补锂装置的制作方法

本实用新型涉及电池生产领域，尤其涉及一种补锂装置。

背景技术：

随着现代社会的发展，各种智能装备(手机、笔记本电脑、平板、电动车等)已有了广泛的应用。与此同时，客户对高性能电池的需求也越来越强烈。锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长、绿色无污染、安全性能等优势被广泛应用于消费类电子产品和电动汽车领域。在提高锂电池能量密度方面，补锂工艺作为其中一个关键技术。

现有的补锂工艺通常包括两种方式：第一种是先将锂带压延到转移膜上，然后再将转移膜上的锂带覆合到极片；第二种是直接在转移辊上涂覆脱模剂，然后将锂带压延到转移辊上，转移辊再将锂带覆合到极片。但是，在第一种方案中，转移膜通常只能单次使用，耗费的成本极高；同时，转移膜需要牵引、转接到覆合设备，占用较大的空间，且导致补锂工艺复杂。在第二种方案中，对脱模剂涂覆厚度一致性要求极高(5μm以内)，而转移辊本身表面就有跳动(2μm)，导致涂覆精度较差，容易影响锂带压延效果，经常出现压延厚度不均、压延外观难控制，难以做到连续性生产。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种补锂装置，其能降低成本，保证压延效果，实现连续性生产。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种补锂装置，其包括辊压机构、锂带输送机构、基材输送机构以及涂覆机构。辊压机构包括依次布置的第一辊轮、第二辊轮和第三辊轮。锂带输送机构用于将锂带送入第一辊轮和第二辊轮之间；基材输送机构用于将基材送入第二辊轮和第三辊轮之间。

涂覆机构包括第一涂覆辊和第一物料槽；第一物料槽内收容有脱模剂，且第一物料槽内的脱模剂在第一涂覆辊转动的过程中转移到第一涂覆辊的辊面；第一涂覆辊的辊面与锂带面向第二辊轮的表面接触，且第一涂覆辊的辊面上的脱模剂在接触时涂覆到锂带的表面。

第一辊轮和第二辊轮用于对涂覆有脱模剂的锂带进行辊压，且辊压后的锂带附着于第二辊轮；第二辊轮和第三辊轮用于对附着于第二辊轮的锂带和基材进行辊压，且辊压后锂带附着于基材。

本实用新型的有益效果如下：

当需要对基材进行补锂时，将锂带设置到锂带输送机构，将基材设置到基材输送机构；锂带输送机构带动锂带行进到第一辊轮和第二辊轮之间进行辊压，基材输送机构带动基材行进到第二辊轮和第三辊轮之间进行辊压。

锂带在走带的过程中会经过第一涂覆辊，而第一涂覆辊的辊面上具有脱模剂，因此，当锂带面向第二辊轮的表面与第一涂覆辊的辊面接触摩擦时，第一涂覆辊的辊面上的脱模剂转移到锂带面向第二辊轮的表面。当锂带进入到第一辊轮和第二辊轮之间时，锂带受到辊压并附着到第二辊轮上。随着第二辊轮的转动，附着在第二辊轮上的锂带与基材接触，并在第二辊轮和第三辊轮的辊压下附着在基材上。由于脱模剂能够降低锂带与第二辊轮之间的粘附力，因此，当基材从第二辊轮和第三辊轮之间的间隙穿出时，锂带会在基材的牵引下从第二辊轮上剥离，从而实现基材的补锂。

由于本实用新型的补锂装置直接将压延后的锂带附着在第二辊轮，并利用脱模剂和第二辊轮直接将锂带覆合到基材上，无需现有技术中的转移膜，从而降低生产成本，简化补锂工艺。同时，由于锂带经过第一辊轮和第二辊轮的辊压后，其厚度由毫米级压延到微米级，因此脱模剂的重量也容易控制，即使脱模剂涂覆的重量较大，脱模剂也会在锂带压延的过程中自动由高重量、高厚度逐渐变为小重量、小厚度，从而均匀地涂覆在锂带表面。因此，与现有技术中将脱模剂涂覆到转移辊的方案相比，本实用新型的补锂装置的能够更好的控制锂带和基材压延后的外观，可以实现连续性生产。

附图说明

图1为根据本实用新型的补锂装置的一实施例的示意图。

图2为根据本实用新型的补锂装置的另一实施例的示意图。

图3为根据本实用新型的补锂装置的涂覆机构的示意图。

图4为图1的补锂装置的辊压机构在补锂过程中的示意图。

图5为图2的补锂装置的辊压机构在补锂过程中的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1辊压机构 43第一抹平刮刀

11第一辊轮 44第二涂覆辊

12第二辊轮 45第二物料槽

13第三辊轮 46第二抹平刮刀

2锂带输送机构 5辅助膜收放卷机构

21锂带放卷辊 51辅助膜

22锂带张力调节辊 52辅助膜放卷辊

23锂带夹紧辊 53辅助膜收卷辊

24锂带纠偏器 6清理机构

3基材输送机构 61清理刮刀

31基材放卷辊 62负压装置

32基材收卷辊 63清洁装置

33基材张力调节辊 L锂带

34基材纠偏器 P基材

4涂覆机构 S脱模剂

41第一涂覆辊 C吸附腔

42第一物料槽

具体实施方式

下面参照附图来详细说明本实用新型的补锂装置。

参照图1至图5，根据本实用新型的补锂装置包括辊压机构1、锂带输送机构2、基材输送机构3以及涂覆机构4。辊压机构1包括依次布置的第一辊轮11、第二辊轮12和第三辊轮13。锂带输送机构2用于将锂带L送入第一辊轮11和第二辊轮12之间；基材输送机构3用于将基材P送入第二辊轮12和第三辊轮13之间。

涂覆机构4包括第一涂覆辊41和第一物料槽42；第一物料槽42内收容有脱模剂S，且第一物料槽42内的脱模剂S在第一涂覆辊41转动的过程中转移到第一涂覆辊41的辊面；第一涂覆辊41的辊面与锂带L面向第二辊轮12的表面接触，且第一涂覆辊41的辊面上的脱模剂S在接触时涂覆到锂带L的表面。

第一辊轮11和第二辊轮12用于对涂覆有脱模剂S的锂带L进行辊压，且辊压后的锂带L附着于第二辊轮12；第二辊轮12和第三辊轮13用于对附着于第二辊轮12的锂带L和基材P进行辊压，且辊压后锂带L附着于基材P。

当需要对基材P进行补锂时，将锂带L设置到锂带输送机构2，将基材P设置到基材输送机构3；锂带输送机构2带动锂带L行进到第一辊轮11和第二辊轮12之间进行辊压，基材输送机构3带动基材P行进到第二辊轮12和第三辊轮13之间进行辊压。

锂带L在走带的过程中会经过第一涂覆辊41，而第一涂覆辊41的辊面上具有脱模剂S，因此，当锂带L面向第二辊轮12的表面与第一涂覆辊41的辊面接触摩擦时，第一涂覆辊41的辊面上的脱模剂S转移到锂带L面向第二辊轮12的表面。当锂带L进入到第一辊轮11和第二辊轮12之间时，锂带L受到辊压并附着到第二辊轮12上(锂带L涂覆有脱模剂S的表面粘接在第二辊轮12上)。随着第二辊轮12的转动，附着在第二辊轮12上的锂带L与基材P接触，并在第二辊轮12和第三辊轮13的辊压下附着在基材P上(基材P具有较大的表面粗糙度，锂带L与基材P之间的粘附力大于锂带L与第二辊轮12之间的粘附力)。由于脱模剂S能够降低锂带L与第二辊轮12之间的粘附力，因此，当基材P从第二辊轮12和第三辊轮13之间的间隙穿出时，锂带L会在基材P的牵引下从第二辊轮12上剥离，从而实现基材P的补锂。

由于本实用新型的补锂装置直接将压延后的锂带L附着在第二辊轮12，并利用脱模剂S和第二辊轮12直接将锂带L覆合到基材P上，无需现有技术中的转移膜，从而降低生产成本，简化补锂工艺。同时，由于锂带L经过第一辊轮11和第二辊轮12的辊压后，其厚度由毫米级压延到微米级，因此脱模剂S的重量(或厚度)也容易控制，即使脱模剂S涂覆的重量较大，脱模剂S也会在锂带L压延的过程中自动由高重量、高厚度逐渐变为小重量、小厚度，从而均匀地涂覆在锂带L表面。因此，与现有技术中将脱模剂涂覆到转移辊(与本实用新型的第二辊轮12对应)的方案相比，本实用新型的补锂装置的能够更好的控制锂带L和基材P压延后的外观，可以实现连续性生产。

另外，本实用新型的补锂装置通常用于对二次电池的极片(也就是基材P)进行补锂，极片在成型过程中需要在表面涂覆浆料，而涂覆浆料的设备和工艺均比较成熟；本实用新型的补锂装置在锂带L涂覆脱模剂S的过程相当于极片涂覆浆料的过程，涂覆机构4也就更容易与涂覆浆料的设备兼容，所以与现有技术中将脱模剂涂覆到转移辊的方案相比，本实用新型的补锂装置的涂覆工艺更为成熟，涂覆脱模剂S的均匀性更好。

参照图1和图2，锂带输送机构2包括锂带放卷辊21、锂带张力调节辊22、锂带夹紧辊23和锂带纠偏器24；锂带L设置在锂带放卷辊21，且依次穿过锂带纠偏器24、锂带张力调节辊22和锂带夹紧辊23后进入第一辊轮11和第二辊轮12之间。锂带L卷绕在锂带放卷辊21上，并在锂带张力调节辊22的作用下稳定放卷送料；锂带纠偏器24能够调整锂带L的走带方向，防止锂带L偏斜；锂带夹紧辊23提供锂带L进入第一辊轮11和第二辊轮12之间的摩擦力和速度。

参照图1和图2，基材输送机构3包括基材放卷辊31、基材收卷辊32、基材张力调节辊33和基材纠偏器34，基材P设置在基材放卷辊31，并在基材收卷辊32的牵引下从第二辊轮12和第三辊轮13之间穿过，基材张力调节辊33和基材纠偏器34设置在基材P的走带路径上。基材P卷绕在基材放卷辊31上，并在基材张力调节辊33的作用下稳定放卷放料；基材纠偏器34可为两个，一个靠近基材放卷辊31设置，以调节基材P放卷时的走带方向，另一个靠近基材收卷辊32设置，以调节基材P收卷时的走带方向。

第一物料槽42可开设一个对准第一涂覆辊41的开口。当第一涂覆辊41的辊面转动到所述开口处时，第一涂覆辊41的辊面浸泡到第一物料槽42的脱模剂S内，第一涂覆辊41继续转动并完成浸润过程，从而使脱模剂S涂覆在第一涂覆辊41的辊面上。

参照图3，第一涂覆辊41的辊面可开设有多个向内凹陷的吸附腔C。当第一涂覆辊41的辊面上浸润在第一物料槽42的脱模剂S内时，吸附腔C收容并储存脱模剂S。吸附腔C可为受到负压作用的凹坑，脱模剂S被吸附在凹坑内。

参照图1至图3，涂覆机构4还可包括与第一涂覆辊41的辊面贴合的第一抹平刮刀43，且第一涂覆辊41的辊面沿转动方向依次经过第一物料槽42、第一抹平刮刀43和锂带L。第一涂覆辊41的辊面经过后第一物料槽42上，脱模剂S可能会溢出吸附腔C，而第一抹平刮刀43可以刮除溢出吸附腔C的脱模剂S，从而保证脱模剂S涂覆的均匀性。

如果第一涂覆辊41的吸附腔C太深，则脱模剂S很难被涂覆到锂带L表面，因此，第一涂覆辊41的吸附腔C的深度优选为5μm～100μm。

第一涂覆辊41与锂带L接触部分的线速度方向与锂带L走带的速度方向相反。也就是说，在第一涂覆辊41与锂带L接触处，两者逆向运动，从而使第一涂覆辊41辊面上的脱模剂S转移到锂带L上。

参照图1和图2，第二辊轮12的辊径小于第一辊轮11和第三辊轮13的辊径。通常，第二辊轮12的转速较快，所以这种大小辊搭配的方式能够有效的提高产能，改善补锂效果。参照图1和图2，第一辊轮11、第二辊轮12及第三辊轮13依次并排布置。第一辊轮11的直径可为400mm，第二辊轮12的直径可为150mm，第三辊轮13的直径可为400mm。

锂带L经过第一辊轮11和第二辊轮12辊压后，需要保证锂带L附着于第二辊轮12。而为了防止锂带L附着于第一辊轮11，可在第一辊轮11上设置辅助膜51或在锂带L面向第一辊轮11的表面涂覆脱模剂S。在锂带L面向第一辊轮11的表面涂覆脱模剂S，需要保证锂带L与第一辊轮11之间的粘附力小于锂带L与第二辊轮12之间的粘附力，主要可以通过调整脱模剂S的粘度实现。

具体地，在第一实施例中，参照图2和图5，所述补锂装置还包括辅助膜收放卷机构5，辅助膜收放卷机构5包括辅助膜51、辅助膜放卷辊52和辅助膜收卷辊53。辅助膜51设置于辅助膜放卷辊52，并在辅助膜收卷辊53的牵引下从第一辊轮11和第二辊轮12之间穿过，且辅助膜51将第一辊轮11与锂带L隔开。通过调整辅助膜51的走带速度、锂带L的走带速度以及辊压力等参数，可以改变辅助膜51表面的粘附力，以使辅助膜51与锂带L之间的粘附力小于第二辊轮12与锂带L之间的粘附力，这样，锂带L就会附着在第二辊轮12上。

可替代地，在第二实施例中，参照图1和图4，涂覆机构4还包括第二涂覆辊44和第二物料槽45，且第二物料槽45内收容有脱模剂S，且第二物料槽45内的脱模剂S在第二涂覆辊44转动的过程中转移到第二涂覆辊44的辊面；第二涂覆辊44的辊面与锂带L面向第一辊轮11的表面接触，且第二涂覆辊44的辊面上的脱模剂S在接触时涂覆到锂带L的表面。第二涂覆辊44的结构和功能与第一涂覆辊41相同；第二物料槽45的结构与第一物料槽42相同，只是第二物料槽45收容的脱模剂S的粘度与第一物料槽42收容的脱模剂S不同。

通过调整脱模剂S的粘度，保证第一辊轮11与锂带L之间的粘附力小于第二辊轮12与锂带L之间的粘附力，这样，锂带L就会附着在第二辊轮12上。

同样的，第二涂覆辊44的辊面也可开设有多个向内凹陷的吸附腔C，且第二涂覆辊44的吸附腔C的深度为5μm～100μm。

参照图1，涂覆机构4还包括与第二涂覆辊44的辊面贴合的第二抹平刮刀46，且第二涂覆辊44的辊面沿转动方向依次经过第二物料槽45、第二抹平刮刀46和锂带L。第二抹平刮刀46的功能和结构与第一抹平刮刀43相同。

与第一实施例相比，第二实施例可以进一步省去辅助膜51以及对应的辅助膜放卷辊52和辅助膜收卷辊53，从而简化补锂装置的结构，降低成本。

第二辊轮12在循环转动的过程中，辊面会残留脱模剂S和锂屑，如果不去除，则会影响辊压质量。因此，参照图1和图2，所述补锂装置还包括与第二辊轮12相对的清理机构6，且第一辊轮11、第三辊轮13和清理机构6沿第二辊轮12的转向依次布置在第二辊轮12周围。第二辊轮12先经过清理机构6的清理后，再辊压锂带L。

具体地，清理机构6包括清理刮刀61、负压装置62和清洁装置63。清理刮刀61与第二辊轮12的辊面贴合并刮除第二辊轮12辊面上的脱模剂S和锂屑，负压装置62位于清理刮刀61上方并吸除清理刮刀61刮下的碎屑(脱模剂S和锂屑)；清洁装置63设置在清理刮刀61的下游，并向第二辊轮12的辊面喷射高温气体，高温气体使残留的脱模剂S快速挥发，进一步确保第二辊轮12的清洁。