一种气悬浮式油性PVDF涂布系统及其涂布方法与流程

本发明属于油性pvdf隔膜技术领域，具体涉及一种气悬浮式油性pvdf涂布系统及其涂布方法。

背景技术：

现阶段中国电池产业受新能源汽车市场带动，近几年处于快速发展的状态，市场产销规模及产品性能实现大幅度提升。而软包电池凭借其高能量密度、高安全性、设计灵活、内阻相对较小等优点，近几年应用逐渐增多，以byd、北京国能、孚能科技、捷威动力、万向一二三等为代表的软包动力电池企业获得快速发展。据高工产研锂电研究所（ggii）统计，2018年全球软包电池出货量同比增长73.8%，达23.1gwh，其中中国软包电池出货量同比增长48.0%，达10.1gwh，增长主要受国内乘用车市场带动。未来乘用车a级以上乘用车占比将逐步提升，雪佛兰沃蓝达、沃尔沃60系列、日产leaf、奥迪a6le-tron、荣威ei6、领克等中高端乘用车市场带动软包电池需求增长，未来在动力电池中的占比将持续提升；高能量密度、长续航要求下，软包电池相对于方形和圆柱动力电池能量密度相对更高。目前可量产软包动力电池单体能量密度达240-250wh/kg的水平，而同材料体系的方形动力电池能量密度为210-230wh/kg，软包动力电池能量密度要比方形高出10%-15%，应用增多；以byd、孚能科技、捷威、卡耐、万向一二三和亿纬锂能等为代表的中国软包动力电池企业，在资金支撑下，目前正加大产能建设和客户开发力度，未来产销规模将保持高成长性；主要采用软包电池的oem如戴姆勒等加速中国市场布局，带动对软包电池的需求。

油性pvdf涂敷应用在动力及消费软包电池，可以提高电池的安全性、可靠性和轻量化，有效推动了软包电池的快速发展应用。目前，进行油性pvdf涂布时，涂布宽度0.4-0.75米，涂布速度2.5-10米/分，涂布效率低。动力系统全部采用电能，机器温度设定80-120℃、鼓风频率15-45hz、抽风频率15-45hz，耗能每平米0.18kw/h（人工、电费、原材料），物料损耗较高，直接导致应用此类隔膜做的锂电池价格昂贵；现有涂布机线速度2.5-10米/分，涂布宽度0.4-0.75米，效率低。在锂电池行业整体降价的格局下使软包电池价格上处于不利位置，效率低也对软包电池的大量应用造成了不利影响。

技术实现要素：

针对现有技术中的不足之处，本发明提供一种气悬浮式油性pvdf涂布系统及其涂布方法。

为了达到上述目的，本发明技术方案如下：

一种气悬浮式油性pvdf涂布系统，包括：沿着pvdf隔膜行进方向设置的放料装置、涂胶装置、气悬浮式烘箱和收卷装置，其中，

放料装置设有放料滚轴、放料导向辊、放料控制箱，放料控制箱控制放料以及放料滚轴的线速度；

涂胶装置包括第一出胶模头、第二出胶模头、第一计量棒和第二计量棒，第一出胶模头与第一计量棒配合且位于基膜一侧面，第二出胶模头与第二计量棒配合且位于基膜另外一侧面；第一出胶模头设有多个出胶口，通过气动隔膜泵进行注胶；第二出胶模头和第二计量棒规格与第一出胶模头和第一计量棒规格对应相同；

气悬浮式烘箱包括一节及一节以上的烘箱，每节烘箱采用双层不锈钢板焊接而成；

收卷装置设有收卷滚轴、收卷导向辊、收卷控制箱，放料控制箱控制收卷以及收卷滚轴的线速度；

基膜依次由放料滚轴放卷、胶液经第一出胶模头的出胶口喷在第一计量棒上，第一计量棒往基膜一面均匀刮胶，胶液再经第二出胶模头的出胶口喷在第二计量棒上，经第二计量棒往基膜另一面均匀刮胶、气悬浮式烘箱进行烘干和收卷装置进行收纳。

进一步的，所述放料滚轴采用半径38.5mm-100mm的气涨轴制成。

进一步的，所述放料导向辊采用半径15mm-80mm、长500mm-2500mm的铝辊制成。

进一步的，所述第一出胶模头和第一计量棒通过不锈钢板固定在涂胶装置整体的前部。

进一步的，所述第二出胶模头和第二计量棒通过不锈钢板固定在涂胶装置整体的后部。

进一步的，所述第一出胶模头和第二出胶模头分别设有2-12个出胶口。

进一步的，所述第一计量棒和第二计量棒皆采用半径0.4mm-15mm，长度500mm-2000mm，设有深0.05mm-3mm凹槽的计量棒。

进一步的，所述气悬浮式烘箱由1-5节烘箱组成，每节烘箱为长1000mm-2500mm，宽500mm-2500mm，高500mm-2000mm的长方体状。

进一步的，所述收卷滚轴采用半径38.5mm-100mm的气涨轴制成。

进一步的，所述收卷导向辊采用半径15mm-80mm、长500mm-2500mm的铝辊制成。

本发明还提供一种气悬浮式油性pvdf涂布方法，包括以下步骤：

（1）待凃基膜在放料装置的放料滚轴带动下沿工作方向前进放卷；

（2）待凃基膜传送至涂胶装置时，第一出胶磨头把胶液喷在第一计量棒上，第一计量棒往基膜一面均匀刮胶，再经第二出胶磨头把胶液喷在第二计量棒上，经第二计量棒往基膜另一面均匀刮胶；

（2）经两面涂覆刮平的胶膜传送至气悬浮式烘箱，进行烘干；

（3）最后通过收卷装置收卷。

所述涂布方法中，温度设定20-60℃，鼓风频率15-45hz，抽风频率15-45hz，线速度15-50米/分。

有益效果：本发明由原先浸凃方式改为计量棒刮涂，降低了产品成本，提高了工作效率，为在锂电池行业整体降价的格局下应用此类隔膜做的锂电池的发展及应用奠定了坚实基础。

附图说明

图1为本发明气悬浮式油性pvdf涂布系统的结构示意图。

图中，1-放料装置，2-涂胶装置，3-气悬浮式烘箱，4-收卷装置，5-放料滚轴，6-放料控制箱，7-第一放料导向辊组，8-第二放料导向辊组，9-第三放料导向辊组，10-第一出胶模头，11-第一计量棒，12-第二出胶模头，13-第二计量棒，14-第一涂胶导向辊组，15-第二涂胶导向辊组，16-第一收卷导向辊组，17-第二收卷导向辊组，18-收卷控制箱，19-收卷滚轴，20-单节烘箱，21-基膜。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本发明。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本发明，其不以任何方式限制本发明的范围。

一种气悬浮式油性pvdf涂布系统，如图1所示，包括：沿着pvdf隔膜行进方向设置的放料装置1、涂胶装置2、气悬浮式烘箱3和收卷装置4，其中，

放料装置1设有放料滚轴5、放料控制箱6、第一放料导向辊组7、第二放料导向辊组8以及第三放料导向辊组9，放料控制箱6控制放料以及放料滚轴5的线速度，放料滚轴5采用半径38.5mm-100mm的气涨轴制成；放料滚轴5采用半径38.5mm-100mm的气涨轴制成，第一放料导向辊组7由两根放料导向辊组成，第二放料导向辊组8为单根放料导向辊，第三放料导向辊组9由三根放料导向辊组成；第一放料导向辊组7位于放料滚轴5的放料口的一侧上方，第二放料导向辊组8位于的第一放料导向辊组7一侧偏下方且远离放料滚轴5，第三放料导向辊组9位于第一放料导向辊组7和第二放料导向辊组8整体的下方；

涂胶装置2包括第一出胶模头10、第一计量棒11、第二出胶模头12、第二计量棒13、第一涂胶导向辊组14和第二涂胶导向辊组15，第一出胶模头10与第一计量棒11配合且位于基膜一侧面，第二出胶模头12与第二计量棒配13合且位于基膜另外一侧面；第一出胶模头10和第一计量棒11通过不锈钢板固定在涂胶装置2整体的前部，第二出胶模头12和第二计量棒13通过不锈钢板固定在涂胶装置2整体的后部；第一出胶模头10设有多个出胶口，通过气动隔膜泵进行注胶；第一出胶模头、第二出胶模头、第一计量棒和第二计量棒皆采用不锈钢板且规格对应相同；第一涂胶导向辊组14由四根涂胶导向辊组成，位于第一出胶模头10与第一计量棒11的下方，第二涂胶导向辊组15由三根涂胶导向辊组成，介于第一出胶模头10、第一计量棒11与第二出胶模头12、第二计量棒13之间；

气悬浮式烘箱3由三个相同规格的单节烘箱20组成，每个单节烘箱20采用双层不锈钢板焊接而成，为长1000mm-2500mm，宽500mm-2500mm，高500mm-2000mm的长方体状；

收卷装置4设有收卷滚轴19、收卷控制箱18、第一收卷导向辊组16以及第二收卷导向辊组17，放料控制箱18控制收卷以及收卷滚轴19的线速度；第一收卷导向辊组16由三根收卷导向辊组成，第二收卷导向辊组17由三根收卷导向辊组成，第二收卷导向辊组17位于收卷滚轴19的进卷口一侧偏下方，第一收卷导向辊组16位于第二收卷导向辊组17的一侧上方且远离收卷滚轴19；

基膜21依次由放料滚轴19放卷、胶液经第一出胶模头10的出胶口喷在第一计量棒11上，第一计量棒10往基膜21一面均匀刮胶，胶液再经第二出胶模头12的出胶口喷在第二计量棒13上，经第二计量棒13往基膜21另一面均匀刮胶、气悬浮式烘箱3进行烘干和收卷装置4进行收纳。

具体的，第一出胶模头10和第二出胶模头12分别设有2-12个出胶口；第一计量棒11和第二计量棒13皆采用半径0.4mm-15mm，长度500mm-2000mm，设有深0.05mm-3mm凹槽的计量棒。

具体的，所有放料导向辊规格相同，皆采用半径15mm-80mm、长500mm-2500mm的铝辊制成。

具体的，第二涂胶导向辊组15中两根涂胶导向辊的半径不同，靠近第二出胶模头12、第二计量棒13的涂胶导向辊半径小于另一根涂胶导向辊，其余涂胶导向辊的半径与靠近近第二出胶模头12、第二计量棒13的涂胶导向辊半径一致；但所有涂胶导向辊的半径位于15mm-80mm之间，所有涂胶导向辊长度皆为500mm-2500mm。

具体的，第一收卷导向辊组16中三根收卷导向辊的半径不同，位于中间的收卷导向辊半径小于其余两根涂胶导向辊以及第二收卷导向辊组17中三根收卷导向辊的半径，且其余五根收卷导向辊一致，但所有涂胶导向辊的半径位于15mm-80mm之间，所有涂胶导向辊皆采用长500mm-2500mm的铝辊制成。

一种气悬浮式油性pvdf涂布方法，包括以下步骤：

（1）待凃基膜在放料装置的放料滚轴带动下沿工作方向前进放卷；

（2）待凃基膜传送至涂胶装置时，第一出胶磨头把胶液喷在第一计量棒上，第一计量棒往基膜一面均匀刮胶，再经第二出胶磨头把胶液喷在第二计量棒上，经第二计量棒往基膜另一面均匀刮胶；

（2）经两面涂覆刮平的胶膜传送至气悬浮式烘箱，进行烘干；

（3）最后通过收卷装置收卷。

其中，温度设定20-60℃、鼓风频率15-45hz、抽风频率15-45hz，线速度15-50米/分，涂布宽度增加到1.2米耗能每平米0.08kw/h，人工、电费、原材料在内，物料损耗降低40%，在经过分切、包装后成本价降低40%，从根本上解决了应用此类隔膜做的锂电池价格昂贵问题，为软包电池的大量应用在价格上奠定了基础。