一种干法电极辊压制膜设备及工艺的制作方法

本发明涉及电池制造工艺，尤其是涉及一种干法电极辊压制膜设备及工艺。

背景技术：

1、近年来，新能源领域受到极大关注，尤其是电动汽车和储能行业发展迅速，目前锂离子电池的材料和工艺是该领域的关键技术。传统的锂离子电池制备常采用湿法工艺，利用水或者有机溶剂制备浆料进行涂布后再烘干，在制备过程中具有环保性差、烘干导致的高耗能、电极压实密度低等缺点；此外湿法成型的溶剂与粘结剂形成粘结剂层，阻碍了活性材料之间以及与导电剂颗粒间的接触，而且电极中残留的溶剂会与电解液发生副反应，都会导致电池性能的显著下降。

2、为了解决以上的问题，干法电极制备技术已成为近年来的研究热点。干法电极制备技术，即将活性材料、导电材料、粘结剂等组成混合粉料，再通过高速剪切力对其进行纤维化，然后将纤维化后混料辊压成连续的自支撑干法电极膜，最后将该涂层与集流体压合以形成干法电极极片。这种电池极片制备的干法工艺过程更简单、能源消耗更小、生产过程更加绿色、成本更低，具有很好的环境优势和成本优势，此外活性材料之间以及活性材料与导电剂颗粒接触更为紧密，电极密度大、导电性好、容量高。

3、但是干法工艺还没有真正实现量产化，现有的干法设备大多停留在工艺验证阶段，设备结构较为繁琐复杂；而在此之前的材料选型、纤维化参数摸索、成膜工艺等关键实验性技术还缺乏深入探究，因此现有的设备条件下容易出现电极膜的断带、漏孔、褶皱以及膜厚不均匀等技术问题，从而极大影响批量化生产极片的质量。

4、专利公开号为cn217226397u的中国专利公开了一种干法辊压制膜设备，包括：上料组件、辊压组件和循环传送机构，辊压组件用于辊压从上料组件排出的物料。辊压组件包括辊压间隙可调的第一辊子和第二辊子，辊压组件具有第一辊压状态，在第一辊压状态下，第一辊子和第二辊子辊压排出断续物料。循环传送机构将断续物料提升至上料组件，循环传送机构至少提升一次断续物料至上料组件时，第一辊子和第二辊子之间的辊压间隙缩小一次。但是该专利无法实时显示操作过程中的所需数据，且也无法有效的对各个参数进行精密调控，该专利的自由调控度和试验数据精度低。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种干法电极辊压制膜设备及工艺。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

3、一种干法电极辊压制膜设备，包括安装板、辊压模组、分切模组、主动收卷辊、从动收卷轴和导向辊组，且辊压模组、分切模组、主动收卷辊、从动收卷轴和导向辊组两两之间相互独立地安装在安装板上；

4、所述辊压模组侧面安装有第一驱动模组；

5、所述分切模组安装在辊压模组的底部；

6、所述导向辊组设于辊压模组的侧面；

7、所述主动收卷辊设于辊压模组的侧面，主动收卷辊下方安装有控制收卷张力的收卷离合器。

8、基于上述技术方案，更进一步地，所述辊压模组包括壳体、第一侧辊和第二侧辊，第一侧辊和第二侧辊设于壳体内部，第一侧辊的端部安装有滑移块，滑移块一端安装在壳体内壁；第二侧辊的端部安装有定位块，定位块一端安装在壳体内壁，且定位块的一侧装配有压力传感装置。

9、基于上述技术方案，更进一步地，所述壳体外部侧面安装有间隙示数表和间隙调节旋钮，间隙调节旋钮用于调节第一侧辊和第二侧辊之间的间隙，间隙示数表和间隙调节旋钮通过位于第一侧辊旁的楔形调节块连接，调节的间隙数据在间隙示数表上显示。其中，间隙调节旋钮通过丝杠控制楔形调节块，楔形调节块在第一侧辊靠近旋钮一侧滑行，从而可以精确调节第一侧辊和第二侧辊之间的间隙，从而控制辊压成膜的厚度。

10、基于上述技术方案，更进一步地，所述导向辊组安装在安装板侧面，且导向辊组包括第一导向辊和第二导向辊，所述第一导向辊设于辊压模组的上方，第二导向辊设于辊压模组的下方。

11、基于上述技术方案，更进一步地，所述分切模组包括分切辊和压杆，分切辊和压杆平行设置，且压杆端部设有至少一个滑动模块，滑动模块侧面与壳体底部固定连接，且压杆上还设有至少一个分切刀片。

12、基于上述技术方案，更进一步地，所述主动收卷辊为收卷轴，从动收卷轴为放卷轴组，且放卷轴组包括第一放卷轴、第二放卷轴和第三放卷轴，所述第一放卷轴、第二放卷轴和第三放卷轴安装在辊压模组上方。

13、基于上述技术方案，更进一步地，所述收卷离合器安装在收卷轴轴承位置。

14、基于上述技术方案，更进一步地，所述制膜设备还设有底板，所述安装板垂直固定于底板，底板上端面还安装有垂直板，垂直板侧面与安装板侧面连接。

15、基于上述技术方案，更进一步地，所述制膜设备还包括数显电控柜，所述数显电控柜底部安装在底板上端面，且数显电控柜位于垂直板侧面。

16、基于上述技术方案，更进一步地，数显电控柜上至少设有转速调节旋钮和张力调节旋钮。

17、一种干法电极辊压制膜工艺，包括以下步骤：

18、步骤1：将第一侧辊和第二侧辊都加热至所需温度；

19、步骤2：将电极制备的原料放入第一侧辊和第二侧辊之间，并调节第一侧辊和第二侧辊的速度；

20、步骤3：将对辊下部辊压成膜的原料移至主动收卷辊位置，进行第一次收卷；

21、步骤4：通过调节旋钮调节收卷张力至设定数值，该张力系统由收卷部分后面的磁控轴控制，张力数值在数显电控柜的屏幕上进行显示；

22、步骤5：第一次收卷结束后，将收卷的料放置于第一放卷辊，第二放卷辊或第三放卷辊中的任意一个放卷辊，进行切边及二次辊压，然后进行第二次收卷；

23、步骤6：将原料辊压至所需厚度，将辊压后的料放于第一放卷轴或第二放卷轴中的任一个放卷轴中；

24、步骤7：将放卷轴组中的原料共同放入辊压机内复合辊压，

25、步骤8：收卷；

26、步骤9：制膜完成。

27、与现有技术相比，本发明的有益效果具体体现在：

28、(1)本发明制膜设备将收放卷结构与辊压结构进行一体化，便于干法电极膜的制备操作，其压力数值显示和收放卷的张力数值显示对于不同种类原料大型工业化生产具有非常重要的指导意义。

29、(2)本发明制膜设备还设有三个放卷轴，可以实现多层膜复合如不同原料形成的干法膜复合，干法膜与集流体复合，干法膜与碱金属如金属锂或金属钠或金属钾等原料的复合收卷。且在收放卷的同时进行切边，保证了收卷原料的整齐一致。

30、(3)本发明记载的制膜设备，通过对间隙示数表和间隙调节旋钮，可以实现收卷轴和放卷模组的张力控制系统和辊压模组的压力控制系统的精密调控，能够使制膜和复合过程更加均匀且连续；且通过设置分切模组，可以控制分切辊和压杆之间的间隙调节，结构简单，操作方便，具有广泛的实用性。

31、(4)本发明制膜设备在实现诸多功能的同时小型化，因此可以放入手套箱内操作，可以实现多种对空气敏感材料的干法成膜工艺的验证和探索，具有其他原有复杂辊压机所不具备的便利优势。