[发明专利]一种涂布装置

说明书

技术领域

本发明属于生产设备领域，尤其涉及一种能改善锂电池极片涂布一致性的涂布装置。

背景技术

锂离子电池作为一种新兴的能源存储载体和新能源领域的生力军，将会在变革人类生活方式的过程中扮演越来越重要的角色。

锂离子电池的制备过程一般包括搅拌、涂布、冷压、裁剪、卷绕、化成和容量等工序。其中，极片的涂布工序是锂离子电池生产过程中的关键工序，涂布的品质和涂布的一致性直接影响电池的容量、安全性及成本。因此，改善涂布工序的品质和一致性成为锂电池行业的重要课题。

目前，为了提高涂布工序的品质和一致性，一般在涂布过程中增加涂布量的测量装置，并对测量装置采集到的数据进行计算机处理，得到涂布状况。但是仅仅依靠涂布量测量装置并不能真正改善锂离子电池极片涂布的品质和一致性，因为测量到涂布量的数据后，并不能及时反馈给涂布系统，使涂布系统做出相应的调整，而仅仅是在涂布结束后或者在涂布的同时了解涂布的状况。

有鉴于此，确有必要提供一种能够对涂布量进行反馈使涂布装置作出调整从而改善锂离子电池极片的涂布品质和徒步一致性的涂布装置。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够对涂布量进行反馈使涂布装置作出调整从而改善锂离子电池极片的涂布品质和徒步一致性的涂布装置，从而改善锂离子电池的容量、安全等性能，提高生产效率，降低生产成本。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种涂布装置，包括涂布单元、测量单元、反馈控制单元和收卷单元，涂布单元和测量单元连接，反馈控制单元的一端连接测量单元，将测量单元所得信号反馈给涂布单元。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述涂布单元包括用于牵引空白基材的放卷装置、位于所述放卷装置下游的背辊、和所述背辊匹配的涂布辊、为涂布辊供应浆料的来料槽、位于所述涂布辊上方的刮刀以及用于烘烤涂布后基材的烘烤隧道。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述测量单元包括非接触面密度测量仪和用于数据采集及分析控制的的计算机，二者电连接。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述面密度测量仪内包括β-射线源、电离室传感器、往复运动机构和智能处理器。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述反馈控制单元包括可编程逻辑控制器和分别于所述可编程逻辑控制器连接的测量刮刀和涂布辊间隙的间隙测量装置、用于调节背辊和涂布辊转速比的速比调节装置和用于调节刮刀和涂布辊间隙的间隙调节装置。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述间隙测量装置包括与所述可编程逻辑控制器连接的光学位移传感器。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述速比调节装置包括与可编程逻辑控制器相连的变频器和连接于所述变频器和涂布辊之间的速比调节电机。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述间隙调节装置包括与可编程逻辑控制器相连的电机驱动器和连接于所述电机驱动器和刮刀之间的刮刀调节电机。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述计算机内含有一套含数据通讯和分析处理功能的软件。

作为本发明涂布装置的一种改进，所述放卷装置、背辊、烘烤隧道和收卷装置通过传动皮带连接。

本发明的工作原理是：采用非接触面密度测量仪沿涂布极片移动方向的垂直方向实时往复运动，以靠近但不接触极片的距离对涂布后的膜片的面密度进行测量，通过面密度测量仪自带智能处理器与配备有通讯插件的计算机之间的数据交换接口和协议，及安装在计算机上的一套软件，将测量数据传送到计算机，软件同时通过其与可编程逻辑控制器的数据交换通讯模块从可编程逻辑控制器中读取速比、左右刮刀高度和设备运行参数，综合面密度数据及设备参数，以最小二乘法及指数加权移动平均算法对数据进行分析处理，计算出合理的调节速比、左右刮刀高度，并将计算值通过可编程逻辑控制器分别传递给速比调节装置和间隙调节装置，从而形成涂层面密度的闭环反馈控制。以此实时监控及闭环反馈控制系统，确保涂层均匀一致、高生产效率、高良品率，进而达到改善电池性能和降低成本的目的。

本发明的有益效果是：非接触式测量带来高良品率可减少物料损耗，降低生产成本；在线实时测量及反馈控制，大幅改善涂层一致性，收窄电池容量分布范围，提高了体积一定的电池的容量，也可减少电池设计的容量余量进而减少原料成本，还可降低因正负极片能量失衡导致安全问题的风险；同时，在线实时测量及反馈控制还可减少异常停机时间，提高生产效率，同样可以降低生产成本；此外，在线实时测量还可提供生产数据追溯，协助品质控制。

附图说明