一种锂离子电池用隔膜涂覆装置以及涂覆工艺的制作方法

1.本发明涉及锂电池生产技术领域，具体为一种锂离子电池用隔膜涂覆装置以及涂覆工艺。


背景技术：

2.锂离子电池具有高电压、长寿命、高能量密度无污染等优点，越来越广泛地运用到人们的生产和生活当中，如火如荼的动力电池的发展对锂电池生产提出了新的要求；锂电池制造设备也在不断地改进更新，而锂电池极片的涂布工序是锂电池生产过程中非常关键的工序，最重要的环节就是把正极浆料涂布在铝箔上形成导电涂层；锂离子电池极片涂布过程具有浆料粘度大、涂层厚、基材薄、精度要求高等特点，在现有技术中，较为常见的是气刀涂布机，由单棍式辊纸涂布机和气刀等组成的涂布机，由涂布辊向基材涂布涂料，用气刀喷出的气流吹去过剩的涂料以调节涂层厚度，同时使涂料面光滑平整气刀涂布的优点是能得到较厚的涂布量，涂布层比较均匀，可以用于高速涂布，更适用于锂电池隔膜涂覆；现有的涂布机，双面涂布的效果较差，均采用连续地进行两次涂布，然后通过一系列导向轮将铝箔送入烘干箱进行一次性烘干，在第二次涂布和导向过程中，容易对隔膜造成破坏，此外，烘干箱长度过长，每次使用均需要手动将铝箔穿过烘干箱进行安装，费时费力，且维护困难，烘干箱中气体流速快，温度不均衡，容易造成橙皮现象。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种锂离子电池用隔膜涂覆装置以及涂覆工艺，以至少解决现有技术双面涂布效果差、烘干效果差、不便于维护的问题。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种锂离子电池用隔膜涂覆装置，包括：烘干箱、两个第一安装架、第二安装架、展料辊、第一电机、卷料辊、第二电机和控制器，两个所述第一安装架分别设置于烘干箱的左右两侧，所述第二安装架设置于位于左侧的第一安装架的左侧，所述展料辊可旋转的安装于第二安装架的内腔后侧右下角，所述第一电机固定安装于第二安装架的后侧，且所述第一电机的输出端与展料辊固定连接，所述卷料辊可旋转的安装于第二安装架的内腔后侧左上角，所述第二电机固定安装于第二安装架的后侧，且所述第二电机的输出端与卷料辊固定连接，所述控制器固定安装于位于左侧的第一安装架的前侧，且所述第一电机和第二电机均与控制器电性连接，烘干机构，设置于所述烘干箱的后侧，且与所述控制器电性连接；自动仓门机构，设置于所述烘干箱的顶部，且与所述控制器电性连接；涂布机构，设置于两个所述第一安装架的内腔后侧，且与所述控制器电性连接。
5.目的在于对铝箔的两面共进行二次涂覆，优选的，所述涂布机构包括：涂覆组件，涂覆组件数量为两个，分别设置于两个所述第一安装架的内腔后侧，且均与所述控制器电性连接；导向组件设置于两个所述第一安装架的后侧；支撑组件设置于烘干箱的内腔底部。
6.目的在于对铝箔进行涂覆，优选的，所述涂覆组件包括：储液槽，储液槽前后两端分别固定安装于所述第一安装架的内腔前后两侧；挤压辊两端分别可旋转的安装于所述第一安装架的内腔前后两侧，且所述挤压辊位于储液槽的上方；涂布辊前后两端分别可旋转的安装于所述第一安装架的内腔前后两侧，所述涂布辊位于挤压辊的外侧上方，且所述涂布辊与挤压辊紧密贴合；第三电机，固定安装于所述第一安装架的后侧，所述第三电机的输出端与挤压辊的后端固定连接，且所述第三电机与控制器电性连接；气刀前后两端分别固定安装于所述第一安装架的内腔前后两侧，所述气刀位于涂布辊的外侧，且所述气刀与控制器电性连接。
7.目的在于用于翻转铝箔或改变铝箔的方向，优选的，所述导向组件包括：第一导向辊，第一导向辊两端分别可旋转的安装于位于左侧的所述第一安装架的内腔前后两侧左下角；第二导向辊两端分别可旋转的安装于位于左侧的所述第一安装架的内腔前后两侧右端；第三导向辊两端分别可旋转的安装于位于右侧的所述第一安装架的内腔前后两侧左端；第四导向辊两端分别可旋转的安装于位于右侧的所述第一安装架的内腔前后两侧顶端；第五导向辊两端分别可旋转的安装于位于左侧的所述第一安装架的内腔前后两侧顶端。
8.目的在于对铝箔进行支撑，优选的，所述支撑组件包括：支撑架，支撑架设置于所述烘干箱的内腔底部；第一支撑辊数量为若干个，分别从左至右可旋转的安装于所述支撑架的内腔中部；第二支撑辊数量为若干个，分别从左至右可旋转的安装于所述支撑架的内腔顶部。
9.目的在于对铝箔进行烘干，优选的，所述烘干机构包括：平衡箱，平衡箱设置于所述烘干箱的后侧；吸气箱数量为两个，分别设置于所述平衡箱的左右两侧；进气管设置于所述平衡箱的底部；负压管数量为两个，分别设置于两个所述吸气箱的底部；负压箱设置于烘干箱的底部，且两个所述负压管均与负压箱连接；负压泵设置于所述负压箱的后侧，且与所述控制器电性连接；加热箱设置于所述负压泵的顶端，所述进气管与加热箱电性连接，且所述加热箱与控制器电性连接；孔板数量为若干个，分别设置于平衡箱和两个吸气箱的前侧。
10.目的在于自动开启仓门，优选的，所述自动仓门机构包括：仓门，仓门设置于所述烘干箱的顶部；连接组件数量为两个，分别设置于两个所述吸气箱的左右两侧；驱动组件数量为两个，分别设置于两个所述吸气箱的左右两侧，且均与所述控制器电性连接。
11.优选的，所述连接组件包括：第一连杆，两个所述连接组件的第一连杆，一端分别可旋转的安装于两个所述吸气箱的外侧顶端，且另一端分别可旋转的安装于仓门的左右两侧后端；两个所述第一转轴分别可旋转的安装于仓门的左右两侧；两个所述第二连杆的一端分别可旋转的安装于所述第一转轴的外壁，且另一端分别可旋转的安装于两个所述吸气箱的外侧。
12.目的在于对仓门进行固定，优选的，所述驱动组件包括：第三连杆，两个所述第三连杆可旋转的安装于所述第一转轴的外壁；第二转轴可旋转的安装于所述第三连杆的底端；第四连杆可旋转的安装于所述第二转轴的外壁，且另一端分别可旋转的安装于所述烘干箱的外侧顶部；两个所述气动杆分别可旋转的安装于两个吸气箱的外侧，所述气动杆的输出端与第二转轴可旋转的连接，且两个所述气动杆均与控制器电性连接。
13.本发明与现有技术相比的有益效果在于：
1、本发明通过控制器控制气动杆的输出端推动第二转轴向上移动，第三连杆与第四连杆之间的夹角逐渐增大，推动仓门向上翻转，第二连杆向上旋转推动仓门向上移动，第一连杆向下拉动仓门的后端，从而开启仓门，当第三连杆和第四连杆的位置位于同一直线时，仓门对第四连杆的力臂为零，从而仓门的位置被固定，因此，可以自动开启和关闭仓门，便于维护和安装铝箔，且仓门开启后可以自锁固定，仓门密封性好。
14.2、本发明通过控制器控制负压泵通过负压箱和两个负压管从吸气箱进行吸气，负压泵将空气注入加热箱进行加热形成热气流，随后热气流通过进气管进入平衡箱，热气流经过平衡箱消除旋转气流后穿过孔板进入烘干箱对铝箔进行烘干，完成加热的气流从新被吸气箱进行吸收，对气流进行循环加热，因此，可以对烘干箱内气体循环加热，温度均衡，气流流速稳定，避免造成橙皮现象。
15.3、本发明通过第一次涂覆的铝箔进入烘干箱进行第一次烘干，随后铝箔经过右侧的涂覆组件翻转并对铝箔的另一面进行涂覆，经过第二次涂覆后，再次进入烘干箱进行二次烘干，完成两次涂覆两次烘干，因此，采用涂覆烘干、再涂覆再烘干的技术方案，两个涂覆组件和导向组件结合，先后两次通过同一个烘干箱，避免第二次涂布和导向过程中对隔膜造成损伤，有效提高成品率。
附图说明
16.图1为本发明结构示意图；图2为本发明结构示意图；图3为本发明主视剖面图；图4为本发明后视剖面图；图5为自动仓门机构左视图；图6为自动仓门机构开启状态左视图；图7为图6中的a处放大图。
17.图中：2、烘干箱；3、第一安装架；4、第二安装架；5、烘干机构；51、平衡箱；52、吸气箱；53、进气管；54、负压管；55、负压箱；56、负压泵；57、加热箱；58、孔板；6、自动仓门机构；61、仓门；62、连接组件；621、第一连杆；622、第一转轴；623、第二连杆；63、驱动组件；631、第三连杆；632、第二转轴；633、第四连杆；634、气动杆；7、涂布机构；71、涂覆组件；711、储液槽；712、挤压辊；713、涂布辊；714、第三电机；715、气刀；72、导向组件；721、第一导向辊；722、第二导向辊；723、第三导向辊；724、第四导向辊；725、第五导向辊；73、支撑组件；731、支撑架；732、第一支撑辊；733、第二支撑辊；8、展料辊；9、第一电机；10、卷料辊；11、第二电机；12、控制器。
实施方式
18.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
19.请参阅图1-7，本发明提供一种锂离子电池用隔膜涂覆装置以及涂覆工艺技术方
案，包括：烘干箱2、第一安装架3、第二安装架4、烘干机构5、自动仓门机构6、涂布机构7、展料辊8、第一电机9、卷料辊10、第二电机11和控制器12，两个第一安装架3分别设置于烘干箱2的左右两侧，第二安装架4设置于位于左侧的第一安装架3的左侧，展料辊8可旋转的安装于第二安装架4的内腔后侧右下角，第一电机9固定安装于第二安装架4的后侧，且第一电机9的输出端与展料辊8固定连接，卷料辊10可旋转的安装于第二安装架4的内腔后侧左上角，第二电机11固定安装于第二安装架4的后侧，且第二电机11的输出端与卷料辊10固定连接，控制器12固定安装于位于左侧的第一安装架3的前侧，且第一电机9和第二电机11均与控制器12电性连接，控制器12由内部cpu，指令及数据存储器、输入输出单元、电源模块、数字模拟等单元所模块化组合成，在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备或生产过程，烘干机构5设置于烘干箱2的后侧，且与控制器12电性连接，自动仓门机构6设置于烘干箱2的顶部，且与控制器12电性连接，涂布机构7设置于两个第一安装架3的内腔后侧，且与控制器12电性连接。
20.涂布机构7包括：涂覆组件71、导向组件72和支撑组件73，涂覆组件71数量为两个，分别设置于两个第一安装架3的内腔后侧，且均与控制器12电性连接，导向组件72设置于两个第一安装架3的后侧，支撑组件73设置于烘干箱2的内腔底部。
21.作为优选方案，更进一步的，如图3所示，涂覆组件71包括：储液槽711、挤压辊712、涂布辊713、第三电机714和气刀715，储液槽711前后两端分别固定安装于第一安装架3的内腔前后两侧，挤压辊712两端分别可旋转的安装于第一安装架3的内腔前后两侧，且挤压辊712位于储液槽711的上方，涂布辊713前后两端分别可旋转的安装于第一安装架3的内腔前后两侧，涂布辊713位于挤压辊712的外侧上方，且涂布辊713与挤压辊712紧密贴合，第三电机714固定安装于第一安装架3的后侧，第三电机714的输出端与挤压辊712的后端固定连接，且第三电机714与控制器12电性连接，气刀715前后两端分别固定安装于第一安装架3的内腔前后两侧，气刀715位于涂布辊713的外侧，且气刀715与控制器12电性连接，随着第三电机714的输出端带动挤压辊712旋转，侧表面蘸有电极浆料的挤压辊712，在涂布辊713的限位作用下，与铝箔表面紧密接触，将过量的电极浆料涂抹到铝箔表面，气刀715喷出的气流吹去过剩的涂料以调节涂层厚度，并由此在铝箔表面形成一层均匀的涂层。
22.作为优选方案，更进一步的，如图3所示，导向组件72包括：第一导向辊721、第二导向辊722、第三导向辊723、第四导向辊724和第五导向辊725，第一导向辊721两端分别可旋转的安装于位于左侧的第一安装架3的内腔前后两侧左下角，第二导向辊722两端分别可旋转的安装于位于左侧的第一安装架3的内腔前后两侧右端，第三导向辊723两端分别可旋转的安装于位于右侧的第一安装架3的内腔前后两侧左端，第四导向辊724两端分别可旋转的安装于位于右侧的第一安装架3的内腔前后两侧顶端，第五导向辊725两端分别可旋转的安装于位于左侧的第一安装架3的内腔前后两侧顶端。
23.作为优选方案，更进一步的，如图1或3所示，支撑组件73包括：支撑架731、第一支撑辊732和第二支撑辊733，支撑架731设置于烘干箱2的内腔底部，第一支撑辊732数量为若干个，分别从左至右可旋转的安装于支撑架731的内腔中部，第二支撑辊733数量为若干个，分别从左至右可旋转的安装于支撑架731的内腔顶部，第一支撑辊732和第二支撑辊733用于对铝箔进行支撑。
24.作为优选方案，更进一步的，如图4所示，烘干机构5包括：平衡箱51、吸气箱52、进气管53、负压管54、负压箱55、负压泵56、加热箱57和孔板58，平衡箱51设置于烘干箱2的后侧，吸气箱52数量为两个，分别设置于平衡箱51的左右两侧，进气管53设置于平衡箱51的底部，负压管54数量为两个，分别设置于两个吸气箱52的底部，负压箱55设置于烘干箱2的底部，且两个负压管54均与负压箱55连接，负压泵56设置于负压箱55的后侧，且与控制器12电性连接，加热箱57设置于负压泵56的顶端，进气管53与加热箱57电性连接，且加热箱57与控制器12电性连接，孔板58数量为若干个，分别设置于平衡箱51和两个吸气箱52的前侧，控制器12控制负压泵56通过负压箱55和两个负压管54从吸气箱52进行吸气，负压泵56将空气注入加热箱57进行加热形成热气流，随后热气流通过进气管53进入平衡箱51，热气流经过平衡箱51消除旋转气流后穿过孔板58进入烘干箱2对铝箔进行烘干，完成加热的气流从新被吸气箱52进行吸收，对气流进行循环加热。
25.作为优选方案，更进一步的，如图5-7所示，自动仓门机构6包括：仓门61、连接组件62和驱动组件63，仓门61设置于烘干箱2的顶部，连接组件62数量为两个，分别设置于两个吸气箱52的左右两侧，驱动组件63数量为两个，分别设置于两个吸气箱52的左右两侧，且均与控制器12电性连接。
26.作为优选方案，更进一步的，如图5-7所示，连接组件62包括：第一连杆621、第一转轴622和第二连杆623，两个连接组件62的第一连杆621，一端分别可旋转的安装于两个吸气箱52的外侧顶端，且另一端分别可旋转的安装于仓门61的左右两侧后端，两个第一转轴622分别可旋转的安装于仓门61的左右两侧，两个第二连杆623的一端分别可旋转的安装于第一转轴622的外壁，且另一端分别可旋转的安装于两个吸气箱52的外侧，仓门61向上翻转，第二连杆623向上旋转推动仓门61向上移动，第一连杆621向下拉动仓门61的后端，从而开启仓门61。
27.作为优选方案，更进一步的，如图5-7所示，驱动组件63包括：第三连杆631、第二转轴632、第四连杆633和气动杆634，两个第三连杆可旋转的安装于第一转轴622的外壁，第二转轴632可旋转的安装于第三连杆631的底端，第四连杆633可旋转的安装于第二转轴632的外壁，且另一端分别可旋转的安装于烘干箱2的外侧顶部，两个气动杆634分别可旋转的安装于两个吸气箱52的外侧，气动杆634的输出端与第二转轴632可旋转的连接，且两个气动杆634均与控制器12电性连接，控制器12控制气动杆634的输出端推动第二转轴632向上移动，第三连杆631与第四连杆633之间的夹角逐渐增大，当第三连杆631和第四连杆633的位置位于同一直线时，仓门61对第四连杆633的力臂为零，从而仓门61的位置被固定。
28.一种锂离子电池用隔膜涂覆装置的涂覆工艺，具体步骤如下：步骤一，控制器12控制气动杆634的输出端推动第二转轴632向上移动，第三连杆631与第四连杆633之间的夹角逐渐增大，推动仓门61向上翻转，第二连杆623向上旋转推动仓门61向上移动，第一连杆621向下拉动仓门61的后端，从而开启仓门61，当第三连杆631和第四连杆633的位置位于同一直线时，仓门61对第四连杆633的力臂为零，从而仓门61的位置被固定；步骤二，将铝箔卷固定在展料辊8外壁，铝箔绕过第一导向辊721和第二导向辊722，插入位于左侧的挤压辊712和涂布辊713之间，铝箔末端通过烘干箱2，铝箔的一端绕过第三导向辊723，插入位于右侧的挤压辊712和涂布辊713之间，随后将铝箔翻转并绕过第四
导向辊724重新进入烘干箱2，铝箔末端绕过第五导向辊725与卷料辊10进行固定，随后控制器12控制气动杆634拉动第二转轴632向下移动，第三连杆631与第四连杆633相对旋转并对仓门61解除限位，仓门61完成关闭；步骤三，控制器12控制第一电机9、第二电机11和第三电机714的输出端同步旋转，带动铝箔移动，随着左侧的第三电机714的输出端带动挤压辊712旋转，侧表面蘸有电极浆料的挤压辊712，在涂布辊713的限位作用下，与铝箔表面紧密接触，将过量的电极浆料涂抹到铝箔表面，气刀715喷出的气流吹去过剩的涂料以调节涂层厚度，并由此在铝箔表面形成一层均匀的涂层，从而位于左侧的涂覆组件71完成对铝箔的一面进行涂覆；步骤四，控制器12控制负压泵56通过负压箱55和两个负压管54从吸气箱52进行吸气，负压泵56将空气注入加热箱57进行加热形成热气流，随后热气流通过进气管53进入平衡箱51，热气流经过平衡箱51消除旋转气流后穿过孔板58进入烘干箱2对铝箔进行烘干，完成加热的气流从新被吸气箱52进行吸收，对气流进行循环加热；步骤五，经过第一次涂覆的铝箔进入烘干箱2进行第一次烘干，随后铝箔经过右侧的涂覆组件71翻转并对铝箔的另一面进行涂覆，经过第二次涂覆后，再次进入烘干箱2进行二次烘干，完成两次涂覆两次烘干。
29.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。