专利名称：锂电池的箔材预涂敷方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种箔材的预涂敷方法及其装置，更具体地说，它涉及一种锂离子充电电池的箔材预涂敷方法及其装置。
背景技术：
锂电池是绿色的高能充电电池，随着技术的不断进步，它的性能不断提升，在便携式电子设备、电动汽车、能源储备、国防工业等方面具有广阔的应用前景。箔材是锂离子电池极片的组成部分，现在的锂电池虽然性能比较优越，但是在制作工艺上也存在一些问题， 如电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力较小，电极浆料的活性物质容易脱落，从而导致锂电池的能量密度和功率密度降低、一致性变差、循环使用寿命变短、阻抗和内阻变大。 现在解决这个问题的办法主要是通过增加浆料粘结剂的用量或者通过化学腐蚀、电晕等特殊处理方法预处理箔材，但是粘结剂用量的增加会引起一系列的电池性能的不良影响，包括电池内阻的增大、能量密度和功率密度的降低、循环寿命变短、电池发热量上升等。化学腐蚀、电晕等特殊处理会对箔材产生一定程度的表面损伤，降低箔材的强度，影响后续的现场加工。中国专利公告开号CN101174685A，
公开日2008年5月7日，发明的名称为一种锂离子电池正极或负极极片及其涂布方法，正、负极极片依次由箔材、导电胶薄层、电极活性材料层组成，先将导电胶乳液涂敷在箔材上形成导电胶薄层，再将电极浆料材料涂敷在导电胶薄层上形成电极活性材料层，在涂敷的过程中是将导电胶乳液放在导电胶槽中，将电极浆料材料放在浆料槽，涂敷时导电胶乳液从导电胶槽中涂敷到箔材上形成导电胶薄层， 经过烘干后，电极浆料材料从浆料槽中涂敷到导电胶薄层上形成电极活性材料层，然后烘干，最后将经过涂敷的箔材制成电极。由于在涂敷的过程中，导电胶乳液和电极浆料材料是直接从导电胶槽和浆料槽中涂敷到箔材上的，这样涂敷的厚度和均勻性就很难控制，而且涂敷层容易从箔材上脱落下来。
发明内容
本发明克服了锂电池电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力较小，电极浆料的活性物质容易脱落的不足，提供了一种锂电池的箔材预涂敷方法及其装置，通过该方法对锂电池的箔材进行预涂敷后，大大提高了电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力，电极浆料的活性物质不易脱落，极大地改善了锂电池的性能。为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案一种锂电池的箔材预涂敷方法，包括导电胶的制备和箔材的预涂敷；(a)导电胶的制备，将粘结剂溶解在溶剂中制成胶液，再将导电剂均勻分散到胶液中制成导电胶，然后抽真空除气泡1-2小时；(b)箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头并从涂布头喷出涂敷在箔材表面上，涂敷了导电胶的箔材经过烘干成为一种预涂敷箔材。本方案包括导电胶的制备和箔材的预涂敷两个过程，导电胶制成之后抽真空除气泡1-2小时，去除导电胶中的气泡，使导电胶更加均勻稳定，制成后的导电胶粘性好，电学性能优越。经过抽真空后的导电胶再经过上料机构的处理和输送到达涂布头， 并从涂布头喷出到达箔材的表面。通过控制涂布头喷头的宽度控制箔材的涂布宽度，上料机构给涂布头提供压力使导电胶受到压力的作用从喷头喷出而不是受重力作用从喷头流出。这样使导电胶喷涂到箔材上后粘结力更大，不易脱落，极大改善锂电池的性能。作为优选，所述粘结剂至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯的一种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，导电剂包括导电碳黑、乙炔黑、石墨乳、纳米碳纤维、碳纳米管以及导电聚合物的一种或者多种复合，粘结剂与溶剂的质量比为1:6-10，导电剂与粘结剂的质量比为 1-3:1。这些材料的粘结剂、溶剂和导电剂比配制成的导电胶粘性好，电学性能优越。作为优选，所述胶液的固含量为1%-8%，粘度为IOOOmPa · s-6000mPa · s ；导电胶的固含量为2%-12%，细度为2um-10um，粘度为800mPa · s_3000mPa · S。保证导电胶的粘度，使导电胶涂敷到箔材上之后粘结力高，不易脱落。一种锂电池的箔材预涂敷装置，包括上料机构、涂布头、涂布装置，上料机构包括通过输料管依次连接在一起的中转罐、供料泵、浆料再处理装置、过滤器、供料装置，供料装置连接着涂布头。中转罐内设有与电机输出轴相连的搅拌头，导电胶输送到中转罐并充满中转罐排出中转罐内的空气，开启供料泵，使导电胶依次传输到供料泵、浆料再处理装置、 过滤器、供料装置，排出它们内部的空气，空气排完之后开启中转罐上的电机和浆料再处理装置，此时搅拌头开始转动并搅拌导电胶防止导电胶沉降，而且进一步提高了导电胶的均勻性。浆料再处理装置对导电胶浆料的团聚颗粒进行高速分散处理，保证后续的涂敷质量。 经过浆料再处理装置的导电胶通过过滤器的过滤，防止粒径大于50um的颗粒进入供料装置。连接在供料泵输出端的装置(包括浆料再处理装置、过滤器、供料装置、涂布头)内的输送导电胶的压力来源于供料泵。在涂布头涂敷箔材时，导电胶受压力的作用从喷头喷出，使导电胶更易粘结在箔材上。作为优选，所述过滤器包括滤筒、滤网，滤筒底面设有进料口和出料口，滤筒内设有进料管，进料管穿过进料口并和进料口连接在一起，进料管上靠近滤筒底面位置连接有支撑盘，支撑盘上设有若干通孔，滤网成圆柱形，滤网中央设有和进料管适配的圆柱孔，滤网的外侧面和滤筒的内侧壁适配，滤网包括至少四层环形的有机树脂网层，相邻两有机树脂网层之间设有环形的硬质塑料网层，滤网套在滤筒和进料管之间，滤网的底面支撑在支撑盘上，滤筒的顶端连接有螺帽，螺帽的下端顶撑着滤网的上端边缘。导电胶从进料管的下端进入，到达滤筒上端和螺帽形成的容腔之后，再经过圆柱形的滤网，从上往下过滤，最后导电胶到达滤筒的底端容腔，并从出料口输送出。作为优选，所述供料装置包括供料管、和供料管连通的上料管、和供料管连通的回料管，上料管内靠近其出料口位置设有上料气阀，上料气阀通过气管连接着上料控制气泵， 回料管内靠近其出料口位置设有回料气阀，回料气阀通过气管连接着回料控制气泵，上料管连接到涂布头，回料管连接到中转罐。上料控制气泵和回料控制气泵控制着上料气阀和回料气阀的开启与关闭。要涂敷箔材时，上料气阀开启，回料气阀关闭，导电胶从上料管输送到涂布头。暂停涂敷时，上料气阀关闭，回料气阀开启，导电胶从回料管输送到中转罐。作为优选，所述涂布头包括底座、连接在底座上的上盖，底座和上盖之间设有垫片，底座上设有缓冲腔、和缓冲腔导通的涂布头进料口，垫片成一侧开口的矩形框形状，垫片开口的一侧和涂布头一侧平齐，垫片连接在底座和上盖之间使缓冲腔和垫片开口导通， 垫片的厚度和要求的喷涂高度一致，垫片开口的宽度和箔材要求的喷涂宽度一致，上盖上靠近涂布头的涂布口端设有微调槽，微调槽内设有用于微调涂布口宽度的液压块。导电胶从涂布头进料口进入到达缓冲腔，然后从垫片的开口位置喷出。垫片开口的宽度和垫片的厚度可以根据涂敷的要求进行调节设计。液压块通过液压机构对其的下压和上拉微调涂布口的高度。第一种方案，所述涂布装置依次包括放卷单元、纠偏单元、喷涂单元、烘箱单元、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，纠偏单元设有两个纠偏辊，喷涂单元设有一个喷涂辊， 烘箱单元设有两个进料辊和两个出料辊，收卷单元设有两个收卷辊，箔材依次通过放卷辊、 纠偏辊、喷涂辊、进料辊、出料辊、收卷辊，涂布头设在喷涂单元位置，涂布头的涂布口垂直喷涂辊上的箔材，箔材的涂敷速度为20m/min-30 m/min。将箔材在涂布装置上安放好，开启上料结构、烘箱和收卷辊，并开启涂布头对箔材进行涂敷，涂敷过的箔材经过烘箱的烘烤之后在收卷单元收卷，箔材的一个面就涂敷完成了，然后将收卷辊上的箔材取下重新安装到涂布装置上进行另一面的涂敷。纠偏单元纠正箔材传动的偏差，使箔材的传动更加平稳。第二种方案，所述涂布装置依次包括放卷单元、纠偏单元、正面喷涂单元、背面喷涂单元、烘箱单元、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，纠偏单元设有两个纠偏辊，正面喷涂单元设有一个正面喷涂辊，背面喷涂单元设有一个背面喷涂辊，烘箱单元设有两个出料辊，收卷单元设有两个收卷辊，箔材依次通过放卷辊、纠偏辊、正面喷涂辊、背面喷涂辊、出料辊、收卷辊，在正面喷涂单元和背面喷涂单元各设有一个涂布头，涂布头的涂布口垂直箔材，箔材的涂敷速度为20m/min-30 m/min。箔材安放在涂布装置上后，在正面喷涂单元先进行箔材正面的涂敷，然后在背面涂敷单元进行箔材背面的涂敷，正面和背面都涂敷过的箔材再经过烘箱进行烘烤，最后在收卷单元进行收卷，这样一个过程就将箔材的正面和背面都涂敷完成了，提高了工作效率。第三种方案，所述涂布装置依次包括放卷单元、正面纠偏单元、正面喷涂单元、正面烘箱单元、背面纠偏单元、背面喷涂单元、背面烘箱单元、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，正面纠偏单元和背面纠偏单元各设有两个纠偏辊，正面喷涂单元和背面喷涂单元各设有一个喷涂辊，正面烘箱单元和背面烘箱单元各设有两个进料辊与两个出料辊，收卷单元设有三个收卷辊，两个涂布头分别设在正面喷涂单元和背面喷涂单元位置，涂布头的涂布口垂直喷涂辊上的箔材，箔材的涂敷速度为20m/min-30 m/min。箔材先在正面喷涂单元进行正面的喷涂再在背面喷涂单元进行背面的喷涂。箔材正面喷涂之后在正面烘箱单元进行烘烤，然后在背面喷涂单元进行背面的喷涂，再经过背面烘箱单元进行烘烤之后在收卷单元收卷。与现有技术相比，本发明的有益效果是(1)导电胶均勻稳定，导电胶涂敷到箔材后不易脱落；(2)增大了电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力；(3)由该种箔材制成的极片电学性能优越，阻抗小，该极片组装成的锂电池内阻小，使用寿命长。
图1是本发明的上料机构的结构示意图； 图2是本发明的过滤器的结构示意图3是本发明的涂布头的剖视图； 图4是本发明的涂布头去除上盖的俯视图； 图5是本发明的实施例1的涂布装置结构示意图； 图6是本发明的实施例2的涂布装置结构示意图； 图7是本发明的实施例3的涂布装置结构示意图8是本发明的预涂敷箔材制成的极片与常规箔材制成的极片粘结力的对比图； 图9是本发明的预涂敷箔材制成的极片与常规箔材制成的极片阻抗的对比图； 图10是本发明的预涂敷箔材制成的极片组装成的锂电池和常规箔材制成的极片组装成的锂电池的交流内阻对比图11是本发明的预涂敷箔材制成的极片组装成的锂电池和常规箔材制成的极片组装成的锂电池同等高倍率大电流放电条件下放电平台对比图12是本发明的预涂敷箔材制成的极片组装成的锂电池和常规箔材制成的极片组装成的锂电池同等使用条件下使用寿命对比图13是本发明的预涂敷箔材制成的极片组装成的锂电池和常规箔材制成的极片组装成的锂电池同等生产条件下电池单批次内阻分布箱线对比图14是本发明的预涂敷箔材制成的极片组装成的锂电池和常规箔材制成的极片组装成的锂电池同等生产条件下电池单批次容量分布箱线对比图中1、涂布头，2、过滤器，3、供料装置，4、箔材，5、中转罐，6、供料泵，7、浆料再处理装置，8、控制阀，11、底座，12、上盖，13、垫片，14、缓冲腔，15、涂布头进料口，16、液压块，21、滤筒，22、螺帽，23、进料口，24、出料口，25、进料管，26、支撑盘，27、有机树脂网层，28、硬质塑料网层，41、放卷单元，42、纠偏单元，43、喷涂单元，44、烘箱单元，45、收卷单元，46、正面喷涂单元，47背面喷涂单元，48、正面纠偏单元，49、背面纠偏单元，50、正面烘箱单元，51、背面烘箱单元。
具体实施例方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述
实施例1 一种锂电池的箔材预涂敷方法，包括导电胶的制备和箔材的预涂敷两个过程。(a)导电胶的制备，将粘结剂聚偏二氟乙烯完全溶解在溶剂N-甲基吡咯烷酮中制成胶液，粘结剂与溶剂的质量比为1:10，保证胶液的固含量为5%，粘度为3000mPa*S。然后将导电剂碳纳米管均勻分散到胶液中制成导电胶，导电剂与粘结剂的质量比为1:1，保证导电胶的固含量为4. 5%，细度为8um，粘度为1860mPa · s。最后抽真空除气泡1小时，这样导电胶的制备就完成了。(b)箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头并从涂布头喷出涂敷在箔材表面上。
一种锂电池的箔材预涂敷装置，包括上料机构(参见附图1)、涂布头1 (参见附图 3和附图4)、涂布装置(参见附图5)，上料机构包括通过输料管依次连接在一起的中转罐5、 供料泵6、浆料再处理装置7、过滤器2 (参见附图2)、供料装置3，供料装置连接着涂布头。 导电胶先输送至中转罐中并充满中转罐排出中转罐内的空气，开启供料泵，使导电胶依次传输到供料泵、浆料再处理装置、过滤器、供料装置，排出它们内部的空气。在中转罐内设有搅拌头，中转罐上设有电机，电机输出轴连接搅拌头，空气排完之后开启电机和浆料再处理装置，搅拌头搅拌中转罐中的导电胶，防止导电胶的沉降，使导电胶更加均勻。电机的转速为ISrpm。导电胶在中转罐搅拌后通过供料泵定流量地输送至浆料再处理装置，在供料泵和中转罐之间的输料管上设有控制阀8，控制阀用于控制和调节导电胶的输送。供料泵采用精度为0. 25ml/min的齿轮泵，流量控制在15ml/min。浆料再处理装置为一种变频可调高速分散机，转速设置为860rpm，变频可调高速分散机对导电胶浆料的团聚颗粒进行高速分散处理，保证后续的涂敷质量。从变频可调高速分散机输出的导电胶输送到过滤器，过滤器包括滤筒21、滤网，滤筒底面设有进料口 23和出料口 M，滤筒内设有进料管25，进料管穿过进料口并和进料口连接在一起，进料管上靠近滤筒底面位置连接有支撑盘26，支撑盘上设有若干通孔，滤网成圆柱形，滤网中央设有和进料管适配的圆柱孔，滤网的外侧面和滤筒的内侧壁适配，滤网包括四层环形的有机树脂网层27，相邻两有机树脂网层之间设有环形的硬质塑料网层观，滤网套在滤筒和进料管之间，滤网的底面支撑在支撑盘上，滤筒的顶端连接有螺帽22，螺帽的下端顶撑着滤网的上端边缘。导电胶从进料管的下端进入，到达滤筒上端和螺帽形成的容腔之后，再经过圆柱形的滤网，从上往下过滤，最后导电胶到达滤筒的底端和支撑盘之间的容腔，并从出料口输送出到达供料装置。过滤器使用时间长了可以直接更换滤网，十分方便。供料装置包括供料管、和供料管连通的上料管、和供料管连通的回料管，上料管连接在供料管的端部，上料管内靠近其出料口位置设有上料气阀，上料气阀通过气管连接着上料控制气泵，回料管内靠近其出料口位置设有回料气阀，回料气阀通过气管连接着回料控制气泵，上料管连接到涂布头，回料管连接到中转罐。涂布头包括底座11、连接在底座上的上盖12，底座和上盖之间设有不锈钢垫片13，底座上设有缓冲腔14、和缓冲腔导通的涂布头进料口 15，涂布头进料口设在底座的底面，底座和上盖在与垫片的连接面各设有和垫片的外轮廓相配的凹槽，凹槽的深度小于垫片厚度的一半。通过螺栓连接底座和上盖将垫片牢牢地固定连接在底座和上盖的两凹槽之间。缓冲腔成半圆形的凹槽状，垫片成右侧开口的矩形框形状，垫片的右上角和右下角成L形，这样整个垫片连接在两个凹槽之间就不会前后左右窜动了。垫片开口的右侧和涂布头右侧平齐，垫片连接在底座和上盖之间使缓冲腔和垫片开口导通，垫片的内轮廓宽度从缓冲腔向垫片开口端逐渐减小。垫片的开口与上盖和底座一起构成了喷嘴，上盖和底座喷嘴位置涂有超硬合金涂层，超硬合金涂层防止喷嘴表面被划伤，保证涂敷精度。垫片的厚度和要求的喷涂高度一致，垫片开口的宽度和箔材要求的喷涂宽度一致。上盖上靠近涂布头的涂布口端设有微调槽，微调槽内设有用于微调涂布口宽度的液压块16，液压块通过液压机构对其的下压或上拉使涂布头的涂布口端下降或上升来微调涂布口的宽度。导电胶从涂布头进料口到达缓冲腔，然后再从喷嘴喷出，垫片的内轮廓宽度从缓冲腔向涂布口端逐渐变小，这样就极大地减小了输送压力对从喷头喷出的导电胶的均勻性的影响。箔材4设置在涂布装置上，涂布头靠近箔材的表面位置，导电胶从涂布头喷嘴喷出涂敷在箔材表面上。涂布装置依次包括放卷单元41、纠偏单元42、喷涂单元43、烘箱单元44、收卷单元45，放卷单元设有一个放卷辊，纠偏单元设有两个纠偏辊，喷涂单元设有一个喷涂辊，烘箱单元设有两个进料辊和两个出料辊，收卷单元设有两个收卷辊，箔材依次通过放卷辊、纠偏辊、喷涂辊、进料辊、出料辊、收卷辊，涂布头设在喷涂单元位置，涂布头的涂布口垂直喷涂辊上的箔材，先涂箔材的正面并收卷在收卷辊上， 然后再将收卷的箔材放到放卷辊上进行背面的喷涂。末端的一个收卷辊转动收卷带动箔材的运动，箔材在喷涂单元进行喷涂后进入烘箱单元进行烘烤。烘箱单元共有八节烘箱，每节烘箱的长度为5米，烘箱采用热风循环干燥方式，低进风、低排风。箔材依次通过八节烘箱， 每节烘箱的箱内温度依次为65°C、70°C、80°C、80°C、80°C、90°C、95°C、95°C。箔材经烘箱单元烘烤完再通过收卷单元收卷。将厚度为20um，宽度为540mm铝箔安放再涂布装置上，开启齿轮泵，排出上料机构内部的空气，调节齿轮泵的流量至15ml/min，上料控制气泵控制上料气阀关闭，回料控制气泵控制回料气阀打开，此时导电胶回流会中转罐。然后开启整个涂布装置，铝箔在涂布装置上开始走带，此时上料控制气泵控制上料气阀打开，回料控制气泵控制回料气阀关闭，导电胶从涂布头的喷嘴喷出涂敷到铝箔上，涂敷的宽度为500mm，涂敷速度25m/min，单面涂敷密度0. 35g/ m%涂敷厚度为3um，可以调节液压块对涂布口的宽度进行微调。铝箔的正面和背面都涂敷完成后再制成锂电池极片。采用该方法制成的电池极片与常规的箔材制成的极片相比粘结力提高35%-85%(参见附图8，图中A系列电池使用本发明的预涂敷箔材，B系列电池使用常规箔材，下同)，阻抗下降30%-50%(参见附图9 )。预涂敷箔材制成的极片组装成的锂电池和使用常规箔材制成的极片组装成的锂电池相比，电池的交流内阻下降35%-65% (参见附图10)，同等高倍率大电流(100安倍)放电条件下放电平台提高20%-30% (参见附图11)，同等条件下常温IC充放电循环寿命提高35%-45% (参见附图12)，在同等生产制成条件下电池一致性明显提高、同批次电池交流内阻极差降低(参见附图13)、同批次电池容量极差降低(参见附图14)。实施例2 —种锂电池的箔材预涂敷方法，包括导电胶的制备和箔材的预涂敷两个过程。(a)导电胶的制备，将粘结剂聚四氟乙烯完全溶解在溶剂N-甲基吡咯烷酮中制成胶液，粘结剂与溶剂的质量比为1:8，保证胶液的固含量为5%，粘度为3000mPa · s。然后将导电剂导电碳黑均勻分散到胶液中制成导电胶，导电剂与粘结剂的质量比为1.5:1，保证导电胶的固含量为4. 5%，细度为8um，粘度为1860mPa · s。最后抽真空除气泡1小时，这样导电胶的制备就完成了。(b)箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头并从涂布头喷出涂敷在箔材表面上。一种锂电池的箔材预涂敷装置，包括上料机构、涂布头、涂布装置(参见附图6)，上料机构包括通过输料管依次连接在一起的中转罐、供料泵、浆料再处理装置、过滤器2、供料装置3，供料泵采用高精度低流量单螺杆泵，上料机构的其它部分与实施例1相同。涂布装置依次包括放卷单元、纠偏单元、正面喷涂单元46、背面喷涂单元47、烘箱单元、收卷单元， 放卷单元设有一个放卷辊，纠偏单元设有两个纠偏辊，正面喷涂单元设有一个正面喷涂辊， 背面喷涂单元设有一个背面喷涂辊，烘箱单元设有两个出料辊，收卷单元设有两个收卷辊， 箔材依次通过放卷辊、纠偏辊、正面喷涂辊、背面喷涂辊、出料辊、收卷辊，在正面喷涂单元和背面喷涂单元各设有一个涂布头，涂布头的涂布口垂直箔材，先后涂箔材的正面和背面并收卷在收卷辊上，箔材的涂敷速度为25m/min。箔材在正面喷涂单元进行正面喷涂后， 紧接着在背面喷涂单元进行背面的喷涂，两面都喷涂完成后经过烘箱单元进行烘烤。烘箱单元共有八节烘箱，每节烘箱的长度为5米，烘箱采用热风循环干燥方式，低进风、低排风。 箔材依次通过八节烘箱，每节烘箱的箱内温度依次为65°C、70°C、80°C、80°C、80°C、90°C、 95°C、95°C。箔材经烘箱单元烘烤完再通过收卷单元收卷。所用的箔材为铝箔，将铝箔安放到涂布装置上，开启单螺杆泵，调节单螺杆泵的流量至15ml/min，上料控制气泵控制上料气阀关闭，回料控制气泵控制回料气阀打开，此时导电胶回流会中转罐。然后开启整个涂布装置，铝箔在涂布装置上开始走带，此时上料控制气泵控制上料气阀打开，回料控制气泵控制回料气阀关闭，导电胶从涂布头的喷嘴喷出涂敷到铝箔上。铝箔的正面和背面都涂敷完成后再制成锂电池极片。实施例3 —种锂电池的箔材预涂敷方法，包括导电胶的制备和箔材的预涂敷两个过程。(a)导电胶的制备，将粘结剂聚四氟乙烯和聚偏二氟乙烯各一半完全溶解在溶剂 N-甲基吡咯烷酮中制成胶液，粘结剂与溶剂的质量比为1:8。然后将导电剂导电聚合物均勻分散到胶液中制成导电胶，导电剂与粘结剂的质量比为1.5:1，最后抽真空除气泡1小时，这样导电胶的制备就完成了。(b)箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头并从涂布头喷出涂敷在箔材表面上。一种锂电池的箔材预涂敷装置，包括上料机构、涂布头、涂布装置(参见附图7)，涂布头和上料机构与实施例1相同。涂布装置依次包括放卷单元、正面纠偏单元48、正面喷涂单元、正面烘箱单元50、背面纠偏单元49、背面喷涂单元、背面烘箱单元51、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，正面纠偏单元和背面纠偏单元各设有两个纠偏辊，正面喷涂单元和背面喷涂单元各设有一个喷涂辊，正面烘箱单元和背面烘箱单元各设有两个进料辊与两个出料辊，收卷单元设有三个收卷辊，两个涂布头分别设在正面喷涂单元和背面喷涂单元位置，涂布头的涂布口垂直喷涂辊上的箔材，箔材的涂敷速度为25m/min。箔材先在正面喷涂单元进行正面的喷涂再在背面喷涂单元进行背面的喷涂。箔材正面喷涂完成后进入正面烘箱单元进行烘烤，箔材从正面烘箱单元出来后经过背面纠偏单元，然后到达背面喷涂单元进行背面的喷涂，背面喷涂完后再经过背面烘箱单元烘烤，最后在收卷单元收卷。这样一个过程就将箔材的两面都涂敷完成了，大大提高了工作效率。所用的箔材为铝箔，将铝箔安放到涂布装置上，开启齿轮泵，调节单齿轮泵的流量至15ml/min，上料控制气泵控制上料气阀关闭，回料控制气泵控制回料气阀打开，此时导电胶回流会中转罐。然后开启整个涂布装置，铝箔在涂布装置上开始走带，此时上料控制气泵控制上料气阀打开，回料控制气泵控制回料气阀关闭，导电胶从涂布头的喷嘴喷出涂敷到铝箔上。铝箔涂敷完成后再制成锂电池极片。以上所述的实施例只是本发明的几种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
权利要求
1.一种锂电池的箔材预涂敷方法，其特征是，包括导电胶的制备和箔材的预涂敷； (a)导电胶的制备，将粘结剂溶解在溶剂中制成胶液，再将导电剂均勻分散到胶液中制成导电胶，然后抽真空除气泡1-2小时；(b)箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头并从涂布头喷出涂敷在箔材表面上，涂敷了导电胶的箔材经过烘干成为一种预涂敷箔材。
2.根据权利要求1所述的锂电池的箔材预涂敷方法，其特征是，所述粘结剂至少包括聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯的一种，溶剂为N-甲基吡咯烷酮，导电剂包括导电碳黑、乙炔黑、石墨乳、纳米碳纤维、碳纳米管以及导电聚合物的一种或者多种复合，粘结剂与溶剂的质量比为1:6-10，导电剂与粘结剂的质量比为1-3:1。
3.根据权利要求1所述的锂电池的箔材预涂敷方法，其特征是，所述胶液的固含量为 1%-8%，粘度为IOOOmPa · s-6000mPa · s ；导电胶的固含量为2%_12%，细度为2um_10um，粘度为 800mPa · s_3000mPa · s。
4.一种权利要求1至3中任意一项所述的锂电池的箔材预涂敷方法中使用到的预涂敷装置，其特征是，包括上料机构、涂布头、涂布装置，上料机构包括通过输料管依次连接在一起的中转罐、供料泵、浆料再处理装置、过滤器、供料装置，供料装置连接着涂布头。
5.根据权利要求4所述的锂电池的箔材预涂敷装置，其特征是，所述过滤器包括滤筒、 滤网，滤筒底面设有进料口和出料口，滤筒内设有进料管，进料管穿过进料口并和进料口连接在一起，进料管上靠近滤筒底面位置连接有支撑盘，支撑盘上设有若干通孔，滤网成圆柱形，滤网中央设有和进料管适配的圆柱孔，滤网的外侧面和滤筒的内侧壁适配，滤网包括至少四层环形的有机树脂网层，相邻两有机树脂网层之间设有环形的硬质塑料网层，滤网套在滤筒和进料管之间，滤网的底面支撑在支撑盘上，滤筒的顶端连接有螺帽，螺帽的下端顶撑着滤网的上端边缘。
6.根据权利要求4或5所述的锂电池的箔材预涂敷装置，其特征是，所述供料装置包括供料管、和供料管连通的上料管、和供料管连通的回料管，上料管内靠近其出料口位置设有上料气阀，上料气阀通过气管连接着上料控制气泵，回料管内靠近其出料口位置设有回料气阀，回料气阀通过气管连接着回料控制气泵，上料管连接到涂布头，回料管连接到中转罐。
7.根据权利要求6所述的锂电池的箔材预涂敷装置，其特征是，所述涂布头包括底座、 连接在底座上的上盖，底座和上盖之间设有垫片，底座上设有缓冲腔、和缓冲腔导通的涂布头进料口，垫片成一侧开口的矩形框形状，垫片开口的一侧和涂布头一侧平齐，垫片连接在底座和上盖之间使缓冲腔和垫片开口导通，垫片的厚度和要求的喷涂高度一致，垫片开口的宽度和箔材要求的喷涂宽度一致，上盖上靠近涂布头的涂布口端设有微调槽，微调槽内设有用于微调涂布口宽度的液压块。
8.根据权利要求7所述的锂电池的箔材预涂敷装置，其特征是，所述涂布装置依次包括放卷单元、纠偏单元、喷涂单元、烘箱单元、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，纠偏单元设有两个纠偏辊，喷涂单元设有一个喷涂辊，烘箱单元设有两个进料辊和两个出料辊，收卷单元设有两个收卷辊，箔材依次通过放卷辊、纠偏辊、喷涂辊、进料辊、出料辊、收卷辊， 涂布头设在喷涂单元位置，涂布头的涂布口垂直喷涂辊上的箔材，箔材的涂敷速度为20m/ min-30 m/min。
9.根据权利要求7所述的锂电池的箔材预涂敷装置，其特征是，所述涂布装置依次包括放卷单元、纠偏单元、正面喷涂单元、背面喷涂单元、烘箱单元、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，纠偏单元设有两个纠偏辊，正面喷涂单元设有一个正面喷涂辊，背面喷涂单元设有一个背面喷涂辊，烘箱单元设有两个出料辊，收卷单元设有两个收卷辊，箔材依次通过放卷辊、纠偏辊、正面喷涂辊、背面喷涂辊、出料辊、收卷辊，在正面喷涂单元和背面喷涂单元各设有一个涂布头，涂布头的涂布口垂直箔材，箔材的涂敷速度为20m/min-30 m/min。
10.根据权利要求7所述的锂电池的箔材预涂敷装置，其特征是，所述涂布装置依次包括放卷单元、正面纠偏单元、正面喷涂单元、正面烘箱单元、背面纠偏单元、背面喷涂单元、 背面烘箱单元、收卷单元，放卷单元设有一个放卷辊，正面纠偏单元和背面纠偏单元各设有两个纠偏辊，正面喷涂单元和背面喷涂单元各设有一个喷涂辊，正面烘箱单元和背面烘箱单元各设有两个进料辊与两个出料辊，收卷单元设有三个收卷辊，两个涂布头分别设在正面喷涂单元和背面喷涂单元位置，涂布头的涂布口垂直喷涂辊上的箔材，箔材的涂敷速度为 20m/min_30 m/min。
全文摘要
本发明公开了一种锂电池的箔材预涂敷方法及其装置，旨在解决现有的锂电池电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力较小，电极浆料的活性物质容易脱落的不足。该发明包括导电胶的制备和箔材的预涂敷；(a)导电胶的制备，将粘结剂溶解在溶剂中制成胶液，再将导电剂均匀分散到胶液中制成导电胶，然后抽真空除气泡1-2小时；(b)箔材的预涂敷，箔材设置在涂布装置上，导电胶经过上料机构到达涂布头，涂布头靠近箔材表面位置，导电胶通过涂布头涂敷在箔材表面上，涂敷了导电胶的箔材经过烘干成为一种预涂敷箔材。箔材进行这种方法预涂敷后，锂电池电极浆料的活性物质与基体箔材的粘结力较大，电极浆料的活性物质不易脱落。
文档编号B05D1/26GK102284406SQ20111020099
公开日2011年12月21日 申请日期2011年7月19日 优先权日2011年7月19日
发明者史离全, 周伟英, 周青山, 张景国, 茹永军, 董峰 申请人:万向电动汽车有限公司, 万向集团公司