漿料具有高粘性的特性，只有設計適應涂布漿料流動特性的型腔才有可能使漿料沿寬度方向均勻化。為止通過流體仿真軟件模擬涂布漿料的流動性，根據漿料流動軌跡設計出合適的型腔來解決涂布漿料在寬度方向上的均勻化。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，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量要求的擠壓涂布模頭。

為解決上述技術問題，本實用新型采用的技術方案是：

一種用于動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置有進料口，在所述的墊片一側形成出料口，在所述的下模頭內設置有漿料分布的型腔，所述的進料口與該型腔連通，其特征在于：所述的型腔包括三道過渡層，三道過渡層間隔的設置在進料口與出料口之間，第一道過渡層中部與所述的進料口連通，且從中部向兩側延伸，在延伸方向上深度和寬度遞減；第二道過渡層與所述第一道過渡層通過一第一斜面和圓弧面過渡，第二道過渡層的深度和寬度恒定；第三道過渡層設置在型腔的最外側，通過上模頭與下模頭夾著墊片構成，所述第三道過渡層的下模上在離出口一定距離處開有一個半圓槽，與所述第二道過渡層通過第二圓弧面過渡，第三道過渡層的深度和寬度恒定；在所述的上模頭前端還開設有一沿涂布寬度方向的長縫，在該長縫上設置有調節涂布漿料出口大小的間隙調節機構。

所述長縫相間分布螺紋孔和光孔，所述的間隙調節機構包括螺釘、墊柱及鎖緊螺母，所述的墊柱及鎖緊螺母連接在螺釘的一端，所述的螺釘的另一端穿過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計了適合涂布漿料流動特性的型腔，該型腔由三道過渡層構成，涂布漿料從進料口流進按照型腔結構梯度式均勻化，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。

所述的墊片可以更換不同型號來變更出口間隙及涂布寬度。

本實用新型動力鋰離子電池極片涂布的擠壓涂布模頭涂布過程：模頭分下模頭、墊片、上模頭以及出口間隙調節四部分。涂布漿料由上模頭進料口進入，經過上模頭進料流道進入下模頭的型腔中，型腔由三道過渡層構成，漿料首先進入第一過渡層，使涂布漿料在寬度方向上初步均化，經第二過渡層涂布漿料進一步在寬度方向上均勻化并調節漿料厚度，在最后一層涂布漿料將由湍流與層流的混流狀態過渡到完全層流狀態使漿料在寬度方向上完全均勻化，最后使漿料由出口嘴直接涂覆于運轉的基帶上。

本實用新型擠壓涂布模頭的上模頭上安裝有出口間隙調節結構，下模頭設計了模擬涂布漿料流動特性的型腔，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量保證問題。