一种用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置的制作方法

1.本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置。


背景技术：

2.锂离子电池是一种高能量密度的电化学电池单元，包括正极、负极以及设置于正极与负极之间、具有电子绝缘与离子传输功能的隔膜，还包括具有锂离子传导作用的电解液以及集流体、极耳、壳体等附件。
3.在制造锂离子电池的正负极材料及零部件过程中会产生一些金属污染物，由于锂离子电池具有很高的开路电压及能量密度，锂离子电池的正极具有很高的电极电位，几乎所有的金属污染物在这种电极电位下均会发生氧化并以离子状态溶出，当这种溶出的金属离子在电场作用下迁移至锂离子电池负极表面时，由于锂离子电池的负极具有极低的电极电位，这些异物金属离子又会在负极表面被还原为金属状态并形成枝晶。当金属枝晶穿透隔膜时就会引起锂离子电池的内部短路形成自放电，严重时甚至会发生热失控对锂离子电池形成巨大的安全隐患。
4.在现有锂离子电池的制造中，如何除去正负极材料中的金属异物一直是管控的重点。当正负极材料与导电剂、粘结剂以及溶剂等材料形成浆料后,一般均会对浆料进行除去磁性金属异物的工序后再涂布至箔材表面形成电极。但由于部分微粒磁性较弱，而且浆料与磁棒接触面积极为有限，且浆料中的溶剂均具有抗磁性，该方案去磁性金属异物的效果有限，仍然有大量锂离子电池由于金属异物的存在而导致电池在生产制造中良率较低，且仍存在由于金属异物溶出并形成面积较小且呈尖形的枝晶，这种枝晶会刺破隔膜并导致电池自放电或内部短路等安全事故。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置，以降低由于金属异物溶出并刺破隔膜所导致的电池自放电或内部短路等风险。
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7.本发明的目的是采用以下的技术方案来实现的。依据本发明提出的一种用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置，包括涂布头以及传送辊，所述传送辊的外表面与集流体箔材接触，以用于传动集流体箔材，所述涂布头用于向集流体箔材的表面涂敷浆料，在所述传送辊的内部且靠近所述传送辊的外表面的位置设置有多个第一磁体，所述第一磁体沿所述传送辊的圆周方向均匀地设置。
8.在一些实施方式中，所述涂布头的内部具有料腔，所述料腔的下方设置有第二磁体。
9.在一些实施方式中，所述涂布头的下方设置有第三磁体。
10.在一些实施方式中，所述涂布头还包括涂布头上部以及涂布头下部，所述涂布头
上部设置于所述涂布头下部的上方，所述料腔设置于所述涂布头上部与所述涂布头下部之间。
11.在一些实施方式中，所述第三磁体与所述涂布头接触。
12.在一些实施方式中，所述用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置还包括烘道，所述烘道沿集流体箔材的传输路径设置于所述传送辊的下游。
13.在一些实施方式中，在所述烘道与所述传送辊之间的集流体箔材的下方设置有多个第四磁体。
14.在一些实施方式中，所述第四磁体与所述集流体箔材接触。
15.本发明的有益效果至少包括：
16.1、本发明通过在传送辊的内部且靠近传送辊的外表面的位置设置有多个第一磁体、第一磁体沿传送辊的圆周方向均匀地设置，能够在浆料被涂布在传送辊所传送的集流体箔材的表面后，使得浆料中残留的金属异物在第一磁体的磁场作用下将朝向靠近集流体箔材的位置移动，使得金属异物迁移至负极表面的距离大大延长，且使得金属异物在迁移中受到活性涂层的阻碍，进而使得金属异物溶出后形成的枝晶为面积较大且呈扁平状的枝晶，降低枝晶刺破隔膜并造成短路的风险。
17.2、本发明通过涂布头下部的内部穿设有多个第二磁体且涂布头的底部还设置有多个第三磁体，能够使得浆料中残留的金属异物在浆料被涂覆到集流体箔材的表面后处于靠近集流体箔材的位置，从而使得金属异物迁移至负极表面的距离大大延长，且使得金属异物在迁移中受到活性涂层的阻碍，进而使得金属异物溶出后形成的枝晶为面积较大且呈扁平状的枝晶，降低枝晶刺破隔膜并造成短路的风险。
18.3、本发明通过在烘道与传送辊之间的集流体箔材的下方设置有多个第jdp220971cn第3/5页四磁体，使得浆料中残留的金属异物在第四磁体的磁场作用下朝向靠近集流体箔材的位置移动，使得金属异物迁移至负极表面的距离大大延长，且使得金属异物在迁移中受到活性涂层的阻碍，进而使得金属异物溶出后形成的枝晶为面积较大且呈扁平状的枝晶，降低枝晶刺破隔膜并造成短路的风险。
19.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
附图说明
20.图1示出了根据本发明的一个实施例的用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置的立体结构示意图；
21.图2示出了根据本发明的一个实施例的用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置的截面结构示意图；
22.图3a-3b示出了根据本发明的实施例的金属异物的位置以及所产生的枝晶的示意图。
具体实施方式
23.为更进一步阐述本发明的技术手段，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明
提出的一种用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置、动力电池以及车辆的具体实施方式详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
24.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技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”以及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
25.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。jdp220971cn第4/5页
26.如图1以及图2所示，本发明提供了一种用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置，包括涂布头1以及传送辊2，传送辊2的外表面与集流体箔材3接触，以用于传动集流体箔材3，涂布头1与传送辊2相邻设置，用于向集流体箔材3的表面涂敷浆料，涂布头1将浆料挤压至集流体箔材3的表面,从而形成单面涂敷有湿涂层的电极。在传送辊2的内部且靠近传送辊2的外表面的位置设置有多个第一磁体21，在一个或多个实施例中，第一磁体21沿传送辊2的圆周方向均匀地设置。
27.如图3a以及图3b所示，本发明通过在传送辊2的内部且靠近传送辊2的外表面的位置设置有多个第一磁体21、第一磁体21沿传送辊2的圆周方向均匀地设置，能够在浆料被涂布在传送辊2所传送的集流体箔材3的表面后，使得浆料中残留的金属异物m在第一磁体21的磁场作用下将朝向靠近集流体箔材3的位置移动(示例地，金属异物m到达图3a中所示的位置)，使得金属异物m迁移至负极表面的距离大大延长，且使得金属异物m在迁移中受到活性涂层c的阻碍，进而使得金属异物m溶出后形成的枝晶为面积较大且呈扁平状的枝晶m’，降低枝晶m’刺破隔膜z并造成短路的风险。
28.在一个或多个实施例中，涂布头1包括涂布头上部11、涂布头下部12以及料腔13，涂布头上部11设置于涂布头下部以及料腔13的上方，料腔13设置于涂布头上部11与涂布头下部12之间，料腔13具有注入管131，注入管用于向料腔13中注入浆料。涂布头下部12的内部穿设有多个第二磁体121，涂布头1的下方还设置有多个第三磁体4，第三磁体4与涂布头下部12接触，第二磁体121以及第三磁体4均设置于料腔13的下方。
29.本发明通过涂布头下部12的内部穿设有多个第二磁体121且涂布头1的底部还设置有多个第三磁体4，能够使得浆料中残留的金属异物m在浆料被涂覆到集流体箔材3的表面后处于靠近集流体箔材3的位置，从而使得金属异物m迁移至负极表面的距离大大延长，且使得金属异物m在迁移中受到活性涂层的阻碍，进而使得金属异物m溶出后形成的枝晶为面积较大且呈扁平状的枝晶，降低枝晶刺破隔膜并造成短路的风险。
30.在一个或多个实施例中，本发明所述的用于制备锂电池的浆料输送及涂布装置还包括烘道4，烘道4沿集流体箔材3的传输路径设置于传送辊2的下游，用于烘干集流体箔材3的表面所涂覆的浆料，在烘道4与传送辊2之间的集流体箔材3的下方设置有多个第四磁体5。在一个或多个实施例中，第四磁体5与所述集流体箔材3接触。
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32.本发明通过在烘道4与传送辊2之间的集流体箔材3的下方设置有多个第四磁体5，使得浆料中残留的金属异物m在第四磁体5的磁场作用下朝向靠近集流体箔材3的位置移动，使得金属异物m迁移至负极表面的距离
33.大大延长，且使得金属异物m在迁移中受到活性涂层的阻碍，进而使得金5属异物m溶出后形成的枝晶为面积较大且呈扁平状的枝晶，降低枝晶刺破
34.隔膜并造成短路的风险。
35.需要说明的是，第一磁体21、第二磁体121、第三磁体4以及第四磁体5可以被构造成磁棒、磁块或磁板等各种结构。以第一磁体21为例进行
36.说明，第一磁体21可包括磁芯及包覆层，其中，磁芯可由磁铁矿、磁赤铁0矿、钕铁硼磁铁、钐钴磁铁、铝镍钴磁铁、铁铬钴磁铁、铁氧体磁铁中的一种或多种磁性材料制成，包覆层可由耐磨且耐有机溶剂且耐腐蚀材料制成，例如由不锈钢、环氧树脂、聚四氟乙烯、树脂陶瓷中的一种或多种制成。
37.提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够实施本
38.发明。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是显而易见的，并且5在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本发明的范围。因此，本
39.发明不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。