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
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池技術領域，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】
[0002]目前，鋰離子電池（簡稱鋰電池）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，但殘留水分會導致電池氣脹、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價格高，涂布后烘烤階段能耗高，而且會對環(huán)境造成污染，對操作人員的人身健康造成威脅。
[0004]混料，是將活性材料、導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，就是對涂布后基材附著的活性材料進行加熱干燥。
[0007]輥壓，是對涂布材料進行一定程度的壓縮、壓實成為要求的極片。
[0008]上述極片制備中，各工序所用的設備之間相對比較獨立，工序間還需周轉車或周轉罐配備中轉人員來完成。此外，配料工序生產(chǎn)是由攪拌罐體積決定的，生產(chǎn)過程是非連續(xù)式。傳統(tǒng)極片生產(chǎn)工藝和設備造成如下不利因素：1.必須使用溶劑，會給環(huán)境和員工健康帶來不利影響，同時，增加生產(chǎn)成本。2.工序不能直接合并，瓶頸工序會降低其它工序設備的利用率。3.間歇生產(chǎn)方式需將每次配料在短時間內全部生產(chǎn)，否則漿料品質會受影響，甚至直接導致報廢。4.工序銜接需專用設備和人員，增加成本。
【實用新型內容】
[0009]針對以上技術現(xiàn)狀，本實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，并能實現(xiàn)用干粉對極片進行涂布，不使用溶劑，解決傳統(tǒng)鋰電池極片制備裝置耗能、耗時、工序多且銜接繁瑣的技術問題。
[0010]本實用新型采用以下技術方案：
[0011]一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，其包括計量噴霧器、輥壓機以及收卷裝置，涂布基材的一端穿過輥壓機的一對熱壓輥之間的輥縫固定在收卷裝置上，所述計量噴霧器設置在熱壓輥背離收卷裝置的一側，其噴嘴的寬度與涂布基材的寬度相適配。
[0012]優(yōu)選地，所述計量噴霧器的噴嘴與所述熱壓輥之間的距離為20-50mm。
[0013]進一步地，所述計量噴霧器包括兩個噴嘴，分別設置在涂布基材的上下兩面。
[0014]當極片為正極片時，所述涂布基材為孔徑0. 1-0. 5 ym的鋁網(wǎng)，當極片為負極片時，所述涂布基材為孔徑0. 1-0. 5 ym的銅網(wǎng)。
[0015]本實用新型中計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)過熱壓輥熱壓，其中的粘結劑熔化，將涂布基材和其他原料熱壓成一體，成為極片。計量噴霧器的噴嘴與熱壓輥之間的距離為20-50mm，能進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入熱壓輥之間的輥縫，進而熱壓成型。計量噴霧器在基材上下兩面各設置一個噴嘴，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]本實用新型設計合理，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)可以進行連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的結構示意圖。
[0018]在圖1中：1涂布基材、2計量噴霧器、3熱壓輥、4極片、5收卷裝置。
【具體實施方式】
[0019]實施例1
[0020]如圖1所示，本實用新型包括計量噴霧器（2)、輥壓機以及收卷裝置（5)，涂布基材
(1)的一端穿過輥壓機的一對熱壓輥（3)之間的輥縫固定在收卷裝置（5)上，所述計量噴霧器（2)設置在熱壓輥（3)背離收卷裝置（5)的一側，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。所述計量噴霧器（2)包括兩個噴嘴，分別設置在涂布基材（1)的上下兩面。
[0021]使用本實施例裝置制備鋰電池正極片的步驟如下：
[0022](1)準備涂布基材：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，并將其一端穿過熱壓裝置的一對熱壓輥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、導電劑ks_6 300g、粘結劑PVDF300g和添加劑石墨烯50g，加入雙行星攪拌機攪拌分散3. 5h，其中攪拌轉速18rpm，分散轉速400rpm，然后加入球磨機球磨20min，得干混粉料；
[0024](3)涂布干混粉料：將所述干混粉料裝入計量噴霧器2，計量噴霧器2在熱壓輥3背離收卷裝置5的一側，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：將輥壓機的熱壓輥提前加熱至200°C，輥縫調整至所需厚度，步驟（3)中涂布了干混粉料的涂布基材1經(jīng)過輥縫時被熱壓，熱壓輥將粉料內的粘結劑融化，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]實施例2
[0027]本實施例中涂布基材選擇孔徑0. 5 ym的銅網(wǎng)，計量噴霧器2的噴嘴與所述熱壓輥3之間的距離為20mm，其他與實施例1相同。
[0028]使用本實施例裝置制備鋰電池負極片的步驟如下：
[0029](1)準備涂布基材：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，并將其一端穿過熱壓裝置的一對熱壓輥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、導電劑VGCF250g、粘結劑CMC350g和添加劑石墨稀30g，加入雙行星攪拌機攪拌分散4h，其中攪拌轉速15rpm，分散轉速500rpm，然后加入球磨機球磨30min，得干混粉料；
[0031](3)涂布干混粉料：將所述干混粉料裝入計量噴霧器2，計量噴霧器2再熱壓輥3背離收卷裝置5的一側，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：將輥壓機的熱壓輥提前加熱至185°C，輥縫調整至所需厚度，步驟（3)中涂布了干混粉料的涂布基材1經(jīng)過輥縫時被熱壓，熱壓輥將粉料內的粘結劑融化，將涂布基材1和其它粉料熱壓成一體，成為電池的負極片4，完成后用收卷裝置5收卷即可。
【主權項】
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:其包括計量噴霧器(2)、輥壓機以及收卷裝置(5)，涂布基材(I)的一端穿過輥壓機的一對熱壓輥(3)之間的輥縫固定在收卷裝置(5)上，所述計量噴霧器(2)設置在熱壓輥(3)背離收卷裝置(5)的一側，所述計量噴霧器(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:所述計量噴霧器(2)包括兩個噴嘴，分別設置在涂布基材(I)的上下兩面。4.根據(jù)權利要求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)極片正負極的選擇為鋁網(wǎng)或銅網(wǎng)。5.根據(jù)權利要求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】本實用新型公開了一種用于制備節(jié)能環(huán)保型鋰電池極片的裝置，包括計量噴霧器、輥壓機以及收卷裝置，涂布基材的一端穿過輥壓機的一對熱壓輥之間的輥縫固定在收卷裝置上，所述計量噴霧器設置在熱壓輥背離收卷裝置的一側，其噴嘴的寬度與涂布基材的寬度相適配。本實用新型設計合理，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)可以進行連續(xù)化生產(chǎn)，大大提高了生產(chǎn)效率。
【IPC分類】H01M4/139, H01M4/62, H01M4/04
【公開號】CN204947008
【申請?zhí)枴緾N201520562396
【發(fā)明人】靳明, 劉建平, 楊樹濤, 馬德龍
【申請人】河北中智電池制造有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請日】2015年7月30日