權(quán)利要求書: 1.一種
鋰電池極片/隔膜涂布設(shè)備,其特征在于:包括涂布機(jī)本體和尾氣處理機(jī)構(gòu),所述涂布機(jī)本體設(shè)有一個(gè)封閉耐高壓的腔體,所述腔體內(nèi)依次設(shè)有放卷機(jī)構(gòu)、涂布機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu),所述涂布機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間設(shè)有通過輻射的方式對涂層進(jìn)行加熱的多個(gè)加熱裝置,所述尾氣處理機(jī)構(gòu)包括通過真空管依次連接的一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器、氣液分離器、真空緩沖罐和
真空泵,所述氣液分離器通過分液管連接回收溶劑儲(chǔ)罐,所述涂布機(jī)本體上設(shè)有與腔體連通的尾氣抽出口,所述尾氣抽出口通過真空管與一級(jí)冷凝器連接;還包括氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),涂布機(jī)本體上設(shè)有多個(gè)與腔體連通的氮?dú)獯祾呷肟冢獨(dú)獯祾呷肟谕ㄟ^氮?dú)夤芘c氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu)連接;所述加熱裝置為微波加熱管或紅外加熱管;腔體外設(shè)有提供漿料的漿料攪拌罐,漿料攪拌罐通過漿料管道與涂布機(jī)構(gòu)連接;腔體內(nèi)設(shè)有對卷料走帶方向進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)輥、可燃?xì)怏w濃度
檢測儀和氧氣濃度檢測儀;腔體內(nèi)設(shè)有第一隔塵隔熱擋板和第二隔塵隔熱擋板,第一隔塵隔熱擋板和第二隔塵隔熱擋板之間形成加熱腔,加熱腔的兩端分別形成涂布腔和收卷腔,加熱裝置設(shè)置在加熱腔內(nèi),放卷機(jī)構(gòu)和涂布機(jī)構(gòu)設(shè)置在涂布腔內(nèi),收卷機(jī)構(gòu)設(shè)置在收卷腔內(nèi),第一隔塵隔熱擋板和第二隔塵隔熱擋板上開設(shè)有供卷料通過的通孔;涂布機(jī)本體側(cè)壁開設(shè)有用于進(jìn)行調(diào)試和取放卷料的倉門,倉門上設(shè)有用于觀察涂布過程中卷料外觀的透明觀察窗;涂布機(jī)本體側(cè)面開有倉門,倉門中間設(shè)置觀察窗,觀察涂布過程中卷料的外觀,涂布的卷料在打倉門后安裝或取出;腔體內(nèi)設(shè)有氮?dú)獯祾呷肟?,用以吹掃和置換其中的氣體;腔體內(nèi)設(shè)有尾氣抽出口,將烘干產(chǎn)生的廢氣抽入冷凝器進(jìn)行冷凝;腔體內(nèi)裝有加熱裝置,直接通過輻射的方式加熱卷料;腔體內(nèi)設(shè)置隔塵隔熱擋板,以隔開紅外輻射的能量耗散和腔體內(nèi)收放卷機(jī)構(gòu)兩端的灰塵;使用時(shí)首先開啟氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),吹掃、置換涂布機(jī)腔體內(nèi)的空氣,通過真空泵對腔體內(nèi)進(jìn)行抽氣;然后待涂布機(jī)體腔體內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定的真空度且處于穩(wěn)定后,放卷機(jī)構(gòu)開始放卷,在涂布腔內(nèi)進(jìn)行涂布,在加熱腔內(nèi)通過紅外或微波的輻射加熱方式對涂層進(jìn)行加熱,在收卷腔內(nèi)對干燥后的卷料進(jìn)行收卷;通過真空泵將加熱產(chǎn)生的溶劑廢氣從腔體內(nèi)抽出,并使尾氣依次經(jīng)過一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器和氣液分離器;涂布時(shí),放卷速度在30~120m/min之間,加熱溫度在40~100℃之間,所述一級(jí)冷凝器使用30℃~35℃的循環(huán)水對真空管內(nèi)的尾氣進(jìn)行冷卻,所述二級(jí)冷凝器使用8℃~12℃的冷凍水對真空管內(nèi)的尾氣進(jìn)行冷卻。
說明書: 一種鋰電池極片/隔膜涂布設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域,尤其是指一種鋰電池極片/隔膜涂布設(shè)備。背景技術(shù)[0002] 通常在制造鋰電池時(shí),需要將電池的正極、
負(fù)極材料上涂布一層聚合物,該聚合物材料需要通過溶劑溶解后涂布在電極和隔膜片材料的表面,然后經(jīng)過干燥處理,將溶劑由正、負(fù)極片上脫離出來。目前的涂布機(jī)烘干極片和隔膜的原理是用對流傳熱的方法,使用加熱之后的流動(dòng)空氣干燥在極片或隔膜表面上的溶劑,現(xiàn)有方案在常壓下烘干,要在較高的溫度(通常在100?130℃)下進(jìn)行,極片或隔膜表面上的涂層可能因?yàn)闇囟鹊目焖偕仙冃位蜷_裂。干燥后的含有溶劑的廢氣通常需要冷卻回收或吸附處理。烘干產(chǎn)生的廢氣中,空氣的重量約為溶劑氣體重量的150—300倍。這種對流烘干的方法用很多能量來加熱空氣和冷卻廢氣,具有能耗大、廢氣難處理的特點(diǎn)?,F(xiàn)有技術(shù)需要加熱和冷卻大量的空氣,因而給空氣加熱、換熱的設(shè)備體積龐大,風(fēng)管也較多,投資成本高。并且空氣中含有有水蒸氣,現(xiàn)有的方法還使得冷凝回收的溶劑中水分含量較高,使得后續(xù)的溶劑提純過程能耗也更高,空氣中的水蒸氣會(huì)和正極活性材料(如三元材料、
磷酸鐵鋰、鈷酸鋰等)反應(yīng),降低電池的容量。現(xiàn)有方案也使得空氣中的氧氣在較高的溫度下氧化電池極片的表面,降低電極的電導(dǎo)率,進(jìn)而降低電池的高倍率放電性能。發(fā)明內(nèi)容[0003] 有鑒于此,本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)存在之缺失,其主要目的是提供一種鋰電池極片/隔膜涂布設(shè)備,其能降低能耗,降低企業(yè)成本,提高溶劑回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采用如下之技術(shù)方案:[0005] 一種鋰電池極片/隔膜涂布設(shè)備,包括涂布機(jī)本體和尾氣處理機(jī)構(gòu),所述涂布機(jī)本體設(shè)有一個(gè)封閉耐高壓的腔體,所述腔體內(nèi)依次設(shè)有放卷機(jī)構(gòu)、涂布機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu),所述涂布機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)之間設(shè)有通過輻射的方式對涂層進(jìn)行加熱的加熱裝置,所述尾氣處理機(jī)構(gòu)包括通過真空管依次連接的一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器、氣液分離器、真空緩沖罐和真空泵,所述氣液分離器通過分液管連接回收溶劑儲(chǔ)罐,所述涂布機(jī)本體上設(shè)有與腔體連通的尾氣抽出口,所述尾氣抽出口通過真空管與一級(jí)冷凝器連接。[0006] 作為一種優(yōu)選方案,還包括氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),所述涂布機(jī)本體上設(shè)有與腔體連通的氮?dú)獯祾呷肟冢龅獨(dú)獯祾呷肟谕ㄟ^氮?dú)夤芘c氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu)連接。[0007] 作為一種優(yōu)選方案,所述加熱裝置為微波加熱管或紅外加熱管。[0008] 作為一種優(yōu)選方案,所述腔體外設(shè)有提供漿料的漿料攪拌罐,所述漿料攪拌罐通過漿料管道與涂布機(jī)構(gòu)連接。[0009] 作為一種優(yōu)選方案,所述腔體內(nèi)設(shè)有對卷料走帶方向進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)輥。[0010] 作為一種優(yōu)選方案,所述腔體內(nèi)設(shè)有可燃?xì)怏w濃度檢測儀和氧氣濃度檢測儀。[0011] 作為一種優(yōu)選方案,所述腔體內(nèi)設(shè)有第一隔塵隔熱擋板和第二隔塵隔熱擋板,所述第一隔塵隔熱擋板和第二隔塵隔熱擋板之間形成加熱腔,所述加熱腔的兩端分別形成涂布腔和收卷腔,所述加熱裝置設(shè)置在加熱腔內(nèi),所述放卷機(jī)構(gòu)和涂布機(jī)構(gòu)設(shè)置在涂布腔內(nèi),所述收卷機(jī)構(gòu)設(shè)置在收卷腔內(nèi),所述第一隔塵隔熱擋板和第二隔塵隔熱擋板上開設(shè)有供卷料通過的通孔。[0012] 作為一種優(yōu)選方案,所述涂布機(jī)本體側(cè)壁開設(shè)有用于進(jìn)行調(diào)試和取放卷料的倉門,所述倉門上設(shè)有用于觀察涂布過程中卷料外觀的透明觀察窗。[0013] 一種鋰電池極片隔膜涂布工藝,包括以下步驟:[0014] S1、充氮:開啟氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),吹掃、置換涂布機(jī)腔體內(nèi)的空氣,通過真空泵對腔體內(nèi)進(jìn)行抽氣;[0015] S2、涂布:待涂布機(jī)體腔體內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定的真空度且處于穩(wěn)定后,放卷機(jī)構(gòu)開始放卷,在涂布腔內(nèi)進(jìn)行涂布,在加熱腔內(nèi)通過紅外或微波的輻射加熱方式對涂層進(jìn)行加熱,在收卷腔內(nèi)對干燥后的卷料進(jìn)行收卷;[0016] S3、尾氣處理:通過真空泵將加熱產(chǎn)生的溶劑廢氣從腔體內(nèi)抽出,并使尾氣依次經(jīng)過一級(jí)冷凝器、二級(jí)冷凝器和氣液分離器。[0017] 作為一種優(yōu)選方案,所述涂布時(shí)的放卷速度在30~120m/min之間,所述加熱溫度在40~100℃之間,所述一級(jí)冷凝器使用30℃~35℃的循環(huán)水對真空管內(nèi)的尾氣進(jìn)行冷卻,所述二級(jí)冷凝器使用8℃~12℃的冷凍水對真空管內(nèi)的尾氣進(jìn)行冷卻。[0018] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果,具體而言,由上述技術(shù)方案可知,其主要是通過將放卷機(jī)構(gòu)、涂布機(jī)構(gòu)和收卷機(jī)構(gòu)設(shè)置在封閉耐高壓的腔體內(nèi),并通過兩塊隔塵隔熱擋板將腔體分隔成涂布腔、加熱腔和收卷腔,在加熱腔內(nèi)設(shè)有對涂層進(jìn)行加熱的加熱裝置,工作時(shí),先對腔體內(nèi)部進(jìn)行充氮?dú)夂笤俪檎婵眨缓笤诩訜崆粌?nèi)使用微波或紅外的加熱方式對涂布后的卷料進(jìn)行加熱干燥,其能降低干燥溶劑時(shí)的溫度,使卷料在干燥時(shí)不易發(fā)生變形或開裂的情況,也減少了能耗,其還能減少腔體內(nèi)的水蒸氣和氧氣含量,使卷料在涂布和干燥時(shí)不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),隔塵隔熱擋板可以隔開輻射加熱的能量耗散、腔體內(nèi)收放卷兩端的灰塵,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)在回收尾氣時(shí),密封的腔體也能保證溶劑揮發(fā)時(shí)沒有泄漏,提高溶劑的回收率,也尾氣更容易處理,減少處理水蒸氣和氧氣的設(shè)備和管道,降低了能耗和企業(yè)生產(chǎn)成本。[0019] 為更清楚地闡述本發(fā)明的結(jié)構(gòu)特征和功效,下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。附圖說明[0020] 圖1是本發(fā)明之實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。[0021] 附圖標(biāo)識(shí)說明:[0022] 10、涂布機(jī)本體;11、腔體;111、加熱腔;112、涂布腔;113、收卷腔;12、加熱裝置;13、尾氣抽出口;14、氮?dú)獯祾呷肟冢?5、導(dǎo)輥;16、可燃?xì)怏w濃度檢測儀;17、氧氣濃度檢測儀;18、第一隔塵隔熱擋板;19、第二隔塵隔熱擋板;20、尾氣處理機(jī)構(gòu);21、一級(jí)冷凝器;22、二級(jí)冷凝器;23、氣液分離器;24、回收溶劑儲(chǔ)罐;25、真空緩沖罐;26;真空泵;27、真空管;
28、分液管;30、放卷機(jī)構(gòu);40、涂布機(jī)構(gòu);50、收卷機(jī)構(gòu);60、漿料攪拌罐;70、卷料。
具體實(shí)施方式[0023] 在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述發(fā)明和簡化描述,而不是指示或暗示所指的位置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作,因此不能理解為對本發(fā)明的限制。[0024] 在本發(fā)明的描述中,需要說明的是,除非另有明確的規(guī)定和限定,術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解,例如,可以是固定連接,也可以是可拆卸連接,或一體地連接;可以是機(jī)械連接,也可以是電連接;可以是直接相連,也可以通過中間媒介間接相連,可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,可以視具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。[0025] 請參照圖1所示,其顯示出了本發(fā)明之實(shí)施例的具體結(jié)構(gòu),包括涂布機(jī)本體10和尾氣處理機(jī)構(gòu)20,所述涂布機(jī)本體10設(shè)有一個(gè)封閉耐高壓的腔體11,所述腔體11內(nèi)依次設(shè)有放卷機(jī)構(gòu)30、涂布機(jī)構(gòu)40和收卷機(jī)構(gòu)50,所述涂布機(jī)構(gòu)40和收卷機(jī)構(gòu)50之間設(shè)有通過輻射的方式對涂層進(jìn)行加熱的多個(gè)加熱裝置12,所述尾氣處理機(jī)構(gòu)20包括通過真空管27依次連接的一級(jí)冷凝器21、二級(jí)冷凝器22、氣液分離器23、真空緩沖罐25和真空泵26,所述氣液分離器23通過分液管28連接回收溶劑儲(chǔ)罐24,所述涂布機(jī)本體10上設(shè)有與腔體11連通的尾氣抽出口13,所述尾氣抽出口13通過真空管27與一級(jí)冷凝器21連接。[0026] 在本實(shí)施例中,還包括氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),涂布機(jī)本體10上設(shè)有多個(gè)與腔體11連通的氮?dú)獯祾呷肟?4,氮?dú)獯祾呷肟?4通過氮?dú)夤芘c氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu)連接。所述加熱裝置12為微波加熱管或紅外加熱管。腔體11外設(shè)有提供漿料的漿料攪拌罐60,漿料攪拌罐60通過漿料管道與涂布機(jī)構(gòu)40連接。腔體11內(nèi)設(shè)有對卷料70走帶方向進(jìn)行導(dǎo)向的導(dǎo)輥15、可燃?xì)怏w濃度檢測儀16和氧氣濃度檢測儀17。腔體11內(nèi)設(shè)有第一隔塵隔熱擋板18和第二隔塵隔熱擋板19,第一隔塵隔熱擋板18和第二隔塵隔熱擋板19之間形成加熱腔111,加熱腔111的兩端分別形成涂布腔112和收卷腔113,加熱裝置12設(shè)置在加熱腔111內(nèi),放卷機(jī)構(gòu)30和涂布機(jī)構(gòu)40設(shè)置在涂布腔112內(nèi),收卷機(jī)構(gòu)50設(shè)置在收卷腔113內(nèi),第一隔塵隔熱擋板18和第二隔塵隔熱擋板19上開設(shè)有供卷料70通過的通孔。涂布機(jī)本體10側(cè)壁開設(shè)有用于進(jìn)行調(diào)試和取放卷料70的倉門,倉門上設(shè)有用于觀察涂布過程中卷料70外觀的透明觀察窗。
[0027] 一種鋰電池極片隔膜涂布工藝,包括以下步驟:[0028] S1、充氮:開啟氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),吹掃、置換涂布機(jī)腔體11內(nèi)的空氣,通過真空泵26對腔體11內(nèi)進(jìn)行抽氣;[0029] S2、涂布:待涂布機(jī)體腔體11內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定的真空度且處于穩(wěn)定后,放卷機(jī)構(gòu)30開始放卷,在涂布腔112內(nèi)進(jìn)行涂布,在加熱腔111內(nèi)通過紅外或微波的輻射加熱方式對涂層進(jìn)行加熱,在收卷腔113內(nèi)對干燥后的卷料70進(jìn)行收卷;[0030] S3、尾氣處理:通過真空泵26將加熱產(chǎn)生的溶劑廢氣從腔體11內(nèi)抽出,并使尾氣依次經(jīng)過一級(jí)冷凝器21、二級(jí)冷凝器22和氣液分離器23。[0031] 涂布時(shí),放卷速度在30~120m/min之間,所述加熱溫度在40~100℃之間,所述一級(jí)冷凝器21使用30℃~35℃的循環(huán)水對真空管27內(nèi)的尾氣進(jìn)行冷卻,所述二級(jí)冷凝器22使用8℃~12℃的冷凍水對真空管27內(nèi)的尾氣進(jìn)行冷卻。[0032] 本發(fā)明通過設(shè)置封閉式耐壓涂布設(shè)備,使用真空加熱、真空干燥等關(guān)鍵技術(shù),使得電池卷料70涂布時(shí)的能耗大大降低、尾氣也更容易處理。涂布機(jī)本體10側(cè)面開有倉門,倉門中間設(shè)置觀察窗,可以觀察涂布過程中卷料70的外觀,涂布的卷料70可以在打倉門后安裝或取出。腔體11內(nèi)設(shè)有氮?dú)獯祾呷肟?4,用以吹掃和置換其中的氣體。腔體11內(nèi)設(shè)有尾氣抽出口13,可將烘干產(chǎn)生的廢氣抽入冷凝器進(jìn)行冷凝。腔體11內(nèi)裝有加熱裝置12,直接通過輻射的方式加熱卷料70。腔體11內(nèi)設(shè)置隔塵隔熱擋板,以隔開紅外輻射的能量耗散和腔體11內(nèi)收放卷機(jī)構(gòu)兩端的灰塵。[0033] 工作時(shí),涂布機(jī)啟動(dòng)前,裝好卷料70,然后關(guān)閉倉門;開啟氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),吹掃、置換腔體11內(nèi)的空氣;氧氣含量合格后,開啟真空泵26對腔體11內(nèi)部進(jìn)行抽氣,待腔體11內(nèi)壓力達(dá)到設(shè)定的真空度且處于穩(wěn)定后,啟動(dòng)加熱裝置12,然后開始輸送漿料,并通過涂布機(jī)構(gòu)40將漿料涂布到流動(dòng)的卷料70上,加熱裝置12對涂覆完成的卷料70進(jìn)行加熱干燥,卷料70的放卷速度在30~120m/min之間;干燥產(chǎn)生的溶劑廢氣在真空的抽力下先后進(jìn)入一、二級(jí)冷凝器21、22,分別經(jīng)30℃~35℃的循環(huán)水和8℃~12℃左右的冷凍水冷凝后,最終流入回收溶劑儲(chǔ)罐24,實(shí)現(xiàn)溶劑的回收。
[0034] 需要另外說明的是在烘干極片時(shí),不建議使用微波加熱管進(jìn)行加熱;在烘干隔膜時(shí),使用微波加熱管或紅外加熱管進(jìn)行加熱均可。[0035] 本發(fā)明通過真空加熱的方式,降低干燥時(shí)電極表面的溶劑蒸汽壓,加快干燥速率,干燥時(shí)的真空度為0.01~0.095MPa,烘干時(shí)卷料70的表面溫度只需要在40~100℃之間。涂布完成后,停止?jié){料輸送,然后開啟氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu)置換和吹掃其中的可燃性溶劑氣體(如果使用可燃性溶劑,需要吹掃),置換完成后,關(guān)閉氮?dú)獯祾邫C(jī)構(gòu),繼續(xù)充氮?dú)庵镣坎紮C(jī)內(nèi)壓力為常壓。[0036] 綜上所述,本發(fā)明能降低能耗,降低企業(yè)成本,提高溶劑回收率和產(chǎn)品質(zhì)量。[0037] 以上所述,僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已,并非對本發(fā)明的技術(shù)范圍作任何限制,故凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何細(xì)微修改、等同變化與修飾,均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
聲明:
“鋰電池極片/隔膜涂布設(shè)備” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)