锂电池涂布模头和涂布设备的制作方法

本发明涉及锂离子电池极片涂布设备，具体而言，涉及一种锂电池涂布模头和涂布设备。

背景技术：

1、锂离子电池能量密度大，工作温度范围广，约为-20℃～60℃。循环性能优越、可快速充放电、充电效率高，输出功率大，使用寿命长，不含有毒有害物质，电芯材料可以实现二次回收循环利用，因此被称为绿色电池。

2、目前，锂电池行业已经广泛应用于各类新能源动力汽车和储能领域。在储能领域，以磷酸铁锂为主的锂电池发挥了巨大优势，如扩充电容、削峰填谷等。随着电池行业的蓬勃发展，将锂电池应用于便携式、备电式等将能够扩大锂电池的服务范围，发挥出自身优势，具有潜在的推广价值和商业应用。

3、在电池制造行业，尤其是新能源汽车用及储能用锂离子动力电池领域，对电池的一致性要求越来越高。而极片涂布的一致性非常关键。为了保证电池极片的一致性，在涂布时会采用多个伺服电机驱动的阻流块来调节浆料出液口的缝隙，根据涂布面密度的测量值来实时闭环调节出液口的大小，以达到涂布面密度均匀一致的要求。

4、为了实现对箔材涂层厚度的控制，传统解决方案是在涂布模头上设置若干个手动调节千分尺，用于调整调节块的高度，从而控制浆料的出料流量，进而实现对涂布厚度的控制。

5、但传统方案存在以下缺陷：1、人工手动调节千分尺容易出现操作误差，费时费力，调节精度较差、效率低下；2、当若干个调节块之间存在高低差时，得到的箔材涂层上也会相应产生明显的台阶式层差，会导致锂电池出现析锂等不良现象。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种锂电池涂布模头和涂布设备，能够提高锂电池涂布模头的调节效率，降低涂层上的台阶式层差，改善涂布效果。

2、为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了一种锂电池涂布模头，包括：

3、下模；

4、上模，设置在下模上侧，并与下模之间形成过料缝隙，过料缝隙在末端形成出料口；

5、至少两个调节机构，安装在上模上，调节机构包括能够调节出料口的涂布厚度的调节块组件，调节块组件包括固定块和浮动块。

6、进一步地，固定块沿调节机构的排布方向上的至少一侧设置有至少两个浮动块，浮动块能够随浆料的挤压力调节浮动高度。

7、进一步地，相邻的浮动块之间以及浮动块和固定块之间具有摩擦力，摩擦力能够在浮动块受到浆料的挤压作用力发生时，与相邻的浮动块或固定块之间产生相互作用。

8、进一步地，固定块的顶部设置有顶板，浮动块通过弹性件与顶板弹性连接。

9、进一步地，浮动块的上表面设置有导柱，导柱穿设在顶板内，并能够相对于顶板滑动，弹性件套设在导柱外侧，弹性件的第一端与顶板固定连接，弹性件的第二端与浮动块固定连接。

10、进一步地，导柱靠近浮动块的一端固定设置有限位环；和/或，导柱远离浮动块的一端固定设置有限位环。

11、进一步地，固定块和浮动块的来流侧设置有导向斜面；和/或，在自然状态下，浮动块的底面高度低于固定块的底面高度。

12、进一步地，浮动块的底部为平面或凸弧面。

13、进一步地，调节块组件还包括立柱，调节机构还包括伺服电机，立柱的一端与固定块固定连接，立柱的另一端与伺服电机的驱动端连接，并在伺服电机的驱动作用下带动固定块上下运动。

14、进一步地，立柱的顶端设置有螺纹杆，调节机构还包括联轴器和套筒，伺服电机的驱动端设置有输出轴，联轴器的第一端连接至输出轴，联轴器的第二端固定设置有套筒，螺纹杆与套筒螺接。

15、进一步地，调节机构还包括安装板，调节机构通过安装板固定安装在上模上。

16、进一步地，过料缝隙形成流道，流道包括倾斜导向段，倾斜导向段位于固定块的来料侧，且沿着靠近固定块的方向高度递增。

17、进一步地，固定块和浮动块的来流侧设置有导向斜面，倾斜导向段朝向导向斜面延伸，倾斜导向段的末端对应导向斜面的起始端设置。

18、进一步地，上模和下模之间设置有垫片，垫片为u形结构，垫片的开口朝向出料口，上模、垫片和下模之间固定连接，并且形成密封配合。

19、进一步地，垫片的中间区域设置有分隔条，分隔条朝向出料口延伸，并将出料口分隔为多个。

20、进一步地，上模和下模均包括倾斜导向面，垫片包括倾斜支撑段，倾斜支撑段的结构与上模和下模的倾斜导向面所形成的间隙相适配，上模、下模和垫片围成流道，流道包括倾斜导向段，倾斜导向段位于固定块的来料侧，且沿着靠近固定块的方向高度递增。

21、根据本发明的另一方面，提供了一种涂布设备，包括锂电池涂布模头，该锂电池涂布模头为上述的锂电池涂布模头。

22、应用本发明的技术方案，锂电池涂布模头包括：下模；上模，设置在下模上侧，并与下模之间形成过料缝隙，过料缝隙在末端形成出料口；至少两个调节机构，安装在上模上，调节机构包括能够调节出料口的涂布厚度的调节块组件，调节块组件包括固定块和浮动块。该锂电池涂布模头的调节块组件包括固定块和浮动块，浮动块位于相邻的浮动块之间，在进行料体涂布过程中，当相邻的固定块之间存在高度差时，浮动块在浆料的挤压力和/或彼此的摩擦力的作用下，会促使固定块之间的高度变化区域平缓，使得相邻固定块之间的高度差在浮动块的作用下形成连续变化的高度差，从而改变涂布厚度的突变程度，提高锂电池涂布模头的调节效率，使得厚度过渡更加顺滑，有效改善涂布效果。

技术特征：

1.一种锂电池涂布模头，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述固定块(4061)沿所述调节机构(40)的排布方向上的至少一侧设置有至少两个所述浮动块(4062)，所述浮动块(4062)能够随浆料的挤压力调节浮动高度。

3.根据权利要求2所述的锂电池涂布模头，其特征在于，相邻的所述浮动块(4062)之间以及所述浮动块(4062)和所述固定块(4061)之间具有摩擦力，所述摩擦力能够在所述浮动块(4062)受到浆料的挤压作用力发生时，与相邻的所述浮动块(4062)或所述固定块(4061)之间产生相互作用。

4.根据权利要求1所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述固定块(4061)的顶部设置有顶板(4063)，所述浮动块(4062)通过弹性件与所述顶板(4063)弹性连接。

5.根据权利要求4所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述浮动块(4062)的上表面设置有导柱(4064)，所述导柱(4064)穿设在所述顶板(4063)内，并能够相对于所述顶板(4063)滑动，所述弹性件套设在所述导柱(4064)外侧，所述弹性件的第一端与所述顶板(4063)固定连接，所述弹性件的第二端与所述浮动块(4062)固定连接。

6.根据权利要求5所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述导柱(4064)靠近所述浮动块(4062)的一端固定设置有限位环(4066)；和/或，所述导柱(4064)远离所述浮动块(4062)的一端固定设置有限位环(4066)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述固定块(4061)和所述浮动块(4062)的来流侧设置有导向斜面；和/或，在自然状态下，所述浮动块(4062)的底面高度低于所述固定块(4061)的底面高度。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述浮动块(4062)的底部为平面或凸弧面。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述调节块组件(406)还包括立柱(4067)，所述调节机构(40)还包括伺服电机(401)，所述立柱(4067)的一端与所述固定块(4061)固定连接，所述立柱(4067)的另一端与所述伺服电机(401)的驱动端连接，并在所述伺服电机(401)的驱动作用下带动所述固定块(4061)上下运动。

10.根据权利要求9所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述立柱(4067)的顶端设置有螺纹杆(4068)，所述调节机构(40)还包括联轴器(404)和套筒(405)，所述伺服电机(401)的驱动端设置有输出轴(403)，所述联轴器(404)的第一端连接至所述输出轴(403)，所述联轴器(404)的第二端固定设置有所述套筒(405)，所述螺纹杆(4068)与所述套筒(405)螺接。

11.根据权利要求9所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述调节机构(40)还包括安装板(402)，所述调节机构(40)通过所述安装板(402)固定安装在所述上模(30)上。

12.根据权利要求1至6中任一项所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述过料缝隙形成流道(50)，所述流道(50)包括倾斜导向段，所述倾斜导向段位于所述固定块(4061)的来料侧，且沿着靠近所述固定块(4061)的方向高度递增。

13.根据权利要求12所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述固定块(4061)和所述浮动块(4062)的来流侧设置有导向斜面，所述倾斜导向段朝向所述导向斜面延伸，所述倾斜导向段的末端对应所述导向斜面的起始端设置。

14.根据权利要求1至6中任一项所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述上模(30)和所述下模(10)之间设置有垫片(20)，所述垫片(20)为u形结构，所述垫片(20)的开口朝向所述出料口，所述上模(30)、所述垫片(20)和所述下模(10)之间固定连接，并且形成密封配合。

15.根据权利要求14所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述垫片(20)的中间区域设置有分隔条，所述分隔条朝向所述出料口延伸，并将所述出料口分隔为多个。

16.根据权利要求14所述的锂电池涂布模头，其特征在于，所述上模(30)和所述下模(10)均包括倾斜导向面，所述垫片(20)包括倾斜支撑段，所述倾斜支撑段的结构与所述上模(30)和所述下模(10)的倾斜导向面所形成的间隙相适配，所述上模(30)、所述下模(10)和所述垫片(20)围成流道(50)，所述流道(50)包括倾斜导向段，所述倾斜导向段位于所述固定块(4061)的来料侧，且沿着靠近所述固定块(4061)的方向高度递增。

17.一种涂布设备，包括锂电池涂布模头，其特征在于，所述锂电池涂布模头为权利要求1至16中任一项所述的锂电池涂布模头。

技术总结
本发明提供了一种锂电池涂布模头和涂布设备。该锂电池涂布模头包括：下模(10)；上模(30)，设置在下模(10)上侧，并与下模(10)之间形成过料缝隙，过料缝隙在末端形成出料口；至少两个调节机构(40)，安装在上模(30)上，调节机构(40)包括能够调节出料口的涂布厚度的调节块组件(406)，调节块组件(406)包括固定块(4061)和浮动块(4062)。本发明的锂电池涂布模头，能够提高锂电池涂布模头的调节效率，降低涂层上的台阶式层差，改善涂布效果。

技术研发人员：高冲,张旭,朱春林,程辉
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15