一种电池涂布机构的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池生产技术领域，特别涉及一种电池涂布机构。


背景技术：

2.世界能源与环保形势日益紧张，电池作为动力能源越来越受到人们的青睐。锂离子电池由于其能量密度高、体积轻、重量小、环保无污染等优点，成为动力型电池发展的首选。
3.涂布工序是锂离子电池生产过程中的重要工序，涂布机的涂布技术直接影响锂离子电池性能的发挥。涂布就是将锂离子电池制造所需要的正极浆料或负极浆料均匀地涂到基体上，目前正极基体是铝箔，负极基体是铜箔。
4.但是，现有的涂布方式常采用两辊涂布或三辊涂布，涂后厚度在几十微米以上，涂布后厚度较厚，无法满足超薄需求。
5.因此，如何提供一种电池涂布机构，以减小涂布厚度，是本技术领域人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

6.有鉴于此，本实用新型提供了一种电池涂布机构，以减小涂布厚度。
7.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
8.一种电池涂布机构，用于对带材涂布浆料，其包括：
9.盛放涂布液的液槽；
10.涂布辊，所述涂布辊能够自转，所述带材与所述涂布辊具有预设包角的贴合在所述涂布辊上；
11.毛细体，所述毛细体能够吸附所述液槽内的涂布液并扩散至所述涂布辊上。
12.优选的，上述的电池涂布机构中，所述毛细体为具有亲水性或亲油性的纤维件。
13.优选的，上述的电池涂布机构中，还包括用于保持所述毛细体未浸没高度恒定的高度调节装置。
14.优选的，上述的电池涂布机构中，所述高度调节装置包括：
15.设置在所述液槽内用于检测涂布液液位的液位传感器，所述液位传感器的位置为所述毛细体浸没与未浸没的连接位置；
16.补液槽，所述补液槽用于盛放待补充涂布液；
17.连接所述补液槽与所述液槽的补液泵，当涂布液的液位低于所述液位传感器的位置时，所述补液泵工作直至所述液位传感器检测到涂布液。
18.优选的，上述的电池涂布机构中，所述高度调节装置包括：
19.设置在所述液槽内用于检测涂布液液位的液位传感器，所述液位传感器的位置为所述毛细体浸没与未浸没的连接位置；
20.用于调节所述毛细体在所述液槽内的相对位置的毛细体升降装置，当所述液位传
感器检测到涂布液液位降低时则控制所述毛细体升降装置降低所述毛细体相对于所述液槽的位置；和/或用于调节所述液槽的体积的调节组件，当所述液位传感器检测到涂布液液位降低时则控制所述调节组件缩小所述液槽容积。
21.优选的，上述的电池涂布机构中，还包括设置在所述液槽内用于控制所述液槽内的涂布液温度恒定的温控组件。
22.优选的，上述的电池涂布机构中，所述温控组件包括：
23.用于检测涂布液温度的温度传感器；
24.用于对涂布液的温度进行调节的温度调节装置；
25.控制器，所述控制器接收所述温度传感器检测的温度信号并控制所述温度调节装置调节涂布液的温度。
26.优选的，上述的电池涂布机构中，所述温度调节装置为加热装置和/或冷却装置。
27.优选的，上述的电池涂布机构中，所述涂布辊外圆表面均匀排列有凹坑。
28.优选的，上述的电池涂布机构中，还包括刮刀，所述刮刀用于对将涂布液转移到所述带材后的所述涂布辊进行刮刷处理。
29.优选的，上述的电池涂布机构中，还包括用于将所述带材和所述涂布辊压紧的压辊，所述压辊表面包覆有弹性层。
30.优选的，上述的电池涂布机构中，所述毛细体的宽度不大于所述带材的宽度，且所述带材与所述涂布辊的接触形成的接触面落入所述毛细体与所述涂布辊接触形成的接触面内。
31.本实用新型提供了一种电池涂布机构，通过利用毛细体的毛细作用可实现涂布液持续不断被毛细体吸附并上升至涂布辊的接触面上，能够实现自动连续补液，并且在毛细作用下转动的涂布辊上扩散的涂布液厚度较小，并且厚度可调，因而可减小电池涂布的浆料的厚度，实现超薄涂布，尤其适用于低粘度的油类进行30μm以下的均匀涂布工艺，增大了该电池涂布机构的适用范围，且维护成本低，可靠性高。
附图说明
32.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，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。
33.图1为本实用新型实施例中公开的电池涂布机构的结构示意图；
34.图2为本实用新型实施例中公开的电池涂布机构的俯视图；
35.图3为本实用新型实施例中公开的电池涂布机构的第一种高度调节装置的结构示意图；
36.图4为本实用新型实施例中公开的电池涂布机构的第二种高度调节装置的结构示意图；
37.图5为本实用新型实施例中公开的电池涂布机构的第三种高度调节装置的结构示意图；
38.图6为本实用新型实施例中公开的电池涂布机构的温控组件的结构示意图。
具体实施方式
39.本实用新型公开了一种电池涂布机构，以减小涂布厚度。
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
41.如图1-图6所示，本技术公开了一种电池涂布机构，用于对带材4涂布浆料，包括：液槽1、涂布辊3和毛细体2。其中，液槽1用于盛放涂布液，对于液槽1的尺寸和形状在此不限定，只要能够满足对涂布液的盛放的结构均可；涂布辊3能够自转，并且上述的带材4与涂布辊3具有预设包角的贴合在涂布辊3上，如此，可实现带材4与涂布辊3的贴合，使涂布辊3上的浆料转移到带材4上，完成对带材4的涂布工艺；本技术的核心在于如何将涂布液涂覆在涂布辊3上，具体的，利用毛细体2的毛细作用，使液槽1内的涂布液扩散至涂布辊3上，使用时，毛细体2吸附液槽1内的涂布液，涂布液沿毛细体2上升扩散至与毛细体2接触的涂布辊3上。
42.通过利用毛细体2的毛细作用可实现涂布液持续不断被毛细体2吸附并上升至涂布辊3的接触面上，能够实现自动连续补液，并且在毛细作用下转动的涂布辊3上扩散的涂布液厚度较小，并且厚度可调，因而可减小电池涂布的浆料的厚度，实现超薄涂布，尤其适用于低粘度的油类进行30μm以下的均匀涂布工艺，增大了该电池涂布机构的适用范围，且维护成本低，可靠性高。具体的，液槽1内的涂布液在毛细体主体21的毛细作用下上升的高度可利用公式近似求得，即：
43.h＝2σcosθ/ρgr
44.其中r为毛细体孔隙或管壁半径；σ为涂布液表面张力系数；ρ为涂布液密度；θ为液面与管壁的交角，它取决于液体种类和毛细体管壁材料等因素；g为重力加速度。
45.此外，在设备停机的情况下，毛细作用会自动停止，不会造成大量液体的堆积，再次启动时也能迅速达到设定工况，使得该涂布机构更加容易操作使用。
46.具体的实施例中，上述的毛细体2为具有亲水性或亲油性的纤维体。对于毛细体2可以为多个，也可为多种材质复合的复合体，本领域技术人员可以理解的是，对于毛细体2的材质和数量并不做具体限定，只要能够实现毛细作用的结构均在保护范围内；同时，所述毛细体还包括毛细体固定体23，用于保证毛细体的稳定可靠。此外，对于毛细体2的端部可为能够与涂布辊3贴合的弧形面22或毛细体2为沿涂布辊3轴向延伸但是厚度较小的平板结构，只要能够实现通过毛细体2将浆料均匀扩散到涂布辊3上即可。
47.进一步的实施例中，上述的电池涂布机构还包括用于保持毛细体2未浸没高度恒定的高度调节装置。通过设置高度调节装置可保证毛细体2未浸没的高度，以保证扩散到涂布辊3上的浆料厚度的均匀性，具体的高度通过前文所述公式计算求得并通过实际验证调整。
48.在一具体的实施例中，上述的高度调节装置包括：液位传感器5、补液槽7和补液泵6。其中，该液位传感器5安装在液槽1内用于检测液槽1内涂布液的液位，在安装时需要保证液位传感器的位置为毛细体2浸没与未浸没的连接位置，即在此以上都是毛细体2未浸没的部分；上述的补液槽7用于盛放待补充涂布液，而补液泵6则连接补液槽7与液槽1，具体的，
安装在连接在补液槽7与液槽1之间的连接管路上，以实现将补液槽7中的待补充涂布液补充到液槽1中，在实际中，该连接管路需要能够防止液槽1的涂布液倒流至补液槽7内。
49.工作时，当液位传感器5检测不到涂布液时，即涂布液位置低于液位传感器5，此时液位传感器5被触发通过控制器控制补液泵6启动直至液位传感器5检测到涂布液则控制补液泵6停止工作。采用上述过程保证液槽1内涂布液的液位，从而保证毛细体2未浸没的高度恒定，该方案简单易于操作，且测量准确。此外，还可在补液槽7内设置补液液位传感器8，以保证补液槽7内待补充涂布液的存量。
50.此外，在另一实施例中，上述的高度调节装置还可包括：设置在液槽1内用于检测液槽1内涂布液液位的液位传感器5，该液位传感器5的布置位置可为毛细体2浸没与未浸没的连接位置，即在此以上都是毛细体2未浸没的部分；此外，还设置有用于调节毛细体2相对于液槽1的相对位置的毛细体升降装置10。具体的，当液位传感器5检测不到涂布液，即涂布液液位降低时，则液位传感器5触发控制毛细体升降装置10启动升高液槽1的高度，以使毛细体2未浸没的高度恒定。本领域技术人员可以理解的是，该毛细体升降装置10还可为带动毛细体2上下移动的结构，即保证毛细体2和液槽1的相对运动即可。由于毛细体2与涂布辊接触，位置固定，因此，在实际中存在毛细体2不能移动的情况，此时则需要通过调节液槽1的高度以改变液槽1与毛细体2的相对位置。
51.此处通过采用调节毛细体2在液槽1中的相对位置来保证毛细体2未浸没的高度恒定，防止因涂布液的减少而使毛细体2未浸没的高度增大。具体的，该毛细体升降装置10可为气缸体或拉绳结构，即只要能够实现对毛细体2相对于液槽1的位置变化的结构均可。
52.进一步的，该高度调节装置还可包括用于调节液槽1的体积的调节组件9，当液位传感器5检测到涂布液液位降低时则控制调节组件9缩小液槽1容积。该调节组件9可为放置在液槽1内的容置块，通过容置块浸入液槽1内的体积而改变液槽1用于容置涂布液的体积，从而改变涂布液的液位。本领域技术人员可以理解的是，该调节组件9、毛细体升降装置10以及补液槽7，可单独使用也可任意组合使用。
53.为了保证涂布液的流动性、粘度和毛细作用的强度恒定不变以实现稳定的涂布量，本技术中公开的电池涂布机构还包括设置在液槽1内用于控制液槽1内的涂布液温度恒定的温控组件12。通过温控组件12调节涂布液的温度，使涂布液的温度恒定的预设范围。
54.具体的，本技术中公开的温控组件12包括：温度传感器、温度调节装置和控制器。其中，温度传感器用于检测液槽1内的涂布液的温度，具体的，该温度传感器安装在液槽1内，并获取液槽1内的涂布液的实时温度。而温度调节装置可用于调节液槽1内涂布液的温度值，优选的，该温度调节装置可为加热装置和/或冷却装置，即通过对涂布液的加热和/或冷却，使涂布液的温度维持在预设范围。上述的控制器用于接收温度传感器检测的温度信号并控制温度调节装置调节涂布液的温度。通过控制器调节可实现自动化，具体的，当温度传感器检测到温度低于预设温度时，则启动加热装置；而当温度传感器检测到温度高于预设温度时，则启动冷却装置。对于加热装置和冷却装置的具体结构在此不限定，只要能够实现上述目的所有结构均在保护范围内。
55.此外，该液槽1的外侧还可设置有保温层11，以对液槽1内的涂布液进行保温。
56.优选的实施例中，上述的涂布辊3外圆表面均匀排列有凹坑，通过设置凹坑可便于储存涂布液，并且便于涂布辊3吸附涂布液，即便于涂布液的转移。本领域技术人员可以理
解的是，对于凹坑的深度可根据所需的涂布的厚度进行设置，在此不做具体限定。
57.为了防止附着的涂布液过量，本技术中公开的电池涂布机构还包括刮刀，且该刮刀用于对涂布液转移到带材4后的涂布辊3进行刮刷处理，以使涂布辊3将涂布液转移到带材4后，通过刮刀将涂布辊3的辊面刮干净，从而防止重新附着涂布液时过量。对于刮刀的设置位置以及刮刀的动作在此不做具体限定，只要能够实现上述功能即可，此外，该过程还可参照现有的刮刀处理过程，此处的核心在于刮刀在本方案中的应用。
58.更进一步的实施例中，上述的电池涂布机构还包括用于将带材4和涂布辊3压紧的压辊，并且压辊表面包覆有弹性层。具体的，可在带材4对涂布辊3的包绕曲面上设置一个压辊，并将带材4和涂布辊3压紧，以便于将涂布辊3凹槽内的涂布液附着到带材4上。设置的弹性层可为软质胶体，以避免划伤涂布辊3或带材4，还可避免划伤涂布液。
59.为了进一步优化上述技术方案，本技术中公开的电池涂布机构中的毛细体2的宽度不大于带材4的宽度，具体的，毛细体2的宽度小于带材4的宽度或毛细体2的宽度等于带材的宽度，并且带材4与涂布辊3的接触形成的接触面落入毛细体2与涂布辊3接触形成的接触面内。如此可保证在带材4转动过程中能够一次就完成涂布过程，保证了涂布的均匀性，避免出现漏涂的地方。即毛细体2的两侧之间的宽度、涂布辊3上形成的液膜的宽度、带材4上液膜的宽度存在正相关关系。
60.此外，通过调整毛细体2的尺寸，可以改变涂布接触面的大小和毛细作用的强弱，从而改变涂布量和涂布宽度。另外，还可通过调整带材4的张力、对涂布辊3的包角，即不同的包绕，从而改变涂布效果。
61.在实际中，上述的涂布辊3和带材4均为主动运动，通过调节各自的速度和方向，可实现涂布量的调整。优选为在涂布辊3和带材4的接触位置，涂布辊3的线速度方向和带材4走带方向相反。
62.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
63.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。