一种用于制备节能环保型锂电池极片的装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种用于制备节能环保型锂电池极片的目.o
【背景技术】
[0002]目前，锂离子电池（简称锂电池）极片的生产工艺主要包括：制胶、混料、涂布、烘烤、辊压等工序。
[0003]制胶是将粘结剂与溶剂溶解或溶胀，根据制胶溶剂的不同，可分为水性极片和油性极片。水性极片虽然成本低廉、环保，但残留水分会导致电池气胀、循环寿命差、安全性低，因此90%以上锂电企业特别是高端电池及军品电池都采取油性工艺制备极片；油性极片溶剂NMP价格高，涂布后烘烤阶段能耗高，而且会对环境造成污染，对操作人员的人身健康造成威胁。
[0004]混料，是将活性材料、导电剂和其它添加剂与胶液混匀。
[0005]涂布，是将活性材料均匀涂敷于基材上。
[0006]烘烤，就是对涂布后基材附着的活性材料进行加热干燥。
[0007]辊压，是对涂布材料进行一定程度的压缩、压实成为要求的极片。
[0008]上述极片制备中，各工序所用的设备之间相对比较独立，工序间还需周转车或周转罐配备中转人员来完成。此外，配料工序生产是由搅拌罐体积决定的，生产过程是非连续式。传统极片生产工艺和设备造成如下不利因素：1.必须使用溶剂，会给环境和员工健康带来不利影响，同时，增加生产成本。2.工序不能直接合并，瓶颈工序会降低其它工序设备的利用率。3.间歇生产方式需将每次配料在短时间内全部生产，否则浆料品质会受影响，甚至直接导致报废。4.工序衔接需专用设备和人员，增加成本。
【实用新型内容】
[0009]针对以上技术现状，本实用新型的目的是提供一种用于制备节能环保型锂电池极片的装置，该装置能将各工序衔接起来，并能实现用干粉对极片进行涂布，不使用溶剂，解决传统锂电池极片制备装置耗能、耗时、工序多且衔接繁琐的技术问题。
[0010]本实用新型采用以下技术方案：
[0011]一种用于制备节能环保型锂电池极片的装置，其包括计量喷雾器、辊压机以及收卷装置，涂布基材的一端穿过辊压机的一对热压辊之间的辊缝固定在收卷装置上，所述计量喷雾器设置在热压辊背离收卷装置的一侧，其喷嘴的宽度与涂布基材的宽度相适配。
[0012]优选地，所述计量喷雾器的喷嘴与所述热压辊之间的距离为20-50mm。
[0013]进一步地，所述计量喷雾器包括两个喷嘴，分别设置在涂布基材的上下两面。
[0014]当极片为正极片时，所述涂布基材为孔径0. 1-0. 5 ym的铝网，当极片为负极片时，所述涂布基材为孔径0. 1-0. 5 ym的铜网。
[0015]本实用新型中计量喷雾器能将原料干粉喷射至涂布基材上，涂布基材选用孔径0.l-o. 5 iim的铝网或铜网，能减少干粉的掉落，原料干粉经过热压辊热压，其中的粘结剂熔化，将涂布基材和其他原料热压成一体，成为极片。计量喷雾器的喷嘴与热压辊之间的距离为20-50mm，能进一步减少和避免原料干粉从涂布基材上脱落，最大限度地使原料干粉进入热压辊之间的辊缝，进而热压成型。计量喷雾器在基材上下两面各设置一个喷嘴，能使基材两面都均匀喷上原料，使制成的极片表面更加平整均匀。
[0016]本实用新型设计合理，操作方便，完全能满足干粉涂布工艺的使用需求，制备出合格的极片成品，并且该系统可以进行连续化生产，大大提高了生产效率。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的结构示意图。
[0018]在图1中：1涂布基材、2计量喷雾器、3热压辊、4极片、5收卷装置。
【具体实施方式】
[0019]实施例1
[0020]如图1所示，本实用新型包括计量喷雾器（2)、辊压机以及收卷装置（5)，涂布基材
(1)的一端穿过辊压机的一对热压辊（3)之间的辊缝固定在收卷装置（5)上，所述计量喷雾器（2)设置在热压辊（3)背离收卷装置（5)的一侧，其喷嘴的宽度与涂布基材（1)的宽度相适配。其中，涂布基材1为孔径0. 1 ym的铝网，所述计量喷雾器（2)的喷嘴与所述热压辊
(3)之间的距离为20mm。所述计量喷雾器（2)包括两个喷嘴，分别设置在涂布基材（1)的上下两面。
[0021]使用本实施例装置制备锂电池正极片的步骤如下：
[0022](1)准备涂布基材：取厚度为80 y m、孔径0. 1 y m的铝网作为正极片的涂布基材1，并将其一端穿过热压装置的一对热压辊3之间的辊缝固定在收卷装置5上；
[0023](2)原材料干混：称取如下原材料：活性材料磷酸铁锂9350g、导电剂ks_6 300g、粘结剂PVDF300g和添加剂石墨烯50g，加入双行星搅拌机搅拌分散3. 5h，其中搅拌转速18rpm，分散转速400rpm，然后加入球磨机球磨20min，得干混粉料；
[0024](3)涂布干混粉料：将所述干混粉料装入计量喷雾器2，计量喷雾器2在热压辊3背离收卷装置5的一侧，其喷嘴的宽度与涂布基材1的宽度相适配；选择合适的基材走带速度和喷粉量，将干混粉料喷射至涂布基材1上。
[0025](4)热压：将辊压机的热压辊提前加热至200°C，辊缝调整至所需厚度，步骤（3)中涂布了干混粉料的涂布基材1经过辊缝时被热压，热压辊将粉料内的粘结剂融化，将涂布基材1和其它粉料热压成一体，成为电池的正极片4，完成后用收卷装置5收卷即可。
[0026]实施例2
[0027]本实施例中涂布基材选择孔径0. 5 ym的铜网，计量喷雾器2的喷嘴与所述热压辊3之间的距离为20mm，其他与实施例1相同。
[0028]使用本实施例装置制备锂电池负极片的步骤如下：
[0029](1)准备涂布基材：取厚度为80ym、孔径0. 1 y m的铜网作为正极片的涂布基材1，并将其一端穿过热压装置的一对热压辊3之间的辊缝固定在收卷装置5上；
[0030](2)原材料干混：称取如下原材料：活性材料MCMB9370g、导电剂VGCF250g、粘结剂CMC350g和添加剂石墨稀30g，加入双行星搅拌机搅拌分散4h，其中搅拌转速15rpm，分散转速500rpm，然后加入球磨机球磨30min，得干混粉料；
[0031](3)涂布干混粉料：将所述干混粉料装入计量喷雾器2，计量喷雾器2再热压辊3背离收卷装置5的一侧，其喷嘴的宽度与涂布基材1的宽度相适配；选择合适的基材走带速度和喷粉量，将干混粉料喷射至涂布基材1上。
[0032](4)热压：将辊压机的热压辊提前加热至185°C，辊缝调整至所需厚度，步骤（3)中涂布了干混粉料的涂布基材1经过辊缝时被热压，热压辊将粉料内的粘结剂融化，将涂布基材1和其它粉料热压成一体，成为电池的负极片4，完成后用收卷装置5收卷即可。
【主权项】
1.一种用于制备节能环保型锂电池极片的装置，其特征在于:其包括计量喷雾器(2)、辊压机以及收卷装置(5)，涂布基材(I)的一端穿过辊压机的一对热压辊(3)之间的辊缝固定在收卷装置(5)上，所述计量喷雾器(2)设置在热压辊(3)背离收卷装置(5)的一侧，所述计量喷雾器(2)喷嘴的宽度与涂布基材(I)的宽度相适配。2.根据权利要求1所述的用于制备节能环保型锂电池极片的装置，其特征在于:所述计量喷雾器(2)的喷嘴与所述热压辊(3)之间的距离为20-50mm。3.根据权利要求1或2所述的用于制备节能环保型锂电池极片的装置，其特征在于:所述计量喷雾器(2)包括两个喷嘴，分别设置在涂布基材(I)的上下两面。4.根据权利要求1或2所述的用于制备节能环保型锂电池极片的装置，其特征在于:所述涂布基材(I)根据极片正负极的选择为铝网或铜网。5.根据权利要求4所述的用于制备节能环保型锂电池极片的装置，其特征在于:所述铝网或铜网的孔径为0.1-0.5 μ m。
【专利摘要】本实用新型公开了一种用于制备节能环保型锂电池极片的装置，包括计量喷雾器、辊压机以及收卷装置，涂布基材的一端穿过辊压机的一对热压辊之间的辊缝固定在收卷装置上，所述计量喷雾器设置在热压辊背离收卷装置的一侧，其喷嘴的宽度与涂布基材的宽度相适配。本实用新型设计合理，操作方便，完全能满足干粉涂布工艺的使用需求，制备出合格的极片成品，并且该系统可以进行连续化生产，大大提高了生产效率。
【IPC分类】H01M4/139, H01M4/62, H01M4/04
【公开号】CN204947008
【申请号】CN201520562396
【发明人】靳明, 刘建平, 杨树涛, 马德龙
【申请人】河北中智电池制造有限公司
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年7月30日