双错位涂布方法及装置与流程

本申请涉及涂布加工领域，尤其涉及一种双错位涂布方法及装置。

背景技术：

相关技术中，锂电池普遍采用挤压涂布方式进行涂布，并具体可分为单错位涂布和双错位涂布。

相较于单错位涂布，双错位涂布可以明显提升能量密度，减小材料的浪费。然而，由于双错位涂布过程中首先要对基材的一面进行错位涂布形成单面区以及空白区，而在涂布基材的另一面时，背辊会与涂布区和空白区交替配合，而由单面区向空白区过渡时会产生明显高度差，导致双面涂布时会在空白区产生巨大落差，进而影响涂布重量，导致涂布重量不均匀。

而涂布重量不均匀又容易造成析锂风险，并且在cycle循环过程中，因电流密度分布不均，电芯局部位置会产生过热，隔离膜高温下容易收缩变形，从而导致电芯短路起火，造成安全风险。

技术实现要素：

本申请提供了一种双错位涂布方法及装置，能够解决上述问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种双错位涂布方法，采用该方法进行涂布的基材两面分别为已涂布面以及待涂布面，包括下列步骤：

(a)、在所述基材张紧输送过程中采用负压源贴合吸附所述待涂布面；

(b)、在所述基材输送至涂布位置后，移动所述负压源，并改变所述基材的输送轨迹，使所述待涂布面通过所述负压源之后与错唇模头贴合，而与所述错唇模头相对的所述已涂布面处于无支撑状态；

(c)、采用吻涂方式对所述待涂布面进行涂布；

(d)、在涂布至预定长度后，移动所述负压源，并改变所述基材的输送轨迹，使所述待涂布面与所述错唇模头脱离，从而停止涂布。

优选地，所述步骤(a)中，所述基材的张紧力为60～80N。

优选地，所述步骤(a)中，所述负压源的压强为-20～-35KPa。

优选地，所述步骤(a)中，所述基材的张紧输送方向为由下至上。

本申请实施例的第二方面提供了一种双错位涂布装置，采用该装置进行涂布的基材两面分别为已涂布面以及待涂布面，所述双错位涂布装置包括第一辊、第二辊、负压组件、移动组件以及吻涂组件；

所述第一辊以及所述第二辊平行间隔设置，并且，所述第一辊以及所述第二辊能够在所述基材的输送方向上依次与所述基材配合，以使所述基材在二者之间能够进行张紧输送；

所述负压组件包括吸附头，所述吸附头在所述输送方向上位于所述第一辊以及所述第二辊之间，且能够依靠负压贴合吸附所述待涂布面；

所述吻涂组件包括错唇模头，所述错唇模头在所述输送方向上位于所述吸附头与所述第二辊之间，且朝向所述待涂布面；

所述移动组件与所述负压组件连接，且能够带动所述吸附头移动，以使所述吸附头改变所述基材的输送轨迹，并将所述待涂布面与所述错唇模头贴合/脱离。

优选地，所述第一辊位于所述第二辊的下方。

优选地，所述吸附头与所述错唇模头之间的间距为50～100mm。

优选地，所述吸附头上设置有若干吸附孔，所述吸附孔沿所述基材的宽度方向间隔排布。

优选地，所述吸附孔的孔径为0.5～2mm。

优选地，所述吸附孔的间距为8～12mm。

优选地，所述错唇模头包括模头下唇以及模头上唇，

所述模头下唇与所述模头上唇在所述输送方向上依次设置，所述模头下唇以及所述模头上唇构成错唇结构，所述模头上唇相较所述模头下唇远离所述基材，且所述模头上唇与所述模头下唇的错唇范围为100～150μm。

本申请实施例提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请实施例所提供的双错位涂布方法及装置利用负压源的移动来改变基材的输送轨迹，进而控制基材与错唇模头之间的配合关系，以控制涂布过程。由于涂布过程中错唇模头始终与待涂布面贴合，因此涂布厚度以及涂布重量均匀，不会出现较大偏差，有效降低析锂风险。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的一种双错位涂布装置的使用状态示意图；

图2为本申请实施例所提供的吸附头的剖面结构示意图；

图3为本申请实施例所提供的吸附头的主视结构示意图。

附图标记：

1-基材；

10-已涂布面；

12-待涂布面；

2-双错位涂布装置；

20-第一辊；

22-第二辊；

24-负压组件；

240-吸附头；

240a-吸附孔；

242-负压管路；

26-吻涂组件；

260-错唇模头；

260a-模头下唇；

260b-模头上唇；

262-供料单元；

28-移动组件；

280-伺服电机；

282-丝杆。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的双错位涂布装置为参照。

本申请实施例提供了一种双错位涂布装置2，如图1所示，采用该装置进行涂布的基材1的两面分别为已涂布面10以及待涂布面12，其中，已涂布面10已经在之前的工序中间隔涂布上了涂布层，形成单面区以及空白区。

请继续参见图1，双错位涂布装置2包括第一辊20、第二辊22、负压组件24、移动组件28以及吻涂组件26。

第一辊20以及第二辊22平行间隔设置，一般情况下第一辊20以及第二辊22的转动轴均与水平面平行。基材1在输送方向(图中箭头指向)上依次与第一辊20以及第二辊22进行配合，以使基材1在二者之间能够进行张紧输送。具体地，基材1能够依次与第一辊20以及第二辊22的辊面贴合，利用辊面进行与基材1之间的作用力实现基材1的输送过程的转向以及张紧。

通常，基材1在进行输送时会将已涂布面10朝向第一辊20以及第二辊22，利用单面区以及涂布区与第一辊20以及第二辊22相贴合，基材1的输送轨迹在第一辊20以及第二辊22处均发生90度的转动，形成类似C形结构(参见图1)。这种结构能够较大限度的将待涂布面12展示出来，以便负压组件24和吻涂组件26的设置。但在极端情况下，也不排除基材1会将待涂布面12朝向第一辊20或者第二辊22中的其中一个，形成类似S形的输送轨迹。

如图1所示，负压组件24包括吸附头240，此外，还可包括用于输送负压的负压管路242以及用于产生负压的真空泵(未示出)等部件，吸附头240在输送方向上位于第一辊20以及第二辊22之间，也就是说，随着输送的进行，基材1的同一部分会依次通过第一辊20、吸附头240以及第二辊22。吸附头240的内部带有负压，当基材1的待涂布面12通过吸附头240时，吸附头240便能够依靠负压贴合吸附待涂布面12，从而使待涂布面12能够贴着吸附头240滑动。

本实施例所提供的双错位涂布装置2没有采用压涂组件，取而代之的是采用了吻涂组件26。如图1所示，吻涂组件26包括错唇模头260，图中同时还示出了为错唇模头260进行供料的供料单元262等，错唇模头260在输送方向上位于吸附头240与第二辊22之间，且朝向待涂布面12。

移动组件28与负压组件24连接，且能够带动吸附头240移动，由于吸附头240与基材1的待涂布面12贴合吸附，因此当吸附头240移动时，由于负压作用，基材1通过第一辊20后会继续向吸附头240输送，从而实现利用吸附头240的移动来改变基材1的输送轨迹的目的。

如图2和图3所示，本实施例所提供的吸附头240上设置有若干吸附孔240a，这些吸附孔240a均与负压管路242相连，从而形成负压环境吸附待涂布面12。为了保持基材1的平整，吸附孔240a需要沿基材1的宽度方向间隔排布，使基材1在输送过程中在宽度方向上所受到的吸附力较为均匀，基材1不发生褶皱。吸附孔240a的孔径对于吸附效果有着非常重要的影响，吸附孔240a的孔径越小，产生的吸附力越低，所需的负压也就越高，工艺要求以及控制难度较大，而吸附孔240a的孔径如果太大，则在吸附力的作用下很可能使基材1发生形变，甚至部分进入到吸附孔240a的内部，同样会造成不良后果。经过分析验证，吸附孔240a的孔径在0.5～2mm范围内较为适宜。吸附孔240a的间距对于吸附力分布和大小也会产生影响，过于密集或者过于稀疏均会造成不利影响。在本实施例中，吸附孔240a之间的间距一般保持在8～12mm的较佳范围。

错唇模头260的涂布过程需要与待涂布面12进行贴合接触，例如，如图1所示，在本实施例中，错唇模头260包括模头下唇260a以及模头上唇260b，模头下唇260a与模头上唇260b在输送方向上依次设置，模头下唇260a以及模头上唇260b构成错唇结构，其中，模头上唇260b相较模头下唇260a要远离基材1。当进行涂布时，待涂布面12需要与模头下唇260a贴合，由于模头上唇260b与模头下唇260a之间会错开一定位置，因此涂料能够在错开位置释放压力并形成浸润角，随着基材1的输送，涂料便被源源不断的涂布在被涂布面12上。在本实施例中，模头上唇260b与模头下唇260a的错唇范围最好在100～150μm，能够形成较佳的浸润角度。而在不涂布状态下，错唇模头260与基材1的待涂布面12之间需要呈脱离状态，二者之间留有一定的间隙，此时基材1的输送过程便不会伴随涂布过程，从而实现涂布的中断。

因此，改变基材1的输送轨迹主要目的是控制涂布的进行。通过移动组件28带动吸附头240的移动，能够改变基材1的输送轨迹，使基材1在需要涂布时能够与将待涂布面12与错唇模头260的模头下唇260a贴合，又能够在不需要涂布时改变基材1的输送轨迹，使待涂布面12与模头下唇260a脱离。

移动组件28最好能够使吸附头240沿着基材1的厚度方向进行移动，这种移动方式对于基材1输送轨迹的改变最为明显。为了实现稳定移动，可以采用伺服电机280以及丝杆282配合形成移动组件28，将丝杆282与负压组件24或者直接与吸附头240螺纹连接，依靠伺服电机280驱动丝杆282转动，并通过螺纹连接将转动转换为直线运动，最终带动吸附头240移动。

在本实施例中，基材1在吸附头240以及第二辊22之间进行输送时难免发生抖动，并且这种抖动距离吸附头240越远就越剧烈。剧烈的抖动一方面可能影响涂布的均匀度，另一方面还可能影响错唇模头260与待涂布面12之间的贴合状态，甚至造成涂布中断。为了避免抖动对涂布过程产生较大的负面影响，吸附头240与错唇模头260之间的间距不宜过大，如果吸附头240与错唇模头260之间过于接近则又会对结构设计以及各部件的协调等方面带来挑战，因此，吸附头240与错唇模头260之间的间距一般保持在50～100mm范围内即可。

在本实施例中，为了提高涂布的均匀程度，最好将第一辊20位于第二辊22的下方，这样，基材1的输送轨迹在第一辊20与第二辊22之间会保持向上输送。在进行涂布时，模头下唇260a与待涂布面12接触，涂料则随着基材1的向上输送过程而被涂布到待涂布面12上，涂布过程中浸润角度能够避免受到重力影响而向下扩展，因而能够更好地保持涂布均匀度。

本实施例提供了一种双错位涂布方法，具体包含下列步骤：

S10、在基材张紧输送过程中采用负压源贴合吸附待涂布面；

S20、在基材输送至涂布位置后，移动负压源，并改变基材的输送轨迹，使待涂布面通过负压源之后与错唇模头贴合，而与错唇模头相对的已涂布面处于无支撑状态；

S30、采用吻涂方式对待涂布面进行涂布；

S40、在涂布至预定长度后，移动负压源，并改变基材的输送轨迹，使待涂布面与错唇模头脱离，从而停止涂布。

该方法可通过本实施例所提供的双错位涂布装置2进行实施，下面将该双错位涂布方法与双错位涂布装置2结合进行说明。

上述方法中，S10主要通过第一辊20、第二辊22以及负压组件24来实现，第一辊20以及第二辊22负责实现基材1的张紧输送，张力一般要达到60～80N。需要注意的是，第一辊20以及第二辊22可能只是用来保持张力，而调节张力并不一定需要第一辊20以及第二辊22来实现，例如，可以将基材1通过另外的张力调节组件来实现张力调节。起始状态下负压组件24的吸附头240便与待涂布面12贴合吸附，吸附头240的压强保持在-20～-35KPa范围内。

S20中，判断基材1是否已输送至涂布位置的方式有很多种，在基材1上的适当位置设置特定的标识，之后通过红外、光电等传感器对基材1进行不间断监测，当识别到基材1上的特定标识时便可判断出已经输送至涂布位置。该识别过程可以通过PLC进行。当识别到特定标识后，PLC生成一个控制信号，控制伺服电机280启动，并带动丝杆282转动，进而使吸附头240发生移动。吸附头240的移动会导致基材1的输送轨迹的改变，而移动的目标位置即是待涂布面12通过吸附头240之后能够与错唇模头260贴合。此时，由于错唇模头260处于吸附头240与第二辊22之间，因此基材1上与错唇模头260相对的已涂布面10处于完全暴露状态，没有任何支撑，待涂布面12与错唇模头260之间的间距能够依靠吸附头240进行控制。

错唇模头260与待涂布面12贴合后便开始进行S30，在该步骤中，涂布压强最好保持在10～40KPa的范围内。此时可以通过编码器或其它手段同步计算涂布长度，当然也不排除采用其它手段控制涂布长度。

当涂布长度达到要求时，PLC再次发出控制信号，控制伺服电机280带动丝杆282反向转动，使错唇模头260脱离与待涂布面12的接触，完成涂布过程。

在涂布过程中，无论已涂布面10是单面区还是空白区，待涂布面12与错唇模头260的模头下唇260a始终贴合在一起，二者的间距基本不会发生改变，因此能够保证涂布厚度以及涂布重量均匀，不会出现较大偏差，有效降低析锂风险。

下面通过实验数据将本申请的双错位涂布方法与常规双错位涂布重量一致性进行实验对比，进一步说明本申请技术方案的技术效果。实验参数及结果参见表1和表2，在实验例以及对比例中，要求涂布重量均为31mg。

表1本申请的双错位涂布方法实验例1-16参数及测量结果

表2常规双错位涂布对比例1-4参数及测量结果

通过实验例与对比例的实验结果可以看出，实验例中的涂布重量的标准差能够达到1以下，面密度一致性低于10％，并且在张力75N时达到最优值，而对比例中的标准差均在2以上，甚至高于3，面密度一致性也均在20％以上。因此，实验例所采用的双错位涂布方法较对比例中的常规双错位涂布方法的涂布重量更为均匀。

本申请实施例所提供的双错位涂布方法和装置能够保证涂布厚度以及涂布重量均匀，不会出现较大偏差，有效降低析锂风险。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化，基于本申请所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。