用于涂布设备的磁性异物牵引装置及涂布设备的制作方法

本发明涉及电池，具体提供一种用于涂布设备的磁性异物牵引装置及涂布设备。

背景技术：

1、车用锂离子动力电池作为一种高能量密度的电化学电池单元，可用于各种消费品和车辆，如混合动力电动车辆(hev)和纯电动车辆(ev)。典型的动力电池通常包括以下几个组成部分：能够嵌入/脱嵌锂离子的正负极，正负极之间含有电子绝缘与离子传输功能的隔膜，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。

2、当前，锂离子动力电池热失控问题一直是被高度关注的安全问题，其主要是由于电芯内磁性异物刺穿隔膜导致的。磁性异物刺穿隔膜又分为两种情况，一种情况是由于磁性异物过于靠近正负极涂层外侧，在热压过程中，正负极箔材、涂层、隔膜压缩导致磁性异物刺穿隔膜发生短路；另外一种情况是由于正极的电极电位很高，磁性异物在这种电极电位下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，由于负极的电极电位极低，因此这些磁性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，当枝晶长大至刺透隔膜时就会引起短路和物理自放电，最终发生热失控。

3、由此可见，动力电池制造过程中的磁性异物去除是非常重要的环节，因此，在现有动力电池的制造中，当正负极材料与导电剂、粘结剂以及溶剂等材料混合形成浆料后，一般均会对浆料经过永磁铁除磁装置除去磁性异物后再涂布至正负极箔材表面形成电极。

4、但是，现有的除磁技术为永磁铁除磁，其很难做到较小尺寸下很高的持续磁场强度，经济性很差，而且有衰减和完全退磁风险，磁场强度过低时又无法吸附磁性较弱的磁性异物，因此，在实际电池制造中除磁效果有限且不易控制，因而在电池电芯制造的涂布环节，仍可能会有部分磁性异物残留在浆料里被涂布在箔材上，且由于磁性异物藏于涂层内部无法在后续的hi-pot中被检出，最终在用户使用过程中刺穿隔膜形成短路和物理自放电，最终酿成电池热失控的事故。

5、因此，本领域亟需一种使涂层中的残留的磁性异物能够在工厂产线hi-pot等检测方法中被检出的磁性异物牵引装置。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有的电池极片在制备过程中，因活性涂层中的磁性异物不容易在生产阶段被检测出来而导致电池在使用过程中刺穿隔膜从而引发热失控的问题。

2、在第一方面，本发明提供一种用于涂布设备的磁性异物牵引装置，该涂布设备包括涂布装置，所述涂布装置用于将浆料涂布到集流体上以形成湿性涂层，所述磁性异物牵引装置包括支撑组件以及设置在支撑组件上的磁吸单元，所述磁吸单元设置在所述涂布装置的下游端，所述磁吸单元设置成能够使所述湿性涂层内部的磁性异物朝向远离所述集流体的方向移动，以便将所述磁性异物牵引至靠近所述湿性涂层的表面。

3、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述磁吸单元至少包括脉冲电磁铁组件，所述脉冲电磁铁组件包括脉冲电磁控制器、第一包覆层以及设置在所述第一包覆层内的磁芯和电磁线圈，所述电磁线圈缠绕在所述磁芯的外部且与所述脉冲电磁控制器电连接。

4、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述磁吸单元还包括永磁铁组件，所述永磁铁组件包括第二包覆层以及设置在所述第二包覆层内的永磁体。

5、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述脉冲电磁铁组件的数量为多个且多个所述脉冲电磁铁组件沿所述湿性涂层的走带方向间隔分布，所述永磁铁组件的数量也为多个且多个永磁铁组件沿所述湿性涂层的走带方向间隔分布，其中，所述脉冲电磁铁组件和所述永磁铁组件交替设置。

6、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述支撑组件包括支架以及设置在所述支架上的固定构件，所述磁吸单元安装在所述固定构件上，所述磁性异物牵引装置还包括调节组件，所述调节组件设置在所述支架和所述固定构件之间且用于调节所述固定构件和所述湿性涂层之间的距离。

7、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述调节组件包括驱动构件和导向构件，所述驱动构件用于驱动所述固定构件朝向靠近或远离所述湿性涂层的方向移动，所述导向构件能够对所述固定构件的移动进行导向。

8、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述涂布装置包括涂布头以及传送辊，所述传送辊的至少一部分与所述集流体接触并将所述集流体依次传送至所述涂布头和所述磁吸单元，所述涂布头用于将浆料涂布到所述集流体上以形成湿性涂层，所述磁吸单元沿所述传送辊的周向分布。

9、在上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置的优选技术方案中，所述涂布装置还包括烘干组件，所述磁吸单元还设置在所述传送辊和所述烘干组件之间。

10、在第二方面，本发明提供一种涂布设备，本发明的涂布设备包括上述所述的用于涂布设备的磁性异物牵引装置。

11、在上述涂布设备的优选技术方案中，所述涂布设备包括第一涂布装置、第二涂布装置以及第一磁性异物牵引装置和第二磁性异物牵引装置，所述集流体具有第一涂布面和第二涂布面，所述第一涂布装置用于将浆料涂布在所述第一涂布面上以形成第一湿性涂层，所述第二涂布装置用于将浆料涂布在所述第二涂布面上以形成第二湿性涂层，所述第一磁性异物牵引装置用于将所述第一湿性涂层中的磁性异物牵引至靠近所述第一湿性涂层的表面，所述第二磁性异物牵引装置用于将所述第二湿性涂层中的磁性异物牵引至靠近所述第二湿性涂层的表面。

12、在采用上述技术方案的情况下，本发明的磁吸单元能够将集流体上形成的湿性涂层中的磁性活性物质牵引至靠近湿性涂层的表面，从而使得磁性异物在涂层的表面聚集，进而使得在后续加工时，聚集在涂层表面的磁性异物更接近隔膜，在后续热压工序很容易刺穿隔膜，同时，磁性异物在涂层的表面聚集还能缩短正极磁性异物和负极活性涂层之间的距离，当正极磁性异物粒子溶出形成离子状态时，短距离的扩散将使其在更短时间内在负极活性涂层的表面形成聚集态的尖锐状枝晶，也容易将隔膜刺穿，从而在产线期间就会发生刺穿隔膜而引发内部短路，便于在工厂产线hi-pot测试(耐压测试)中被检出，不使问题电芯流入市场，从而降低在售后市场发生电池安全事故的风险。

13、进一步地，与将磁吸单元仅设置成脉冲电磁铁组件的形式相比，将磁吸单元设置成包括脉冲电磁铁组件和永磁铁组件的形式，不但能够通过脉冲电磁铁组件产生瞬时可控的高强度磁场，将湿性涂层内部的磁性异物牵引至湿性涂层的表面，还能够通过低磁场强度的永磁体将牵引至湿性涂层表面的磁性异物维持在湿性涂层的表面，防止湿性涂层在烘干之前又移回至湿性涂层的内部，从而能够更有效地使磁性异物在涂层的表面聚集，进而降低问题电芯流入市场。

14、又进一步地，通过将脉冲电磁铁组件和永磁铁组件的数量均设置成多组，能够使湿性涂层在走带的过程中，脉冲电磁铁组件和永磁铁组件对湿性涂层中的磁性异物持续地产生磁吸力，从而能够确保湿性涂层中的磁性异物被牵引至湿性涂层的表面；通过将脉冲电磁铁组件和永磁铁组件设置成交替设置，能够提高对磁性异物的牵引效果，进一步有助于在工厂产线hi-pot测试中被检出。

15、又进一步地，通过设置调节组件，能够调节固定构件与湿性涂层之间的距离，从而能够精准地调节磁吸单元与湿性涂层之间的距离，便于根据实际需要来调节磁性强度，进而能够保证磁吸单元能够将湿性涂层中的磁性异物牵引至湿性涂层的表面。

16、又进一步地，通过将磁吸单元设置成沿传送辊的周向分布，能够在浆料涂布到集流体上之后立即传送至磁吸单元，从而能够更及时地将湿性涂层内部的磁性异物牵引至湿性涂层的表面，避免因湿性涂层中的溶剂挥发而导致磁性异物在湿性涂层内的移动阻力增大，从而能够更顺利地、更彻底地将磁性异物牵引至湿性涂层的表面。

17、又进一步地，通过在传送辊和烘干组件之间设置磁吸单元，能够在湿性涂层被烘干之前，使磁吸单元持续对湿性涂层中的磁性异物产生磁吸力并将磁性异物牵引至湿性涂层的表面，从而使湿性涂层中的磁性异物更彻底地牵引至涂层的表面。

18、此外，本发明在上述技术方案的基础上进一步提供的涂布设备，由于采用了上述介绍的用于涂布设备的磁性异物牵引装置，进而具备了上述用于涂布设备的磁性异物牵引装置所具备的有益效果，相比于改进前的用于涂布设备的磁性异物牵引装置，本发明的涂布设备所制成的极片中的磁性异物在涂层表面聚集，含有磁性异物的极片更容易在制备阶段被检出。

19、进一步地，能够在第一涂布装置对集流体的第一涂布面涂布之后，通过第一磁性异物牵引装置将第一涂布面上的湿性涂层中的磁性异物牵引至涂层的表面，待涂层烘干之后，再经第二涂布装置对集流体的第二涂布面进行涂布，并在第二涂布面上形成湿性涂层，第二磁性异物牵引装置能够将第二涂布面上的湿性涂层中的磁性异物牵引至涂层的表面，从而便于提高极片的涂布效率。