喷涂装置及喷涂辊压设备的制作方法

本实用新型涉及机械设备技术领域，特别是涉及一种喷涂装置及喷涂辊压设备。

背景技术：

超级电容器、电池作为新型的储能元件，可以广泛应用于辅助峰值功率、备用电源、存储再生能量、替代电源等不同的应用场景，在工业控制、风光发电、交通工具、智能三表、电动工具、军工等领域，具有非常广阔的发展前景。电极片是超级电容器和电池等储能元件的核心，电极片质量的好坏直接影响着超级电容器和电池性能的好坏。电极片一般包括集流体和层叠在集流体上的电极材料。

传统的电极片的制造方法主要有湿法涂布法，湿法涂布法通过大量的溶剂和粘合剂将电极材料涂布在电极片上，制备得到的电极片的致密性较差。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种制备得到的电极片致密性较好的喷涂装置，以及一种包括该喷涂装置的喷涂辊压设备。

一种喷涂装置，包括高压气体进气管、气体控制室、第一气体控制管、第二气体控制管、加料仓和喷头控制机构；

所述高压气体进气管与所述气体控制室连通，所述第一气体控制管的一端与所述气体控制室连通，所述第一气体控制管的另一端与所述加料仓连通，所述加料仓用于填加物料，所述加料仓与所述喷头控制机构连通；

所述第二气体控制管的一端与所述气体控制室连通，所述第二气体控制管的另一端与所述喷头控制机构连通。

在一个实施方式中，还包括气体加热器，所述气体加热器安装在所述第二气体控制管上，所述气体加热器用于对所述第二气体控制管中的气体加热。

在一个实施方式中，所述喷头控制机构上设有多个喷头。

在一个实施方式中，还包括气体回收装置，所述气体回收装置分别与所述喷头控制机构和所述加料仓连通。

在一个实施方式中，还包括喷涂监测装置，所述喷涂监测装置分别与所述高压气体进气管、所述气体控制室、所述第一气体控制管、所述第二气体控制管、所述加料仓以及所述喷头控制机构连接。

一种喷涂辊压设备，包括上述任一项所述的喷涂装置，所述喷涂辊压设备还包括放卷机构、辊压装置和收卷机构，所述放卷机构、所述喷涂装置、所述辊压装置、所述收卷机构依次排列；

所述放卷机构和所述收卷机构相匹配，所述放卷机构连接预喷产品的一端，所述收卷机构连接所述预喷产品的另一端；

所述喷涂装置用于向所述预喷产品的表面喷涂物料，所述辊压装置用于辊压表面上喷涂有物料的所述预喷产品；

所述放卷机构放卷出来的所述预喷产品经过所述喷涂装置进行喷涂以及所述辊压装置进行辊压后被所述收卷机构收卷。

在一个实施方式中，还包括喷涂承载装置，所述喷涂承载装置用于对所述预喷产品进行托载，所述喷涂承载装置和所述喷涂装置相对设置。

在一个实施方式中，所述喷涂承载装置为圆柱体。

在一个实施方式中，所述辊压装置包括相对设置的第一压辊和第二压辊，所述第一压辊为圆柱辊，所述第一压辊上设有温控装置和压力加载装置，所述第二压辊为圆柱辊，所述第二压辊上设有温控装置和压力加载装置。

在一个实施方式中，所述放卷机构和所述收卷机构上分别设有纠偏系统和张力控制系统，所述纠偏系统用于监测所述预喷产品的位置，所述张力控制系统用于监测所述预喷产品的张力。

上述喷涂装置，包括高压气体进气管、气体控制室、第一气体控制管、第二气体控制管、加料仓和喷头控制机构。气体从高压气体进气管进入气体控制室后，一部分气体通过第一气体控制管进入加料仓，将加料仓中的物料(例如制备电极片的电极材料)吹入喷头控制机构，另一部分气体通过第二气体控制 管进入喷头控制机构，对喷头控制机构中的物料进行加速，喷涂至预喷产品(例如制备电极片的集流体)上。该喷涂装置在制备电极片时，通过第一气体控制管中的气体吹扫，可以将加料仓中的电极材料均匀分散的导入喷头控制机构，再通过第二气体控制管中的气体对电极材料进行加速，使得电极材料到达集流体表面时产生塑性变形，从而使得电极材料均匀而致密的喷涂至集流体表面，制备得到的电极片致密性较好。

包括上述喷涂装置的喷涂辊压设备，放卷机构、喷涂装置、辊压装置、收卷机构依次排列。该喷涂辊压设备在制备电极片时，通过喷涂装置与辊压装置的配合，辊压装置辊压表面上喷涂有物料的预喷产品，可进一步提高电极片的致密性。

附图说明

图1为一实施方式的喷涂装置的结构示意图；

图2为一实施方式的喷涂辊压设备工作时的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。 本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，一实施方式的喷涂装置100，包括高压气体进气管110、气体控制室120、第一气体控制管130、第二气体控制管140、加料仓150和喷头控制机构160。

高压气体进气管110与气体控制室120连通，第一气体控制管130的一端与气体控制室120连通，第一气体控制管130的另一端与加料仓150连通，加料仓150用于填加物料，加料仓150与喷头控制机构160连通。第二气体控制管140的一端与气体控制室120连通，第二气体控制管140的另一端与喷头控制机构160连通。

气体从高压气体进气管110进入气体控制室120后，通过气体控制室120可对气体进行分配，一部分气体通过第一气体控制管130进入加料仓150，将加料仓150中的物料吹入喷头控制机构160，另一部分气体通过第二气体控制管140进入喷头控制机构160，对喷头控制机构160中的物料进行加速，喷涂至预喷产品101上。具体的，高压气体进气管110中的气体压力可以为2MPa～6MPa。该喷涂装置100通过第一气体控制管130中的气体吹扫，可以将加料仓150中的物料均匀分散的导入喷头控制机构160，再通过第二气体控制管140中的气体对物料进行加速，使得物料到达预喷产品时产生塑性变形，从而使得物料均匀而致密的喷涂至预喷产品表面。这种喷涂装置100喷涂得到的产品，物料在预喷产品表面可以高密度堆积，得到的喷涂产品致密性较好。

本实施方式中，喷涂装置100用于制备电极片，预喷产品101为制备电极片的集流体。集流体是指汇集电流的结构或零件，集流体上喷涂电极材料后形成电极片。具体的，集流体可以为腐蚀铝箔、铝箔、腐蚀铜箔和铜箔中的至少一种。加料仓150中的物料可以为制备电极片的电极材料。电极材料可以为粉料状、浆料状等。通过第一气体控制管130中的气体吹扫，可以将加料仓150中的电极材料均匀分散的导入喷头控制机构160，再通过第二气体控制管140中的气体对电极材料进行加速，使得电极材料到达集流体表面时产生塑性变形，从而使得电极材料均匀而致密的喷涂至集流体表面，制备得到的电极片致密性 较好。当然，可以理解，喷涂装置100不局限的运用在制备电极片中，喷涂装置100还可以用于在塑料、金属等其他产品的表面上喷涂物料形成喷涂层。喷涂装置100可以均匀地电极材料喷涂到腐蚀铝箔等集流体上，省去了涂布过程，也不需要在喷涂前将电极材料进行一次辊压成膜和二次的辊压成膜，避免了辊压成膜过程中碳等电极材料的多次压碎压伤，还可以有效提高导电剂与粘合剂在碳粉周围的均匀分布。

具体的，高压气体进气管110上设有进气阀111。第一气体控制管130上设有第一气体控制阀131。第二气体控制管140上设有第二气体控制阀141。通过进气阀111、第一气体控制阀131和第二气体控制阀141可以方便的控制高压气体进气管110、第一气体控制管130和第二气体控制管140的打开或关闭。

在一个实施方式中，喷涂装置100还包括气体加热器170，气体加热器170安装在第二气体控制管140上，气体加热器170用于对第二气体控制管140中的气体加热。通过气体加热器170的加热作用，使得第二气体控制管140中的气体在到达喷头控制机构160之前具有比较高的温度，例如可以为100℃～150℃，高温气体可进一步增加物料与预喷产品的粘合度，使得物料与预喷产品表面结合更加牢固，进一步增加致密性。

具体的，喷头控制机构160上设有多个喷头161。通过喷头161将物料均匀的喷涂到预喷产品上。多个喷头161可以并排排列，实现快速喷涂。当然，可以理解，在其他实施方式中，也可以仅有一个喷头161，采用单碰头的方式喷涂。

在一个实施方式中，喷涂装置100还包括气体回收装置180，气体回收装置180分别与喷头控制机构160和加料仓150连通。通过气体回收装置180，第二气体控制管140中的气体进入控制机构160后喷涂剩余的气体可进入气体回收装置180，再次进入加料仓150，与第一气体控制管130中的气体混合，可以将加料仓150中的电极材料均匀分散的导入喷头控制机构160，实现气体的回收利用。

在一个实施方式中，喷涂装置100还包括喷涂监测装置190，喷涂监测装置190分别与高压气体进气管110、气体控制室120、第一气体控制管130、第二气体控制管140、加料仓150以及喷头控制机构160连接。通过喷涂监测装置 190可以方便的观察到和控制整个喷涂过程，便于调节和控制喷涂的气体压力、气流量等参数。当然，喷涂监测装置190还可以进一步与气体加热器170和气体回收装置180连接，进一步调节和控制喷涂的气体温度等。喷涂监测装置190可以为计算机等电子产品。

上述喷涂装置100，通过第一气体控制管130与第二气体控制管140的配合，使得物料在预喷产品表面可以高密度堆积，得到的喷涂产品致密性较好。

此外，本实用新型还提供一种喷涂辊压设备10，该喷涂辊压设备10工作时的示意图如图2所示。喷涂辊压设备10包括上述任意实施方式的喷涂装置100，喷涂辊压设备10还包括放卷机构200、辊压装置300和收卷机构400。

放卷机构200、喷涂装置100、辊压装置300、收卷机构400依次排列。放卷机构200和收卷机构400相匹配，放卷机构200连接预喷产品的一端，收卷机构400连接预喷产品的另一端。喷涂装置100用于向预喷产品的表面喷涂物料，辊压装置300用于辊压表面上喷涂有物料的预喷产品。放卷机构200放卷出来的预喷产品经过喷涂装置100进行喷涂以及辊压装置300进行辊压后被收卷机构400收卷。

本实施方式中，涂辊压设备10用于制备电极片，预喷产品101为制备电极片的集流体。集流体是指汇集电流的结构或零件，集流体上喷涂电极材料后形成电极片。具体的，集流体可以为腐蚀铝箔、铝箔、腐蚀铜箔和铜箔中的至少一种。预喷产品101在放卷机构200和收卷机构400的作用下连续移动，经过喷涂装置100时，在喷涂装置100的作用下将电极材料喷涂在集流体上，再经过辊压装置300的辊压，将电极材料与集流体进行压实，进一步增加电极材料的压实密度及其与集流体的附着力，制备得到的电极片的致密性较好。

具体的，放卷机构200和收卷机构400分别设有纠偏系统和张力控制系统。纠偏系统用于监测预喷产品的位置，张力控制系统用于监测预喷产品的张力。通过纠偏系统可以防止预喷产品在移动过程中偏移，张力控制系统可以监测预喷产品的张力，使得预喷产品在一个合适的张力下进行喷涂和辊压，实现平稳走带和连续放收卷。

在一个实施方式中，涂辊压设备10还包括喷涂承载装置500，喷涂承载装 置500用于对预喷产品101进行托载，喷涂承载装置500和喷涂装置100相对设置。相对设置可以为例如喷涂装置100在预喷产品101的上面，喷涂承载装置500在预喷产品101的下面。或者喷涂装置100在预喷产品101的下面，喷涂承载装置500在预喷产品101的上面等。喷涂装置100将物料喷涂至预喷产品101上时，由于喷涂承载装置500的托载，在气体压力的作用下预喷产品101不会出现弯曲等，使得预喷产品101保持平衡。

具体的，喷涂承载装置500为圆柱体。例如圆柱体的载辊等，圆柱体状的喷涂承载装置500摩擦力小，可以滚动，便于预喷产品101平衡均匀的移动。当然，可以理解，在其他实施方式中，喷涂承载装置500还可以为其他形状，例如长方体形、球体状等等。

具体的，辊压装置300包括相对设置的第一压辊310和第二压辊320，第一压辊310为圆柱辊，第一压辊310上设有温控装置和压力加载装置，第二压辊320为圆柱辊，第二压辊320上设有温控装置和压力加载装置。第一压辊310和第二压辊320相互滚动，将物料与预喷产品进行压实，进一步增加物料的压实密度及其与预喷产品的附着力，制备得到的产品的致密性较好。第一压辊310和第二压辊320可以为圆柱形的钢辊。圆柱形的钢辊碾压方便，不易磨损。通过增加温控装置，使得辊压在相对高的温度下对进行，进一步提高物料与预喷产品的附着力，使得物料与预喷产品结合更牢固。温控装置可以将第一压辊310和第二压辊320的温度提高到例如60℃～150℃。压力加载装置可以根据需要对第一压辊310和第二压辊320施加不同的压力，提高产品的致密性。

上述喷涂辊压设备10，放卷机构200、喷涂装置100、辊压装置300、收卷机构400依次排列。将喷涂装置100与辊压装置300有机结合为一体，可以实现电极片的连续规模化批量生产，具有工艺简单、成本低的优势。与传统的超级电容器极片制备方法相比，上述喷涂辊压设备10可以均匀地电极材料喷涂到腐蚀铝箔等集流体上，省去了涂布过程，也不需要在喷涂前将电极材料进行一次辊压成膜和二次的辊压成膜，避免了辊压成膜过程中碳等电极材料的多次压碎压伤，还可以有效提高导电剂与粘合剂在碳粉周围的均匀分布。通过喷涂装置100与辊压装置300的配合，可以实现碳等电极材料在集流体上的高堆积密 度，从而获得更高的极片压实密度，可进一步提高电极片的致密性，从而提高超级电容器极片的有效容量。

以下为具体实施例部分。

以下实施例如无特别说明，未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件。

实施例1

请参阅图2，喷涂辊压设备10用于制备超级电容器的电极片，喷涂辊压设备10包括依次排列的放卷机构200、喷涂装置100、辊压装置300、收卷机构400。其中放卷机构200和收卷机构400带有纠偏系统和张力控制系统，可以实现超级电容器集流体101的连续放卷和收卷。喷涂承载装置500为圆柱体载辊，用于涂喷时对集流体101进行托载，同时保证集流体101的平衡均匀走带。请参阅图1，喷涂装置100包括高压气体进气管110、气体控制室120、第一气体控制管130、第二气体控制管140、加料仓150、喷头控制机构160、气体加热器170、气体回收装置180和喷涂监测装置190。喷头控制机构160上设有多个喷头161，可以根据实际需要进行组合，以满足超级电容器极片喷涂需要。辊压装置300包括相对设置的第一压辊310和第二压辊320，第一压辊310和第二压辊320均为圆柱形的钢辊，并且带有温控装置和压力加载装置，可以根据实际工艺需要调整辊压时的温度和压力，用辊压装置300于对喷涂后的电极材料进行压实，提高电极材料在集流体上的密度。

工作时，可先将集流体101一端连接放卷机构200，另一端连接收卷机构400。启动放卷机构200和收卷机构400，并设定好走带速度，然后启动喷涂装置100，喷涂装置100首先由外部高压气体通过高压气体进气管110进入气体控制室120，通过气体控制室120将气体一分为二，一部分气体通过第一气体控制管130进入加料仓150，将加料仓150中的电极材料吹入喷头控制机构160，另一部分气体通过第二气体控制管140经气体加热器170加热后进入喷头控制机构160，由第二气体控制管140出来的加热高压气体对物料进行加速通过喷头 161将电极材料喷涂到集流体201上。喷涂过程可以通过喷涂监测装置190进行控制。随后，喷涂上电极材料的集流体101在放卷机构200和收卷机构400的带动下进入辊压装置300，通过加热和辊压过程对电极材料和集流体101进行压实，从而增加电极材料的压实密度和其与集流体的附着力，辊压后的电极片最后通过收卷机构400收成整卷，即可用于后续超级电容器电芯和组装，从而实现超级电容器极片的制备过程。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。