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CN111081969A - 一种浆料去除方法及实现该方法的组件、系统 - Google Patents

一种浆料去除方法及实现该方法的组件、系统 Download PDF

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李国栋
纪荣进
郑明清
陈杰
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Abstract

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种浆料去除方法，包括以下步骤：步骤一，在集流体的表面设置预备空箔区，将浆料涂覆在所述集流体上，得到活性物质层；步骤二，设置所述预备空箔区的上方为正压，使所述预备空箔区表面的浆料聚集；步骤三，设置所述预备空箔区的上方为负压，抽吸所述预备空箔区表面聚集的浆料，得到空箔区。本发明方法量产性好，无特殊耗材引入，成本较低，并且相对于目前的烘干后刮除部分活性物质层的方式不会对集流体造成损伤破坏，电芯的安全性能更优。

Description

一种浆料去除方法及实现该方法的组件、系统
技术领域
本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种浆料去除方法及实现该方法的组件、系统。
背景技术
近年来，锂离子电池行业发展迅速，锂离子电池已经广泛应用到社会生活的各个方面，其具有高能量密度、高电压、高循环和高工作温度等优点。
锂离子电池电芯为了满足快充要求，电芯设计方面提出了极耳中置结构的电芯，在制造层面上，要实现极耳中置，需要实现正负极片中间预留焊接槽位的极片结构，需要将涂覆在集流体上的活性材料层预留一部分不涂或涂完烘干后去除一部分，用来焊接极耳。
目前业界一般采用涂布烘干后刮除部分活性物质层的方式，然而，由于极片已经烘干，活性物质层与集流体已经干燥，再进行刮除部分活性物质层会破坏集流体，降低了电芯的安全性能，而且操作效率、操作稳定性方面还有待提升。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种浆料去除方法，在极片涂布后再去除空箔区表面的浆料，防止刮除操作会破坏集流体，降低电芯的安全性能，并能够提高量产过程中的效率和操作稳定性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种浆料去除方法，包括以下步骤：
步骤一，在集流体的表面设置预备空箔区，将浆料涂覆在所述集流体上，得到活性物质层；
步骤二，设置所述预备空箔区的上方为正压，使所述预备空箔区表面的浆料聚集；
步骤三，设置所述预备空箔区的上方为负压，抽吸所述预备空箔区表面聚集的浆料，得到空箔区。
作为本发明所述的浆料去除方法的一种改进，设置所述预备空箔区的上方为正压具体为对所述预备空箔区通压缩空气。在预备空箔区的上方通压缩空气，使压缩空气形成正压出风风刀，正压空气分子高速撞击预备空箔区表面的浆料，使预备空箔区表面的浆料聚集。
作为本发明所述的浆料去除方法的一种改进，所述通压缩空气的压力为0.1～1MPa。压缩空气压力过大，会将非预备空箔区表面的浆料也随之移动、聚集，后续设置预备空箔区上方为负压时被吸走，使得被吸走的浆料区域变大。压缩空气的压力过小，无法形成高速的正压出风风刀，仅有小部分预备空箔区表面的浆料会聚集，使得预备空箔区表面的浆料后续无法被全部吸走，无法满足设计要求。优选的，通压缩空气的压力为0.3～0.6MPa。
作为本发明所述的浆料去除方法的一种改进，设置所述预备空箔区的上方为负压具体为对所述预备空箔区抽真空。对预备空箔区的上方抽真空时产生的负压会将预备空箔区表面聚集的浆料吸走，得到空箔区。
作为本发明所述的浆料去除方法的一种改进，所述抽真空的压力为大于-90KPa。抽真空的压力不能过大，压力过大会造成极片发生抖动，影响极片涂布过程中的均匀性和稳定性。抽真空的压力也不能过小，压力过小会使得预备空箔区表面的浆料吸取不完全，仍会存在预备空箔区表面的部分浆料无法被吸走的情况。
作为本发明所述的浆料去除方法的一种改进，还包括步骤四，将得到空箔区的极片烘干。预备空箔区表面的浆料被都吸走，在活性物质层的表面得到若干空箔区后后再进行烘干、定型，相对于烘干后再进行刮除的方法，避免了刮除部分活性物质层的过程中会损坏集流体的可能，提高了电芯的安全性能。
本发明的另一目的在于，提供一种实现说明书前文任一项所述方法的浆料去除组件，包括可上下移动的气嘴，所述气嘴包括并列设置的第一正压腔体、负压腔体和第二正压腔体，所述第一正压腔体的底部和所述第二正压腔体的底部分别设置有正压缝，所述负压腔体的底部设置有负压孔。使用时，当浆料去除组件到达预备空箔区上方时，从正压缝出风形成正压出风风刀，正压出风风刀中的高速空气分子撞击涂覆在预备空箔区表面的浆料使浆料聚集并朝着负压孔移动，然后负压孔吸走预备空箔区表面聚集的浆料，完成去除浆料的操作。将负压腔体设置在第一正压腔体和第二正压腔体的中间，正压出风风刀分别从第一正压腔体和第二正压腔体的底部形成，将预备空箔区表面的浆料向中间的负压孔聚集，再通过负压孔将预备空箔区表面的浆料吸走，实现极片涂布后浆料的去除。负压腔体的两边分别设置第一负压腔体和第二负压腔体，使预备空箔区表面的浆料充分聚集，能够实现预备空箔区表面聚集浆料的充分去除。其中，正压出风风刀的风速设置为50～100m/s，正压缝的宽度为0.1～0.3mm。
作为本发明所述的浆料去除组件的一种改进，所述浆料去除组件与所述活性物质层的距离为0.1～5mm。设置预备空箔区的上方为正压时，浆料去除组件与活性物质层的距离不能过高，距离过高会使得形成的正压风刀不足以将预备空箔区表面的浆料聚集，后续无法被负压孔抽走。设置所述预备空箔区的上方为负压时，浆料去除组件与活性物质层的距离同样不能过高，过高不足以使得预备空箔区表面聚集的浆料被吸走。优选的，正压时，浆料去除组件与活性物质层的距离为3mm。优选的，负压时，浆料去除组件与活性物质层的距离为1mm。
本发明的再一目的在于，提供一种实现说明书前文任一项所述方法的浆料去除系统，包括浆料收集桶、抽真空装置以及浆料去除组件，所述浆料去除组件为说明书前文所述的浆料去除组件，所述浆料去除组件连通所述浆料收集桶，所述浆料收集桶连通所述抽真空装置。其中，抽真空装置包括真空管道和与所述真空管道连接的真空泵，打开真空泵，负压高速空气将预备空箔区表面聚集的浆料吸入到负压腔体，再随真空管道进入到浆料收集桶内，在浆料收集桶内实现气体和浆料分离，预备空箔区表面聚集的浆料流入到浆料收集桶的底部，气体经过过滤后流入真空泵。该浆料去除系统能够回收去除的浆料，实现浆料再次利用，降低企业成本。
作为本发明所述的浆料去除系统的一种改进，还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述气嘴上下移动。其中，驱动装置包括伺服电机。
本发明的有益效果包括但不限于：本发明提供的浆料去除方法，整个工艺流程简单，与现在锂离子电池涂布工序契合度高，预备空箔区的上方为正压，使预备空箔区表面的浆料聚集，再设置预备空箔区的上方为负压，抽吸预备空箔区表面聚集的浆料，得到空箔区，即可实现正负极片中间预留焊接槽位结构的极片的涂布。本发明方法量产性好，无特殊耗材引入，成本较低，并且相对于目前的烘干后刮除部分活性物质层的方式不会对集流体造成损伤破坏，电芯的安全性能更优。
附图说明
图1是本发明浆料去除方法的整体结构示意图。
图2是本发明浆料去除组件中气嘴的结构示意图。
其中，1-集流体，2-浆料去除组件，3-活性物质层，31-预备空箔区，32-空箔区，4-浆料收集桶，5-真空泵，6-增压泵，7-压缩空气管道，8-真空管道，9-正压缝，10-负压孔，11-第一正压腔体，12-负压腔体，13-第二正压腔体。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
本实施例提供一种浆料去除方法，包括以下步骤：
步骤一，在集流体1的表面设置预备空箔区31，将浆料涂覆在集流体1上，得到活性物质层3；
步骤二，设置预备空箔区31的上方为正压，使预备空箔区31表面的浆料聚集；
步骤三，设置预备空箔区31的上方为负压，抽吸预备空箔区31表面聚集的浆料，得到空箔区32。
进一步地，设置预备空箔区31的上方为正压具体为对预备空箔区31通压缩空气。在预备空箔区31的上方通压缩空气，使压缩空气形成正压出风风刀，正压空气分子高速撞击预备空箔区31表面的浆料，使预备空箔区31表面的浆料聚集。
进一步地，通压缩空气的压力为0.1～1MPa。压缩空气压力过大，会将非预备空箔区表面的浆料也随之移动、聚集，后续设置预备空箔区31上方为负压时被吸走，使得被吸走的浆料区域变大。压缩空气的压力过小，无法形成高速的正压出风风刀，仅有小部分预备空箔区31表面的浆料会聚集，使得预备空箔区31表面的浆料后续无法被全部吸走，无法满足设计要求。
进一步地，设置预备空箔区31的上方为负压具体为对预备空箔区31抽真空。对预备空箔区31的上方抽真空时产生的负压会将预备空箔区31表面聚集的浆料吸走，得到空箔区32。
进一步地，抽真空的压力为大于-90KPa。抽真空的压力不能过大，压力过大会造成极片发生抖动，影响极片涂布过程中的均匀性和稳定性。抽真空的压力也不能过小，压力过小会使得预备空箔区31表面的浆料吸取不完全，仍会存在预备空箔区31表面的部分浆料无法被吸走的情况。
进一步地，还包括步骤四，将得到空箔区的极片烘干。预备空箔区31表面的浆料被都吸走，在活性物质层3的表面得到若干空箔区后后再进行烘干、定型，相对于烘干后再进行刮除的方法，避免了刮除部分活性物质层3的过程中会损坏集流体1的可能，提高了电芯的安全性能。
实施例2
本实施例提供一种实现实施例1的方法的浆料去除组件2，包括可上下移动的气嘴，气嘴包括并列设置的第一正压腔体11、负压腔体12和第二正压腔体13，第一正压腔体11的底部和第二正压腔体13的底部分别设置有正压缝9，负压腔体12的底部设置有负压孔10。使用时，当浆料去除组件2到达预备空箔区31上方时，从正压缝9出风形成正压出风风刀，正压出风风刀中的高速空气分子撞击涂覆在预备空箔区31表面的浆料使浆料聚集并朝着负压孔10移动，然后负压孔10吸走预备空箔区31表面聚集的浆料，完成去除浆料的操作。将负压腔体12设置在第一正压腔体11和第二正压腔体13的中间，正压出风风刀分别从第一正压腔体11和第二正压腔体13的底部形成，将预备空箔区31表面的浆料向中间的负压孔10聚集，再通过负压孔10将预备空箔区31表面的浆料吸走，实现极片涂布后浆料的去除。负压腔体12的两边分别设置第一负压腔体12和第二负压腔体12，使预备空箔区31表面的浆料充分聚集，能够实现预备空箔区31表面聚集浆料的充分去除。加压组件包括增压泵6和压缩空气管道7，正压出风风刀通过向正压缝9通入正压压缩空气实现。其中，正压出风风刀的风速设置为50～100m/s，正压缝9的宽度为0.1～0.3mm。
进一步地，浆料去除组件2与活性物质层3的距离为0.1～5mm。设置预备空箔区31的上方为正压时，浆料去除组件2与活性物质层3的距离不能过高，距离过高会使得形成的正压风刀不足以将预备空箔区31表面的浆料聚集，后续无法被负压孔10抽走。设置预备空箔区31的上方为负压时，浆料去除组件2与活性物质层3的距离同样不能过高，过高不足以使得预备空箔区31表面聚集的浆料被吸走。优选的，正压时，浆料去除组件2与活性物质层3的距离为3mm。优选的，负压时，浆料去除组件2与活性物质层3的距离为1mm。
实施例3
本实施例提供一种实现实施例1任一项方法的浆料去除系统，包括浆料收集桶4、抽真空装置以及浆料去除组件2，浆料去除组件2为实施例2所述的浆料去除组件2，浆料去除组件2连通浆料收集桶4，浆料收集桶4连通抽真空装置。其中，抽真空装置包括真空管道8和与真空管道8连接的真空泵5，打开真空泵5，负压高速空气将预备空箔区31表面聚集的浆料吸入到负压腔体12，再随真空管道8进入到浆料收集桶4内，在浆料收集桶4内实现气体和浆料分离，预备空箔区31表面聚集的浆料流入到浆料收集桶4的底部，气体经过过滤后流入真空泵5。该浆料去除系统能够回收去除的浆料，实现浆料再次利用，降低企业成本。
进一步地，还包括驱动装置，驱动装置驱动气嘴上下移动。其中，驱动装置包括伺服电机。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种浆料去除方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一，在集流体的表面设置预备空箔区，将浆料涂覆在所述集流体上，得到活性物质层；
步骤二，设置所述预备空箔区的上方为正压，使所述预备空箔区表面的浆料聚集；
步骤三，设置所述预备空箔区的上方为负压，抽吸所述预备空箔区表面聚集的浆料，得到空箔区。
2.根据权利要求1所述的浆料去除方法，其特征在于，设置所述预备空箔区的上方为正压具体为对所述预备空箔区通压缩空气。
3.根据权利要求2所述的浆料去除方法，其特征在于，所述通压缩空气的压力为0.1～1MPa。
4.根据权利要求1所述的浆料去除方法，其特征在于，设置所述预备空箔区的上方为负压具体为对所述预备空箔区抽真空。
5.根据权利要求4所述的浆料去除方法，其特征在于，所述抽真空的压力为大于-90KPa。
6.根据权利要求1所述的浆料去除方法，其特征在于，还包括步骤四，将得到空箔区的极片烘干。
7.一种实现如权利要求1～6任一项所述方法的浆料去除组件，其特征在于，包括可上下移动的气嘴，所述气嘴包括并列设置的第一正压腔体、负压腔体和第二正压腔体，所述第一正压腔体的底部和所述第二正压腔体的底部分别设置有正压缝，所述负压腔体的底部设置有负压孔。
8.根据权利要求7所述的浆料去除组件，其特征在于，所述浆料去除组件与所述活性物质层的距离为0.1～5mm。
9.一种实现如权利要求1～6任一项所述方法的浆料去除系统，其特征在于，包括浆料收集桶、抽真空装置以及浆料去除组件，所述浆料去除组件为权利要求7～8任一项所述的浆料去除组件，所述浆料去除组件连通所述浆料收集桶，所述浆料收集桶连通所述抽真空装置。
10.根据权利要求9所述的浆料去除系统，还包括驱动装置，所述驱动装置驱动所述气嘴上下移动。
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