一种锂电池涂布垫片的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制造技术领域，具体而言，涉及一种锂电池涂布垫片。


背景技术：

2.锂离子电池，或者说锂电池，具有能量密度高、循环寿命长、充放电倍率大、自放电小及能量转换效率高等优点，被广泛应用到动力、消费、储能领域，是乘用车、商用车、电子产品及储能电站的优化选择。
3.涂布是锂电池生产的一道重要工序，即把活性物质浆料按照一定的重量均匀地涂覆在集流体(铜箔/铝箔)上，涂布出来的极片供下道工序使用。面对锂电池安全性日益提升的需要，在极片的活性物质涂层两侧加涂陶瓷涂层以有效降低极片切割时产生的毛刺、减小隔膜受热收缩时正极与负极接触的几率已成为一种趋势。但是，由于陶瓷涂布区域与活性物质涂布区域有重叠且陶瓷浆料和活性物质浆料之间的浆料溶剂与粘结剂成分相近，在实际涂布过程中时两种浆料在出料口处容易混合，由于活性物质浆料和陶瓷浆料的动能差异大，这会使得活性物质浆料向外扩散压力与陶瓷浆料向内扩散的压力不同，进而引起活性物质浆料与陶瓷浆料在出料口处混合，形成串料，串料会导致一方面难以形成持续稳定的陶瓷涂层，并使得活性物质无法完全发挥克容量，另一方面极片边缘极易虚边和鼓边，会造成生产成本上升、制造能效下降，电池一致性较差，极大地影响锂电池的性能及制成过程。


技术实现要素：

4.针对以上现有技术中的问题，本实用新型的目的在于提供一种锂电池涂布垫片。
5.为实现上述目的，本实用新型具体通过以下技术实现：
6.一种锂电池涂布垫片，包括垫片本体，所述垫片本体上贯穿设有边涂浆料导料槽，所述边涂浆料导料槽沿浆料流动方向包括依次连通的第一竖直段、水平段和第二出料口，所述第一竖直段与所述水平段交汇处设置有缓冲槽，所述缓冲槽与所述第一竖直段贯通，且沿所述第一竖直段的延伸方向设置。
7.进一步地，所述缓冲槽为弧形槽。
8.进一步地，所述弧形槽为半椭圆形槽或半圆形槽。
9.进一步地，所述缓冲槽的槽口的宽度大于或等于所述第一竖直段的宽度。
10.进一步地，所述边涂浆料导料槽还包括第二竖直段，所述第二竖直段的一端与所述水平段远离所述第一竖直段的一端连通，所述第二竖直段的另一端形成所述第二出料口。
11.进一步地，所述第二出料口为扩口结构。
12.进一步地，所述扩口结构包括在所述第二出料口两侧设置倒角形成的结构。
13.进一步地，所述垫片本体上还开设有极片浆料导料槽，所述极片浆料导料槽具有第一出料口，所述第一出料口和所述第二出料口间隔设置。
14.进一步地，所述垫片本体包括基板和2个侧板，每个所述侧板包括内侧板和外侧板，同一侧的所述内侧板、所述外侧板和所述基板围合形成所述边涂浆料导料槽，所述基板和相对的2个所述内侧板围合形成所述极片浆料导料槽。
15.进一步地，所述侧板靠近所述基板的位置设有定位孔。
16.进一步地，所述基板上设有多个安装孔。
17.本实用新型的有益效果是：
18.本实用新型通过在边涂浆料导料槽的第一竖直段和水平段交汇处设置缓冲槽，便于边涂浆料在流动过程中有一定区域缓冲压力，有效降低流动过程中边涂浆料的动能，降低出料端处边涂浆料与极片浆料的动能差异，大大避免了混料、串料问题的发生，有力保障了涂布稳定性，提高了涂布效率及极片质量。此外，缓冲槽还可以降低高速流动的边涂浆料对水平及垂直方向交汇区域造成的磨损，提高了涂布垫片的结构稳定性和使用寿命。
附图说明
19.为了更清楚地说明本实用新型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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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。
20.图1为本实用新型实施例的锂电池涂布垫片的结构示意图；
21.图2为图1的a处放大图；
22.图3为图1的b处放大图；
23.附图标记说明：
24.1、垫片本体；11、基板；12、侧板；121、外侧板；122、内侧板；2、极片浆料导料槽；3、边涂浆料导料槽；31、第一竖直段；32、水平段；33、第二竖直段；4、第一出料口；5、第二出料口；6、缓冲槽；61、槽口；7、倒角；8、定位孔；9、安装孔。
具体实施方式
25.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
26.需要理解的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中涉及到方位的描述，例如上、下、左、右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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
27.需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“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，以便这里描述的本实用新型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。
28.锂电池的生产包括搅拌、涂布、制片、卷绕、组装、化成、分容等工序，在这些工序中，又以搅拌和涂布最为关键，影响电池质量的60％以上，是各大主流电芯厂最为关注的工序。对于涂布工序的开发是最重要也是最难的，涂布用的垫片往往直接影响涂布的质量。目前，对涂布工序和垫片已有诸多研究，推动了涂布技术快速发展。随着技术路线的日趋成熟，人们对于锂电池的安全性要求越来越高，在极片的边缘涂布陶瓷涂层，可有效避免电芯内满电负极与正极铝箔直接相对，避免电芯短路风险。但是加涂陶瓷涂层后，如何在涂布活性物质浆料的同时涂布陶瓷浆料变得困难，这是因为两种浆料出料口处容易串料，使得涂布的宽度和厚度不易控制，影响活性物质的克容量和造成虚边、鼓边等问题，严重影响涂布的良率及后续加工的难度。
29.经研究，串料的主要原因在于垫片设计。当前垫片，其活性物质浆料出料口和陶瓷浆料出料口的动能差异大，使得活性物质浆料向外扩散压力与陶瓷浆料向内扩散的压力之间存在较大的压力冲突，进而引起活性物质浆料在水平方向与陶瓷浆料混杂，在边涂区域形成串料现象。基于此，通过设计一款涂布用的垫片来有效改善锂电池边涂串料至关重要。
30.参见图1，本实用新型实施例的一种锂电池涂布垫片，包括垫片本体1，所述垫片本体1上贯穿设有极片浆料导料槽2和边涂浆料导料槽3，在所述垫片本体1的厚度方向上，所述极片浆料导料槽2和所述边涂浆料导料槽3均贯穿所述垫片本体1，所述极片浆料导料槽2和所述边涂浆料导料槽3的出料端(即浆料流出方向)分别形成有第一出料口4和第二出料口5，且进料端(浆料流进方向)分别形成有第一进料口(图中未示出)和第二进料口(图中未示出)。所述极片浆料导料槽2位于所述垫片本体1中部，用于流通极片浆料，如正极活性物质浆料；所述边涂浆料导料槽3位于所述垫片本体1两端，用于流通具有绝缘或其他功能性质的边涂浆料，如陶瓷浆料。如此，可在极片上同步涂布极片浆料和边涂浆料。
31.所述边涂浆料导料槽3沿浆料流动方向包括依次连通的第一竖直段31、水平段32和所述第二出料口5，所述第一竖直段31与所述水平段32交汇处设置有缓冲槽6，所述缓冲槽6与所述第一竖直段31贯通，且沿所述第一竖直段31的延伸方向设置。可以理解，所述缓冲槽6设置于所述第一竖直段31的浆料流动末端，且与所述第一竖直段31贯通。
32.使用时，将涂布垫片设置在上模头和下模头之间，极片浆料导料槽2和上、下模头配合组成极片浆料流道，边涂浆料导料槽3和上、下模头配合形成边涂浆料通道，极片浆料从第一进料口进入，流经极片浆料流道，从第一出料口4流出，边涂浆料从第二进料口进入，流经边涂浆料通道，从第二出料口5流出。由于液体的流动性和粘性，其同时具备流动和保持形状的能力，边涂浆料进入涂布装置的涂布模头后，受到边涂泵的引导及挤压，在一定的压力和流速下，顺着镂空的边涂浆料导料槽3进行流动填充，挤压涂布模头内的空气，直至填充满整个边涂浆料导料槽3。由于边涂浆料导料槽3设计往往比较狭窄，使得此间流动的边涂浆料动能较大，同步涂布极片浆料和边涂浆料时，易造成极片浆料和边涂浆料之间存在大的压力冲突，从而在第一出料口4和第二出料口5的中间位置处出现混料，即边涂区域产生串料问题。本实用新型通过在第一竖直段31和水平段32交汇处设置缓冲槽6，便于边涂浆料在流动过程中有一定区域缓冲压力，有效降低流动过程中的边涂浆料的动能，具体而言，泵入的边涂浆料首先进入第一竖直段31，并经第一竖直段31流向缓冲槽6，然后在缓冲槽6内铺满后溢流到水平段32，此时，边涂浆料的速度得到降低、流速变得相对均匀，且流向顺利发生转变，进而极大缓解了边涂浆料的动能，降低了出料端处边涂浆料与极片浆料的
动能差异，边涂浆料在边涂浆料导料槽3内部铺满后，将沿着第二出料口5均匀有序的涂布在极片上，大大避免了混料、串料问题的发生，有力保障了涂布稳定性，提高了涂布效率及极片质量。此外，缓冲槽6还可以降低高速流动的边涂浆料对水平及垂直方向交汇区域造成的磨损，提高了涂布垫片的结构稳定性和使用寿命。
33.可选地，所述缓冲槽6的槽口所在平面与所述水平段32的侧壁相平行，即所述缓冲槽6设于所述水平段32的侧壁上，其槽口朝向所述第一竖直段31，所述缓冲槽6的槽口61的宽度d大于或等于所述第一竖直段31的宽度，所述第一竖直段31的宽度一般为3-5mm。
34.在本实施例中，缓冲槽6的槽口61具有较大的宽度d可以保证泵入第一竖直段31的边涂浆料的动能均能得到有效降低，降速后的边涂浆料的动能为极片浆料动能的1-1.3倍。
35.可选地，所述缓冲槽6为弧形槽。所述弧形槽6可以为圆或椭圆一部分的形状或其他带有弧度的形状形成的槽形结构，具体而言，可以为半圆形槽或半椭圆形槽。
36.在本实施例中，边涂浆料的流动和转向因弧形结构的圆滑过渡而变得平缓，有利于边涂浆料流向顺利发生转变，使转向过程更加平稳，流速和压力变化更为平缓柔和，减小了对流体的扰动，进一步提高了涂布稳定性。
37.优选地，所述弧形槽的槽深h小于或等于其二分之一槽口宽度d，即，h≤1/2d，且所述弧形槽的圆心角α≤180
°
。
38.在本实施例中，设置较小弧度的槽形结构，能够保证边涂浆料经过缓冲降速后稳定转向，又能避免对流体产生较大的扰动，流动稳定性高。如果超过这个角度，边涂浆料有逆流风险，且易产生气泡，进而影响涂布效果，其流动稳定性也会降低。
39.可选地，所述边涂浆料导料槽3还包括第二竖直段33，所述第二竖直段33与所述水平段32远离所述第一竖直段31的一端连通，即沿浆料流动方向，所述第一竖直段31、所述水平段32和所述第二竖直段33依次连通。
40.具体地，所述第二竖直段33远离所述水平段32的一端(即前述的边涂浆料导料槽3的出料端)形成有第二出料口5。优选地，所述第二出料口5为扩口结构。所谓扩口结构，即第二出料口5处的宽度尺寸大于与第二竖直段32的宽度尺寸。示例性地，第二竖直段32为圆管状结构，则第二出料口5的直径大于第二竖直段32的直径，以使得第二出料口5的开口具有扩张的趋势，以便于边涂浆料的顺利涂布。
41.具体实施方式中，扩口结构可以通过下述方式形成，在第二出料口5的两侧设置倒角7。优选地，在所述第二出料口5的两侧设置倒圆角。
42.在本实施例中，倒角7可以用来调节边涂浆料涂布的宽度和削薄区尺寸，以改善涂布过程中极片鼓边问题。
43.可选地，所述第二出料口5与所述极片浆料导料槽2的出料端(即前述的第一出料口4)间隔设置。一般而言，第二出料口5和第一出料口4之间的距离l为1-5mm，优选为2-3mm。
44.边涂浆料导料槽3的出料端与极片浆料导料槽2的出料端之间的距离大小会一定程度影响串料，在本实施例中，经过缓冲槽6的缓冲降速作用，将二者之间的距离控制在较小范围内，一方面实现同步涂布两种浆料，另一方面，为两种浆料的扩散留有余地，可以更有效解决串料问题，涂布效果更好。
45.具体而言，所述垫片本体1包括基板11和两个侧板12，所述基板11为长方形板体，两个所述侧板12分别设于所述基板11两端且对称分布，每个所述侧板12包括内侧板122和
外侧板121，所述内侧板122和所述外侧板121相互平行。同一侧的所述内侧板122、所述外侧板121和所述基板11围合形成所述边涂浆料导料槽3，相对的2个所述内侧板122和所述基板11围合形成所述极片浆料导料槽2。如此将边涂浆料导料槽3和极片浆料导料槽2分开，进而使第二出料口5和第一出料口4之间形成间隔。
46.所述基板11和所述侧板12可采用一体化结构，以增强所述垫片本体1的结构强度。
47.可选地，所述侧板12上设有定位孔8，所述定位孔8设置在所述侧板12靠近所述基板11的位置，两个所述侧板12上的所述定位孔8呈左右对称分布。
48.在本实施例中，定位孔8用于辅助垫片本体1正确安装到涂布装置的涂布模头上，避免错位、倒置等安装异常风险。
49.可选地，所述基板11上设有多个安装孔9，所述安装孔9呈阵列状分布。
50.在本实施例中，安装孔9用于将垫片本体1固定在涂布装置上，一般与定位孔8搭配使用。定位孔8和安装孔9的数量根据实际需要设置，在此不做限定。
51.需要注意的是，垫片本体1、边涂浆料导料槽3和极片浆料导料槽2的大小、厚度、开口宽度等相关参数根据涂布的实际需要进行设置，本实用新型对此不作限定。
52.虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。