本申請(qǐng)涉及涂布加工領(lǐng)域，尤其涉及一種雙錯(cuò)位涂布方法及裝置。

背景技術(shù)：

相關(guān)技術(shù)中，鋰電池普遍采用擠壓涂布方式進(jìn)行涂布，并具體可分為單錯(cuò)位涂布和雙錯(cuò)位涂布。

相較于單錯(cuò)位涂布，雙錯(cuò)位涂布可以明顯提升能量密度，減小材料的浪費(fèi)。然而，由于雙錯(cuò)位涂布過(guò)程中首先要對(duì)基材的一面進(jìn)行錯(cuò)位涂布形成單面區(qū)以及空白區(qū)，而在涂布基材的另一面時(shí)，背輥會(huì)與涂布區(qū)和空白區(qū)交替配合，而由單面區(qū)向空白區(qū)過(guò)渡時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯高度差，導(dǎo)致雙面涂布時(shí)會(huì)在空白區(qū)產(chǎn)生巨大落差，進(jìn)而影響涂布重量，導(dǎo)致涂布重量不均勻。

而涂布重量不均勻又容易造成析鋰風(fēng)險(xiǎn)，并且在cycle循環(huán)過(guò)程中，因電流密度分布不均，電芯局部位置會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，隔離膜高溫下容易收縮變形，從而導(dǎo)致電芯短路起火，造成安全風(fēng)險(xiǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N雙錯(cuò)位涂布方法及裝置，能夠解決上述問(wèn)題。

本申請(qǐng)實(shí)施例的第一方面提供了一種雙錯(cuò)位涂布方法，采用該方法進(jìn)行涂布的基材兩面分別為已涂布面以及待涂布面，包括下列步驟：

(a)、在所述基材張緊輸送過(guò)程中采用負(fù)壓源貼合吸附所述待涂布面；

(b)、在所述基材輸送至涂布位置后，移動(dòng)所述負(fù)壓源，并改變所述基材的輸送軌跡，使所述待涂布面通過(guò)所述負(fù)壓源之后與錯(cuò)唇模頭貼合，而與所述錯(cuò)唇模頭相對(duì)的所述已涂布面處于無(wú)支撐狀態(tài)；

(c)、采用吻涂方式對(duì)所述待涂布面進(jìn)行涂布；

(d)、在涂布至預(yù)定長(zhǎng)度后，移動(dòng)所述負(fù)壓源，并改變所述基材的輸送軌跡，使所述待涂布面與所述錯(cuò)唇模頭脫離，從而停止涂布。

優(yōu)選地，所述步驟(a)中，所述基材的張緊力為60～80N。

優(yōu)選地，所述步驟(a)中，所述負(fù)壓源的壓強(qiáng)為-20～-35KPa。

優(yōu)選地，所述步驟(a)中，所述基材的張緊輸送方向?yàn)橛上轮辽稀?/p>

本申請(qǐng)實(shí)施例的第二方面提供了一種雙錯(cuò)位涂布裝置，采用該裝置進(jìn)行涂布的基材兩面分別為已涂布面以及待涂布面，所述雙錯(cuò)位涂布裝置包括第一輥、第二輥、負(fù)壓組件、移動(dòng)組件以及吻涂組件；

所述第一輥以及所述第二輥平行間隔設(shè)置，并且，所述第一輥以及所述第二輥能夠在所述基材的輸送方向上依次與所述基材配合，以使所述基材在二者之間能夠進(jìn)行張緊輸送；

所述負(fù)壓組件包括吸附頭，所述吸附頭在所述輸送方向上位于所述第一輥以及所述第二輥之間，且能夠依靠負(fù)壓貼合吸附所述待涂布面；

所述吻涂組件包括錯(cuò)唇模頭，所述錯(cuò)唇模頭在所述輸送方向上位于所述吸附頭與所述第二輥之間，且朝向所述待涂布面；

所述移動(dòng)組件與所述負(fù)壓組件連接，且能夠帶動(dòng)所述吸附頭移動(dòng)，以使所述吸附頭改變所述基材的輸送軌跡，并將所述待涂布面與所述錯(cuò)唇模頭貼合/脫離。

優(yōu)選地，所述第一輥位于所述第二輥的下方。

優(yōu)選地，所述吸附頭與所述錯(cuò)唇模頭之間的間距為50～100mm。

優(yōu)選地，所述吸附頭上設(shè)置有若干吸附孔，所述吸附孔沿所述基材的寬度方向間隔排布。

優(yōu)選地，所述吸附孔的孔徑為0.5～2mm。

優(yōu)選地，所述吸附孔的間距為8～12mm。

優(yōu)選地，所述錯(cuò)唇模頭包括模頭下唇以及模頭上唇，

所述模頭下唇與所述模頭上唇在所述輸送方向上依次設(shè)置，所述模頭下唇以及所述模頭上唇構(gòu)成錯(cuò)唇結(jié)構(gòu)，所述模頭上唇相較所述模頭下唇遠(yuǎn)離所述基材，且所述模頭上唇與所述模頭下唇的錯(cuò)唇范圍為100～150μm。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供的技術(shù)方案可以達(dá)到以下有益效果：

本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的雙錯(cuò)位涂布方法及裝置利用負(fù)壓源的移動(dòng)來(lái)改變基材的輸送軌跡，進(jìn)而控制基材與錯(cuò)唇模頭之間的配合關(guān)系，以控制涂布過(guò)程。由于涂布過(guò)程中錯(cuò)唇模頭始終與待涂布面貼合，因此涂布厚度以及涂布重量均勻，不會(huì)出現(xiàn)較大偏差，有效降低析鋰風(fēng)險(xiǎn)。

應(yīng)當(dāng)理解的是，以上的一般描述和后文的細(xì)節(jié)描述僅是示例性的，并不能限制本申請(qǐng)。

附圖說(shuō)明

圖1為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的一種雙錯(cuò)位涂布裝置的使用狀態(tài)示意圖；

圖2為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的吸附頭的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的吸附頭的主視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-基材；

10-已涂布面；

12-待涂布面；

2-雙錯(cuò)位涂布裝置；

20-第一輥；

22-第二輥；

24-負(fù)壓組件；

240-吸附頭；

240a-吸附孔；

242-負(fù)壓管路；

26-吻涂組件；

260-錯(cuò)唇模頭；

260a-模頭下唇；

260b-模頭上唇；

262-供料單元；

28-移動(dòng)組件；

280-伺服電機(jī)；

282-絲桿。

此處的附圖被并入說(shuō)明書(shū)中并構(gòu)成本說(shuō)明書(shū)的一部分，示出了符合本申請(qǐng)的實(shí)施例，并與說(shuō)明書(shū)一起用于解釋本申請(qǐng)的原理。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體的實(shí)施例并結(jié)合附圖對(duì)本申請(qǐng)做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的雙錯(cuò)位涂布裝置為參照。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種雙錯(cuò)位涂布裝置2，如圖1所示，采用該裝置進(jìn)行涂布的基材1的兩面分別為已涂布面10以及待涂布面12，其中，已涂布面10已經(jīng)在之前的工序中間隔涂布上了涂布層，形成單面區(qū)以及空白區(qū)。

請(qǐng)繼續(xù)參見(jiàn)圖1，雙錯(cuò)位涂布裝置2包括第一輥20、第二輥22、負(fù)壓組件24、移動(dòng)組件28以及吻涂組件26。

第一輥20以及第二輥22平行間隔設(shè)置，一般情況下第一輥20以及第二輥22的轉(zhuǎn)動(dòng)軸均與水平面平行。基材1在輸送方向(圖中箭頭指向)上依次與第一輥20以及第二輥22進(jìn)行配合，以使基材1在二者之間能夠進(jìn)行張緊輸送。具體地，基材1能夠依次與第一輥20以及第二輥22的輥面貼合，利用輥面進(jìn)行與基材1之間的作用力實(shí)現(xiàn)基材1的輸送過(guò)程的轉(zhuǎn)向以及張緊。

通常，基材1在進(jìn)行輸送時(shí)會(huì)將已涂布面10朝向第一輥20以及第二輥22，利用單面區(qū)以及涂布區(qū)與第一輥20以及第二輥22相貼合，基材1的輸送軌跡在第一輥20以及第二輥22處均發(fā)生90度的轉(zhuǎn)動(dòng)，形成類似C形結(jié)構(gòu)(參見(jiàn)圖1)。這種結(jié)構(gòu)能夠較大限度的將待涂布面12展示出來(lái)，以便負(fù)壓組件24和吻涂組件26的設(shè)置。但在極端情況下，也不排除基材1會(huì)將待涂布面12朝向第一輥20或者第二輥22中的其中一個(gè)，形成類似S形的輸送軌跡。

如圖1所示，負(fù)壓組件24包括吸附頭240，此外，還可包括用于輸送負(fù)壓的負(fù)壓管路242以及用于產(chǎn)生負(fù)壓的真空泵(未示出)等部件，吸附頭240在輸送方向上位于第一輥20以及第二輥22之間，也就是說(shuō)，隨著輸送的進(jìn)行，基材1的同一部分會(huì)依次通過(guò)第一輥20、吸附頭240以及第二輥22。吸附頭240的內(nèi)部帶有負(fù)壓，當(dāng)基材1的待涂布面12通過(guò)吸附頭240時(shí)，吸附頭240便能夠依靠負(fù)壓貼合吸附待涂布面12，從而使待涂布面12能夠貼著吸附頭240滑動(dòng)。

本實(shí)施例所提供的雙錯(cuò)位涂布裝置2沒(méi)有采用壓涂組件，取而代之的是采用了吻涂組件26。如圖1所示，吻涂組件26包括錯(cuò)唇模頭260，圖中同時(shí)還示出了為錯(cuò)唇模頭260進(jìn)行供料的供料單元262等，錯(cuò)唇模頭260在輸送方向上位于吸附頭240與第二輥22之間，且朝向待涂布面12。

移動(dòng)組件28與負(fù)壓組件24連接，且能夠帶動(dòng)吸附頭240移動(dòng)，由于吸附頭240與基材1的待涂布面12貼合吸附，因此當(dāng)吸附頭240移動(dòng)時(shí)，由于負(fù)壓作用，基材1通過(guò)第一輥20后會(huì)繼續(xù)向吸附頭240輸送，從而實(shí)現(xiàn)利用吸附頭240的移動(dòng)來(lái)改變基材1的輸送軌跡的目的。

如圖2和圖3所示，本實(shí)施例所提供的吸附頭240上設(shè)置有若干吸附孔240a，這些吸附孔240a均與負(fù)壓管路242相連，從而形成負(fù)壓環(huán)境吸附待涂布面12。為了保持基材1的平整，吸附孔240a需要沿基材1的寬度方向間隔排布，使基材1在輸送過(guò)程中在寬度方向上所受到的吸附力較為均勻，基材1不發(fā)生褶皺。吸附孔240a的孔徑對(duì)于吸附效果有著非常重要的影響，吸附孔240a的孔徑越小，產(chǎn)生的吸附力越低，所需的負(fù)壓也就越高，工藝要求以及控制難度較大，而吸附孔240a的孔徑如果太大，則在吸附力的作用下很可能使基材1發(fā)生形變，甚至部分進(jìn)入到吸附孔240a的內(nèi)部，同樣會(huì)造成不良后果。經(jīng)過(guò)分析驗(yàn)證，吸附孔240a的孔徑在0.5～2mm范圍內(nèi)較為適宜。吸附孔240a的間距對(duì)于吸附力分布和大小也會(huì)產(chǎn)生影響，過(guò)于密集或者過(guò)于稀疏均會(huì)造成不利影響。在本實(shí)施例中，吸附孔240a之間的間距一般保持在8～12mm的較佳范圍。

錯(cuò)唇模頭260的涂布過(guò)程需要與待涂布面12進(jìn)行貼合接觸，例如，如圖1所示，在本實(shí)施例中，錯(cuò)唇模頭260包括模頭下唇260a以及模頭上唇260b，模頭下唇260a與模頭上唇260b在輸送方向上依次設(shè)置，模頭下唇260a以及模頭上唇260b構(gòu)成錯(cuò)唇結(jié)構(gòu)，其中，模頭上唇260b相較模頭下唇260a要遠(yuǎn)離基材1。當(dāng)進(jìn)行涂布時(shí)，待涂布面12需要與模頭下唇260a貼合，由于模頭上唇260b與模頭下唇260a之間會(huì)錯(cuò)開(kāi)一定位置，因此涂料能夠在錯(cuò)開(kāi)位置釋放壓力并形成浸潤(rùn)角，隨著基材1的輸送，涂料便被源源不斷的涂布在被涂布面12上。在本實(shí)施例中，模頭上唇260b與模頭下唇260a的錯(cuò)唇范圍最好在100～150μm，能夠形成較佳的浸潤(rùn)角度。而在不涂布狀態(tài)下，錯(cuò)唇模頭260與基材1的待涂布面12之間需要呈脫離狀態(tài)，二者之間留有一定的間隙，此時(shí)基材1的輸送過(guò)程便不會(huì)伴隨涂布過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)涂布的中斷。

因此，改變基材1的輸送軌跡主要目的是控制涂布的進(jìn)行。通過(guò)移動(dòng)組件28帶動(dòng)吸附頭240的移動(dòng)，能夠改變基材1的輸送軌跡，使基材1在需要涂布時(shí)能夠與將待涂布面12與錯(cuò)唇模頭260的模頭下唇260a貼合，又能夠在不需要涂布時(shí)改變基材1的輸送軌跡，使待涂布面12與模頭下唇260a脫離。

移動(dòng)組件28最好能夠使吸附頭240沿著基材1的厚度方向進(jìn)行移動(dòng)，這種移動(dòng)方式對(duì)于基材1輸送軌跡的改變最為明顯。為了實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定移動(dòng)，可以采用伺服電機(jī)280以及絲桿282配合形成移動(dòng)組件28，將絲桿282與負(fù)壓組件24或者直接與吸附頭240螺紋連接，依靠伺服電機(jī)280驅(qū)動(dòng)絲桿282轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)螺紋連接將轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為直線運(yùn)動(dòng)，最終帶動(dòng)吸附頭240移動(dòng)。

在本實(shí)施例中，基材1在吸附頭240以及第二輥22之間進(jìn)行輸送時(shí)難免發(fā)生抖動(dòng)，并且這種抖動(dòng)距離吸附頭240越遠(yuǎn)就越劇烈。劇烈的抖動(dòng)一方面可能影響涂布的均勻度，另一方面還可能影響錯(cuò)唇模頭260與待涂布面12之間的貼合狀態(tài)，甚至造成涂布中斷。為了避免抖動(dòng)對(duì)涂布過(guò)程產(chǎn)生較大的負(fù)面影響，吸附頭240與錯(cuò)唇模頭260之間的間距不宜過(guò)大，如果吸附頭240與錯(cuò)唇模頭260之間過(guò)于接近則又會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及各部件的協(xié)調(diào)等方面帶來(lái)挑戰(zhàn)，因此，吸附頭240與錯(cuò)唇模頭260之間的間距一般保持在50～100mm范圍內(nèi)即可。

在本實(shí)施例中，為了提高涂布的均勻程度，最好將第一輥20位于第二輥22的下方，這樣，基材1的輸送軌跡在第一輥20與第二輥22之間會(huì)保持向上輸送。在進(jìn)行涂布時(shí)，模頭下唇260a與待涂布面12接觸，涂料則隨著基材1的向上輸送過(guò)程而被涂布到待涂布面12上，涂布過(guò)程中浸潤(rùn)角度能夠避免受到重力影響而向下擴(kuò)展，因而能夠更好地保持涂布均勻度。

本實(shí)施例提供了一種雙錯(cuò)位涂布方法，具體包含下列步驟：

S10、在基材張緊輸送過(guò)程中采用負(fù)壓源貼合吸附待涂布面；

S20、在基材輸送至涂布位置后，移動(dòng)負(fù)壓源，并改變基材的輸送軌跡，使待涂布面通過(guò)負(fù)壓源之后與錯(cuò)唇模頭貼合，而與錯(cuò)唇模頭相對(duì)的已涂布面處于無(wú)支撐狀態(tài)；

S30、采用吻涂方式對(duì)待涂布面進(jìn)行涂布；

S40、在涂布至預(yù)定長(zhǎng)度后，移動(dòng)負(fù)壓源，并改變基材的輸送軌跡，使待涂布面與錯(cuò)唇模頭脫離，從而停止涂布。

該方法可通過(guò)本實(shí)施例所提供的雙錯(cuò)位涂布裝置2進(jìn)行實(shí)施，下面將該雙錯(cuò)位涂布方法與雙錯(cuò)位涂布裝置2結(jié)合進(jìn)行說(shuō)明。

上述方法中，S10主要通過(guò)第一輥20、第二輥22以及負(fù)壓組件24來(lái)實(shí)現(xiàn)，第一輥20以及第二輥22負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)基材1的張緊輸送，張力一般要達(dá)到60～80N。需要注意的是，第一輥20以及第二輥22可能只是用來(lái)保持張力，而調(diào)節(jié)張力并不一定需要第一輥20以及第二輥22來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如，可以將基材1通過(guò)另外的張力調(diào)節(jié)組件來(lái)實(shí)現(xiàn)張力調(diào)節(jié)。起始狀態(tài)下負(fù)壓組件24的吸附頭240便與待涂布面12貼合吸附，吸附頭240的壓強(qiáng)保持在-20～-35KPa范圍內(nèi)。

S20中，判斷基材1是否已輸送至涂布位置的方式有很多種，在基材1上的適當(dāng)位置設(shè)置特定的標(biāo)識(shí)，之后通過(guò)紅外、光電等傳感器對(duì)基材1進(jìn)行不間斷監(jiān)測(cè)，當(dāng)識(shí)別到基材1上的特定標(biāo)識(shí)時(shí)便可判斷出已經(jīng)輸送至涂布位置。該識(shí)別過(guò)程可以通過(guò)PLC進(jìn)行。當(dāng)識(shí)別到特定標(biāo)識(shí)后，PLC生成一個(gè)控制信號(hào)，控制伺服電機(jī)280啟動(dòng)，并帶動(dòng)絲桿282轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而使吸附頭240發(fā)生移動(dòng)。吸附頭240的移動(dòng)會(huì)導(dǎo)致基材1的輸送軌跡的改變，而移動(dòng)的目標(biāo)位置即是待涂布面12通過(guò)吸附頭240之后能夠與錯(cuò)唇模頭260貼合。此時(shí)，由于錯(cuò)唇模頭260處于吸附頭240與第二輥22之間，因此基材1上與錯(cuò)唇模頭260相對(duì)的已涂布面10處于完全暴露狀態(tài)，沒(méi)有任何支撐，待涂布面12與錯(cuò)唇模頭260之間的間距能夠依靠吸附頭240進(jìn)行控制。

錯(cuò)唇模頭260與待涂布面12貼合后便開(kāi)始進(jìn)行S30，在該步驟中，涂布?jí)簭?qiáng)最好保持在10～40KPa的范圍內(nèi)。此時(shí)可以通過(guò)編碼器或其它手段同步計(jì)算涂布長(zhǎng)度，當(dāng)然也不排除采用其它手段控制涂布長(zhǎng)度。

當(dāng)涂布長(zhǎng)度達(dá)到要求時(shí)，PLC再次發(fā)出控制信號(hào)，控制伺服電機(jī)280帶動(dòng)絲桿282反向轉(zhuǎn)動(dòng)，使錯(cuò)唇模頭260脫離與待涂布面12的接觸，完成涂布過(guò)程。

在涂布過(guò)程中，無(wú)論已涂布面10是單面區(qū)還是空白區(qū)，待涂布面12與錯(cuò)唇模頭260的模頭下唇260a始終貼合在一起，二者的間距基本不會(huì)發(fā)生改變，因此能夠保證涂布厚度以及涂布重量均勻，不會(huì)出現(xiàn)較大偏差，有效降低析鋰風(fēng)險(xiǎn)。

下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)將本申請(qǐng)的雙錯(cuò)位涂布方法與常規(guī)雙錯(cuò)位涂布重量一致性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比，進(jìn)一步說(shuō)明本申請(qǐng)技術(shù)方案的技術(shù)效果。實(shí)驗(yàn)參數(shù)及結(jié)果參見(jiàn)表1和表2，在實(shí)驗(yàn)例以及對(duì)比例中，要求涂布重量均為31mg。

表1本申請(qǐng)的雙錯(cuò)位涂布方法實(shí)驗(yàn)例1-16參數(shù)及測(cè)量結(jié)果

表2常規(guī)雙錯(cuò)位涂布對(duì)比例1-4參數(shù)及測(cè)量結(jié)果

通過(guò)實(shí)驗(yàn)例與對(duì)比例的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，實(shí)驗(yàn)例中的涂布重量的標(biāo)準(zhǔn)差能夠達(dá)到1以下，面密度一致性低于10％，并且在張力75N時(shí)達(dá)到最優(yōu)值，而對(duì)比例中的標(biāo)準(zhǔn)差均在2以上，甚至高于3，面密度一致性也均在20％以上。因此，實(shí)驗(yàn)例所采用的雙錯(cuò)位涂布方法較對(duì)比例中的常規(guī)雙錯(cuò)位涂布方法的涂布重量更為均勻。

本申請(qǐng)實(shí)施例所提供的雙錯(cuò)位涂布方法和裝置能夠保證涂布厚度以及涂布重量均勻，不會(huì)出現(xiàn)較大偏差，有效降低析鋰風(fēng)險(xiǎn)。

以上所述僅為本申請(qǐng)的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本申請(qǐng)，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本申請(qǐng)可以有各種更改和變化，基于本申請(qǐng)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本申請(qǐng)的保護(hù)范圍之內(nèi)。