一種用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝工藝及其裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋰電池制造領(lǐng)域，具體涉及一種用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝工藝及其裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池因其比能量密度大、比功率高、工作電壓高、循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前消費(fèi)電子產(chǎn)品、電動(dòng)交通運(yùn)輸工具、清潔能源儲(chǔ)能系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的電能源蓄能解決方案。在電動(dòng)交通運(yùn)輸工具、清潔能源儲(chǔ)能系統(tǒng)等鋰離子電池應(yīng)用領(lǐng)域中，對(duì)鋰離子電池的安全性和儲(chǔ)能密度提出了更高的要求。以聚合物凝膠電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)、無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)為核心的固態(tài)鋰離子電池因其優(yōu)異的安全特性和巨大的儲(chǔ)能密度提升潛力成為了下一代鋰離子電池儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的主要趨勢(shì)。
[0003]基于聚合物凝膠電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)、無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)的鋰離子電池在制造過程中，均涉及凝膠電解質(zhì)膜材料、聚合物固態(tài)電解質(zhì)或無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)薄膜在極片表面的涂布制備，尤其是有利于凝膠電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)和無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)發(fā)揮其性能潛力的雙面涂布，在工藝上仍具有較大的挑戰(zhàn)性。
[0004]目前，已有一些涂布工藝被應(yīng)用于凝膠電解質(zhì)膜材料、聚合物固態(tài)電解質(zhì)和無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)薄膜的涂布制備，然而，它們?cè)诋a(chǎn)業(yè)化應(yīng)用中均有其局限性。例如，旋轉(zhuǎn)涂布(Spin-coating)技術(shù)難以實(shí)現(xiàn)大面積的均勾涂布；浸漬提拉涂膜(Dip-coating)技術(shù)由于提拉過程中的重力作用，所得膜材料的厚度均勻性難以保證；刮刀法涂布(DoctorBlading)技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，易于在凝膠膜材料表面形成氣泡缺陷、生產(chǎn)精度較低，且原料利用率較低、雙面涂布效率較低。而且，上述幾種涂布工藝中為了實(shí)現(xiàn)雙面涂布和疊片組裝，需通過夾取等方式翻轉(zhuǎn)或轉(zhuǎn)移極片，夾取過程中常常導(dǎo)致接觸夾具位置電解質(zhì)膜材料的破壞與損傷。
[0005]狹縫涂布(Slot Die Coating)是近年來快速發(fā)展的一種高精度涂布技術(shù)，且便于實(shí)現(xiàn)卷對(duì)卷雙面涂布工藝，生產(chǎn)效率可得到保證。然而，普通的卷對(duì)卷狹縫涂布技術(shù)和常規(guī)涂布裝備，在過輥、收卷等過程中易于破壞涂布于極片兩面的電解質(zhì)膜材料，造成產(chǎn)品質(zhì)量無法保證。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種用于鋰電池制造過程中的不易破壞涂布于極片兩面的電解質(zhì)膜材料的雙面涂布疊片的組裝裝置，本實(shí)用新型也適用于高效率的正負(fù)極片雙面涂布及電池組裝。
[0007]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案:一種用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝裝置，包括基材、第一牽引輥單元、除塵裝置、第一涂布組件、第二牽引輥單元、第三牽引輥單元、第二涂布組件、切片裝置、轉(zhuǎn)移裝置以及牽引裝置，其中，所述基材具有第一面和第二面，所述第二面卷在所述第一牽引輥單元、第二牽引輥單元和第三牽引輥單元上，且所述基材經(jīng)過所述第二牽引輥單元和第三牽引輥單元后發(fā)生翻轉(zhuǎn)，所述基材在所述牽引裝置、第一牽引輥單元、第二牽引輥單元和第三牽引輥單元的牽引下，依次通過所述除塵裝置、第一涂布組件和第二涂布組件，從而完成所述基材的雙面涂布，再由位于裝置尾端的牽引裝置牽引依次經(jīng)過切片裝置和轉(zhuǎn)移裝置，完成后續(xù)的電池疊片和組裝工序。
[0008]本實(shí)用新型的效果:既可以用于聚合物凝膠電解質(zhì)膜材料、聚合物固態(tài)電解質(zhì)和無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)膜材料的涂布制備，也可用于正、負(fù)極極片的涂布，適用性較廣；另外，可保證涂布于負(fù)極極片上的聚合物凝膠電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)、無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)膜材料不會(huì)受到牽引輥等裝置的機(jī)械擠壓，從而有效防止了雙面涂布時(shí)凝膠電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)或無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)膜材料的破壞與損傷，此外，采用不收卷雙面涂布制備正負(fù)極極片，大大的提尚生廣效率。
[0009]進(jìn)一步地，當(dāng)所述基材為集流體時(shí)，所述用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝裝置還包括輥壓裝置，所述基材在所述牽引裝置、第一牽引輥單元、第二牽引輥單元和第三牽引輥單元的牽引下，依次通過所述除塵裝置、第一涂布組件、第二涂布組件和輥壓裝置，從而完成所述基材的雙面涂布，再由所述牽引裝置牽引，依次經(jīng)過所述切片裝置和轉(zhuǎn)移裝置，完成后續(xù)的電池疊片和組裝工序。
[0010]進(jìn)一步地，所述第一涂布組件包括第一浸潤(rùn)裝置、第一涂布裝置和第一干燥裝置，所述第二涂布組件包括第二浸潤(rùn)裝置、第二涂布裝置和第二干燥裝置，所述第一浸潤(rùn)裝置和第一涂布裝置的遞送口均位于所述基材的第一面上方，所述第二浸潤(rùn)裝置和第二涂布裝置的遞送口均位于所述基材的第二面上方。
[0011]進(jìn)一步地，所述第一浸潤(rùn)裝置和第二浸潤(rùn)裝置為霧化噴頭、噴淋裝置、裝有浸潤(rùn)液的容器或上述三者的任意組合；所述第一涂布裝置和第二涂布裝置為狹縫涂布模頭、超聲霧化噴頭、兩相流霧化噴頭、噴淋裝置或上述四者的任意組合；所述第一干燥裝置和第二干燥裝置為烘箱、紫外光固化裝置、光固化裝置、對(duì)流干燥箱或上述四者的任意組合。
[0012]進(jìn)一步地，所述除塵裝置為毛刷除塵裝置、靜電除塵裝置、對(duì)流過濾除塵裝置或上述三者的任意組合。
[0013]進(jìn)一步地，所述切片裝置為模切切片裝置或激光切片裝置。
[0014]進(jìn)一步地，所述第一牽引輥單元、第二牽引輥單元和第三牽引輥單元為氣浮牽引輥或接觸式牽引輥。
[0015]進(jìn)一步地，所述轉(zhuǎn)移裝置為負(fù)壓吸片裝置或機(jī)械手托盤裝置。
【附圖說明】
[0016]圖1所示為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝工藝流程圖。
[0017]圖2所示為正極集流體經(jīng)如圖1所示的切片步驟后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3所示為負(fù)極極片經(jīng)如圖1所示的切片步驟后的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4所示為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的正極極片、雙面涂布有凝膠電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)或無機(jī)全固態(tài)電解質(zhì)的負(fù)極極片的疊片方式的俯視圖。
[0020]圖5所示為本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下:
[0022]101、第一牽引輥單元，102、第二牽引輥單元，103、第三牽引輥單元，104、牽引裝置，105、除塵裝置，106、第一浸潤(rùn)裝置，107、第一涂布裝置，108、第一干燥裝置，109、第二浸潤(rùn)裝置，110、第二涂布裝置，111、第二干燥裝置，112、切片裝置，113、轉(zhuǎn)移裝置，114、輥壓裝置，200、正極極片，201、正極本體，202、正極極耳，300、負(fù)極極片，301、負(fù)極本體，302、負(fù)極極耳。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。
[0024]請(qǐng)參閱圖1，為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的用于鋰電池制造過程中的雙面涂布疊片組裝工藝流程圖。鋰電池在制造過程中，集流體的雙面涂布疊片組裝工藝流程圖具有以下步驟:
[0025]步驟SI，選取集流體，并對(duì)該集流體進(jìn)行除塵；
[0026]步驟S2，對(duì)該集流體的一面進(jìn)行浸潤(rùn)、涂布極性活性材料和干燥；
[0027]步驟S3，對(duì)