本發(fā)明涉及鋰電池制造設(shè)備及工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備。

背景技術(shù)：

近年來，為應(yīng)對能源危機(jī)與環(huán)境污染這兩大世界難題，新能源電動汽車得到了飛速發(fā)展。動力鋰離子電池作為目前新能源電動汽車的關(guān)鍵核心部件，電池組制造設(shè)備和工藝等的差導(dǎo)性導(dǎo)致鋰電池性能與使用壽命長短不一，已經(jīng)成為制約新能源電動汽車快速發(fā)展的技術(shù)瓶頸。

現(xiàn)有鋰電池極片的制造包括涂布、烘干、輥壓等多道工藝程序，每道工藝工序和設(shè)備等都會對鋰電池的最終性能和使用壽命等造成影響。而現(xiàn)有鋰電池極片制造大都是單機(jī)作業(yè)，例如涂布、輥壓單機(jī)設(shè)備等，不僅占地面積大、效率低、成本高，而且容易導(dǎo)致制造出的鋰電池極片一致性差的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述技術(shù)問題的部分或者全部，本發(fā)明提出了一種鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備，該一體機(jī)設(shè)備能整合鋰電池的制造工序，改善鋰電池極片的一致性。

為了實現(xiàn)以上發(fā)明目的，本發(fā)明提出了一種具有以下結(jié)構(gòu)的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備，包括軌座和設(shè)在軌座上的：

開卷裝置，其位于軌座的一端，對電池極片集流體放卷；

涂布裝置，其設(shè)在開卷裝置之后，對放卷后的電池極片集流體涂覆漿料；

烘干裝置，其設(shè)在涂布裝置之后，對涂覆漿料后的電池極片集流體進(jìn)行烘干；

輥壓裝置，其設(shè)在烘干裝置之后，對烘干的電池極片進(jìn)行壓實；以及

卷取裝置，其設(shè)在軌座的另一端且位于輥壓裝置之后，用于卷取壓實后的電池極片。

在本發(fā)明中，將通過開卷裝置實現(xiàn)對電池極片的放卷，然后再依次進(jìn)行涂布、烘干、輥壓等工序，最后對壓實的電池極片進(jìn)行卷取。放卷、涂布、烘干、輥壓、收卷等程序整合到一套設(shè)備上，不僅對工序進(jìn)行了整合，而且這種一體機(jī)上生產(chǎn)制作的電池極片，由于設(shè)置的工序、時間、輥壓力等參數(shù)一致，會使得生產(chǎn)出的鋰電池極片的一致性得到很大的提高。

在實施時，所述開卷裝置與卷取裝置之間設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)或輸送機(jī)構(gòu)。在其中一種可行的實施方案中，可通過在開卷裝置與卷取裝置之間設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，通過開卷的推送力、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)和卷取力實現(xiàn)電池極片的連續(xù)自動輸送。在另一種可行的實施方案中，也可以在開卷裝置與卷取裝置之間設(shè)置適合鋰電池極片輸送的輸送機(jī)構(gòu)，該輸送機(jī)構(gòu)可采用現(xiàn)有設(shè)備或現(xiàn)有技術(shù)。

在一種優(yōu)選的實施方案中，所述導(dǎo)向機(jī)構(gòu)為導(dǎo)向輥。在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方案中，在所述開卷裝置與所述涂布裝置之間設(shè)置有開卷導(dǎo)向輥和涂布導(dǎo)向輥。所述輥壓裝置與所述卷取裝置之間設(shè)置有卷取導(dǎo)向輥。在本發(fā)明中，導(dǎo)向輥主要起到引導(dǎo)和/或改變方向的作用。另外，設(shè)置的導(dǎo)向輥也起到對電池極片集流體的支撐作用。可以理解的是，本發(fā)明中的開卷導(dǎo)向輥、涂布導(dǎo)向輥和卷取導(dǎo)向輥可根據(jù)實際需要設(shè)置一個或多個。

在一種實施方案中，所述開卷裝置與所述卷取裝置均由伺服電機(jī)驅(qū)動，卷取過程中所述開卷裝置與所述卷取裝置之間的張力由所述伺服電機(jī)調(diào)節(jié)。由于開卷裝置和驅(qū)動卷取裝置的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速等參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)和控制，通過驅(qū)動開卷裝置和驅(qū)動卷取裝置的伺服電機(jī)的配合可實現(xiàn)對卷取的電池極片集流體的張力的調(diào)節(jié)。

在另一種實施方案時，所述電池極片在所述開卷裝置、涂布裝置、烘干裝置、輥壓裝置與卷取裝置之間輸送實現(xiàn)連續(xù)工藝，所述電池極片的輸送速度由放卷速度和卷取速度共同控制。

在實施時，所述涂布裝置將漿料雙面/或單面縱向涂覆在極片集流體上并能實現(xiàn)均勻涂覆。電池極片集流體經(jīng)涂布導(dǎo)向輥的引導(dǎo)從涂布機(jī)的兩個輥子之間通過時，可實現(xiàn)對電池極片集流體的雙面/或單面涂覆，不僅大大提高了涂覆的效率，而且更容易實現(xiàn)對電池極片的均勻涂覆。

在一種優(yōu)選的實施方案中，所述烘干裝置為烘箱，所述烘箱可設(shè)置為多節(jié)。通過烘箱可實現(xiàn)對電池極片的全封閉或半封閉式烘干，保證電池極片的性能和烘干效果。

在一種優(yōu)選的實施方案中，所述輥壓裝置采用短應(yīng)力線極片輥壓裝置。短應(yīng)力線式極片輥壓裝置結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、成本更低。

在實施時，所述軌座上設(shè)有滑道，所述開卷裝置、涂布裝置、烘干裝置、輥壓裝置和卷取裝置位于所述滑道上且相互的距離可調(diào)節(jié)。方便設(shè)備的排布和安裝。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：

本發(fā)明的一體機(jī)設(shè)備，通過將放卷、涂布、烘干、輥壓、收卷等程序整合到一套設(shè)備上，實現(xiàn)了鋰電池極片的全連續(xù)生產(chǎn)，不僅提高了制造效率、減少了占地面積、能有效地降低成本。而且，能夠?qū)崿F(xiàn)生產(chǎn)過程中關(guān)鍵參數(shù)的自動精確控制，大大改善生產(chǎn)出的鋰電池極片的一致性。

附圖說明

下面將結(jié)合附圖來對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)地描述，在圖中：

圖1顯示了本發(fā)明的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備的其中一個實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖中所示：1、開卷裝置，2、開卷支座，3、開卷導(dǎo)向輥，4、涂布裝置，5、涂布導(dǎo)向輥，6、烘干裝置，7、輥壓裝置，8、卷取導(dǎo)向輥，9、卷取裝置，10、卷取支座，11、軌座。

附圖中，相同的部件使用相同的附圖標(biāo)記。附圖并未按照實際的比例繪制。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的示例性實施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說明，顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是所有實施例的窮舉。并且在不沖突的情況下，本發(fā)明中的實施例及實施例中的特征可以互相結(jié)合。

發(fā)明人在發(fā)明過程中注意到，現(xiàn)有鋰電池在生產(chǎn)制造過程中，主要的國家標(biāo)準(zhǔn)涉及的是提供對人身和財產(chǎn)的安全保護(hù)，但對于鋰電池的性能和使用壽命等沒有行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致鋰電池的性能和使用壽命等差異很大。而鋰電池的性能和使用壽命的一致性又受到生產(chǎn)設(shè)備和工序的影響。而現(xiàn)有技術(shù)中，單機(jī)單工序制造的模式很難實現(xiàn)鋰電池性能和使用壽命等的一致性。

針對以上不足，一方面，本發(fā)明的實施例提出了一種鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備，下面進(jìn)行說明。

如圖1顯示了本發(fā)明的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備的其中一種具體實施例。在該實施例中，本發(fā)明的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備主要包括軌座11以及設(shè)在軌座11上的開卷裝置1、涂布裝置4、烘干裝置6、輥壓裝置7和卷取裝置9。

其中，開卷裝置1位于軌座11的一端(圖1中為左端)，主要起到對電池極片集流體放卷的作用。涂布裝置4，設(shè)在開卷裝置1之后，主要起到對放卷后的電池極片集流體涂覆漿料的作用。烘干裝置6，設(shè)在涂布裝置4之后，主要起到對涂覆漿料后的電池極片集流體進(jìn)行烘干的作用。輥壓裝置7，設(shè)在烘干裝置6之后，對烘干的電池極片進(jìn)行壓實。卷取裝置9，設(shè)在軌座11的另一端(圖1中為右端)且位于輥壓裝置7之后，用于卷取壓實后的電池極片。

在一個實施例中，開卷裝置1與卷取裝置9之間設(shè)置有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)。該種方式通過在開卷裝置1與卷取裝置9之間設(shè)置導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，例如導(dǎo)向輥、導(dǎo)向軸或者導(dǎo)向軸承等，通過開卷的推送力、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的引導(dǎo)和卷取力實現(xiàn)電池極片的連續(xù)自動輸送。

在一個優(yōu)選的實施例中，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)優(yōu)選為導(dǎo)向輥。在本發(fā)明中，導(dǎo)向輥主要起到引導(dǎo)和/或改變方向的作用。另外，設(shè)置的導(dǎo)向輥也起到對電池極片集流體的支撐作用。但同時，由于導(dǎo)向輥表面光滑，不容易劃傷電池極片集流體。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實施例中，在開卷裝置1與涂布裝置4之間設(shè)置有開卷導(dǎo)向輥3和涂布導(dǎo)向輥5。其中，開卷導(dǎo)向輥3連接在開卷裝置1的開卷支座2上。涂布導(dǎo)向輥5連接在涂布裝置4的支座上。可以理解的是，本發(fā)明中的開卷導(dǎo)向輥3、涂布導(dǎo)向輥5可根據(jù)實際需要設(shè)置一個或多個。

在進(jìn)一步優(yōu)選的實施例中，輥壓裝置7與卷取裝置9之間設(shè)置有卷取導(dǎo)向輥8。其中的卷取導(dǎo)向輥8連接在卷取裝置9的卷取支座10上。與開卷導(dǎo)向輥3、涂布導(dǎo)向輥5類似，卷取導(dǎo)向輥8也可根據(jù)實際需要設(shè)置一個或多個。

在另一種未示出的實施例中，也可以在開卷裝置1與卷取裝置9之間設(shè)置適合鋰電池極片輸送的輸送機(jī)構(gòu)。例如適合鋰電池極片輸送的輸送帶，該輸送機(jī)構(gòu)可采用現(xiàn)有設(shè)備或現(xiàn)有技術(shù)，因此此處不再展開闡述。

在一個實施例中，開卷裝置1與卷取裝置9均由伺服電機(jī)驅(qū)動(圖1中未示出)。由于驅(qū)動開卷裝置1和驅(qū)動卷取裝置9的伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速等參數(shù)可根據(jù)需要調(diào)節(jié)和控制，通過驅(qū)動開卷裝置1和驅(qū)動卷取裝置9的兩個伺服電機(jī)的配合可實現(xiàn)對卷取的電池極片集流體的張力的調(diào)節(jié)。

在另一個實施例中，電池極片在開卷裝置1、涂布裝置4、烘干裝置6、輥壓裝置7與卷取裝置9之間輸送實現(xiàn)連續(xù)工藝。電池極片的輸送速度由放卷速度和卷取速度共同控制。進(jìn)一步地，電池極片的輸送速度由驅(qū)動開卷裝置1和驅(qū)動卷取裝置9的兩個伺服電機(jī)共同控制。

在一個實施例中，涂布機(jī)4將漿料雙面/或單面縱向涂覆在極片集流體上并能實現(xiàn)均勻涂覆。如圖1所示，電池極片集流體經(jīng)涂布導(dǎo)向輥5的引導(dǎo)從涂布機(jī)4的兩個輥子之間通過時，可實現(xiàn)對電池極片集流體的雙面/或單面涂覆，不僅大大提高了涂覆的效率，而且更容易實現(xiàn)對電池極片的均勻涂覆。

在其中的一個實施例中，涂布裝置4通過單面涂覆的方式將漿料涂覆到電池極片上。在這種實施方式中，一般只設(shè)置一個涂布裝置4。優(yōu)選該涂布裝置4位于上側(cè)，下面配備有輥動或轉(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)推動電池極片集流體向前勻速運(yùn)動?？梢岳斫獾氖牵撦亜踊蜣D(zhuǎn)動機(jī)構(gòu)的速度應(yīng)與涂布導(dǎo)向輥5的轉(zhuǎn)速以及涂布裝置4的涂覆速度配合。

在另一個實施例中，涂布裝置4通過對電池極片集流體進(jìn)行雙面涂覆的方式將漿料均勻涂覆到電池極片上。即在電池極片集流體的兩面均對應(yīng)設(shè)置有涂布裝置4。優(yōu)選一個涂布裝置4設(shè)置在左側(cè)，一個涂布裝置4設(shè)置在右側(cè)。在電池極片集流體經(jīng)涂布導(dǎo)向輥5引導(dǎo)從兩個涂布裝置4之間通過時，可實現(xiàn)對電池極片集流體的雙面涂覆，不僅大大提高了涂覆的效率，而且縱向涂覆，兩側(cè)作用力基本相同，更容易實現(xiàn)對電池極片的兩面均勻涂覆。

在一種優(yōu)選的實施方案中，烘干裝置6可采用烘箱。而且烘箱可根據(jù)需要設(shè)置為多節(jié)。通過烘箱可實現(xiàn)對電池極片的全封閉或半封閉式烘干，保證電池極片的性能和烘干效果。此處，由于電池極片在烘干過程中，需要保證一定的溫度。在烘箱的環(huán)境中更容易實現(xiàn)對溫度的控制，從而保證電池極片的性能和烘干效果。

在一種優(yōu)選的實施方案中，輥壓裝置7優(yōu)先采用短應(yīng)力線極片輥壓裝置。短應(yīng)力線式極片輥壓裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、外形尺寸小、成本更低等優(yōu)勢，這種優(yōu)勢應(yīng)用到本發(fā)明的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備中會帶來安裝上的便利。

在一種優(yōu)選的實施方案中，軌座11上設(shè)有滑道。開卷裝置1、涂布裝置4、烘干裝置6、輥壓裝置7和卷取裝置9均設(shè)置在該滑道上，而且開卷裝置1、涂布裝置4、烘干裝置6、輥壓裝置7和卷取裝置9相互之間的距離可通過人工或者電動方式調(diào)節(jié)?；赖慕Y(jié)構(gòu)方便各設(shè)備的排布、安裝和調(diào)整。

根據(jù)以上描述，本發(fā)明的鋰電池極片制造主要由開卷裝置1、涂布裝置4、烘干裝置6、輥壓裝置7和卷取裝置9這五部分來完成。本發(fā)明的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備將鋰電池極片的制造流程：開卷→涂布→烘干→輥壓→收卷集合于一體。并可通過全自動控制實現(xiàn)鋰電池極片的全自動連續(xù)制造。相比于目前鋰電池極片的制造設(shè)備與技術(shù)，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且更容易保證制造出的鋰電池極片的一致性。另外，通過對電池極片集流體雙面/或單面縱向涂覆的方式，提高了鋰電池極片的涂布均勻度。

另一方面，根據(jù)與本發(fā)明的鋰電池極片制造一體機(jī)設(shè)備基本相同的發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明還提出了一種鋰電池極片的制作工藝，該工藝主要包括以下步驟：

第一步，電池極片集流體經(jīng)過開卷裝置1放卷；

第二步，電池極片集流體經(jīng)開卷導(dǎo)向輥3導(dǎo)向進(jìn)入涂布裝置4被均勻涂覆漿料；

第三步，涂覆后的電池極片集流體經(jīng)過烘箱6烘干；

第四步，烘干后的電池極片進(jìn)入輥壓裝置7進(jìn)行壓實；

第五步，壓實后的電池極片經(jīng)卷取導(dǎo)向輥8導(dǎo)向被卷取裝置9卷取。

至此，鋰電池極片加工制造完成。本發(fā)明集合鋰電池極片制造中的涂布、烘干、輥壓于一體，通過伺服電機(jī)來控制速度和調(diào)節(jié)張力，實現(xiàn)了鋰電池極片涂布、烘干、輥壓全連續(xù)制造。

盡管已描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員一旦得知了基本創(chuàng)造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。因此，所附權(quán)利要求意欲解釋為包括優(yōu)選實施例以及落入本發(fā)明范圍的所有變更和/或修改，根據(jù)本發(fā)明的實施例作出的變更和/或修改都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。