 上传我的文档
 下载
 收藏
该文档贡献者很忙，什么也没留下。
 下载此文档
正在努力加载中...
合浆涂布工艺及其过程控制
下载积分：2000
内容提示：合浆涂布工艺及其过程控制
文档格式：PPTX|
浏览次数：12|
上传日期： 01:57:34|
文档星级：
全文阅读已结束，如果下载本文需要使用
 2000 积分
下载此文档
阅读此文档的用户还读了
合浆涂布工艺及其过程控制
官方公共微信当前位置： >
关于双头涂布工艺的大热话题，也需要一些“冷思考”！
　　&双头涂布&，即主剂、固化剂分开涂布的工艺，A、B胶在复合工位相遇并极速发生化学反应。双头涂布工艺无需UV灯照射固化，因为反应速度极快，所以基材上的醇类残留量以及环境湿度对工艺的影响可忽略不计。&双头涂布&这个概念在行业的兴起始于drupa2016，展会期间，诺德美克公司携手陶氏化学成功演示全球首创的双头涂布无溶剂复合新工艺。可以说，&双头涂布&如今俨然已经成为软包装行业关注的热点。那么，这种新工艺是否真的值得推广？笔者通过对市场的大量考察，冷静下来思考，总结了以下几个原理性技术问题，希望能与行业人士共商讨。
　　思考一：A、B胶的反应比例能否得到有效保证？
　　双头涂布工艺的真谛不能简单地从字面去理解，也不是由原来一个涂布头变成两个涂布头那么简单，这种工艺必须有足够的五辊涂布系统精度来做保障。在传统无溶剂复合工艺中，A、B胶在混胶机内完成一定比例的混合，双头涂布无溶剂复合设备则主要依靠双头的涂布系统来达到A、B胶的混合，目前双头涂布无溶剂复合设备的技术水平还不能完全保证A、B胶达到最佳的反应比例，更无法保证涂胶的均匀性。
　　在复合基材上初涂布A、B胶的情况如图1所示，可能在1平方米面积内A、B胶的混合比例符合要求，但从微观角度来分析，在图1中的点1和点2处，A、B胶的比例肯定存在局部偏差，那么在点1和点2处就会出现A、B胶配比失衡，可能会导致二者无法正常交联固化。可见，在双头涂布工艺中以平均涂胶量的概念来看A、B胶的配比，是一个值得商榷的问题。很明显，在双头涂布工艺中，涂胶量局部偏差是不可避免的，经分析有以下3种偏差表现。
　　1.五辊涂布系统精度对涂胶不均匀的影响
　　计量辊的静态加工精度达到&5&m已经是当前设备制造行业的最高加工水准了，假设计量间隙为80&m，则单侧出现5/80=6.25%的涂胶不均匀性是不可避免的，在双头涂布工艺中涂胶不均匀性达到6.25%&2=12.5%，即理论来讲，在无溶剂胶黏剂一定的宽容度下，无论是A胶多12.5%，还是B胶多12.5%，都能保证二者充分交联固化。然而，实际双头涂布工艺中的涂胶不均匀性远大于12.5%，这就无法保证A、B胶的充分交联固化了。
　　在无溶剂复合生产中，许多行业人士在调整计量间隙时发现，大多情况下无溶剂复合设备的计量间隙误差均高于10&m。在这种情况下，在转移胶辊的压力下计量胶辊的变形更为严重，计量间隙均匀性的偏差则更大。在正常无溶剂复合生产中，由计量间隙不均匀引起的涂胶不均匀性几乎都大于25%，而双头涂布工艺的涂胶不均匀性是同等条件下传统涂胶不均匀性的2倍。可以说，双头涂布无溶剂复合设备的精度是保证正常无溶剂复合生产的最根本要求。以目前国内三线设备生产企业的机械加工水平来看，恐怕难以胜任双头无溶剂复合工艺要求的设备涂布精度要求。
　　2.起停机时局部涂胶不均匀性
　　涂布速度会明显影响涂胶量，即存在刚开机时A、B胶比例出现偏差的情况。另外，在设备停机后刚起动时，通常能观察到转移胶辊上局部有一层横向厚胶（宽度为3～5mm），有的部位则可能无胶，这可能会导致A、B胶配比极端不匹配，进而发生不交联固化的现象。
｜｜｜｜｜｜｜｜
由科印传媒主办，《喷绘与设计》承办2017年...
激发印刷包装企业创新活力，助力企业发现创...
iDigital数字印刷主题公园由中国印刷科学技...一种锂电池涂布工艺的制作方法
专利名称一种锂电池涂布工艺的制作方法
技术领域本发明涉及锂离子电池领域，尤其是一种高质量锂离子电池极片的涂膜工艺。
背景技术锂离子电池电极膜片通常是通过刮刀转移和挤压转移到基材上完成的。刮刀转移涂布的重量控制是通过刮刀辊与涂布辊间的间隙，以及涂布辊与背辊的速度比值的调节实现的；挤压转移涂布的重量控制是通过计量泵的泵速与刀模的狭缝大小共同调节实现的。正常的刮刀转移涂布生产过程中，浆料在气动泵的作用下通过管道打入到料槽中，料槽中的浆料在涂布辊的带动下经过涂布辊与刮刀辊之间的间隙，在涂布辊与背辊交界处通过涂布辊与背辊间的逆转作用将浆料从涂布辊上转移到基材上。在实际的涂布过程中重量控制非常重要，对电芯的品质和性能的一致性起到决定性的作用。涂布过程中的重量波动主要区分为横向波动和纵向波动两方面横向重量波动主要来自于刮刀辊、涂布辊等因素引起的，纵向重量波动主要来自于浆料的状态变化(如粘度变化、沉降速度等)、以及由此导致的设备、机械发生波动。在实际的生产过程中，常常会出现因为各种原因导致涂布机的间断性的停机，这种情况容易引起涂布重量发生突然偏低，导致大量的极片由于涂布重量偏低导致产品不合格，如果这些重量异常的极片流拉到后工序还会造成电芯的低容量问题，降低电芯的成品率，提高了电芯的制造成本。有鉴于此，涂布过程停机导致的重量偏低问题成为极片涂布过程中亟需解决的问题。
本发明的目的在于针对现有技术的不足而提供一种锂离子电池极片的涂布工艺，可以有效的改善涂布极片的重量异常问题，降低电池的生产制作成本。为了实现上述目的采用如下技术方案，包括以下步骤第一步将混合均勻的浆料加入涂布机料槽中，采用刮刀转移涂布的方式将浆料涂布在集流体上；第二步当需要背辊停止运转时，涂布辊保持运转状态，同时启动恒温控制系统， 保持料槽中的浆料温度不发生变化；第三步启动背辊继续涂布。相对于现有技术，本发明能够在停机过程中保持料槽、涂布辊的温度恒定，消除了由于温度变化而引起的涂布重量的变化，确保了涂布重量的一致性。作为本发明的一种改进所述的恒温控制系统包括带有通孔的涂布辊，管道，液体，温度控制器，温度传感器，加热/冷却源，其中加热/冷却源与涂布辊之间通过管道连接形成回路，液体在回路中流通；温度传感器连接上温度控制器，温度控制器与加热/冷却源电连接。作为本发明的一种改进的涂布辊中的通孔界面形状为圆形、方形和其他不规则的形状，可以容易加工，加工成本低。作为本发明的一种改进的通孔界面面积范围从1平方厘米至1000平方厘米；不同温度的流体从通孔通过涂布辊时，起到对涂布辊的温度进行调节的作用。作为本发明的一种改进的管道材质为不锈钢、聚四氟乙烯、橡胶。作为本发明的一种改进的液体包括水、NMP、酒精、汽油其具有良好的导热性能。作为本发明的一种改进的温度传感器为热电偶传感器和红外传感器，安装比较方便，而且精度高。料槽中的浆料温度通过温度传感器反馈到温度控制器，温度控制器根据实际温度与目标温度之间的差异作出是否调节的判断，并将判断的指令发送给加热、冷却源；加热冷却源接受到温度控制器发出的命令即对液体进行加热或冷却的动作；管道中液体对涂布辊、料槽进行加热、冷却的操作，并将料槽的温度调解到目标温度。浆料具有一定的粘滞性，涂布辊一般采用金属钢材材质制作，涂布辊与所接触的浆料之间存在一定的摩擦，这种摩擦会产生一定热量，热量一方面会使得浆料温度升高，另一方面会引起涂布辊的膨胀；浆料的温度升高，会使得浆料的粘度降低，使得在刮刀辊与涂布间隙不变的情况下，通过间隙最终转移到基材上浆料的质量降低，使得涂布的重量减少； 涂布辊吸热引起的膨胀带来涂辊与刮刀辊间的间隙减小，也使得通过间隙转移到基材上的浆料减小，使得涂布质量的减少。在正常的涂布过程中，这种摩擦产生的热量通过转移到基材上的浆料以及热传递带走，使得料槽中的浆料和涂布辊保持一定的温度，不会引起涂布重量的变化；在中途停机过程中，为了保持料槽中的浆料不会干涸结块，涂布辊要保持运行的状态，这样升温带来的浆料的粘度降低和涂布辊的膨胀，会导致开机后开始一段膜片的重量偏低。本发明转移涂布机的匹配的恒温控制系统，该温控系统能够保证涂布辊和料槽中的浆料的温度不变。出现开始停机的时候，立即开启自动温控系统，监控其显示温度的波动性，重新开启涂布时，关闭温控系统开始正常涂布。
图1为本发明的侧视图；图2为本发明的正视图。
具体实施例方式下面结合实施例，对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。见图1-2，本发明的恒温控制系统包括带有直径为50mm的圆形通孔2的涂布辊1， 聚四氟乙烯材质的外径为50mm，内径为45mm的管道3，NMP溶剂液体4，温度控制器5，温度传感器6，加热/冷却源7为冷热水加热装置。温度传感器5为热电偶传感器和红外传感器，安装比较方便，而且精度高。涂布辊1的通孔2与加热/冷却源7通过管道3连接，管道3里装有能够被加热/冷却的液体4 ；温度传感器6的探头置于料槽的浆料中，测量浆料的温度；温控器接受探头的温度数值，并且将温度调控的信号传送给加热/冷却器；加热器接受温控器的信号，并且调节管道3里液体4的温度。温度传感器6、温控器及加热/冷却器通过信号线连接。恒温控制系统的工作原理如下温度传感器6探测到料槽中浆料温度的变化ΔΤ，将信号反馈给温控器，温控器通过逻辑计算，并向加热/冷却器发出加热或冷却的指令，加热/冷却器接收到指令后开始将管道3中的液体4加热或冷却，管道3里被加热/冷却的液体4通过热传递的作用将涂布辊1和料槽中的浆料温度变化△ T降为0，通过这样的闭合控制达到涂布辊1与料槽中的浆料温度保持不变。实施例1 将固体物质含量为72 %、浆料的粘度为3500mPa. s的含有LiCoO2的浆料按照刮刀转移涂布的方式涂布到厚度为14um的Al集流体上，涂布目标重量G设定在 280mg/ ；调节涂布辊1与背辊的速度比值以及刮刀辊与涂布辊1之间间隙的大小，将涂布重量控制在280士4mg/,开始正常涂布，记录浆料的温度Tl ；涂布60 分钟后，关闭背辊、停止走带，保持涂布辊1以相同的速度运转，启动恒温控制系统记录浆料的初始温度Tl，并通过自动称量系统称量并计算干燥后20m长膜片平均重量Gl ；30分钟后，启动背辊运转开始涂布，记录浆料的温度T2，并通过自动称量系统称量并计算启动后 20m长膜片平均重量G2。实施例2 将固体物质含量为74%、浆料的粘度为4350mPa. s的含有LiNiCoMnO2的浆料按照刮刀转移涂布的方式涂布到厚度为12um的Al集流体上，涂布重量目标重量G设定在 296mg/ ；调节涂布辊1与背辊的速度比值以及刮刀辊与涂布辊1之间间隙的大小，将涂布重量控制在296士5mg/，开始正常涂布，记录浆料的温度Tl ；涂布75 分钟后，关闭背辊、停止走带，保持涂布辊1以相同的速度运转，启动恒温控制系统记录浆料的温度Tl，并通过自动称量系统称量并计算干燥后30m长膜片平均重量Gl ；60分钟后， 启动背辊运转开始涂布，记录浆料的初始温度T2，并通过自动称量系统称量并计算启动后 30m长膜片平均重量G2;实施例3 将固体物质含量为45%、浆料的粘度为2200mPa. s的含有石墨的负极浆料按照刮刀转移涂布的方式涂布到厚度为9um的Cu集流体上，涂布的重量目标重量G设定在在 135mg/ ；调节涂布辊1与背辊的速度比值以及刮刀辊与涂布辊1之间间隙的大小，将涂布重量控制在135士5mg/，开始正常涂布，记录浆料的初始温度Tl ；涂布 90分钟后，关闭背辊、停止走带，保持涂布辊1以相同的速度运转，启动恒温控制系统记录浆料的初始温度Tl，并通过称重并计算得到干燥后IOm长膜片平均重量Gl ；45分钟后，启动背辊运转开始涂布，记录浆料的初始温度T2，并通过称重并计算得到启动后30m长膜片平均重量G2 ；对比例1 将固体物质含量为71%、浆料的粘度为3200mPa. s的含有LiCoO2的浆料按照刮刀转移涂布的方式涂布到厚度为14um的Al集流体上，涂布重量目标重量G设定在在 280mg/ ；调节涂布辊1与背辊的速度比值以及刮刀辊与涂布辊1之间间隙的大小，将涂布重量控制在280士4mg/，开始正常涂布，记录浆料的初始温度Tl ；涂布60分钟后，关闭背辊、停止走带，保持涂布辊1以相同的速度运转，不启动恒温控制系统， 记录浆料的初始温度Tl，并通过自动称量系统称量并计算得到干燥后20m长膜片平均重量 Gl ；30分钟后，启动背辊运转开始涂布，记录浆料的初始温度T2，并通过自动称量系统称量并计算启动后20m长膜片平均重量G2 ；对比例2:将固体物质含量为75%、浆料的粘度为4200mPa. s的含有LiNiCoMnO2的浆料按照刮刀转移涂布的方式涂布到厚度为12um的Al集流体上，Coating重量目标重量G设定在在 296mg/ ；调节涂布辊1与背辊的速度比值以及刮刀辊与涂布辊1之间间隙的大小，将涂布重量控制在296士5mg/，开始正常涂布，记录浆料的初始温度Tl ；涂布 75分钟后，关闭背辊、停止走带，保持涂布辊1以相同的速度运转，不启动恒温控制系统记录浆料的初始温度Tl，并通过自动称量系统称量并计算干燥后30m长膜片平均重量Gl ；60 分钟后，启动背辊运转开始涂布，记录浆料的初始温度T2，并通过自动称量系统称量并计算启动后30m长膜片平均重量G2 ；对比例3:将固体物质含量为44. 5%、浆料的粘度为2350mPa. s的含有石墨的负极浆料按照刮刀转移涂布的方式涂布到厚度为9um的Cu集流体上，涂布的重量目标重量G设定在在 135mg/ ；调节涂布辊1与背辊的速度比值以及刮刀辊与涂布辊1之间间隙的大小，将涂布重量控制在135士5mg/，开始正常涂布，记录浆料的初始温度Tl ；涂布 90分钟后，关闭背辊、停止走带，保持涂布辊1以相同的速度运转，不启动恒温控制系统，记录浆料的初始温度Tl，并通过称重并计算得到干燥后IOm长膜片平均重量Gl ；45分钟后， 启动背辊运转开始涂布，记录浆料的初始温度T2，并通过称重并计算得到启动后30m长膜片平均重量G2 ；实施例与对比例所所取得的数据列成表格如下
1.一种锂电池涂布工艺，其特征在于，包括以下步骤第一步将混合均勻的浆料加入涂布机料槽中，采用刮刀转移涂布的方式将浆料涂布在集流体上；第二步当需要背辊停止运转时，涂布辊保持运转状态，同时启动恒温控制系统，保持料槽中的浆料温度不发生变化；第三步启动背辊继续涂布。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池涂布工艺，其特征在于所述的恒温控制系统包括带有通孔的涂布辊，管道，液体，温度控制器，温度传感器，加热/冷却源，其中加热/冷却源与涂布辊之间通过管道连接形成回路，液体在回路中流通；温度传感器连接上温度控制器，温度控制器与加热/冷却源电连接。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池涂布工艺，其特征在于所述的通孔界面形状为圆形、方形或者不规则的形状。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池涂布工艺，其特征在于所述通孔界面面积范围从1平方厘米 1000平方厘米。
5.根据权利要求2所述的一种锂电池涂布工艺，其特征在于所述的管道材质为不锈钢、聚四氟乙烯、橡胶。
6.根据权利要求2所述的一种锂电池涂布工艺，其特征在于所述的液体包括水、NMP、 酒精或者汽油中的任意一种。
7.根据权利要求2所述的一种锂电池涂布工艺，其特征在于所述的温度传感器为热电偶传感器或红外传感器。
本发明涉及锂离子电池领域，尤其是一种高质量锂离子电池极片的涂膜工艺，包括以下步骤将混合均匀的浆料加入涂布机料槽中，采用刮刀转移涂布的方式将浆料涂布在集流体上；当需要背辊停止运转时，涂布辊保持运转状态，同时启动恒温控制系统，保持料槽中的浆料温度不发生变化；第三步启动背辊继续涂布，本发明能够在停机过程中保持料槽、涂布辊的温度恒定，消除了由于温度变化而引起的涂布重量的变化，确保了涂布重量的一致性。
文档编号B05D1/28GKSQ
公开日日 申请日期日 优先权日日
发明者张柏清, 张盛武 申请人:东莞新能源科技有限公司, 宁德新能源科技有限公司