專利名稱：一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要應(yīng)用于解決鋰離子電池、電容器、膠片、太陽能薄膜電池、液晶顯示屏 等需要高精密涂布于載體(紙張、銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、塑料薄片、玻璃片等)上的專業(yè)行 業(yè)。特別是為解決電動車專用鋰電池及太陽能薄膜電池更苛刻的一致性要求上，提供了一 個高精密自動控制噴印的解決方案。
背景技術(shù)：
涂布是鋰離子電池生產(chǎn)過程中最核心關(guān)鍵的工序，極大的影響到鋰電池容量是否 滿足規(guī)定要求、是否保持批量品質(zhì)一致性、是否確保安全可靠。通俗上來說，涂布就是將攪 拌機攪拌好的漿料(低粘度漿料比如像墨水，高粘度的就像漿糊狀流體)均勻的涂覆到載 體(紙張、銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、塑料薄片、玻璃片等)上，確保涂覆厚度保持均勻一致，厚 度公差在滿足規(guī)定的公差要求下。目前國際、國內(nèi)涂布主要采用轉(zhuǎn)移輥轉(zhuǎn)移涂布的方式，如圖1，該種工藝是已經(jīng)應(yīng) 用了很多年的成熟工藝，目前主要用于一致性要求不高的手機、數(shù)碼設(shè)備、電動工具的鋰電 池生產(chǎn)上，以及紙張、膠片、電容器的生產(chǎn)上。轉(zhuǎn)移輥轉(zhuǎn)移涂布方式有很多難以克服的弊 病1、漿液外露。鋰離子正負極漿液對空氣中的水分很敏感，而轉(zhuǎn)移輥轉(zhuǎn)移涂布方式 的漿液是外露式的，在滾涂過程中暴露的漿液極易吸收空氣中的水分，影響電池極片電性 能。外露的漿液很容易團聚，產(chǎn)生結(jié)塊，造成無法涂覆。2、該工藝的設(shè)備結(jié)構(gòu)造成難以控制涂覆面的均勻精度。在間歇性涂布時，涂覆面 的均勻平整度更難滿足要求，涂覆厚度公差很難做到20μπι以內(nèi)，造成批量成品產(chǎn)品的一 致性合格率比較低。對于現(xiàn)在電動汽車高規(guī)格鋰電池的生產(chǎn)來說，是難以滿足工藝需求的。3、該工藝涂覆厚度下限值太高?？勘齿佂坎挤绞?，漿液厚度沒辦法做到50μπι以 內(nèi)。此種工藝，完全是靠漿液的粘附及刮刀的作用，把漿液涂覆到載體上，而因為輥及刮刀 的互相互動作用過程，造成控制厚度很困難，厚度越薄越無法做到涂布均勻，故轉(zhuǎn)移輥轉(zhuǎn)移 涂布方式目前只應(yīng)用于產(chǎn)品品質(zhì)要求不高的行業(yè)上。這幾年日本、美國的公司開發(fā)出來了一種擠壓涂布工藝方式，如圖2。主要是以日 本三菱公司、美國EDI公司開發(fā)的噴嘴為主要技術(shù)方向，很好的提高了連續(xù)涂布的均勻度， 國內(nèi)也有少數(shù)廠家應(yīng)用該產(chǎn)品來生產(chǎn)鋰電池極片。用日本三菱公司、美國EDI公司的噴嘴 來涂布，連續(xù)涂布的情況下，涂覆面的厚度公差可以達到5μπι左右。但該技術(shù)也有很大缺 點，做不到任意精確的控制間歇涂布，對鋰電池制造來說，還是沒能解決按需涂布的難題。 并且日本三菱公司、美國EDI公司開發(fā)的該項技術(shù)設(shè)備，價格昂貴，遠遠超過轉(zhuǎn)移輥轉(zhuǎn)移涂 布設(shè)備的價格，對國內(nèi)用戶來說投入時巨大的，無法做到合理的性價比。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是基于為解決電動汽車高品質(zhì)鋰離子動力電池的需求而研制的。并且還可應(yīng)用于太陽能薄膜電池、液晶屏等的生產(chǎn)上。本發(fā)明克服了現(xiàn)有涂布工藝設(shè)備的弊病，是一 項突破性的新能源技術(shù)裝備發(fā)明，技術(shù)優(yōu)點明顯，可以滿足新一代動力鋰電池的高品質(zhì)生 產(chǎn)。本發(fā)明具體內(nèi)容如下(1)、本發(fā)明的不銹鋼結(jié)構(gòu)體全封閉運轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)體由整塊不銹鋼鋼材構(gòu)成，通過高 精度機床設(shè)備加工成需要的封閉涂布結(jié)構(gòu)體。不銹鋼屬于高硬材質(zhì)，確保結(jié)構(gòu)體在結(jié)構(gòu)長 度方面不會發(fā)生微變形，保證噴印的高精度。同時該材質(zhì)可以在具有微腐蝕的鋰電池漿液 內(nèi)不會生銹，保證漿液不受污染。漿液從結(jié)構(gòu)體頂端的進液口進入儲液槽，一直到從微縫噴 嘴噴印到載體上，漿液均處于密閉流動過程，避免了暴露于空氣中產(chǎn)生的無法控制的工藝 缺陷。
(2)、微電磁泵與微電磁閥技術(shù)。不銹鋼結(jié)構(gòu)體內(nèi)部集成了微電機功能，由PLC智 能系統(tǒng)集成控制。微電磁泵與微電磁閥結(jié)構(gòu)構(gòu)成一樣，均由硅鋼體、微銅線圈繞組、釹鐵硼 微永磁體、不銹鋼薄片構(gòu)成，但作用不同。微電磁泵的作用是從儲液槽里吸漿液進入泵腔， 然后通過不銹鋼薄片鼓出的壓力驅(qū)動漿液通過噴嘴噴印到載體上。微電磁閥的作用是與微 電磁泵同步動作，當(dāng)微電磁泵驅(qū)動不銹鋼薄片鼓出時，微電磁閥也同時驅(qū)動不銹鋼薄片鼓 出，抵住凸出的下緣體，關(guān)閉泵腔入口，防止?jié){液回流儲液槽；當(dāng)微電磁泵驅(qū)動不銹鋼薄片 凹進時，微電磁閥也同時驅(qū)動不銹鋼薄片凹進，松離下緣體，打開泵腔入口，讓漿液在負壓 力的作用下吸進泵腔里。(3)、微電磁泵與微電磁閥不銹鋼薄片限位技術(shù)。不銹鋼薄片在高頻鼓出與凹進的 過程中，會產(chǎn)生應(yīng)力變形。為防止變形超過允許極限應(yīng)力。根據(jù)核算數(shù)據(jù)，硅鋼體頂端、閥 凸出下緣體、泵腔疏齒到未產(chǎn)生應(yīng)力變形的不銹鋼薄片距離是設(shè)定好的距離，限制不銹鋼 薄片超出范圍變形。(4)、超硬噴嘴。在微電磁泵出口處，設(shè)置一片厚3毫米、高IOmm的超硬鎢合金，長 度與結(jié)構(gòu)體工作長度同長。此種合金是超硬材料，可以經(jīng)精密慢走絲切割機的微線切割方 式，成型噴嘴狹縫。狹縫的寬度在50μπι至300μπι，可以根據(jù)不同用途來設(shè)計不同的縫寬。 該超硬噴嘴的使用，確保了機械加工出來的狹縫邊緣口切口的性能，確保做到公差在2 μ m 以內(nèi)的直線度。該超硬噴嘴通過卡緊密封于不銹鋼結(jié)構(gòu)體泵腔出口處，可以按照需要更換 不同縫寬的超硬噴嘴，作為最后將漿液噴印到載體的精密導(dǎo)向通道。(5)、結(jié)構(gòu)體防堵技術(shù)。整個不銹鋼噴印結(jié)構(gòu)體，漿液流體從進液口進入儲液槽，一 直到超硬鎢合金噴嘴，里面的漿液流通通道開縫寬度，是經(jīng)過嚴格的理論計算，得出什么樣 粘度的材料，適用最小的開縫寬度。并且通道內(nèi)部不存在死角，在噴印完成后，通過設(shè)定的 PLC程序啟動清潔程序。在進口通入蒸餾水，開動微泵清潔內(nèi)部通道。(6)、PLC控制技術(shù)。微電磁泵與微電磁閥需要采用同步高頻脈沖電流，產(chǎn)生一致 性的動作來配合噴印工作。為保障這兩個電氣執(zhí)行機構(gòu)在開啟試機階段、噴印工作階段、清 潔階段等的高速同步運動，需要由PLC電腦在極短時間內(nèi)來控制電源裝置同步供電、斷電、 反接等動作。并按不同涂布要求、間歇噴印需要，來精密控制微電磁泵與微電磁閥的開啟與 關(guān)閉，調(diào)節(jié)噴嘴的壓力大小，控制流速、流量或者停止、打開噴印。同時對接外部電氣設(shè)備， 保持噴印與載體走帶機構(gòu)間的協(xié)同工作。(7)、結(jié)構(gòu)體防滲漏技術(shù)。本發(fā)明的不銹鋼結(jié)構(gòu)體采用一整塊不銹鋼來加工。先將 整塊不銹鋼放入電腦加工中心精密加工出成品的外部形狀，然后用高精密慢走絲線切割機橫向切出兩端厚度各為50mm的密封蓋。在兩端密封內(nèi)側(cè)蓋板設(shè)定的位置開好密封圈凹槽， 在加工安裝好所有結(jié)構(gòu)體內(nèi)部元器件后，將裝好的耐腐蝕密封元件的兩端蓋板扣好擰緊螺 絲，防止?jié){液從側(cè)面外泄。


圖1 國內(nèi)現(xiàn)有常用的轉(zhuǎn)移輥轉(zhuǎn)移涂布工藝示意圖；1、漿液進液管；2、泵；3、漿液出液管；4、漿液；5、漿液托盤；6、刮刀；7、轉(zhuǎn)移涂布 輥；8、轉(zhuǎn)移涂布輥上的漿液；9、轉(zhuǎn)移到載體上的漿液；10、載體驅(qū)動輥；11、載體圖2 國際現(xiàn)有使用的擠壓涂布工藝示意圖；9、噴涂到載體上的漿液；10、載體驅(qū)動輥；11、載體；12、不銹鋼結(jié)構(gòu)體下蓋；13、漿 液進液管；14、精密泵；15、漿液出液管；16、不銹鋼結(jié)構(gòu)體上蓋；17、結(jié)構(gòu)體漿液進液嘴；18、 儲液槽；19、儲液槽；20、結(jié)構(gòu)體內(nèi)部出液通道；21、噴嘴超硬合金條；22、噴嘴微縫；圖3 本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖9、噴印到載體上的漿液；10、載體驅(qū)動輥；11、載體；23、不銹鋼結(jié)構(gòu)體下蓋；24、上 下蓋緊固螺釘；25、不銹鋼結(jié)構(gòu)體上蓋；26、漿液進液管；27、結(jié)構(gòu)體漿液進液嘴；28、儲液 槽；29、儲液槽出液喇叭口 ；30、結(jié)構(gòu)體上蓋下凸緣閥口 ；31、微永磁體；32、不銹鋼薄片；33、 微線圈；34、硅鋼體；35、不銹鋼薄片；36、疏齒及泵腔；37、微永磁體；38、硅鋼體；39、微線 圈；40、倒三角定位疏齒；41、超硬鎢合金噴嘴；42、噴嘴出液微縫；43、PLC智能控制系統(tǒng)模 塊
具體實施例方式實施例如圖3所示本發(fā)明的一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，包括以下部件9、 噴印到載體上的漿液；10、載體驅(qū)動輥；11、載體；23、不銹鋼結(jié)構(gòu)體下蓋；24、上下蓋緊固螺 釘；25、不銹鋼結(jié)構(gòu)體上蓋；26、漿液進液管；27、結(jié)構(gòu)體漿液進液嘴；28、儲液槽；29、儲液槽 出液喇叭口 ；30、結(jié)構(gòu)體上蓋下凸緣閥口 ；31、微永磁體；32、不銹鋼薄片；33、微線圈；34、硅 鋼體；35、不銹鋼薄片；36、疏齒及泵腔；37、微永磁體；38、硅鋼體；39、微線圈；40、倒三角 定位疏齒；41、超硬鎢合金噴嘴；42、噴嘴出液微縫；43、PLC智能控制系統(tǒng)模塊。本發(fā)明最 核心的功能特征是在不銹鋼結(jié)構(gòu)體內(nèi)融合了先進的微電機、微泵技術(shù)以及先進智能化的 PLC控制技術(shù)。具體實施流程如下攪拌好的漿液從26 (漿液進液管)通過27 (結(jié)構(gòu)體漿液進液 嘴)輸送進入28 (儲液槽)里，在設(shè)定好程序的43 (PLC智能控制系統(tǒng)模塊)的控制下，當(dāng) 需要噴印漿液到11 (載體)上時，33 (微線圈)、39 (微線圈)在43 (PLC智能控制系統(tǒng)模 塊)控制輸送正反電流的作用下，按脈沖信號的頻率不斷的同步產(chǎn)生正反向的磁力，33(微 線圈)、39 (微線圈)同步啟動，同步變換磁力方向，對31 (微永磁體)、37 (微永磁體)產(chǎn)生 同步的吸引力、排斥力。31(微永磁體)、37(微永磁體)在被吸引力吸引時帶動32(不銹鋼 薄片)、35 (不銹鋼薄片)內(nèi)凹，30 (結(jié)構(gòu)體上蓋下凸緣閥口)就打開，在36 (疏齒及泵腔) 產(chǎn)生負壓的情況下把漿液從29(儲液槽出液喇叭口)吸附進入。這輪動作完成后，31(微永 磁體)、37(微永磁體)在被排斥力排斥時帶動32(不銹鋼薄片)、35(不銹鋼薄片)外凸，32(不銹鋼薄片)抵住30(結(jié)構(gòu)體上蓋下凸緣閥口)關(guān)閉閥口，35(不銹鋼薄片)外凸對 36(疏齒及泵腔)產(chǎn)生壓力，驅(qū)動漿液從36 (疏齒及泵腔)通過42(噴嘴出液微縫)噴印到 11 (載體)上。整個過程是在PLC高頻脈沖信號控制下完成循環(huán)動作，按噴印壓力(壓力根 據(jù)漿液的不同粘度做調(diào)整)需要，動作頻率在每秒30次 每秒500次間變動。在43(PLC 智能控制系統(tǒng)模塊)精密控制下，本發(fā)明可以達到按需精密噴印的技術(shù)要求，對應(yīng)用于電 動汽車上的高品質(zhì)鋰電池的一致性生 產(chǎn)來說，是一項突破性的技術(shù)發(fā)明。
權(quán)利要求
一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，包括噴印到載體上的漿液、載體驅(qū)動輥、載體、不銹鋼結(jié)構(gòu)體下蓋、上下蓋緊固螺釘、不銹鋼結(jié)構(gòu)體上蓋、漿液進液管、結(jié)構(gòu)體漿液進液嘴、儲液槽、儲液槽出液喇叭口、結(jié)構(gòu)體上蓋下凸緣閥口、微永磁體、不銹鋼薄片、微線圈、硅鋼體、不銹鋼薄片、疏齒及泵腔、微永磁體、硅鋼體、微線圈、倒三角定位疏齒、超硬鎢合金噴嘴、噴嘴出液微縫、PLC智能控制系統(tǒng)模塊，其特征在于漿液從不銹鋼結(jié)構(gòu)體的進液口到儲液槽，再通過微電磁進液閥及微電磁泵直至微縫噴印嘴噴印到漿液載體(紙張、銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、塑料薄片、玻璃片等)時，不銹鋼結(jié)構(gòu)體內(nèi)部設(shè)計的通道保證適應(yīng)高低粘度漿液流體通過，適宜PLC啟動清潔控制程序，保證結(jié)構(gòu)耐久性，整個不銹鋼結(jié)構(gòu)體方便拆卸，能夠徹底清潔保養(yǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，其特征在于對結(jié) 構(gòu)體內(nèi)的微型線圈周期性的施加正向電流或反向電流，使纏繞的硅鋼體產(chǎn)生磁性，從而對 附有永磁體的不銹鋼膜片產(chǎn)生吸引、排斥微電磁動力，對泵腔產(chǎn)生負壓、正壓作用，負壓時 從儲液槽里吸液，正壓時對噴印嘴產(chǎn)生噴印壓力，從而把泵腔里的漿液通過微縫噴印嘴噴 印到載體上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，其特征在于采用 對微型線圈施加正向電流或反向電流，使纏繞的硅鋼體產(chǎn)生磁性，從而對附有永磁體的不 銹鋼膜片產(chǎn)生吸弓丨、排斥微電磁動力，當(dāng)吸引不銹鋼膜片時膜片內(nèi)凹，在膜片中間產(chǎn)生凹 口，讓漿液順利從儲液槽里被吸入微電磁泵的泵腔里，當(dāng)排斥不銹鋼膜片時，膜片中間鼓出 來，頂住對面的凸出的下緣，關(guān)閉該閥口，防止泵腔里的漿液回流儲液槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，其特征在于在微 電磁泵腔體下端出液口設(shè)置倒三角定位疏齒出液頸口，在保證漿液出液順利作用下，同時 保證泵收縮時防止噴嘴附近腔體漿液在泵收縮的極短時間內(nèi)出現(xiàn)收縮空洞，阻止噴印嘴吸 入空氣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，其特征在于超硬 鎢合金噴嘴是薄片長條形，可以靈活安裝于不銹鋼結(jié)構(gòu)體預(yù)留的噴嘴安放處，本噴印嘴的 構(gòu)成材料為超硬鎢合金，該噴嘴出液口是一條高精密設(shè)備加工出來的微米級別的長條形狹 縫，根據(jù)噴印用途可以更換不同狹縫寬度及長度的噴印嘴。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，其特征在于微電 磁進液閥及微電磁泵由同一套PLC智能控制系統(tǒng)模塊發(fā)出來的電源信號，施加電流到微電 磁進液閥及微電磁泵的微線圈上，同步產(chǎn)生電磁力，保證這兩類微型設(shè)備動作的精確同步。 電源信號可以通過PLC設(shè)定，根據(jù)用途及使用要求設(shè)定不同的脈沖電源信號頻率及強度。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種微電磁多用途自動化漿液噴印系統(tǒng)，主要包括載體驅(qū)動輥、載體、不銹鋼結(jié)構(gòu)體、漿液進液管嘴、微永磁體、微線圈、不銹鋼薄片、硅鋼體、疏齒及泵腔、倒三角定位疏齒、超硬鎢合金噴嘴、噴嘴出液微縫、PLC智能控制系統(tǒng)模塊等，其特征在于在PLC控制系統(tǒng)的作用下，對設(shè)置于不銹鋼結(jié)構(gòu)體內(nèi)的微電磁進液閥、微電磁泵精確施加高頻脈沖正反電流，為泵腔提供吸液及噴印動力，通過高精度超硬微米級縫寬的噴嘴，噴印到所需的載體(紙張、銅箔、鋁箔、不銹鋼箔、塑料薄片、玻璃片等)上，完成所需的應(yīng)用。本發(fā)明廣泛應(yīng)用于需要將漿液流體高精密的噴涂到載體的用途上，給行業(yè)工藝應(yīng)用帶來極大的技術(shù)進步。
文檔編號B05B9/04GK101940990SQ20101023806
公開日2011年1月12日 申請日期2010年7月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月26日
發(fā)明者裴恒線 申請人:裴恒線