專利名稱：涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鋰離子電池制造技術(shù)，特別是涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)。
背景技術(shù)：
鋰離子電池制造工藝中，正負(fù)極極片涂布工藝是十分重要的環(huán)節(jié)，涂布工藝的干擾因素十分復(fù)雜，實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)同一種材料在同一臺涂布機(jī)，不同時(shí)間段操作，會出現(xiàn)不同的涂布質(zhì)量，生產(chǎn)過程還發(fā)現(xiàn)，不同的環(huán)境濕度，會使銅箔表面水分附著量不同，不同的環(huán)境溫度，會使涂層極片含濕量不同，同批主、輔材料，同樣操作出現(xiàn)涂層附著力差異，造成這些問題原因與現(xiàn)有的涂布機(jī)缺陷有關(guān)，現(xiàn)有的涂布機(jī)在涂布前沒有對基材進(jìn)行含水分量識別和控制，由于銅箔比熱小，很容易凝結(jié)空氣中的水分，當(dāng)銅箔表面凝結(jié)一層水分即進(jìn)行涂布時(shí)，顯然，影響了電池漿料與銅箔表面的接觸結(jié)合，而且水分和電池漿料中的有機(jī)溶劑NMP 相比，其蒸發(fā)溫度高，更難從銅箔表層蒸發(fā)出去，影響了涂層干燥質(zhì)量，也就影響了涂層與銅箔的附著力，此外，由于銅箔比熱小，相對溫度比較低，而電池漿料總是處于不停地?cái)嚢锠顟B(tài)，攪拌做功使電池漿料的溫度趨于上升趨勢，即，形成了電池漿料的溫度高于銅箔溫度，低于電池漿料的銅箔與電池漿料接觸時(shí)，容易出現(xiàn)電池漿料冷凝現(xiàn)象，一旦發(fā)生冷凝，原來處于分散狀態(tài)的粘合劑就形成分散不勻，分散不勻是影響涂層質(zhì)量的原因之一。其次，現(xiàn)有的涂布機(jī)的干燥方法存在傳熱方式缺陷，涂布機(jī)干燥過程，是涂層的表層先受熱風(fēng)吹拂，傳熱方式是從表層向內(nèi)層傳導(dǎo)，內(nèi)層向銅箔傳導(dǎo)，這樣傳熱方式，使電池漿料表層的溶劑優(yōu)先蒸發(fā)，造成表層結(jié)皮現(xiàn)象，表層結(jié)皮現(xiàn)象形成之后，使內(nèi)層的溶劑蒸發(fā)難度增大，造成了皮干瓤濕的不良極片涂層，皮干瓤濕的不良極片涂層，在下道軋片工序非常容易出現(xiàn)涂層層狀脫落，改進(jìn)現(xiàn)有的涂布機(jī)傳熱方式，改進(jìn)涂布前對銅箔進(jìn)行即時(shí)除水處理，是提高鋰離子電池極片重要途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要提供一種改進(jìn)現(xiàn)有的涂布機(jī)傳熱方式，克服現(xiàn)有涂布機(jī)涂層干燥方式的缺陷，和克服現(xiàn)有涂布機(jī)在涂布前沒有對銅箔即時(shí)除水處理的缺陷的技術(shù)方案，給出一種涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)，使涂布工藝在涂布前對銅箔進(jìn)行除水，預(yù)熱，并且改進(jìn)銅箔與電池漿料涂層傳熱方式，克服現(xiàn)有涂布機(jī)存在的皮干瓤濕的不良極片的缺陷。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案，為了使銅箔避免表面帶有水分，在涂布機(jī)機(jī)柜的銅箔入口處安裝恒溫加熱器，恒溫加熱器設(shè)有一個(gè)銅箔通道，當(dāng)銅箔進(jìn)入該通道后，被恒溫加熱器內(nèi)的分布在銅箔兩面的熱板加熱器對銅箔的兩面同時(shí)加熱，銅箔被加熱后其表面的水分即被加熱蒸發(fā)，為了使銅箔進(jìn)入涂布電池漿料料槽區(qū)不會發(fā)生電池漿料冷凝現(xiàn)象，需要將銅箔進(jìn)一步加熱使其溫升，使銅箔表面溫度高于電池漿料溫度，在恒溫加熱器出口處安裝熱棍，銅箔貼附在熱棍的表面流動，使銅箔加熱，熱棍上方安裝背棍，背棍與主棍貼近安裝，主棍上方安裝逗號棍，主棍貼近漿料槽安裝，被加熱的銅箔一經(jīng)離開熱棍即進(jìn)入料槽區(qū)涂布，此時(shí)，高于電池漿料溫度的銅箔對電池漿料加熱，電池漿料被加熱后，電池漿料中的粘合劑成分就會進(jìn)一步溶解，而不會因銅箔溫度低于電池漿料，兩相物質(zhì)一經(jīng)接觸，使電池漿料中的粘合劑成分發(fā)生冷凝現(xiàn)象，經(jīng)涂布后的涂層極片進(jìn)入噴氣烘箱，噴氣烘箱連接機(jī)柜安裝，能使涂層極片快速到達(dá)噴氣烘箱的加熱區(qū)，噴氣烘箱為節(jié)段結(jié)構(gòu)，噴氣烘箱實(shí)際需要節(jié)段數(shù)量，根據(jù)產(chǎn)能大小增減，產(chǎn)能大則需要更多節(jié)，噴氣烘箱出口處依次安裝極片導(dǎo)輥，極片張力平衡棍，極片收卷筒，經(jīng)過干燥的極片由極片收卷筒收卷。為了使涂層極片在干燥過程的初始階段濕態(tài)的涂層表面不產(chǎn)生結(jié)皮現(xiàn)象，需要滿足涂層從內(nèi)向外的熱傳導(dǎo)方式，改進(jìn)現(xiàn)有的涂布機(jī)干燥過程是表層先受熱風(fēng)吹拂，傳熱方式是從表層向內(nèi)傳導(dǎo)，這樣的傳熱方式，使電池漿料表層的溶劑優(yōu)先蒸發(fā)，造成表層結(jié)皮現(xiàn)象，表層結(jié)皮現(xiàn)象形成之后，使內(nèi)層的溶劑蒸發(fā)難度增大，造成了皮干瓤濕的不良極片涂層，為了克服皮干瓤濕的不良現(xiàn)象，必須使傳熱方式按照從內(nèi)向外的熱傳導(dǎo)方式，使涂層內(nèi)部的溶劑優(yōu)先蒸發(fā)，為了實(shí)現(xiàn)從內(nèi)向外的熱傳導(dǎo)方式，將鼓風(fēng)機(jī)安裝在噴氣烘箱的底部，鼓風(fēng)機(jī)出口方向安裝烘箱加熱器，烘箱加熱器上方安裝噴氣微孔板，噴氣微孔板上方安裝箱式氣道，箱式氣道上方是排氣口，當(dāng)涂層極片已經(jīng)進(jìn)入烘箱，來自噴氣微孔板的熱氣流就吹 噴在涂層極片的底面一側(cè)，而涂層是在銅箔的上面，熱氣流優(yōu)先使銅箔加熱，銅箔再對與其接觸面涂層加熱，此時(shí)銅箔相當(dāng)一個(gè)對涂層漿料的加熱器，這樣就達(dá)到了從內(nèi)向外的熱傳導(dǎo)目的，也就達(dá)到了涂層靠近銅箔層的溶劑優(yōu)先蒸發(fā)，避免了表層的先受熱風(fēng)吹拂，優(yōu)先表層的溶劑蒸發(fā)，造成皮干瓤濕的不良極片涂層，為了使銅箔能均勻受熱，噴氣微孔板的微孔需要均勻分布，微孔的孔徑需要小于2mm，微孔的孔間距小于25mm，噴氣微孔板的上方是箱式氣道，箱式氣道的上方是排氣口，從涂層蒸發(fā)的含溶劑氣體經(jīng)排氣口排出，由于從涂層蒸發(fā)的濕蒸氣與噴氣微孔板吹出熱氣體混合，降低了噴氣微孔板吹出氣體溫度，箱式氣道的溫度低于涂層極片與噴氣微孔板之間的溫度，兩側(cè)溫度始終保持溫度差，使加熱蒸發(fā)從內(nèi)向外的熱傳導(dǎo)方式保持穩(wěn)定的過程。烘箱加熱器采用蒸汽加熱，或電加熱。為了使銅箔在進(jìn)入涂布前除盡表面水分，需要使銅箔兩面受熱均勻，恒穩(wěn)加熱器，由上、下兩只熱板加熱器構(gòu)成銅箔通道，上、下兩只熱板加熱器安裝于上、下兩只箱罩的箱體內(nèi)，熱板加熱器采用蒸汽加熱，或電加熱。為了使銅箔在涂布時(shí)能與電池漿料更好的結(jié)合，避免電池漿料與銅箔接觸時(shí)發(fā)生冷凝，將銅箔進(jìn)一步加熱是采用熱棍接觸加熱方式，熱棍的徑向外套是棍套，棍套內(nèi)壁與環(huán)形加熱器之間灌注導(dǎo)熱油，環(huán)形加熱器將導(dǎo)熱油加熱，導(dǎo)熱油將棍套加熱，環(huán)形加熱器安裝于轉(zhuǎn)軸徑向，環(huán)形加熱器采用蒸汽加熱，或電加熱。鋰離子電池涂層極片生產(chǎn)中使用的基材除了使用銅箔外還包括采用鋁箔材料作為極片基材，使用鋁箔作為基材在本技術(shù)方案中同樣適用。本發(fā)明技術(shù)方案的積極意義涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)，改進(jìn)了現(xiàn)有的涂布機(jī)傳熱方式，克服現(xiàn)有涂布機(jī)涂層干燥方式的傳熱缺陷和銅箔涂布前沒有除水處理的缺陷的技術(shù)方案，給出一種涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)，使涂布工藝在涂布前對銅箔進(jìn)行除水，預(yù)熱，并且改進(jìn)銅箔與電池漿料涂層傳熱方式，使其克服現(xiàn)有涂布機(jī)存在的皮干瓤濕的不良極片涂層的缺陷，提高了鋰離子電池的產(chǎn)品質(zhì)量。


圖I是本發(fā)明涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖；圖I中，銅箔放卷筒1-1、張力調(diào)節(jié)棍1-2、銅箔導(dǎo)輥1-3、銅箔2_1、涂層極片2_2、恒穩(wěn)加熱箱3、漿料槽4、主棍5、逗號棍6、背棍7、熱棍8、噴氣烘箱9、極片收卷筒10_1、極片張力平衡棍10-2、極片導(dǎo)輥10-3、機(jī)柜11、銅箔入口 11-1 ；圖2是噴氣烘箱9的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2中,鼓風(fēng)機(jī)9-1、烘箱加熱器9-2、噴氣微孔板9-3、箱式氣道9-4、排氣口 9_5、涂層極片2-2 ；圖3是恒溫加熱器3結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3中，箱罩3-1、熱板加熱器3-2、銅箔2-1 ；圖4是熱棍8結(jié)構(gòu)示意圖；圖4中，棍套8-1、導(dǎo)熱油8-2、環(huán)形加熱器8_3、轉(zhuǎn)軸8_4、銅箔2_1 ；
具體實(shí)施例參照圖1，機(jī)柜11的銅箔入口 11-1處安裝恒溫加熱器3，恒穩(wěn)加熱器3出口安裝熱棍8，熱棍8上方安裝背棍7，背棍7與主棍5貼近安裝，主棍5上方安裝逗號棍6，主棍5貼近漿料槽4安裝，四節(jié)噴氣烘箱9連接機(jī)柜11安裝，噴氣烘箱9實(shí)際需要數(shù)量根據(jù)產(chǎn)能大小增減，產(chǎn)能大則需要更多節(jié)，噴氣烘箱9出口處依次安裝極片導(dǎo)輥10-3、極片張力平衡棍10-2、極片收卷筒10-1 ；參照圖2，鼓風(fēng)機(jī)9-1安裝在噴氣烘箱9的底部、鼓風(fēng)機(jī)9-1出口方向安裝烘箱加熱器9-2、烘箱加熱器9-2上方安裝噴氣微孔板9-3、噴氣微孔板9-3上方安裝箱式氣道9-4，箱式氣道9-4上方是排氣口 9-5 ；參照圖3，恒穩(wěn)加熱器3的上、下兩只熱板加熱器3-2分別由上、下兩只箱罩3-1罩住安裝；參照圖4，熱棍8的徑向外套是棍套8-1，棍套8-1與環(huán)形加熱器8_3之間灌注導(dǎo)熱油8-2，環(huán)形加熱器8-3安裝于轉(zhuǎn)軸8-4徑向；使用方法將鋰離子電池負(fù)極材料盛入漿料槽4，銅箔2-1從銅箔放卷筒1-1出卷，徑張力調(diào)節(jié)棍1-2下垂重力調(diào)節(jié)銅箔2-1的張力，然后徑銅箔導(dǎo)輥1-3，進(jìn)入恒穩(wěn)加熱箱3，再繞熱棍8，通過主棍5，即涂上鋰離子電池負(fù)極材料涂層，涂層厚度由調(diào)節(jié)逗號棍6與主棍5之間間隙決定，涂上鋰離子電池負(fù)極材料涂層的銅箔2-1即為涂層極片2-2，涂層極片2-2經(jīng)極片收卷筒10-1收卷牽引進(jìn)入噴氣烘箱9，涂層極片2-2的上方是鋰離子電池負(fù)極材料涂層下方是銅箔2-1材質(zhì)裸面，或是前道工序已經(jīng)涂上的干燥涂層，涂層極片2-2下方由鼓風(fēng)機(jī)9-1鼓出經(jīng)過烘箱加熱器9-2加熱的氣流徑噴氣微孔板9-3噴出，涂層極片2-2的受熱面是銅箔2-1材質(zhì)裸面，或是前道工序已經(jīng)涂上的干燥涂層面，熱量經(jīng)過傳導(dǎo)，從銅箔2-1材質(zhì)傳導(dǎo)至新涂層與銅箔2-1材質(zhì)結(jié)合層，因此，涂層是從內(nèi)熱至涂層表面，新涂層與銅箔2-1材質(zhì)結(jié)合區(qū)溫度高于新涂層外側(cè)表面，這樣就避免新涂層外側(cè)表面先受熱溶劑蒸發(fā)結(jié)皮現(xiàn)象，由于噴氣微孔板9-3噴氣流的浮力作用，涂層極片2-2在箱式氣道9-4內(nèi)是浮起流動狀態(tài)，這樣就避免了前道工序已經(jīng)涂上的干燥涂層與老式涂布機(jī)傳動導(dǎo)輥的摩檫損傷，銅箔2-1在進(jìn)入主棍5涂覆前已經(jīng)經(jīng)過恒穩(wěn)加熱箱3預(yù)熱除去水分，再經(jīng)過熱棍8加熱，使銅箔2-1在與電池漿料結(jié)合時(shí)處于熱態(tài)，這樣可以避免電池漿料被冷凝，通過對銅箔2-1的預(yù)熱和改善涂層極片2-2熱傳導(dǎo)方式能有效改善涂層極片2-2的品質(zhì) ，從而提高鋰離子電池產(chǎn)品質(zhì)量。
權(quán)利要求
1.一種涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)主要由機(jī)柜(11)的銅箔入口(11-1)處安裝恒穩(wěn)加熱器(3)，恒穩(wěn)加熱器(3)出口安裝熱棍(8)，熱棍⑶上方安裝背棍(7)，背棍(7)與主棍(5)相切安裝，主棍(5)上方安裝逗號棍(6)，主棍(5)貼近漿料槽(4)安裝，噴氣烘箱(9)連接機(jī)柜(11)安裝，噴氣烘箱(9)出口處依次安裝極片導(dǎo)輥(10-3)、極片張力平衡棍(10-2)、極片收卷筒(10-1)組成，其特征是恒溫加熱器(3)的上、下兩只熱板加熱器(3-2)安裝于上、下兩只箱罩(3-1)之間。
2.按權(quán)利要求I所述的涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)其特征是噴氣烘箱(9)底部安裝鼓風(fēng)機(jī)(9-1)，鼓風(fēng)機(jī)(9-1)出口方向安裝烘箱加熱器(9-2)，烘箱加熱器(9-2)上方安裝噴氣微孔板(9-3)，噴氣微孔板(9-3)上方安裝箱式氣道(9-4)，箱式氣道(9-4)上方是排氣口(9-5)。
3.按權(quán)利要求2所述的涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)其特征是烘箱加熱器(9-2)為電加熱器、蒸汽加熱器的一種。
4.按權(quán)利要求I所述的涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)其特征是熱板加熱器(3-2)為電加熱器、蒸汽加熱器的一種。
5.按權(quán)利要求I所述的涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)其特征是環(huán)形加熱器(8-3)為電加熱器、蒸汽加熱器的一種。
6.按權(quán)利要求2所述的涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)其特征是噴氣微孔板(9-3)微孔的孔徑≤2mm，微孔的孔間距≤25mm。
全文摘要
本發(fā)明是要提供一種改進(jìn)現(xiàn)有的涂布機(jī)傳熱方式，克服現(xiàn)有涂布機(jī)涂層干燥方式和銅箔缺乏預(yù)處理的缺陷的技術(shù)方案，給出一種涂層內(nèi)熱干燥法鋰離子電池極片涂布機(jī)，由銅箔放卷筒、張力調(diào)節(jié)棍、銅箔導(dǎo)輥、銅箔、涂層極片、恒穩(wěn)加熱箱、漿料槽、主棍、逗號棍、背棍、熱棍、噴氣烘箱、極片收卷筒、極片張力平衡棍、極片導(dǎo)輥、機(jī)柜等組成，使涂布工藝在涂布前對銅箔進(jìn)行除水，預(yù)熱，并且改進(jìn)銅箔與電池漿料涂層傳熱方式，使其克服現(xiàn)有涂布機(jī)存在的皮干瓤濕的不良極片涂層缺陷。
文檔編號B05C9/14GK102824984SQ20111017571
公開日2012年12月19日 申請日期2011年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月16日
發(fā)明者鄧梁 申請人:趙寬, 鄧梁