一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的目.o
【背景技術(shù)】
[0002]目前，鋰離子電池（簡(jiǎn)稱鋰電池）極片的生產(chǎn)工藝主要包括：制膠、混料、涂布、烘烤、輥壓等工序。
[0003]制膠是將粘結(jié)劑與溶劑溶解或溶脹，根據(jù)制膠溶劑的不同，可分為水性極片和油性極片。水性極片雖然成本低廉、環(huán)保，但殘留水分會(huì)導(dǎo)致電池氣脹、循環(huán)壽命差、安全性低，因此90%以上鋰電企業(yè)特別是高端電池及軍品電池都采取油性工藝制備極片；油性極片溶劑NMP價(jià)格高，涂布后烘烤階段能耗高，而且會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)操作人員的人身健康造成威脅。
[0004]混料，是將活性材料、導(dǎo)電劑和其它添加劑與膠液混勻。
[0005]涂布，是將活性材料均勻涂敷于基材上。
[0006]烘烤，就是對(duì)涂布后基材附著的活性材料進(jìn)行加熱干燥。
[0007]輥壓，是對(duì)涂布材料進(jìn)行一定程度的壓縮、壓實(shí)成為要求的極片。
[0008]上述極片制備中，各工序所用的設(shè)備之間相對(duì)比較獨(dú)立，工序間還需周轉(zhuǎn)車(chē)或周轉(zhuǎn)罐配備中轉(zhuǎn)人員來(lái)完成。此外，配料工序生產(chǎn)是由攪拌罐體積決定的，生產(chǎn)過(guò)程是非連續(xù)式。傳統(tǒng)極片生產(chǎn)工藝和設(shè)備造成如下不利因素：1.必須使用溶劑，會(huì)給環(huán)境和員工健康帶來(lái)不利影響，同時(shí)，增加生產(chǎn)成本。2.工序不能直接合并，瓶頸工序會(huì)降低其它工序設(shè)備的利用率。3.間歇生產(chǎn)方式需將每次配料在短時(shí)間內(nèi)全部生產(chǎn)，否則漿料品質(zhì)會(huì)受影響，甚至直接導(dǎo)致報(bào)廢。4.工序銜接需專用設(shè)備和人員，增加成本。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0009]針對(duì)以上技術(shù)現(xiàn)狀，本實(shí)用新型的目的是提供一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，該裝置能將各工序銜接起來(lái)，并能實(shí)現(xiàn)用干粉對(duì)極片進(jìn)行涂布，不使用溶劑，解決傳統(tǒng)鋰電池極片制備裝置耗能、耗時(shí)、工序多且銜接繁瑣的技術(shù)問(wèn)題。
[0010]本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：
[0011]一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其包括計(jì)量噴霧器、輥壓機(jī)以及收卷裝置，涂布基材的一端穿過(guò)輥壓機(jī)的一對(duì)熱壓輥之間的輥縫固定在收卷裝置上，所述計(jì)量噴霧器設(shè)置在熱壓輥背離收卷裝置的一側(cè)，其噴嘴的寬度與涂布基材的寬度相適配。
[0012]優(yōu)選地，所述計(jì)量噴霧器的噴嘴與所述熱壓輥之間的距離為20-50mm。
[0013]進(jìn)一步地，所述計(jì)量噴霧器包括兩個(gè)噴嘴，分別設(shè)置在涂布基材的上下兩面。
[0014]當(dāng)極片為正極片時(shí)，所述涂布基材為孔徑0. 1-0. 5 ym的鋁網(wǎng)，當(dāng)極片為負(fù)極片時(shí)，所述涂布基材為孔徑0. 1-0. 5 ym的銅網(wǎng)。
[0015]本實(shí)用新型中計(jì)量噴霧器能將原料干粉噴射至涂布基材上，涂布基材選用孔徑0.l-o. 5 iim的鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)，能減少干粉的掉落，原料干粉經(jīng)過(guò)熱壓輥熱壓，其中的粘結(jié)劑熔化，將涂布基材和其他原料熱壓成一體，成為極片。計(jì)量噴霧器的噴嘴與熱壓輥之間的距離為20-50mm，能進(jìn)一步減少和避免原料干粉從涂布基材上脫落，最大限度地使原料干粉進(jìn)入熱壓輥之間的輥縫，進(jìn)而熱壓成型。計(jì)量噴霧器在基材上下兩面各設(shè)置一個(gè)噴嘴，能使基材兩面都均勻噴上原料，使制成的極片表面更加平整均勻。
[0016]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，操作方便，完全能滿足干粉涂布工藝的使用需求，制備出合格的極片成品，并且該系統(tǒng)可以進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]在圖1中：1涂布基材、2計(jì)量噴霧器、3熱壓輥、4極片、5收卷裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]實(shí)施例1
[0020]如圖1所示，本實(shí)用新型包括計(jì)量噴霧器（2)、輥壓機(jī)以及收卷裝置（5)，涂布基材
(1)的一端穿過(guò)輥壓機(jī)的一對(duì)熱壓輥（3)之間的輥縫固定在收卷裝置（5)上，所述計(jì)量噴霧器（2)設(shè)置在熱壓輥（3)背離收卷裝置（5)的一側(cè)，其噴嘴的寬度與涂布基材（1)的寬度相適配。其中，涂布基材1為孔徑0. 1 ym的鋁網(wǎng)，所述計(jì)量噴霧器（2)的噴嘴與所述熱壓輥
(3)之間的距離為20mm。所述計(jì)量噴霧器（2)包括兩個(gè)噴嘴，分別設(shè)置在涂布基材（1)的上下兩面。
[0021]使用本實(shí)施例裝置制備鋰電池正極片的步驟如下：
[0022](1)準(zhǔn)備涂布基材：取厚度為80 y m、孔徑0. 1 y m的鋁網(wǎng)作為正極片的涂布基材1，并將其一端穿過(guò)熱壓裝置的一對(duì)熱壓輥3之間的輥縫固定在收卷裝置5上；
[0023](2)原材料干混：稱取如下原材料：活性材料磷酸鐵鋰9350g、導(dǎo)電劑ks_6 300g、粘結(jié)劑PVDF300g和添加劑石墨烯50g，加入雙行星攪拌機(jī)攪拌分散3. 5h，其中攪拌轉(zhuǎn)速18rpm，分散轉(zhuǎn)速400rpm，然后加入球磨機(jī)球磨20min，得干混粉料；
[0024](3)涂布干混粉料：將所述干混粉料裝入計(jì)量噴霧器2，計(jì)量噴霧器2在熱壓輥3背離收卷裝置5的一側(cè)，其噴嘴的寬度與涂布基材1的寬度相適配；選擇合適的基材走帶速度和噴粉量，將干混粉料噴射至涂布基材1上。
[0025](4)熱壓：將輥壓機(jī)的熱壓輥提前加熱至200°C，輥縫調(diào)整至所需厚度，步驟（3)中涂布了干混粉料的涂布基材1經(jīng)過(guò)輥縫時(shí)被熱壓，熱壓輥將粉料內(nèi)的粘結(jié)劑融化，將涂布基材1和其它粉料熱壓成一體，成為電池的正極片4，完成后用收卷裝置5收卷即可。
[0026]實(shí)施例2
[0027]本實(shí)施例中涂布基材選擇孔徑0. 5 ym的銅網(wǎng)，計(jì)量噴霧器2的噴嘴與所述熱壓輥3之間的距離為20mm，其他與實(shí)施例1相同。
[0028]使用本實(shí)施例裝置制備鋰電池負(fù)極片的步驟如下：
[0029](1)準(zhǔn)備涂布基材：取厚度為80ym、孔徑0. 1 y m的銅網(wǎng)作為正極片的涂布基材1，并將其一端穿過(guò)熱壓裝置的一對(duì)熱壓輥3之間的輥縫固定在收卷裝置5上；
[0030](2)原材料干混：稱取如下原材料：活性材料MCMB9370g、導(dǎo)電劑VGCF250g、粘結(jié)劑CMC350g和添加劑石墨稀30g，加入雙行星攪拌機(jī)攪拌分散4h，其中攪拌轉(zhuǎn)速15rpm，分散轉(zhuǎn)速500rpm，然后加入球磨機(jī)球磨30min，得干混粉料；
[0031](3)涂布干混粉料：將所述干混粉料裝入計(jì)量噴霧器2，計(jì)量噴霧器2再熱壓輥3背離收卷裝置5的一側(cè)，其噴嘴的寬度與涂布基材1的寬度相適配；選擇合適的基材走帶速度和噴粉量，將干混粉料噴射至涂布基材1上。
[0032](4)熱壓：將輥壓機(jī)的熱壓輥提前加熱至185°C，輥縫調(diào)整至所需厚度，步驟（3)中涂布了干混粉料的涂布基材1經(jīng)過(guò)輥縫時(shí)被熱壓，熱壓輥將粉料內(nèi)的粘結(jié)劑融化，將涂布基材1和其它粉料熱壓成一體，成為電池的負(fù)極片4，完成后用收卷裝置5收卷即可。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其特征在于:其包括計(jì)量噴霧器(2)、輥壓機(jī)以及收卷裝置(5)，涂布基材(I)的一端穿過(guò)輥壓機(jī)的一對(duì)熱壓輥(3)之間的輥縫固定在收卷裝置(5)上，所述計(jì)量噴霧器(2)設(shè)置在熱壓輥(3)背離收卷裝置(5)的一側(cè)，所述計(jì)量噴霧器(2)噴嘴的寬度與涂布基材(I)的寬度相適配。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其特征在于:所述計(jì)量噴霧器(2)的噴嘴與所述熱壓輥(3)之間的距離為20-50mm。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其特征在于:所述計(jì)量噴霧器(2)包括兩個(gè)噴嘴，分別設(shè)置在涂布基材(I)的上下兩面。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其特征在于:所述涂布基材(I)根據(jù)極片正負(fù)極的選擇為鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其特征在于:所述鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)的孔徑為0.1-0.5 μ m。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，包括計(jì)量噴霧器、輥壓機(jī)以及收卷裝置，涂布基材的一端穿過(guò)輥壓機(jī)的一對(duì)熱壓輥之間的輥縫固定在收卷裝置上，所述計(jì)量噴霧器設(shè)置在熱壓輥背離收卷裝置的一側(cè)，其噴嘴的寬度與涂布基材的寬度相適配。本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，操作方便，完全能滿足干粉涂布工藝的使用需求，制備出合格的極片成品，并且該系統(tǒng)可以進(jìn)行連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。
【IPC分類(lèi)】H01M4/139, H01M4/62, H01M4/04
【公開(kāi)號(hào)】CN204947008
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520562396
【發(fā)明人】靳明, 劉建平, 楊樹(shù)濤, 馬德龍
【申請(qǐng)人】河北中智電池制造有限公司
【公開(kāi)日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年7月30日