一种双面涂布装置及其涂布方法与流程

本发明属于隔膜涂布的技术领域，具体涉及一种双面涂布装置及其涂布方法。

背景技术：

如今，锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。电池隔膜最主要的功能是分隔电池中的正负极板，防止正负极板直接接触产生短路，同时，由于隔膜中具有大量曲折贯通的微孔，电池中的离子可以在微孔中自由通过，在正负极板之间迁移形成电池内部导电回路，锂电池隔膜自身材质耐热性和机械强度较差，已经不能满足高比能量密度和大容量电池体系的需求，因此通过涂敷改性的方法改善其热性能和机械性能，已经成为国内外隔膜材料发展的重要方向。

其中，中国专利文献公开了一种隔膜涂布装置(公开号：cn202570512u)，包括：封闭料盒、位于所述封闭料盒开口处的凹版辊、用于牵引隔膜的转动辊，以及用于实现隔膜与凹版辊开合的动作机构。上述的方案在一定程度上实现隔膜涂布，但是这种方案至少还存在以下缺陷：第一，结构复杂且不易拆卸和安装；第二，隔膜需多次进入烤箱，导致隔膜皱褶；第三，生产效率较低且耗能较大。

技术实现要素：

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种双面涂布装置，采用结构简单且易于拆卸和安装的设计，不仅能够一次完成隔膜的两面涂布，还能在隔膜的一面完成多层涂布，避免隔膜多次进入烤箱导致隔膜皱褶，同时还能提高生产效率，减少原料的浪费，从而降低生产成本。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种双面涂布装置，包括依次设置的凹版辊、正面涂布机构、反面涂布机构及烤箱；

所述凹版辊用于吸取浆料并涂布在隔膜上，所述凹版辊设置于所述隔膜的正面上方；

所述正面涂布机构包括涂头和第一压辊，所述涂头和所述第一压辊之间形成有供所述隔膜通过的空间，所述涂头设置于所述隔膜的正面上方；

所述反面涂布机构包括线棒及设置于所述线棒两端的吸附辊，所述线棒设置于所述隔膜的反面上方，所述吸附辊用于使所述隔膜紧贴所述线棒。

由于现有的单面挤压涂布机首先进行第一面涂布，在完成第一面涂布后，等第一面涂层干燥后固化，再在第二面进行单面涂布，再对第二面湿涂层进行干燥固化，相比现有的涂布机，增加正面涂布机构和反面涂布机构，使得隔膜的正反面能够依次进行涂布，然后对隔膜的正反面同时进行干燥，简化了操作工序，提高了热能的利用效率；采用激光雕刻的微凹版，通过选择微凹版直径与网穴线数，实现调整隔膜的涂布量，凹版辊浸在浆料中，将浆料暂时保持在凹版辊表面的凹部后，使凹版辊与连续隔膜接触，由此将保持于凹部的浆料涂布于隔膜；由于线棒在涂布时利用线棒上的线圈之间的沟槽储存涂布材料，并通过线圈之间的沟槽与隔膜围出的面积决定涂布厚度，通过吸附辊的吸附作用，使得隔膜能够稳定的在线棒移动，从而提高隔膜涂布的精准度；隔膜的正面先后通过凹版辊和涂头，完成隔膜的正面的两层涂布，可以根据实际产品需要增加凹版辊和涂头的数量，从而完成隔膜的一面的多层涂布。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述凹版辊的下方还设置有第二压辊，所述第二压辊用于压紧所述隔膜。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述线棒包括管本体及缠绕于所述管本体表面的金属丝。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述吸附辊的端部连通有真空泵，所述吸附辊外表面上设置有若干个通孔。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述凹版辊、所述涂头及所述线棒的一侧均设置有浆料槽。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述双面涂布装置还包括放卷单元和收卷单元，所述放卷单元和所述收卷单元的一侧均设置有张力检测单元。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述凹版辊、所述第一压辊、所述线棒及所述吸附辊均连接有驱动装置。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述驱动装置为伺服驱动电机或步进驱动电机。

作为本发明所述的一种双面涂布装置的一种改进，所述双面涂布装置还包括控制面板、控制器、转速传感器及温度传感器，所述控制面板、所述转速传感器、所述温度传感器及所述驱动装置均与所述控制器电连接。

本发明的目的之二在于提供了一种双面涂布装置的涂布方法，包括如下步骤：

调整凹版辊、涂头及线棒的涂布宽度，使隔膜依次通过凹版辊、涂头及线棒；

凹版辊在隔膜的正面涂上第一层浆料，涂头在隔膜的正面涂上第二层浆料，线棒在隔膜的反面涂上第一层浆料；

将完成了正反面涂布的隔膜送入烤箱进行烘干。

本发明的涂布方法中，对凹版辊、涂头及线棒的涂布宽度进行预先调整设置，有助于提高隔膜的良品率；隔膜的正面先后通过凹版辊和涂头，完成隔膜的正面的两层涂布，可以根据实际产品需要增加凹版辊和涂头的数量，从而完成隔膜的一面的多层涂布，第一浆料为陶瓷，第二浆料为pvdf；一次完成隔膜的两面涂布，避免隔膜多次进入烤箱导致隔膜皱褶，同时还能提高生产效率，减少热能的浪费。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

其中：1-凹版辊；2-正面涂布机构；3-反面涂布机构；4-烤箱；5-隔膜；11-第二压辊；21-涂头；22-第一压辊；31-线棒；32-吸附辊；311-管本体；312-金属丝；321-真空泵；6-放卷单元；7-收卷单元；8-张力检测单元；9-驱动装置；10-控制面板；20-控制器；30-转速传感器；40-温度传感器。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示，一种双面涂布装置，包括依次设置的凹版辊1、正面涂布机构2、反面涂布机构3及烤箱4；凹版辊1用于吸取浆料并涂布在隔膜5上，凹版辊1设置于隔膜5的正面上方；正面涂布机构2包括涂头21和第一压辊22，涂头21和第一压辊22之间形成有供隔膜5通过的空间，涂头21设置于隔膜5的正面上方；反面涂布机构3包括线棒31及设置于线棒31两端的吸附辊32，线棒31设置于隔膜5的反面上方，吸附辊32用于使隔膜5紧贴线棒31。由于现有的单面挤压涂布机首先进行第一面涂布，在完成第一面涂布后，等第一面涂层干燥后固化，再在第二面进行单面涂布，再对第二面湿涂层进行干燥固化，相比现有的涂布机，增加正面涂布机构2和反面涂布机构3，使得隔膜5的正反面能够依次进行涂布，然后对隔膜5的正反面同时进行干燥，简化了操作工序，提高了热能的利用效率；采用激光雕刻的微凹版，通过选择微凹版直径与网穴线数，实现调整隔膜5的涂布量，凹版辊1浸在浆料中，将浆料暂时保持在凹版辊1表面的凹部后，使凹版辊1与连续隔膜5接触，由此将保持于凹部的浆料涂布于隔膜5；由于线棒31在涂布时利用线棒31上的线圈之间的沟槽储存涂布材料，并通过线圈之间的沟槽与隔膜5围出的面积决定涂布厚度，通过吸附辊32的吸附作用，使得隔膜5能够稳定的在线棒31移动，从而提高隔膜5涂布的精准度；于本实施例中，隔膜5的正面先后通过凹版辊1和涂头21，完成隔膜5的正面的两层涂布，但本发明不以此为限，可以根据实际产品需要增加凹版辊1和涂头21的数量，从而完成隔膜5的一面的多层涂布。

优选的，凹版辊1的下方还设置有第二压辊11，第二压辊11用于压紧隔膜5。第二压辊11不仅能够压紧隔膜5，使得隔膜5更贴近凹版辊1，还能配合第一压辊22，更好的压紧隔膜5，防止隔膜5出现皱褶。

优选的，线棒31包括管本体311及缠绕于管本体311表面的金属丝312。线棒31在涂布时利用上管本体311缠绕的金属丝312的沟槽储存涂布材料，并通过该些金属丝312之间的沟槽与隔膜5围出的面积决定涂布厚度，还能保证隔膜5进烤箱4的平稳性。

优选的，吸附辊32的端部连通有真空泵321，吸附辊32外表面上设置有若干个通孔。吸附辊32配合真空泵321，提高吸附辊32的吸附能力，增加若干个通孔，使得隔膜5的受力更加均匀，降低隔膜5发生皱褶的概率。

优选的，凹版辊1、涂头21及线棒31的一侧均设置有浆料槽。通过在浆料槽放入不同的涂布材料，如：陶瓷、偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，可根据实际产品加入不同的涂布材料到浆料槽。

优选的，双面涂布装置还包括放卷单元6和收卷单元7，放卷单元6和收卷单元7的一侧均设置有张力检测单元8。增加放卷单元6和收卷单元7，有助于提高双面涂布装置的自动化水平，避免人为损坏隔膜5，还能提高隔膜5的涂布效率；增加张力检测单元8，能够实时监控隔膜5的张力，防止隔膜5受损，从而提高隔膜5的质量。

优选的，凹版辊1、第一压辊22、线棒31及吸附辊32均连接有驱动装置9。增加驱动装置9，有助于提高双面涂布装置的自动化水平。

优选的，驱动装置9为伺服驱动电机或步进驱动电机。伺服驱动电机的转子转速受输入信号控制，并能快速反应，且具有线性度高、始动电压等特性，可把所收到的控制信号转换成电动机轴上的角位移或角速度输出；步进驱动电机是将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制电动机，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的，可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的，同时可以通过控制脉冲频率来控制驱动模块9转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。用户可根据实际场景和成本需求，在市场上选择并购买伺服驱动电机或步进驱动电机作为驱动装置9。

优选的，双面涂布装置还包括控制面板10、控制器20、转速传感器30及温度传感器40，控制面板10、转速传感器30、温度传感器40及驱动装置9均与控制器20电连接。控制器20控制转速传感器30、温度传感器40及驱动装置9，用户通过控制面板10操作控制器20；转速传感器30能够实时反馈驱动装置9的转速给控制器20；温度传感器40将烤箱4的温度反馈给控制器20，便于实时监控烤箱4的温度，有助于提高隔膜5的质量，其中，控制器20为市场上能直接购买得到的stm32单片机、pic单片机或avr单片机；转速传感器30及温度传感器40为市场上能直接购买得到传感器。

实施例2

如图1所示，一种双面涂布装置的涂布方法，包括如下步骤：

调整凹版辊1、涂头21及线棒31的涂布宽度，使隔膜5依次通过凹版辊1、涂头21及线棒31；

凹版辊1在隔膜5的正面涂上第一层浆料，涂头21在隔膜5的正面涂上第二层浆料，线棒31在隔膜5的反面涂上第一层浆料；

将完成了正反面涂布的隔膜5送入烤箱4进行烘干。

需要说明的是：本发明的涂布方法中，对凹版辊1、涂头21及线棒31的涂布宽度进行预先调整设置，有助于提高隔膜5的良品率；隔膜5的正面先后通过凹版辊1和涂头21，完成隔膜5的正面的两层涂布，可以根据实际产品需要增加凹版辊1和涂头21的数量，从而完成隔膜5的一面的多层涂布，于本实施例中，第一浆料为陶瓷，第二浆料为pvdf；一次完成隔膜5的两面涂布，避免隔膜5多次进入烤箱4导致隔膜5皱褶，同时还能提高生产效率，减少热能的浪费。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。