一种限定涂宽的防涂布鼓边装置及涂布设备的制作方法

本申请涉及锂离子电池设备领域，特别涉及一种限定涂宽的防涂布鼓边装置及涂布设备。

背景技术：

涂布工序是锂离子电池制造过程中的一个十分重要工序，其是将浆料涂覆到极片表面的过程，涂布参数控制能力的好坏直接影响电池性能。

现在使用较多的涂布方式包括挤压涂布和转移涂布。其中，转移涂布涂宽可控，但是存在涂布速度低和涂布面密度不稳定等不足；挤压涂布可以满足大多数涂布要求，市面使用较为广泛，但是存在涂布参数调节复杂，控制精度高等问题；尤其是涂布间隙调节涂宽过程复杂和涂布过程易出现鼓边的问题。

具体来说，涂布宽度主要通过模头间隙和模头压力共同作用进行调节，存在浆料一致性不好导致模头压力/涂布间隙和涂宽不成比例引起的涂布宽度不可调、模头安装位置不合理导致涂布宽度不可控、垫片开口不合理导致涂布宽度达不到工艺要求等缺陷。垫片开口不合适需要重新制作垫片，涂布间隙调节过程比较麻烦，且影响调节涂布面密度参数，增加涂布模头调节难度。

另外，垫片设计可以解决涂布鼓边问题，但是针对不同浆料，需要设计不同倒角的垫片，并进行试验验证，造成制作成本增加。采用风嘴吹气吹均匀涂布涂层表面可以解决鼓边问题，但是非接触式解决鼓边效果较差，以及风量均匀性和吹风角度难控制，造成解决鼓边同时造成边缘消薄过大，影响n/p值(其中，n代表负极，p代表正极)，进而可能发生析锂现象。

技术实现要素：

本申请要解决的是现有的涂布方式调节涂宽复杂及涂布鼓边的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请公开了一种限定涂宽的防涂布鼓边装置，应用于涂布设备，所述涂布设备包括涂布模头和涂布背辊，所述涂布模头靠近所述涂布背辊的一侧具有涂布模唇；所述装置包括：设置在所述涂布模唇和涂布背辊之间的用于限定浆料流转边界的模唇堵块和作用于极片材料的涂布区边缘的刮料轮。

可选的，所述模唇堵块靠近涂布背辊的部分采用尖角曲化。

可选的，所述模唇堵块的外层为铁氟龙材质，内部为不锈钢材质。

可选的，所述模唇堵块的外层厚度为10μm～40μm。

可选的，所述刮料轮包括依次连接的连接段、极耳留白区段、消薄区段和消薄顶段，所述极耳留白区段、消薄区段和消薄顶段为圆台体。

可选的，所述消薄区段表面具有斜螺纹，依次分为斜螺纹i区、斜螺纹ii区、斜螺纹iii区和斜螺纹iv区，从i区到iv区，螺纹间距逐渐增大，螺纹深度逐渐减小。

可选的，所述极耳留白区段、消薄区段和消薄顶段的外层为铁氟龙材质，内部为不锈钢材质。

可选的，所述极耳留白区段、消薄区段和消薄顶段的外层厚度为10μm～40μm。

可选的，所述极耳留白区段的消薄厚度为20μm～40μm。

可选的，所述消薄区段的消薄厚度为10μm～40μm，长度为5mm～20mm。

可选的，所述消薄顶段的消薄厚度为100μm～300μm。

可选的，所述限定涂宽的防涂布鼓边装置还包括：连接所述刮料轮的连接段的连接杆。

可选的，所述限定涂宽的防涂布鼓边装置还包括：连接所述连接杆的旋转调节槽。

可选的，所述限定涂宽的防涂布鼓边装置还包括：设置在涂布模头上的固定机构，所述模唇堵块与所述固定机构连接，所述旋转调节槽设置在所述固定机构上。

本申请还提供包括上述限定涂宽的防涂布鼓边装置的涂布设备。

与现有技术相比，本申请技术方案所述的应用于涂布设备的限定涂宽的防涂布鼓边装置具有如下有益效果：

模唇堵块设置于涂布模唇与涂布背辊之间，用于限定浆料流转边界，即限定了涂布边界，由此使涂布过程中涂布宽度固定，使其不用考虑涂布模头间隙和涂布压力对涂宽的影响。同时，刮料轮进行涂布区边缘消薄，解决了涂布鼓边问题。相对于现有技术，本申请技术方案具有操作简便，控制精度高，运行过程稳定的优点。

采用连接杆和旋转调节槽可以使刮料轮的位置移动，由此可以制备成不同消薄厚度和消薄长度的边缘消薄极片，避免了风嘴抚平涂布极片厚度的不可控性。

刮料轮消薄区段进行螺纹处理，可以防止刮平浆料外溢至极耳处，起到防止污染极耳作用。

模唇堵块和刮料轮的外层均为铁氟龙材质，不会对涂布料区和极片材料产生损坏，避免了普通材料的结构件磨损涂布料区和极片材料。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的限定涂宽的防涂布鼓边装置应用于涂布设备的立体结构示意图；

图2为本申请实施例的模唇堵块的结构示意图；

图3为本申请实施例的刮料轮的结构示意图；

图4为本申请实施例的模唇堵块与刮料轮连接的侧视结构示意图。

以下对附图作补充说明：

1-极片材料的涂布区；2a、2b-极耳留白区；3-涂布背辊；4-涂布模头；5-涂布模唇；6-模唇堵块；7-刮料轮；

61-模唇堵块曲面；62-模唇堵块外层；63-模唇堵块内部；64-上部尖角曲化；65-下部夹角曲化；

71-连接段；72-极耳留白区段；73-主段外层；74-主段内部；75-斜螺纹i区；76-斜螺纹ii区；77-斜螺纹iii区；78-斜螺纹iv区；79-消薄顶段；

81-连接杆；82-旋转调节槽；9-固定机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

为解决相关现有技术中的技术问题，本申请实施例提供一种限定涂宽的防涂布鼓边装置，采用模唇堵块限定涂布宽度，采用刮料轮进行涂布区边缘消薄。下面结合实施例和附图进行详细说明。

请参考图1，本实施例的限定涂宽的防涂布鼓边装置应用于涂布设备，所述涂布设备至少包括涂布模头4和涂布背辊3，所述涂布模头4靠近所述涂布背辊3的一侧具有作为涂布浆料出口的涂布模唇5，极片材料(例如可以为箔材)贴附于涂布背辊3并随涂布背辊3滚动而移动，涂布浆料涂覆到极片材料上。

所述限定涂宽的防涂布鼓边装置包括：设置在所述涂布模唇5和涂布背辊3之间的模唇堵块6和刮料轮7；其中，所述模唇堵块6用于限定浆料流转边界的模唇堵块6；所述刮料轮7作用于极片材料的涂布区1边缘。

如图1所示，箔材贴紧涂布背辊3进行运转，浆料从涂布模头4的涂布模唇5喷出，粘结到箔材形成极片涂布区1，未涂布浆料的箔材区域为极耳留白区2a、2b。浆料喷出的涂布边缘由模唇堵块6控制，并由刮料轮7进行涂布边缘消薄处理。需要说明的是，图1仅显示了极耳留白区2b一侧的模唇堵块6和刮料轮7，实际应用时，为了形成极耳留白区2a，也可以在极耳留白区2a一侧设置模唇堵块6和刮料轮7。

模唇堵块6在涂布背辊3和涂布模头4之间，并堵住涂布模唇5出料宽度，因此模唇堵块6作为浆料流转边界，在涂布过程中限定了涂布浆料的边界即涂布区1的边界，由此使涂布区1的涂布宽度固定。

请参考图2，本实施例中，模唇堵块6靠近涂布背辊3的一面为与涂布背辊3表面相适应的曲面61，可以使模唇堵块6与涂布背辊3上的箔材之间的间隙保持一致，从而保证涂布宽度固定。

本实施例中，模唇堵块6的内外层材质不同，模唇堵块6的外层62可以为铁氟龙材质，且具有一定的厚度，外层62具有防止粘料和箔材破损作用；模唇堵块6的内部63为不锈钢材质，起到固定模唇堵块6形状的作用。模唇堵块6设置在涂布模头4和涂布背辊3之间，其整体厚度不能太大，因此外层62的厚度不能过大，而外层62的厚度过小会增加加工难度且不能完全防止内层过硬而损坏极片材料，针对涂布模头4和涂布背辊3之间的间隙一般在100μm～300μm，模唇堵块6的外层62的厚度h可以为10μm～40μm。

进一步，模唇堵块6靠近涂布背辊3的部分可以采用尖角曲化。如图2所示，模唇堵块6的曲面上部64和下部65均采用尖角曲化处理，具有防止模唇堵块6破损极耳箔材的作用。

刮料轮7为极片材料上层刮平鼓起机构，具有防止涂布鼓边作用。刮料轮7可以设计成锥形辊轮，依靠转动刮平极片材料上涂层过厚部分。

本实施例的刮料轮7的结构如图3所示，刮料轮7包括连接的连接段71和主段，其中，主段进一步分为依次连接的极耳留白区段72、消薄区段和消薄顶段79。所述消薄区段的位置与涂布消薄区(即涂布区1边缘需要消薄的区域)的位置对应，极耳留白区段72的位置与极片材料的极耳留白区2b的位置对应。

刮料轮7主段(即极耳留白区段、料区消薄段和消薄顶端)的内外层材质不同，外层73可以为铁氟龙材质，且具有一定的厚度，外层73具有防止刮料轮7外层材料过硬而破坏刮平极片材料形貌或产生刮痕以及表面不光滑引起的粘料现象；主段内部74为不锈钢材质，起到固定刮料轮7主段形状的作用。主段外层73的厚度过大会影响刮料轮消薄刮料效果，厚度过小会增加加工难度且不能完全防止内层过硬而损坏极片材料，本实施例中，主段外层73的厚度h1可以为10μm～40μm。

本实施例中，所述极耳留白区段72、消薄区段和消薄顶段79为圆台体，所述圆台体的底面面积大于顶面面积。其中，极耳留白区段72的顶面与连接段71相接，极耳留白区段72与消薄区段共用底面，消薄区段的顶面与消薄顶段79的底面共用。极耳留白区段72的消薄厚度(即底面半径与顶面半径之差)h2可以为20μm～40μm，极耳留白区段72的长度l1可以根据实际需求设定，极耳留白区段72为消薄留出空隙，具有防止破损极耳的作用。所述消薄区段的消薄厚度h3可以为10μm～40μm，消薄区段的长度l2可以为5mm～20mm，可以调节刮料轮7的位置以选择极片涂布区边缘不同的消薄厚度和消薄长度。消薄顶段79的消薄厚度h4可以为100μm～300μm，消薄顶段79的长度l3可以根据实际需求设定，消薄顶段79具有防止刮料轮7磨损涂布极片材料内部形貌和防止产生划痕现象的作用。

进一步，所述消薄区段表面具有斜螺纹，自极耳留白区段72至消薄顶段79，所述消薄区段依次分为斜螺纹i区75、斜螺纹ii区76、斜螺纹iii区77和斜螺纹iv区78，从i区到iv区，螺纹间距逐渐增大，螺纹深度逐渐减小。举例来说，斜螺纹i区75的螺纹间距为0.2mm，螺纹深度为3μm；斜螺纹ii区76的螺纹间距为0.5mm，螺纹深度为2μm；斜螺纹iii区77的螺纹间距为1mm，螺纹深度为1μm；斜螺纹iv区78的螺纹间距为1.5mm，螺纹深度为0.5μm。所述消薄区段进行了不同区域的螺纹处理，斜螺纹i区75的螺纹从涂布留白区边缘往涂布料区螺旋，从i区到iv区，螺纹间距逐渐增大，螺纹深度逐渐减小，具有防止刮平浆料流转到极耳留白处而污染极耳的作用。

请继续参考图4，所述限定涂布宽度的防涂布鼓边装置还包括：连接所述刮料轮7的连接段71的连接杆81，以及，连接所述连接杆81的旋转调节槽82。通过调节连接杆81在旋转调节槽82中的位置可以调整连接杆81与极片材料间的距离，以此方便地控制刮料轮7与极片材料之间的接触厚度，制备出涂布厚度符合需求的涂布极片。

本实施例的限定涂布宽度的防涂布鼓边装置还可以包括：设置在涂布模头4上的固定机构9，模唇堵块6和刮料轮7通过所述固定机构9设置在涂布背辊3和涂布模头4之间。具体地，模唇堵块6与所述固定机构9连接，旋转调节槽82设置在固定机构9上。在其它实施例中，也可以是连接杆81直接固定在固定机构9上(如果不需要调节刮料轮7位置)，或者在固定机构9上设置其它可以移动刮料轮7位置的调整机构。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本公开提出，并且在本公开的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本申请中的某些术语已被用于描述本公开的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本公开的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本公开的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本公开的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本公开的目的，本申请有时将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。或者，本申请又是将各种特征分散在多个本申请的实施例中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

在一些实施方案中，表达用于描述和要求保护本申请的某些实施方案的数量或性质的数字应理解为在某些情况下通过术语“约”，“近似”或“基本上”修饰。例如，除非另有说明，否则“约”，“近似”或“基本上”可表示其描述的值的±20％变化。因此，在一些实施方案中，书面描述和所附权利要求书中列出的数值参数是近似值，其可以根据特定实施方案试图获得的所需性质而变化。在一些实施方案中，数值参数应根据报告的有效数字的数量并通过应用普通的舍入技术来解释。尽管阐述本申请的一些实施方案列出了广泛范围的数值范围和参数是近似值，但具体实施例中都列出了尽可能精确的数值。

本文引用的每个专利，专利申请，专利申请的出版物和其他材料，例如文章，书籍，说明书，出版物，文件，物品等，可以通过引用结合于此。用于所有目的的全部内容，除了与其相关的任何起诉文件历史，可能与本文件不一致或相冲突的任何相同的，或者任何可能对权利要求的最宽范围具有限制性影响的任何相同的起诉文件历史。现在或以后与本文件相关联。举例来说，如果在与任何所包含的材料相关联的术语的描述、定义和/或使用与本文档相关的术语、描述、定义和/或之间存在任何不一致或冲突时，使用本文件中的术语为准。

最后，应理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的哪些实施例。