專利名稱：一種鋰電池涂布工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其是一種高質(zhì)量鋰離子電池極片的涂膜工藝。
背景技術(shù)：
鋰離子電池電極膜片通常是通過刮刀轉(zhuǎn)移和擠壓轉(zhuǎn)移到基材上完成的。刮刀轉(zhuǎn)移涂布的重量控制是通過刮刀輥與涂布輥間的間隙，以及涂布輥與背輥的速度比值的調(diào)節(jié)實現(xiàn)的；擠壓轉(zhuǎn)移涂布的重量控制是通過計量泵的泵速與刀模的狹縫大小共同調(diào)節(jié)實現(xiàn)的。正常的刮刀轉(zhuǎn)移涂布生產(chǎn)過程中，漿料在氣動泵的作用下通過管道打入到料槽中，料槽中的漿料在涂布輥的帶動下經(jīng)過涂布輥與刮刀輥之間的間隙，在涂布輥與背輥交界處通過涂布輥與背輥間的逆轉(zhuǎn)作用將漿料從涂布輥上轉(zhuǎn)移到基材上。在實際的涂布過程中重量控制非常重要，對電芯的品質(zhì)和性能的一致性起到?jīng)Q定性的作用。涂布過程中的重量波動主要區(qū)分為橫向波動和縱向波動兩方面橫向重量波動主要來自于刮刀輥、涂布輥等因素引起的，縱向重量波動主要來自于漿料的狀態(tài)變化(如粘度變化、沉降速度等)、以及由此導(dǎo)致的設(shè)備、機械發(fā)生波動。在實際的生產(chǎn)過程中，常常會出現(xiàn)因為各種原因?qū)е峦坎紮C的間斷性的停機，這種情況容易引起涂布重量發(fā)生突然偏低，導(dǎo)致大量的極片由于涂布重量偏低導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，如果這些重量異常的極片流拉到后工序還會造成電芯的低容量問題，降低電芯的成品率，提高了電芯的制造成本。有鑒于此，涂布過程停機導(dǎo)致的重量偏低問題成為極片涂布過程中亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種鋰離子電池極片的涂布工藝，可以有效的改善涂布極片的重量異常問題，降低電池的生產(chǎn)制作成本。為了實現(xiàn)上述目的采用如下技術(shù)方案，包括以下步驟第一步將混合均勻的漿料加入涂布機料槽中，采用刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式將漿料涂布在集流體上；第二步當(dāng)需要背輥停止運轉(zhuǎn)時，涂布輥保持運轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時啟動恒溫控制系統(tǒng)， 保持料槽中的漿料溫度不發(fā)生變化；第三步啟動背輥繼續(xù)涂布。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明能夠在停機過程中保持料槽、涂布輥的溫度恒定，消除了由于溫度變化而引起的涂布重量的變化，確保了涂布重量的一致性。作為本發(fā)明的一種改進所述的恒溫控制系統(tǒng)包括帶有通孔的涂布輥，管道，液體，溫度控制器，溫度傳感器，加熱/冷卻源，其中加熱/冷卻源與涂布輥之間通過管道連接形成回路，液體在回路中流通；溫度傳感器連接上溫度控制器，溫度控制器與加熱/冷卻源電連接。作為本發(fā)明的一種改進的涂布輥中的通孔界面形狀為圓形、方形和其他不規(guī)則的形狀，可以容易加工，加工成本低。作為本發(fā)明的一種改進的通孔界面面積范圍從1平方厘米至1000平方厘米；不同溫度的流體從通孔通過涂布輥時，起到對涂布輥的溫度進行調(diào)節(jié)的作用。作為本發(fā)明的一種改進的管道材質(zhì)為不銹鋼、聚四氟乙烯、橡膠。作為本發(fā)明的一種改進的液體包括水、NMP、酒精、汽油其具有良好的導(dǎo)熱性能。作為本發(fā)明的一種改進的溫度傳感器為熱電偶傳感器和紅外傳感器，安裝比較方便，而且精度高。料槽中的漿料溫度通過溫度傳感器反饋到溫度控制器，溫度控制器根據(jù)實際溫度與目標(biāo)溫度之間的差異作出是否調(diào)節(jié)的判斷，并將判斷的指令發(fā)送給加熱、冷卻源；加熱冷卻源接受到溫度控制器發(fā)出的命令即對液體進行加熱或冷卻的動作；管道中液體對涂布輥、料槽進行加熱、冷卻的操作，并將料槽的溫度調(diào)解到目標(biāo)溫度。漿料具有一定的粘滯性，涂布輥一般采用金屬鋼材材質(zhì)制作，涂布輥與所接觸的漿料之間存在一定的摩擦，這種摩擦?xí)a(chǎn)生一定熱量，熱量一方面會使得漿料溫度升高，另一方面會引起涂布輥的膨脹；漿料的溫度升高，會使得漿料的粘度降低，使得在刮刀輥與涂布間隙不變的情況下，通過間隙最終轉(zhuǎn)移到基材上漿料的質(zhì)量降低，使得涂布的重量減少； 涂布輥吸熱引起的膨脹帶來涂輥與刮刀輥間的間隙減小，也使得通過間隙轉(zhuǎn)移到基材上的漿料減小，使得涂布質(zhì)量的減少。在正常的涂布過程中，這種摩擦產(chǎn)生的熱量通過轉(zhuǎn)移到基材上的漿料以及熱傳遞帶走，使得料槽中的漿料和涂布輥保持一定的溫度，不會引起涂布重量的變化；在中途停機過程中，為了保持料槽中的漿料不會干涸結(jié)塊，涂布輥要保持運行的狀態(tài)，這樣升溫帶來的漿料的粘度降低和涂布輥的膨脹，會導(dǎo)致開機后開始一段膜片的重量偏低。本發(fā)明轉(zhuǎn)移涂布機的匹配的恒溫控制系統(tǒng)，該溫控系統(tǒng)能夠保證涂布輥和料槽中的漿料的溫度不變。出現(xiàn)開始停機的時候，立即開啟自動溫控系統(tǒng)，監(jiān)控其顯示溫度的波動性，重新開啟涂布時，關(guān)閉溫控系統(tǒng)開始正常涂布。


圖1為本發(fā)明的側(cè)視圖；圖2為本發(fā)明的正視圖。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例，對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。見圖1-2，本發(fā)明的恒溫控制系統(tǒng)包括帶有直徑為50mm的圓形通孔2的涂布輥1， 聚四氟乙烯材質(zhì)的外徑為50mm，內(nèi)徑為45mm的管道3，NMP溶劑液體4，溫度控制器5，溫度傳感器6，加熱/冷卻源7為冷熱水加熱裝置。溫度傳感器5為熱電偶傳感器和紅外傳感器，安裝比較方便，而且精度高。涂布輥1的通孔2與加熱/冷卻源7通過管道3連接，管道3里裝有能夠被加熱/冷卻的液體4 ；溫度傳感器6的探頭置于料槽的漿料中，測量漿料的溫度；溫控器接受探頭的溫度數(shù)值，并且將溫度調(diào)控的信號傳送給加熱/冷卻器；加熱器接受溫控器的信號，并且調(diào)節(jié)管道3里液體4的溫度。溫度傳感器6、溫控器及加熱/冷卻器通過信號線連接。恒溫控制系統(tǒng)的工作原理如下溫度傳感器6探測到料槽中漿料溫度的變化ΔΤ，將信號反饋給溫控器，溫控器通過邏輯計算，并向加熱/冷卻器發(fā)出加熱或冷卻的指令，加熱/冷卻器接收到指令后開始將管道3中的液體4加熱或冷卻，管道3里被加熱/冷卻的液體4通過熱傳遞的作用將涂布輥1和料槽中的漿料溫度變化△ T降為0，通過這樣的閉合控制達到涂布輥1與料槽中的漿料溫度保持不變。實施例1 將固體物質(zhì)含量為72 %、漿料的粘度為3500mPa. s的含有LiCoO2的漿料按照刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式涂布到厚度為14um的Al集流體上，涂布目標(biāo)重量G設(shè)定在 280mg/1540. 25mm2 ；調(diào)節(jié)涂布輥1與背輥的速度比值以及刮刀輥與涂布輥1之間間隙的大小，將涂布重量控制在280士4mg/1540. 25mm2,開始正常涂布，記錄漿料的溫度Tl ；涂布60 分鐘后，關(guān)閉背輥、停止走帶，保持涂布輥1以相同的速度運轉(zhuǎn)，啟動恒溫控制系統(tǒng)記錄漿料的初始溫度Tl，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算干燥后20m長膜片平均重量Gl ；30分鐘后，啟動背輥運轉(zhuǎn)開始涂布，記錄漿料的溫度T2，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算啟動后 20m長膜片平均重量G2。實施例2 將固體物質(zhì)含量為74%、漿料的粘度為4350mPa. s的含有LiNiCoMnO2的漿料按照刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式涂布到厚度為12um的Al集流體上，涂布重量目標(biāo)重量G設(shè)定在 296mg/1540. 25mm2 ；調(diào)節(jié)涂布輥1與背輥的速度比值以及刮刀輥與涂布輥1之間間隙的大小，將涂布重量控制在296士5mg/1540. 25mm2，開始正常涂布，記錄漿料的溫度Tl ；涂布75 分鐘后，關(guān)閉背輥、停止走帶，保持涂布輥1以相同的速度運轉(zhuǎn)，啟動恒溫控制系統(tǒng)記錄漿料的溫度Tl，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算干燥后30m長膜片平均重量Gl ；60分鐘后， 啟動背輥運轉(zhuǎn)開始涂布，記錄漿料的初始溫度T2，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算啟動后 30m長膜片平均重量G2;實施例3 將固體物質(zhì)含量為45%、漿料的粘度為2200mPa. s的含有石墨的負極漿料按照刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式涂布到厚度為9um的Cu集流體上，涂布的重量目標(biāo)重量G設(shè)定在在 135mg/1540. 25mm2 ；調(diào)節(jié)涂布輥1與背輥的速度比值以及刮刀輥與涂布輥1之間間隙的大小，將涂布重量控制在135士5mg/1540. 25mm2，開始正常涂布，記錄漿料的初始溫度Tl ；涂布 90分鐘后，關(guān)閉背輥、停止走帶，保持涂布輥1以相同的速度運轉(zhuǎn)，啟動恒溫控制系統(tǒng)記錄漿料的初始溫度Tl，并通過稱重并計算得到干燥后IOm長膜片平均重量Gl ；45分鐘后，啟動背輥運轉(zhuǎn)開始涂布，記錄漿料的初始溫度T2，并通過稱重并計算得到啟動后30m長膜片平均重量G2 ；對比例1 將固體物質(zhì)含量為71%、漿料的粘度為3200mPa. s的含有LiCoO2的漿料按照刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式涂布到厚度為14um的Al集流體上，涂布重量目標(biāo)重量G設(shè)定在在 280mg/1540. 25mm2 ；調(diào)節(jié)涂布輥1與背輥的速度比值以及刮刀輥與涂布輥1之間間隙的大小，將涂布重量控制在280士4mg/1540. 25mm2，開始正常涂布，記錄漿料的初始溫度Tl ；涂布60分鐘后，關(guān)閉背輥、停止走帶，保持涂布輥1以相同的速度運轉(zhuǎn)，不啟動恒溫控制系統(tǒng)， 記錄漿料的初始溫度Tl，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算得到干燥后20m長膜片平均重量 Gl ；30分鐘后，啟動背輥運轉(zhuǎn)開始涂布，記錄漿料的初始溫度T2，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算啟動后20m長膜片平均重量G2 ；對比例2:將固體物質(zhì)含量為75%、漿料的粘度為4200mPa. s的含有LiNiCoMnO2的漿料按照刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式涂布到厚度為12um的Al集流體上，Coating重量目標(biāo)重量G設(shè)定在在 296mg/1540. 25mm2 ；調(diào)節(jié)涂布輥1與背輥的速度比值以及刮刀輥與涂布輥1之間間隙的大小，將涂布重量控制在296士5mg/1540. 25mm2，開始正常涂布，記錄漿料的初始溫度Tl ；涂布 75分鐘后，關(guān)閉背輥、停止走帶，保持涂布輥1以相同的速度運轉(zhuǎn)，不啟動恒溫控制系統(tǒng)記錄漿料的初始溫度Tl，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算干燥后30m長膜片平均重量Gl ；60 分鐘后，啟動背輥運轉(zhuǎn)開始涂布，記錄漿料的初始溫度T2，并通過自動稱量系統(tǒng)稱量并計算啟動后30m長膜片平均重量G2 ；對比例3:將固體物質(zhì)含量為44. 5%、漿料的粘度為2350mPa. s的含有石墨的負極漿料按照刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式涂布到厚度為9um的Cu集流體上，涂布的重量目標(biāo)重量G設(shè)定在在 135mg/1540. 25mm2 ；調(diào)節(jié)涂布輥1與背輥的速度比值以及刮刀輥與涂布輥1之間間隙的大小，將涂布重量控制在135士5mg/1540. 25mm2，開始正常涂布，記錄漿料的初始溫度Tl ；涂布 90分鐘后，關(guān)閉背輥、停止走帶，保持涂布輥1以相同的速度運轉(zhuǎn)，不啟動恒溫控制系統(tǒng)，記錄漿料的初始溫度Tl，并通過稱重并計算得到干燥后IOm長膜片平均重量Gl ；45分鐘后， 啟動背輥運轉(zhuǎn)開始涂布，記錄漿料的初始溫度T2，并通過稱重并計算得到啟動后30m長膜片平均重量G2 ；實施例與對比例所所取得的數(shù)據(jù)列成表格如下
權(quán)利要求
1.一種鋰電池涂布工藝，其特征在于，包括以下步驟第一步將混合均勻的漿料加入涂布機料槽中，采用刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式將漿料涂布在集流體上；第二步當(dāng)需要背輥停止運轉(zhuǎn)時，涂布輥保持運轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時啟動恒溫控制系統(tǒng)，保持料槽中的漿料溫度不發(fā)生變化；第三步啟動背輥繼續(xù)涂布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池涂布工藝，其特征在于所述的恒溫控制系統(tǒng)包括帶有通孔的涂布輥，管道，液體，溫度控制器，溫度傳感器，加熱/冷卻源，其中加熱/冷卻源與涂布輥之間通過管道連接形成回路，液體在回路中流通；溫度傳感器連接上溫度控制器，溫度控制器與加熱/冷卻源電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池涂布工藝，其特征在于所述的通孔界面形狀為圓形、方形或者不規(guī)則的形狀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種鋰電池涂布工藝，其特征在于所述通孔界面面積范圍從1平方厘米 1000平方厘米。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池涂布工藝，其特征在于所述的管道材質(zhì)為不銹鋼、聚四氟乙烯、橡膠。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池涂布工藝，其特征在于所述的液體包括水、NMP、 酒精或者汽油中的任意一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池涂布工藝，其特征在于所述的溫度傳感器為熱電偶傳感器或紅外傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其是一種高質(zhì)量鋰離子電池極片的涂膜工藝，包括以下步驟將混合均勻的漿料加入涂布機料槽中，采用刮刀轉(zhuǎn)移涂布的方式將漿料涂布在集流體上；當(dāng)需要背輥停止運轉(zhuǎn)時，涂布輥保持運轉(zhuǎn)狀態(tài)，同時啟動恒溫控制系統(tǒng)，保持料槽中的漿料溫度不發(fā)生變化；第三步啟動背輥繼續(xù)涂布，本發(fā)明能夠在停機過程中保持料槽、涂布輥的溫度恒定，消除了由于溫度變化而引起的涂布重量的變化，確保了涂布重量的一致性。
文檔編號B05D1/28GK102500524SQ20111034956
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月8日
發(fā)明者張柏清, 張盛武 申請人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司