本实用新型专利技术提供了锂离子电池用干法电极的制备装置，属于锂离子电池领域，包括集流体，集流体依次通过放卷机、预压机、粉料填充槽、第一辗轧机、乳液填充槽、烘箱和收卷机；预压机，将集流体碾压到厚度要求值；粉料填充槽，将粉料填充到集流体孔隙中；第一辗轧机，对集流体进行碾压，集流体横断面形成均匀孔隙；乳液填充槽，将粘结剂乳液填充到集流体孔隙中；烘箱，对经过的集流体进行烘干；收卷机，将集流体收卷。本实用新型专利技术降低充放电过程中电极极化，实现长寿命、快速充放的需求。快速充放的需求。快速充放的需求。
【技术实现步骤摘要】
锂离子电池用干法电极的制备装置
[0001]本技术属于锂离子电池领域，涉及新能源汽车的锂离子电池，尤其涉及锂离子电池用干法电极的制备装置。
技术介绍
[0002]随着锂离子电池在新能源领域的广泛应用，越来越多的问题在使用过程中暴露出来。新能源乘用车的续航里程短、电池衰减快、快速充放时安全隐患高等是行业内急需解决的问题。
[0003]锂离子电池的电极由活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂、集流体组成，湿法工艺是目前行业内常用的电极制造技术。生产时先将活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂、溶剂混炼制作成膏状浆料，将浆料附着在集流体上。集流体搭载浆料进入烘箱，在烘箱中将溶剂烘出，活性物质、添加剂、导电剂、粘结剂等形成多孔状涂附薄层附着在集流体上，再经辊压、冲切形成电极。
[0004]湿法工艺在实际应用中发现，在烘干过程中，由于溶剂的蒸发迁移引起粘结剂、添加剂、导电剂迁移二次分布的现象，是这种工艺无法规避的问题。技术人员在烘干温度、速度等多方面做研究，意在减少烘干带来的缺陷，但无法从根本上避免。近几年，多层涂布也是行业内研究的课题，通过多层涂布、调整不同涂布层的成份比例，以减少烘干时成份迁移带来的影响,但是仍然无法避免。
技术实现思路
[0005]本技术要解决的问题是在于提供锂离子电池用干法电极的制备装置，降低充放电过程中电极极化，实现长寿命、快速充放的需求。
[0006]为解决上述技术问题，本技术采用的技术方案是：锂离子电池用干法电极的制备装置，包括集流体，所述集流体依次通过放卷机、预压机、粉料填充槽、第一辗轧机、乳液填充槽、烘箱和收卷机；
[0007]所述预压机，将集流体碾压到厚度要求值；
[0008]所述粉料填充槽，将粉料填充到集流体孔隙中；
[0009]所述第一辗轧机，对集流体进行碾压，集流体横断面形成均匀孔隙；
[0010]所述乳液填充槽，将粘结剂乳液填充到集流体孔隙中；
[0011]烘箱，对经过的集流体进行烘干；
[0012]收卷机，将集流体收卷。
[0013]进一步的，所述放卷机与所述预压机之间依次设有第一张力辊和第一缓冲辊，所述第一张力辊设在所述放卷机的下方，所述第一缓冲辊设在所述第一张力辊和预压机的上方，调节集流体的张力。
[0014]进一步的，所述预压机包括上下对应设置的上辊和下辊，所述下辊固定设置，所述上辊相对下辊上下移动调整固定。
[0015]进一步的，所述粉料填充槽包括粉料槽体，所述粉料槽体内部包括从上到下成对设置的第一毛刷填充辊、第二毛刷填充辊和毛刷清粉辊，所述第一毛刷填充辊和第二毛刷填充辊将粉料填充到集流体孔隙中，所述毛刷清粉辊清除集流体表面的浮粉。
[0016]进一步的，第一毛刷填充辊、第二毛刷填充辊、毛刷清粉辊的刷毛材质尼龙612或磨料尼龙、刷毛长度30mm
‑
50mm、刷毛丝直径0.1mm≤ф≤0.5mm,刷第一毛刷填充辊、第二毛刷填充辊、毛刷清粉辊的辊轴心材质SUS304或以上、直径≥50mm。
[0017]进一步的，所述第一辗轧机的辊直径500mm≤ф≤800mm，材质3％Cr钢，表面硬度Hs 95
‑
96，淬火层深度：≥10mm，圆跳动≤0.002mm，辊面粗糙度Ra0≤0.1，直线度
±
0.0015mm以下，真圆度
±
0.001mm以下，辊隙0
‑
50mm可调，调节精度0.001mm，辊间压力最大400T,调节精度0.1T。
[0018]进一步的，所述乳液填充槽包括乳液槽体，所述乳液槽体内包括依次设置的导向辊、第一填充辊和第二填充辊，第一填充辊和第二填充辊将粘结剂乳液充满到集流体表面，乳液槽体中的乳液液面高于导向辊、第一填充辊和第二填充辊上边缘20mm
‑
60mm。
[0019]进一步的，导向辊、第一填充辊和第二填充辊材质为SUS304,表面镀络30um以上，辊径均为200mm
‑
1000mm，三辊辊径一致且在同一水平高度，转速100rpm
‑
500rpm可调，转速调节精度不低于2rpm，浸润角D、E一致且20
°
≤浸润角≤60
°
。
[0020]进一步的，所述烘箱采用红外陶瓷加热片加热，所述集流体为三维网状结构。
[0021]进一步的，所述烘箱与所述收卷机之间依次设有第二碾压机、第二缓冲辊和第二张力辊，所述第二碾压机的结构与所述第一碾压机的结构相同。
[0022]与现有技术相比，本技术具有的优点和积极效果如下。
[0023]1、本技术采用干法工艺，将活性物质、导电剂、添加剂粉体混合均匀后，然后充填到集流体中，经过一次碾压，利于一次碾压后孔隙率高、多孔结构的特点，将粘结剂液体填充到孔隙中，再将孔隙中的溶剂缓慢烘干，粘结剂形成薄膜覆盖在粉料颗粒间、粉料颗粒和集流体骨架间，起到粘结的目的，粘结完成后半成品经过二次碾压达到设计的孔隙率，同时提出一种适用于锂离子电池使用的三维导电网络的集流体，从根本上解决当前使用的铜箔、铝箔一维电子传导路径的缺陷，通过干法工艺和三维导电网络集流体的应用，从根本上降低充放电过程中电极极化，实现长寿命、快速充放的需求；
[0024]2、本技术的结构，可实现集流体的均匀涂覆，粉料填充槽可根据集流体预碾压厚度、填充粉量等设计多级填充，毛刷清粉辊清除集流体表面的浮粉，保证填充的均匀性；
[0025]3、本申请中，集流体经过乳液填充槽时，粘结剂乳液中的溶剂缓慢蒸发，粘结剂形成薄膜覆盖在孔壁上，起到颗粒间、颗粒与集流体骨架间的粘结作用，本方案使用一级填充轮填充方式，填充效率低时，可采用二级或多级填充轮逐级填加；根据料带孔隙体积、粘结剂加入量、乳液粘度、浸润性、填充效率等调节粘结剂的固含量，保证乳液填充的均匀性，提升集流体的强度，电极电阻率降低，电池性能提升。
附图说明
[0026]构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在
附图中：
[0027]图1是本技术锂离子电池用干法电极的制备装置的结构示意图；
[0028]图2是本技术粉料填充槽的结构示意图；
[0029]图3是本技术乳液填充槽的结构示意图。
[0030]附图标记：
[0031]1、放卷机；2、第一张力辊；3、第一缓冲辊；4、预压机；5、粉料填充槽；51、粉料槽体；52、第一毛刷填充辊；53、第二毛刷填充辊；54、毛刷清粉辊；6、第一主动辊；7、第一碾压机；8、乳液填充槽；81、乳液槽体；82、导向辊；83、第一填充辊；84、第二填充辊；85、入料口；9、烘箱；10、第二主动辊；11、第二碾压机；12、第二缓冲辊；13、第二张力辊；14、收卷机。
具体实施方式
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.锂离子电池用干法电极的制备装置，其特征在于：包括集流体，所述集流体依次通过放卷机、预压机、粉料填充槽、第一辗轧机、乳液填充槽、烘箱和收卷机；所述预压机，将集流体碾压到厚度要求值；所述粉料填充槽，将粉料填充到集流体孔隙中；所述第一辗轧机，对集流体进行碾压，集流体横断面形成均匀孔隙；所述乳液填充槽，将粘结剂乳液填充到集流体孔隙中；烘箱，对经过的集流体进行烘干；收卷机，将集流体收卷。2.根据权利要求1所述的锂离子电池用干法电极的制备装置，其特征在于：所述放卷机与所述预压机之间依次设有第一张力辊和第一缓冲辊，所述第一张力辊设在所述放卷机的下方，所述第一缓冲辊设在所述第一张力辊和预压机的上方，调节集流体的张力。3.根据权利要求1所述的锂离子电池用干法电极的制备装置，其特征在于：所述预压机包括上下对应设置的上辊和下辊，所述下辊固定设置，所述上辊相对下辊上下移动调整固定。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述的锂离子电池用干法电极的制备装置，其特征在于：所述粉料填充槽包括粉料槽体，所述粉料槽体内部包括从上到下成对设置的第一毛刷填充辊、第二毛刷填充辊和毛刷清粉辊，所述第一毛刷填充辊和第二毛刷填充辊将粉料填充到集流体孔隙中，所述毛刷清粉辊清除集流体表面的浮粉。5.根据权利要求4所述的锂离子电池用干法电极的制备装置，其特征在于：第一毛刷填充辊、第二毛刷填充辊、毛刷清粉辊的刷毛材质尼龙612或磨料尼龙、刷毛长度30mm
‑
50mm、刷毛丝直径0.1mm≤ф≤0.5mm,刷第一毛刷填充辊、第二毛刷填充辊、毛刷清粉辊的辊轴心材质SUS304或以上、直径≥50mm。6.根据权利要求1
‑
3任一项所述的锂离子电池用干法电极的制备装置，其特征在于：所述第一辗轧机的辊直径500mm≤ф≤...
【专利技术属性】
技术研发人员：何玉杰，郝华冉，李晓海，
申请(专利权)人：天津市捷威动力工业有限公司，
类型：新型
国别省市：
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