[發明專利]一種擠壓涂布機膜厚控制方法

有效

• 申請號: 201610456882.1
• 申請日: 2016-06-21
• 公開（公告）號: CN105921370B
• 公開（公告）日: 2017-05-17
• 發明（設計）人: 周華民;李德群;張云;王云明;嚴波;譚鵬輝
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B05C11/10
• 分類號: B05C11/10;G06N3/08
• 代理公司: 華中科技大學專利中心42201
• 代理人: 張建偉

技術領域

本發明屬于鋰電池制造裝備控制相關領域，更具體地，涉及一種擠壓涂布機膜厚控制方法。

背景技術

鋰電池涂布是將前工序制作好的漿料均勻的涂覆在基材上，再經烘箱干燥，最后回收成卷的極片制造過程，是鋰電池生產過程中必不可少的步驟，也是直接影響電池安全性、容量、一致性的關鍵工序。擠壓涂布是現今鋰電池生產中較先進的涂布技術，利用這種涂布方法得到的薄膜性能比轉移涂布、微凹涂布等方法更加穩定，均勻性得到一定提高。

在擠壓涂布過程中，隨著涂布進行，漿料固含量、漿料涂布壓力發生變化，機械結構誤差疊加，在多種因素的綜合影響下容易導致膜厚不均勻，造成鋰電池安全性降低，容量減小，生產成本提高。

目前涂布機膜厚的控制主要通過監測濕料及干料厚度，通過計算兩者的比值，由濕料及干料厚度的比值來調節涂布間隙的寬度以控制最終干料的厚度。采用上述方法控制涂布機的膜厚存在以下的問題：

(1)控制的實時性較差，由于從濕料到干料之間要經過一個很長的干燥箱，兩者之間存在著一個很大的滯后，當監測到干濕料之間厚度的比值超出范圍時再做出調整已經太晚，此時處于兩者之間的干燥箱中的薄膜厚度已經超出誤差范圍；

(2)控制精度低，僅用簡單干濕料厚度比值作為調節依據無法獲得精確控制效果，最終獲得的干料厚度均勻性差、精度低。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種擠壓涂布機膜厚控制方法，解決現有涂布機膜厚控制過程中存在的滯后性大，精度低的問題，實現在后續的正式生產過程中通過監控濕料的厚度以保證干料厚度的均勻性目的。

為實現上述目的，本發明提出了一種擠壓涂布機膜厚控制方法，該方法包括以下步驟：

(1)根據擠壓涂布機的參數及所要生產涂布的干料厚度，進行一次預生產過程；每間隔t₀時間改變一次涂布間隙寬度S_n，使用激光測厚測量并記錄涂布間隙寬度S_n及其對應濕料厚度L_n與干料的厚度M_n；

(2)分別建立涂布間隙寬度與濕料厚度之間的神經網絡模型NET1、濕料厚度與干料厚度之間的神經網絡模型NET2，根據步驟(1)獲得的一系列濕料、干料厚度、及涂布間隙寬度的樣本數據，采用降噪自編碼的方法訓練建立的兩個神經網絡模型，使其誤差在允許范圍內；

(3)根據訓練得到的神經網絡模型NET2，和正式生產的目標干料厚度M_d，預測所需濕料的厚度L_d，再根據L_d由訓練得到的神經網絡模型NET1預測所需涂布間隙的控制寬度S₀；

(4)在后續的正式生產過程中，實時監控濕料的厚度L，當L發生變化時，通過步驟(2)訓練得到的兩個神經網絡模型，預測并實時調整涂布間隙的控制寬度S，以保證濕料厚度L的一致性，從而保證最終干料厚度M的一致性。

進一步的，所述步驟(1)中所述擠壓涂布機的參數包括基材走帶速度V_d，測量從濕料厚度的測量位置到涂布間隙的距離S_L，測量干料厚度的測量測量位置到涂布間隙的距離S_M；所述生產的產品的參數包括正式生產過程中最終需要的干料的厚度M_d。

進一步的，所述步驟(1)中所述的間隔時間t₀為一固定值，根據基材走帶的速度來選取；所述涂布間隙寬度S每一次的變化量ΔS為一固定值，根據最終生產干料的目標厚度來選取；所述涂布間隙寬度變化從初始值S₁開始按固定變化量ΔS增加，即S_n＝S₁+(n-1)×ΔS；所述對應濕料厚度L_n與干料厚度M_n的測量，根據基材走帶速度及濕料和干料厚度測量的位置，計算從涂布間隙位置到濕料厚度測量位置及干料的厚度測量位置的時間t_L、t_M，然后在t_L時間后每隔t₀測量一次濕料厚度L_n并保存，在t_M時間后每隔t₀測量一次干料厚度M_n并保存。

進一步的，所述步驟(2)中所述降噪自編碼神經網絡訓練中，在兩個神經網絡輸入層中引入隨機噪聲，利用帶噪聲的數據重構出原始的數據，從而使訓練的網絡有更好的魯棒性。