CN102294878B - 一种锂电池电极材料制备装置 - Google Patents

Abstract

一种锂电池电极材料制备装置，包括机架，机架上依次设置有基材放卷装置、网版印刷组件、烘干装置和材料收卷装置，网版印刷组件包括印刷滚筒和承印滚筒，印刷滚筒和承印滚筒间设置有供基材穿过的工作间隙，印刷滚筒与一介质材料供给装置连接；印刷滚筒为网格式印刷滚筒，该印刷滚筒包括一卷曲呈筒状的圆网，圆网两端固接有使圆网保持筒状的端圈；介质材料供给装置伸入印刷滚筒内；机架还设置有控制装置；本发明通过印刷的方式制备电极材料，介质材料通过印刷滚筒的圆网网格渗出至基材表面，流体状介质材料的流动性仅能影响所在网格的周沿，故而介质材料在基材表面的整体分布均匀，边缘规整，制造效率更高。

Description

一种锂电池电极材料制备装置

技术领域

本发明涉及锂电池制造设备技术领域，特别涉及一种锂电池电极材料制备装置。

背景技术

现在常用的一种锂电池电极材料是将介质材料均匀布设于基材表面而形成。现有技术中，制备这类电极材料的方法一般为涂布式方法，即通过涂布机将流质状态的介质材料以一定压力涂刷于基材表面，再通过烘干等工序完成电极材料的制备。

但是，这种涂布方式的制备方法，由于涂布过程中介质材料为流质状态，在涂刷过程中，介质材料的流动性易造成介质材料在基材表面分布不均匀，烘干后介质材料在基材表面的分布厚度不一致，影响所制作的锂电池使用效果；且介质材料在基材表面边缘处的分布不规整，在制备锂电池时需要进行修边处理，以切除不规整的边缘部分，这亦易造成材料浪费。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种使介质材料在基材表面分布均匀、边缘规整、制造效率高的锂电池电极材料制备装置。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种锂电池电极材料制备装置，包括机架，所述机架上依次设置有基材放卷装置、网版印刷组件、烘干装置和材料收卷装置，所述网版印刷组件包括印刷滚筒和承印滚筒，所述印刷滚筒和承印滚筒间设置有供基材穿过的工作间隙，印刷滚筒与一介质材料供给装置连接；所述印刷滚筒为网格式印刷滚筒，该印刷滚筒包括一卷曲呈筒状的圆网，所述圆网两端固接有使所述圆网保持筒状的端圈；所述介质材料供给装置伸入所述印刷滚筒内；所述机架还设置有控制装置；

所述承印滚筒枢设于印刷设备的机架，所述印刷滚筒通过一托板装置与所述承印滚筒连接；所述印刷滚筒两端枢设于所述托板装置，所述机架在承印滚筒两端分别设置有压力缸，所述压力缸的活塞杆分别顶抵所述托板装置的下端面；所述压力缸与所述控制装置连接；

所述托板装置设置有轴向调节装置，所述轴向调节装置包括一轴向调节伺服电机，所述轴向调节伺服电机输出端与丝杆连接副一端连接，所述丝杆连接副另一端连接至机架；所述轴向调节伺服电机与所述控制装置连接。

本发明的进一步技术方案包括：

所述印刷滚筒与印刷伺服电机输出端连接，所述承印滚筒与承印伺服电机输出端连接，所述印刷伺服电机与承印伺服电机同步反向驱动；所述印刷伺服电机与承印伺服电机均与所述控制装置连接。

所述托板装置通过一枢轴可枢转地设置于所述机架，所述枢轴设置于承印滚筒一端，所述枢轴垂直于所述承印滚筒轴心方向设置；所述托板装置在所述承印滚筒远离枢轴的一端设置有调节机构，所述调节结构包括一基板，所述基板设置有导轨，所述导轨上滑设有滑块，所述基板设置有驱动滑块沿导轨滑动的调节手柄，所述基板下表面与所述压力缸的活塞杆连接，所述导轨与所述印刷滚筒固接。

所述印刷滚筒设置有圆网拉伸装置，所述圆网拉伸装置设置于印刷滚筒远离连接有印刷伺服电机的一端，所述圆网拉伸装置包括一拉伸压力缸，所述拉伸压力缸的活塞杆与远离印刷伺服电机的一端圈固接，所述拉伸压力缸的活塞杆平行于所述印刷滚筒轴向设置；所述拉伸压力缸与所述控制装置连接。

所述印刷滚筒内设置有刮刀装置，所述刮刀装置包括一刮刀和一刮刀轴，所述刮刀轴相对于所述印刷滚筒轴心平行设置，所述刮刀装置设置有刮刀调节装置，所述刮刀调节装置包括固接于所述印刷滚筒端部的刮刀调节驱动装置，所述刮刀调节驱动装置输出端铰接有连接杆，所述连接杆中部铰接于印刷滚筒端部，所述连接杆远离刮刀调节驱动装置活塞杆的一端与一套环铰接，所述套环套设于所述刮刀轴；所述刮刀调节驱动装置与所述控制装置连接。

根据以上所述的，所述机架在所述网版印刷组件与材料收卷装置之间设置有印刷检测装置，所述印刷检测装置设置于网版印刷组件与烘干装置之间，和/或烘干装置与材料收卷装置之间；所述印刷检测装置与所述控制装置连接。

进一步地，所述印刷检测装置包括厚度感应测量装置，和/或亮点视觉检测装置。

所述烘干装置两端交错设置有反向辊；电极材料依次经由烘干装置两端的反向辊改变传送方向而在烘干装置内层叠分布。

本发明有益效果为：本发明的一种锂电池电极材料制备装置，包括机架，所述机架上依次设置有基材放卷装置、网版印刷组件、烘干装置和材料收卷装置，所述网版印刷组件包括印刷滚筒和承印滚筒，所述印刷滚筒和承印滚筒间设置有供基材穿过的工作间隙，印刷滚筒与一介质材料供给装置连接；所述印刷滚筒为网格式印刷滚筒，该印刷滚筒包括一卷曲呈筒状的圆网，所述圆网两端固接有使所述圆网保持筒状的端圈；所述介质材料供给装置伸入所述印刷滚筒内；所述机架还设置有控制装置；本发明通过印刷的方式制备电极材料，介质材料通过印刷滚筒的圆网网格渗出至基材表面，流体状介质材料的流动性仅能影响所在网格的周沿，故而介质材料在基材表面的整体分布均匀，边缘规整；且相较于涂布方式，印刷方式的制造效率更高。

附图说明：

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制。

附图1是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的工作原理图。

附图2是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的正面结构示意图。

附图3是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的俯视图。

附图4是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的网版印刷组件结构示意图。

附图5是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的网版印刷组件的分解示意图。

附图6是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的网版印刷组件的另一视角的结构示意图。

附图7是本发明的一种锂电池电极材料制备装置的网版印刷组件的背面结构示意图。

图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7中包括：

1——印刷滚筒；11——圆网；12——端圈；2——承印滚筒；

3——介质材料供给装置；4——印刷伺服电机；5——承印伺服电机；

6——机架；7——托板装置；8——压力缸；9——枢轴；

10——调节机构；101——基板；102——导轨；103——滑块；

104——调节手柄；111——轴向调节伺服电机；112——丝杆连接副；

12——圆网拉伸装置；13——刮刀装置；131——刮刀轴；

132——套环；14——刮刀调节装置；141——刮刀调节驱动装置；

142——连接杆；15——包胶辊轮；16——轴距调节压力缸；

20——基材放卷装置；21——网版印刷组件；22——烘干装置；

221——反向辊；23——材料收卷装置；24——印刷材料检测装置；

25——控制装置；30——基材。

 具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

见图1、图2和图3所示，一种锂电池电极材料制备装置，包括机架6，所述机架6上依次设置有基材放卷装置20、网版印刷组件21、烘干装置22和材料收卷装置23，所述网版印刷组件21包括印刷滚筒1和承印滚筒2，所述印刷滚筒1和承印滚筒2间设置有供基材30穿过的工作间隙，印刷滚筒1与一介质材料供给装置3连接；所述印刷滚筒1为网格式印刷滚筒，该印刷滚筒1包括一卷曲呈筒状的圆网11，所述圆网11两端固接有使所述圆网11保持筒状的端圈12；所述介质材料供给装置3伸入所述印刷滚筒1内；所述机架6还设置有控制装置25。

本发明在工作时，裹卷呈卷状的基材30自所述基材放卷装置20放卷，并经过纠偏、张力调节后送入所述网版印刷组件21的工作间隙；介质材料则经由所述介质材料供给装置3送入所述网版印刷组件21的印刷滚筒1内，随着所述网版印刷组件21的运转，介质材料自所述圆网11的网格渗出，并在印刷滚筒1与承印滚筒2之间的压力下均匀附着于基材30表面，完成介质材料附着的基材30进入烘干装置22，经烘干后，介质材料干燥呈固态并均匀分布于基材30表面而成型为电极材料，最后经由所述材料收卷装置23收卷。本发明通过印刷的方式制备电极材料，介质材料通过印刷滚筒1的圆网11网格渗出至基材30表面，流体状介质材料的流动性仅能影响所在网格的周沿，故而介质材料在基材30表面的整体分布均匀，边缘规整；且相较于涂布方式，印刷方式的制造效率更高。

见图4、图5、图6和图7所示，本发明印刷滚筒1与印刷伺服电机4输出端连接，承印滚筒2与承印伺服电机5输出端连接，所述印刷伺服电机4与承印伺服电机5同步反向驱动；所述印刷伺服电机4与承印伺服电机5均与所述控制装置25连接。由于用于附着介质材料的基础为较脆易碎的材料，抗拉强度较低，印刷过程中易被拉断，故而本发明采用印刷滚筒1与承印滚筒2分别驱动的方式，在工作时，基材30自所述工作间隙穿过，介质材料供给至印刷滚筒1，并在印刷滚筒1和承印滚筒2间的挤压下被印刷至基材30表面；由于所述印刷滚筒1与承印滚筒2均为主动辊体，基材30自印刷滚筒1与承印滚筒2间的间隙被传送并印刷时，基材30上下表面所受的摩擦力方向一致，不会使基材30形成拉应力，故而不会造成基材30拉裂或拉碎，提高了印刷质量。

其中，本发明所的述承印滚筒2枢设于印刷设备的机架6，所述印刷滚筒1通过一托板装置7与所述承印滚筒2连接；所述印刷滚筒1两端枢设于所述托板装置7，所述机架6在承印滚筒2两端分别设置有压力缸8，所述压力缸8的活塞杆分别顶抵所述托板装置7的下端面；所述压力缸8与所述控制装置25连接。这样，可以通过压力缸8的活塞杆驱动所述托板装置7上下移动，从而带动印刷滚筒1上下移动，一方面可以藉此调节印刷滚筒1与承印滚筒2的轴距，即调整所述工作间隙的大小，从而调节印刷滚筒1与承印滚筒2对基材30的挤压力大小，以适用不同基材30的不同印刷要求；另一方面，亦可通过所述压力缸8的驱动，使印刷滚筒1与承印滚筒2分离，以便在停止工作时从工作间隙中取放基材30。这提高了本发明的使用便利性。

见图4、图5所示，本发明所述的托板装置7设置有轴向调节装置，所述轴向调节装置包括一轴向调节伺服电机111，所述轴向调节伺服电机111输出端与丝杆连接副112一端连接，所述丝杆连接副112另一端连接至机架6；所述轴向调节伺服电机111与所述控制装置25连接。在印刷过程中，要求印刷滚筒1将介质材料印刷至基材30的指定区域，但由于装配误差或使用磨损，印刷滚筒1难免在其轴心方向安装误差超出规定范围，这会造成印偏或脱出基材30范围的缺陷。本发明的轴向调节装置可克服该缺陷；即，可通过所述轴向调节伺服电机111驱动，使所述托板装置7沿印刷滚筒1的轴向移动，从而调节印刷滚筒1相对于承印滚筒2的轴向位置。这亦提高了本发明的工作可靠性。

其中，所述托板装置7通过一枢轴9可枢转地设置于所述机架6，所述枢轴9设置于承印滚筒2一端，所述枢轴9垂直于所述承印滚筒2轴心方向设置；所述托板装置7在所述承印滚筒2远离枢轴9的一端设置有调节机构10，所述调节结构包括一基板101，所述基板101设置有导轨102，所述导轨102上滑设有滑块103，所述基板101设置有驱动滑块103沿导轨102滑动的调节手柄104，所述基板101下表面与所述压力缸8的活塞杆连接，所述导轨102与所述印刷滚筒1固接。在印刷过程中，要求印刷滚筒1与承印滚筒2的轴心线相互平行，然而，在实际安装和工作中，难免由于装配误差，或由于使用磨损而导致印刷滚筒1与承印滚筒2的轴心线的平行度超过误差范围；通过本发明所述的调节机构10可调节印刷滚筒1与承印滚筒2的轴心线平行度。具体的，可通过所述调节手柄104驱动所述滑块103沿导轨102滑移，从而带动托板装置7以所述枢轴9为旋转轴心转动，进而使枢设于托板装置7的印刷滚筒1以所述枢轴9为旋转轴心转动，而完成印刷滚筒1与承印滚筒2的轴心线平行度的调节。这提高了本发明的工作可靠性。

其中，本发明所述的印刷滚筒1设置有圆网拉伸装置12，所述圆网拉伸装置12设置于印刷滚筒1远离连接有印刷伺服电机4的一端，所述圆网拉伸装置12包括一拉伸压力缸，所述拉伸压力缸的活塞杆与远离印刷伺服电机4的一端圈12固接，所述拉伸压力缸的活塞杆平行于所述印刷滚筒1轴向设置；所述拉伸压力缸与所述控制装置25连接。主要由圆网11构成的印刷滚筒1，由于圆网11为柔性材料，易产生扭曲或其它不平整现象，通过所述圆网拉伸装置12，可将圆网11拉平，使之保持筒状，这提高了本实施例的工作可靠性。

其中，本发明所述的印刷滚筒1内设置有刮刀装置13，所述刮刀装置13包括一刮刀和一刮刀轴131，所述刮刀轴131相对于所述印刷滚筒1轴心平行设置，所述刮刀装置13设置有刮刀调节装置14，所述刮刀调节装置14包括固接于所述印刷滚筒1端部的刮刀调节驱动装置141，具体的，所述刮刀驱动调节装置141可以是液压缸、气缸或电机；所述刮刀调节驱动装置141输出端铰接有连接杆142，所述连接杆142中部铰接于印刷滚筒1端部，所述连接杆142远离刮刀调节驱动装置141活塞杆的一端与一套环132铰接，所述套环132套设于所述刮刀轴131；所述刮刀调节驱动装置141与所述控制装置25连接。工作时，通过所述刮刀调节驱动装置141，可推动所述连接杆142以其中部铰链为旋转轴心转动，从而带动套环132绕刮刀轴131轴心旋转，而带动刀轴旋转，即驱动刮刀绕刮刀轴131转动，达到驱动和调节刮刀的目的。

见图1、图2、图3所示，本发明所述机架6在所述网版印刷组件21与材料收卷装置23之间设置有印刷检测装置24，所述印刷检测装置24设置于网版印刷组件21与烘干装置22之间，和/或烘干装置22与材料收卷装置23之间；所述印刷检测装置24与所述控制装置25连接。通过所述印刷检测装置24，可以检测介质材料在基材30表面的分布情况，反映介质材料在基材30表面的分布情况的数据被所述印刷检测装置24采集后送至所述控制装置25，以便于控制装置25控制调节驱动部件，以调节所述网版印刷装置，这提高了本发明的工作可靠性。

作为本发明的一个具体实施例，所述印刷检测装置24可以是厚度感应测量装置，或者是亮点视觉检测装置，或者包括厚度感应测量装置和亮点视觉检测装置。所述的厚度感应测量装置主要包括厚度传感器，用于采集电极材料的厚度数据并反馈给所述控制装置25，以便于控制介质材料的印刷厚度；而所述亮点视觉检测装置则主要包括工业照相装置，用于采集网版印刷的印刷物表面是否存在未附着印刷材料的亮点，以便于检修网版印刷组件21，以消除亮点。所述的主要包括厚度传感器的厚度感应测量装置，以及主要包括工业照相装置的亮点视觉检测装置均为材料检测技术领域常用的公知技术，这里不赘述其结构和工作原理。

见图1所示，本发明所述的烘干装置22两端交错设置有反向辊221；电极材料依次经由烘干装置22两端的反向辊221改变传送方向而在烘干装置22内层叠分布。由于本发明采用网版印刷的方式完成介质材料在基材30表面的布设，布设时流体状的介质材料流动范围仅在所在网格的周沿，流动范围较小，故而介质材料的粘稠度可以较高，这样介质材料附着于基材30表面后形态可以较为固定，一方面易于烘干，另一方面不易在基材30表面流动，因而本发明可以通过所述反向辊221改变基材30传送方向的采用层叠分布方式进行烘干。相较于现有技术的基材30直线型分布的烘干方式，本发明的烘干装置22一方面缩短了烘干装置22的长度，有利于节约电极材料制备装置的占地空间，另一方面提高了烘干效率，从而提高了电极材料的制备效率，同时，亦节约了烘干装置22的热量利用率。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (8)

1.一种锂电池电极材料制备装置，它包括机架，所述机架上依次设置有基材放卷装置、网版印刷组件、烘干装置和材料收卷装置，所述网版印刷组件包括印刷滚筒和承印滚筒，所述印刷滚筒和承印滚筒间设置有供基材穿过的工作间隙，印刷滚筒与一介质材料供给装置连接；所述印刷滚筒为网格式印刷滚筒，该印刷滚筒包括一卷曲呈筒状的圆网，所述圆网两端固接有使所述圆网保持筒状的端圈；所述介质材料供给装置伸入所述印刷滚筒内；所述机架还设置有控制装置；其特征在于：

所述承印滚筒枢设于印刷设备的机架，所述印刷滚筒通过一托板装置与所述承印滚筒连接；所述印刷滚筒两端枢设于所述托板装置，所述机架在承印滚筒两端分别设置有压力缸，所述压力缸的活塞杆分别顶抵所述托板装置的下端面；所述压力缸与所述控制装置连接；

所述托板装置设置有轴向调节装置，所述轴向调节装置包括一轴向调节伺服电机，所述轴向调节伺服电机输出端与丝杆连接副一端连接，所述丝杆连接副另一端连接至机架；所述轴向调节伺服电机与所述控制装置连接。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述印刷滚筒与印刷伺服电机输出端连接，所述承印滚筒与承印伺服电机输出端连接，所述印刷伺服电机与承印伺服电机同步反向驱动；所述印刷伺服电机与承印伺服电机均与所述控制装置连接。

3.根据权利要求1所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述托板装置通过一枢轴可枢转地设置于所述机架，所述枢轴设置于承印滚筒一端，所述枢轴垂直于所述承印滚筒轴心方向设置；所述托板装置在所述承印滚筒远离枢轴的一端设置有调节机构，所述调节结构包括一基板，所述基板设置有导轨，所述导轨上滑设有滑块，所述基板设置有驱动滑块沿导轨滑动的调节手柄，所述基板下表面与所述压力缸的活塞杆连接，所述导轨与所述印刷滚筒固接。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述印刷滚筒设置有圆网拉伸装置，所述圆网拉伸装置设置于印刷滚筒远离连接有印刷伺服电机的一端，所述圆网拉伸装置包括一拉伸压力缸，所述拉伸压力缸的活塞杆与远离印刷伺服电机的一端圈固接，所述拉伸压力缸的活塞杆平行于所述印刷滚筒轴向设置；所述拉伸压力缸与所述控制装置连接。

5.根据权利要求4所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述印刷滚筒内设置有刮刀装置，所述刮刀装置包括一刮刀和一刮刀轴，所述刮刀轴相对于所述印刷滚筒轴心平行设置，所述刮刀装置设置有刮刀调节装置，所述刮刀调节装置包括固接于所述印刷滚筒端部的刮刀调节驱动装置，所述刮刀调节驱动装置输出端铰接有连接杆，所述连接杆中部铰接于印刷滚筒端部，所述连接杆远离刮刀调节驱动装置活塞杆的一端与一套环铰接，所述套环套设于所述刮刀轴；所述刮刀调节驱动装置与所述控制装置连接。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述机架在所述网版印刷组件与材料收卷装置之间设置有印刷检测装置，所述印刷检测装置设置于网版印刷组件与烘干装置之间，和/或烘干装置与材料收卷装置之间；所述印刷检测装置与所述控制装置连接。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述印刷检测装置包括厚度感应测量装置，和/或亮点视觉检测装置。

8.根据权利要求1所述的一种锂电池电极材料制备装置，其特征在于：所述烘干装置两端交错设置有反向辊；电极材料依次经由烘干装置两端的反向辊改变传送方向而在烘干装置内层叠分布。

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