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涂布装置、涂布方法以及电池生产线

文献发布时间:2024-05-24 17:48:49


涂布装置、涂布方法以及电池生产线

技术领域

本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种涂布装置、涂布方法以及电池生产线。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

电池的制造过程中,电池的可靠性是一个不可忽视的问题。因此,如何提高电池的电极组件的质量、提高电池的质量以及性能,是电池技术中一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于针对上述问题,提供一种涂布装置、涂布方法以及电池生产线,能有效解决基材涂布、收卷后卷材明显鼓筋的技术问题,用于电池的生产时,能有效提升电池的电极组件的质量,进而提高电池的质量以及性能。

第一方面,本申请提供了一种涂布装置,用于对基材涂覆功能层,沿基材的厚度方向,基材包括相对的第一面和第二面。涂布装置包括第一涂布辊、第二涂布辊、第一驱动件和第二驱动件,第一涂布辊用于对第一面涂覆第一功能层;沿基材的走带方向,第二涂布辊设于第一涂布辊的下游或上游,用于对第二面涂覆第二功能层; 第一驱动件连接于第一涂布辊,用于驱动第一涂布辊沿轴向往复移动;第二驱动件连接于第二涂布辊,用于驱动第二涂布辊沿轴向往复移动。

本申请实施例的技术方案中,沿基材的走带方向,第二涂布辊设于第一涂布辊的下游或上游,即可以根据需求设置第一涂布辊和第二涂布辊的位置,在一些实施方式中,基材走带时可以依次经过第一涂布辊和第二涂布辊,先后进行第一面的第一功能层涂覆和第二面的第二功能层的涂覆;在另一些实施方式中,基材走带时可以依次经过第二涂布辊和第一涂布辊,先后进行第二面的第二功能层的涂覆和第一面的第一功能层的涂覆。

一方面,第一涂布辊和第二涂布辊上均设置有可以粘接浆料的涂布结构,第一涂布辊和第二涂布辊在绕其轴向转动并接触基材表面时,则可以将粘接在其涂布结构内的胶料涂覆至基材的表面。通过第一涂布辊对基材的第一面涂覆第一功能层,通过第二涂布辊对基材的第二面涂覆第二功能层,沿基材的宽度方向,第一涂布辊和第二涂布辊的涂覆范围均小于基材的宽度,即用于对基材的局部的正面和反面涂覆具有一定功能的材料,进而满足基材所需的功能需求。

另一方面,由于涂布工艺的特性,涂布出的功能层的边缘的厚度会略大于功能层的中部的厚度,功能层则会形成厚边。若第一涂布辊与第二涂布辊仅沿轴向转动、且第一涂布辊的涂布结构与第二涂布辊的涂布结构始终在同一位置正对,那么第一功能层的厚边与第二功能层的厚边就会在基材的厚度方向正对叠加,进而在基材收卷绕设后,多圈基材的厚边叠加部分又会在卷材的对应径向横截面上再次进行厚度叠加,使得成卷后的卷材明显鼓筋,不仅对后续生产工序造成影响,还会对基材的整体平整度产生影响,基材在宽度方向上容易变形、具有弧度等,当基材为电池的极片的基材时,会对电池成品质量和性能造成影响。

所以,为了解决发现的上述问题,本方案通过设置驱动第一涂布辊沿轴向往复移动的第一驱动件,使得第一涂布辊在绕其轴向转动的同时还可以沿轴向往复移动,进而使得第一涂布辊涂覆出的第一功能层的厚边呈现为沿基材输送方向延伸的曲线的形态,即沿第一涂布辊的轴向,第一功能层的厚边在基材上的位置是变化的,第一涂布辊的轴向往复移动可以是周期性的,也可以是非周期性的,但是随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在卷材的同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

同样地,涂布装置还配置有驱动第二涂布辊沿轴向横向往复移动的第二驱动件,进而第二涂布辊在基材上涂覆的第二功能层的厚边在基材上的位置也是可以变化的,第二功能层的厚边也呈现为沿基材输送方向延伸的曲线的形态。随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,同样地,第二功能层的厚边位置也可以相互错开,不会全部在卷材的同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

本方案在实施时,第一涂布辊和第二涂布辊在分别沿轴向往复移动时,第一涂布辊的涂布结构和第二涂布辊的涂布结构可以发生错位,也可以仍然在集采的厚度方向上正对。

比如,在一些实施方式中,在涂布的过程中,第一涂布辊的涂布结构的边缘和第二涂布辊的涂布结构的边缘可以错开。涂布完成后,沿基材的厚度方向,第一功能层的厚边与第二功能层的厚边之间的相对位置是有变化的,由于第一功能层的边缘与第二功能层的边缘不是完全投影重合的,可以有效解决第一功能层的厚边与第二功能层的厚边形成于基材时的厚度叠加。需要说明的是,由于第一涂布辊沿轴向往复移动,则沿基材的厚度方向,对第二功能层的厚边来说,一些部分对应的第一面的部分没有第一功能层,一些部分与第一功能层的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层的非厚边部分叠加,而不是第一功能层的厚边始终与第二功能层的厚边厚度叠加。由于存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的方式,则在基材收卷之后,能够利用基材不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善卷材的同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

又比如,在一些实施方式中,第一涂布辊与第二涂布辊的往复移动还可以对应一致,此时,涂布完成后,在基材的厚度方向,第一功能层的厚边与第二功能层的厚边投影完全重合,虽然此时第一功能层的厚边与第二功能层的厚边始终叠加,但是由于第一涂布辊和第二涂布辊均沿轴向往复移动,则沿基材的厚度方向,第一功能层的厚边在基材上的位置是有变化的,第二功能层的厚边在基材上的位置同样是有变化的。那么,随着基材的收卷,多圈基材之间的第一功能层的厚边的位置可以至少部分错开,多圈基材之间的第二功能层的厚边的位置也可以至少部分错开,不会全部在卷材的同一径向截面上重叠叠加,能够利用基材涂覆第一功能层和第二功能层后不同部分之间的厚度差异,进而也能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

也就是说,只要第一涂布辊和第二涂布辊分别在其轴向做往复移动,不管第一涂布辊和第二涂布辊的相对位置是否会发生变化,则能具有有效改善基材收卷之后同一径向截面上厚边厚度叠加的情况的技术效果,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

综上,本方案能明显改善基材涂布完成、收卷为卷材之后局部鼓筋的情况,基材的平整度能明显得到改善,尤其是用于电池极片的生产时,有利于提升电极组件的极片的整体质量,进而提高电池的质量和性能。

另外,常规的布置大多是第一涂布辊的轴向与第二涂布辊的轴向均是垂直于基材的走带输送方向。往复移动指的是,在初始位置和预设位置之间来回,比如可以是在初始位置的单侧往复移动,需要在单侧的极限位置与初始位置之间来回移动;又比如还可以是在初始位置的双侧往复移动,则需要在先由初始位置移动至其中一侧的极限位置,再在两侧的极限位置之间来回移动,最后可以回到初始位置,也可以不回到初始位置,但在第一次移动时需要由初始位置出发,即开始涂布之前需要回到初始位置。

在一些实施例中,第一涂布辊为凹版辊或微凹版辊;第二涂布辊为凹版辊或微凹版辊。

本申请实施例的技术方案中,涂布结构即为刻蚀于凹版辊或微凹版辊的辊面上的网纹区,网纹区一般就是多个深度一致的网孔或凹槽,用于容纳待涂覆的涂层浆料,涂层浆料能够粘附在网纹内。通过网纹区将制作好的糊状粘稠浆料均匀地涂覆在基材的特定区域,涂布时需保证各个涂布位置的厚度一致性、并将涂布厚度控制在工艺要求的公差范围内。

凹版辊与微凹版辊的区别,一方面在于使用时,凹版辊需要通过背压辊将基材压至凹版辊上,实现网纹区与基材的表面接触,而微凹版辊不需要背压辊,微型凹版涂布方式是一种反向、接触式涂布方式,即微凹版辊的旋转方向与基材的走料方向相反,基材不需要通过背压辊加压直接压紧于微凹辊上。另一方面,一般地,微凹辊的辊径会更小,或者微凹辊上的网纹的尺寸会更小,加工成型难度与比凹版辊的加工成型难度大一些。

比如,常见地,凹版辊为金属辊,其网纹区也是金属材质,其上的网孔/凹槽尺寸更大;而微凹版辊在辊面上喷涂陶瓷材料后利用激光蚀刻网纹,网纹的网孔尺寸较小。

在涂布加工过程中,为了降低网纹辊干涉其他区域导致基材产生凹凸点的可能性,一般会选用阶梯式网纹辊,例如,微凹版辊。微凹版辊一般包括辊轴和设置在辊轴周向且凸出辊轴曲面的凸出部。用于粘接浆料的网纹设置在凸出部的圆周面上。

为了实现涂布,该涂布装置其他未提及的结构均可参照相关技术。比如,涂布装置还可以包括第一储液槽,第一涂布辊相对于第一储液槽能转动且部分位于第一储液槽内,基材的表面与第一涂布辊的表面相切,通过转动第一涂布辊以沾取并涂布第一功能层。如此,随着第一涂布辊的转动,第一涂布辊能够沾取第一储液槽内的第一功能层的浆料并使其印刷涂布至第一涂布区。又比如,涂布装置还可以包括与第二涂布辊对应的第二储液槽;再比如,涂布装置还可以包括放卷组件、收卷组件、用于烘干功能层的烘干组件等。此处不做赘述。

第二方面,提供了一种涂布方法,包括以下步骤:

通过第一涂布辊对基材的第一面涂覆第一功能层;通过第二涂布辊对基材的第二面涂覆第二功能层;

其中,在涂覆第一功能层时驱动第一涂布辊沿轴向往复移动,在涂覆第二功能层时驱动第二涂布辊沿轴向往复移动。

本申请实施例的技术方案中,与上述的涂布装置的技术效果一致,第一涂布辊和第二涂布辊在绕其轴向转动并接触基材表面时,则可以将粘接在其涂布结构内的胶料涂覆至基材的表面。通过第一涂布辊对基材的第一面涂覆第一功能层,通过第二涂布辊对基材的第二面涂覆第二功能层,沿基材的宽度方向,第一涂布辊和第二涂布辊的涂覆范围均小于基材的宽度,即用于对基材的局部的正面和反面涂覆具有一定功能的材料,进而满足基材所需的功能需求。

通过在驱动第一涂布辊绕轴向转动涂覆第一功能层的同时,驱动第一涂布辊沿轴向往复移动,使得第一涂布辊涂覆出的第一功能层的厚边呈现为沿基材输送方向延伸的曲线的形态,即沿第一涂布辊的轴向,第一功能层的厚边在基材上的位置是变化的,第一涂布辊的轴向往复移动可以是周期性的,也可以是非周期性的,但是随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

与“在涂覆第一功能层时驱动第一涂布辊沿轴向往复移动”的作用原理相同,第二涂布辊绕轴线转动的同时还沿轴向往复移动,进而第二涂布辊在基材上涂覆的第二功能层的厚边在基材上的位置也是可以变化的,随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,同样地,第二功能层的厚边位置也可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

本方案在实施时,第一涂布辊和第二涂布辊在分别沿轴向往复移动时,第一涂布辊的涂布结构和第二涂布辊的涂布结构可以发生错位,也可以仍然在集采的厚度方向上正对。

比如,在一些实施方式中,第一涂布辊的涂布结构的边缘和第二涂布辊的涂布结构的边缘可以错开。涂布完成后,第一功能层的厚边与第二功能层的厚边之间的相对位置是有变化的,沿基材的厚度方向,由于第一功能层的边缘与第二功能层的边缘不是完全投影重合的,可以有效解决第一功能层的厚边与第二功能层的厚边形成于基材时的厚度叠加。

沿基材的厚度方向,对第二功能层的厚边来说,一些部分对应的第一面的部分没有第一功能层,一些部分与第一功能层的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层的非厚边部分叠加,而不是第一功能层的厚边始终与第二功能层的厚边厚度叠加。由于存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的方式,则在基材收卷之后,能够利用基材不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

又比如,在一些实施方式中,第一涂布辊与第二涂布辊的往复移动还可以对应一致,此时,涂布完成后,在基材的厚度方向,第一功能层的厚边与第二功能层的厚边投影完全重合,虽然此时第一功能层的厚边与第二功能层的厚边始终叠加,但是由于第一涂布辊和第二涂布辊均沿轴向往复移动,则沿基材的厚度方向,第一功能层的厚边在基材上的位置是有变化的,第二功能层的厚边在基材上的位置同样是有变化的。那么,随着基材的收卷,多圈基材之间的第一功能层的厚边的位置可以至少部分错开,多圈基材之间的第二功能层的厚边的位置也可以至少部分错开,不会全部在卷材的同一径向截面上重叠叠加,能够利用基材涂覆第一功能层和第二功能层后不同部分之间的厚度差异,进而也能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

综上,本涂布方法能明显改善基材涂布完成、收卷为卷材之后局部鼓筋的情况,基材的平整度能明显得到改善,尤其是用于电池极片的生产时,有利于提升电极组件的极片的整体质量,进而提高电池的质量和性能。

在一些实施例中,控制第一涂布辊沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊沿轴向往复移动的频率相同。

本申请实施例的技术方案中,第一涂布辊按照一定的频率沿轴向往复移动,则,第一涂布辊的轴向往复移动是周期性的往复移动,并不是无序的。同样地,第二涂布辊也按照一定的频率沿轴向往复移动,则,第二涂布辊的轴向往复移动是周期性的往复移动,并不是无序的。

通过控制第一涂布辊沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊沿轴向往复移动的频率相同,使得第一涂布辊沿轴向往复移动的周期与第二涂布辊沿轴向往复移动的周期保持一致,可以便于工艺的节拍控制。

在一些实施例中,在涂覆第一功能层时驱动第一涂布辊沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第一涂布辊沿轴向在其初始位置的第一侧往复移动。

本申请实施例的技术方案中,第一涂布辊的轴向往复移动是仅在初始位置和第一侧的预设极限位置之间往复,也就是说,此时第一涂布辊沿轴向往复移动的周期为开始移动后,第一涂布辊前后两次由初始位置开始向第一侧的预设极限位置移动所间隔的时间。

在涂覆第一功能层时,通过驱动第一涂布辊沿轴向在其初始位置的第一侧往复移动,使得第一功能层的边缘在基材上的位置是变化的,第一涂布辊的涂布结构的边缘和第二涂布辊的涂布结构的边缘可以部分错开,涂布完成后,沿基材的厚度方向,由于第一功能层的边缘与第二功能层的边缘不是完全投影重合的,可以有效解决第一功能层的厚边与第二功能层的厚边形成于基材时的厚度叠加。同时,随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

在一些实施例中,在涂覆第二功能层时驱动第二涂布辊沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第二涂布辊沿轴向在其初始位置的第二侧往复移动;第一侧与第二侧相反。

本申请实施例的技术方案中,第二涂布辊的轴向往复移动是仅在初始位置和第二侧的预设极限位置之间往复,也就是说,此时第二涂布辊沿轴向往复移动的周期为开始移动后,第二涂布辊前后两次由初始位置开始向第一侧的预设极限位置移动所间隔的时间。

通过使第一涂布辊仅向第一侧偏离并往复移动,使第二涂布辊仅向第二侧偏离并往复移动,使得第一功能层的边缘在基材上的位置是变化的,第二功能层的边缘在基材上的位置也是变化的,同时由于第一涂布辊沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊沿轴向往复移动的频率相同,第一涂布辊和第二涂布辊始终保持移动方向相反的一致步调,第一涂布辊的涂布结构的边缘和第二涂布辊的涂布结构的边缘可以部分错开,进而可以有效解决收卷后卷材鼓筋的问题。

在一些实施例中,在涂覆第一功能层时驱动第一涂布辊沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第一涂布辊沿轴向先在其初始位置的第一侧往复移动一次、后在其初始位置的第二侧往复移动一次,并重复上述移动;第一侧与第二侧相反。

本申请实施例的技术方案中,第一涂布辊在一个周期内的轴向往复移动的路径为:初始位置-第一侧的极限位置-初始位置-第二侧的极限位置-初始位置,第一涂布辊按照上述的路径重复进行往复移动,即为双侧往复移动的涂布方式。

此时,通过分析可以知道,第二涂布辊始终位于其初始位置涂覆第二功能层时,第一涂布辊采用双侧往复移动,沿基材的厚度方向,对第二功能层的厚边来说,一些部分对应的第一面的区域没有第一功能层,此时不存在厚度叠加,一些部分与第一功能层的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层的非厚边部分叠加,而不是第一功能层的厚边始终与第二功能层的厚边厚度叠加。由于第一功能层和第二功能层存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的可能,则在基材收卷之后,能够利用基材不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

在一些实施例中,在涂覆第二功能层时驱动第二涂布辊沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第二涂布辊沿轴向先在其初始位置的第二侧往复移动一次、后在其初始位置的第一侧往复移动一次,并重复上述移动。

本申请实施例的技术方案中,与第一涂布辊沿轴向往复移动的方式类似,第二涂布辊在一个周期内的轴向往复移动的路径为:初始位置-第二侧的极限位置-初始位置-第一侧的极限位置-初始位置,第二涂布辊按照上述的路径重复进行往复移动,即为双侧往复移动的涂布方式。

第一功能层的边缘以及第二功能层的边缘在基材上的位置均是变化的,同时由于第一涂布辊沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊沿轴向往复移动的频率相同,第一涂布辊和第二涂布辊始终保持移动方向相反的一致步调,第一涂布辊的涂布结构的边缘和第二涂布辊的涂布结构的边缘可以部分错开,进而可以有效解决收卷后卷材鼓筋的问题。

同时,通过分析可以知道,沿基材的厚度方向,对第二功能层的厚边来说,一些部分对应的第一面的区域没有第一功能层,此时不存在厚度叠加,一些部分与第一功能层的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层的非厚边部分叠加,而不是第一功能层的厚边始终与第二功能层的厚边厚度叠加。由于第一功能层和第二功能层存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的可能,则在基材收卷之后,能够利用基材不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

在一些实施例中,涂布方法还包括:控制基材在第一涂布辊与第二涂布辊之间的走带时间为t;

按照基材的走带方向,控制第一涂布辊和第二涂布辊先后沿轴向往复移动,且控制先后沿轴向往复移动的时间差为t。

本申请实施例的技术方案中,可以理解为:以基材的同一个区域为基准,该区域接触第一涂布辊、第一涂布辊开始沿轴线往复移动为计时起点,经过时间t后,该区域开始接触第二涂布辊,且第二涂布辊接触该区域的同时开始沿轴向往复移动。

当基材走带的速度始终恒定时,基材在第一涂布辊与第二涂布辊之间的走带时间为t,也就能得到基材由第一涂布辊走带到第二涂布辊所走带的物料长度。通过使第一涂布辊和第二涂布辊先后进行轴向往复移动的时间间隔也为t,也就使得,第一涂布辊开始横移时接触的基材的部位与第二涂布辊开始横移时所接触的基材的部位一致,进而实现第一涂布辊沿轴向往复移动的涂布起点与第二涂布辊沿轴向往复移动的涂布起点一致。

需要说明的是,第一涂布辊和第二涂布辊的先后顺序由产线上布置的具体情况决定,第一涂布辊和第二涂布辊中,位于上游的一个先沿轴向往复移动,位于下游的一个后沿轴线往复移动。

在一些实施例中,控制第一涂布辊沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离为L,L≤5mm。

本申请实施例的技术方案中,理论上,第一面的预设的涂布区域对应的是第一涂布辊处于初始位置下所涂覆的范围,同样地,第二面的预设的涂布区域对应的是第二涂布辊处于初始位置下所涂覆的范围。所以第一涂布辊沿轴向偏离初始位置的涂覆区域并非是预先规划的涂覆区域。通过控制第一涂布辊沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离不超过5mm,可以在通过改进工艺有效解决基材涂覆、收卷后明显鼓筋的问题的同时,降低涂覆范围的偏差,可以降低对后续工序以及基材最终所需的性能的影响。

需要说明的是,此处的第一涂布辊沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离L,指的是,单侧上相对其初始位置所偏移的最大距离。在一些实施例中,第一涂布辊采用双侧往复移动的方案时,需使其在第一侧和第二侧的最大偏移距离均不超过5mm。

比如,在一些实施例中,L可选0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm等。

在一些实施例中,L≤0.5mm。

本申请实施例的技术方案中,通过使第一涂布辊沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离L不超过0.5mm,既能实现有效解决基材涂覆、收卷后明显鼓筋的技术效果,又能减小对预设的不需涂布第一功能层和第二功能层的区域的影响,特别是在一些实施方式中,可能还会在与第一功能层和第二功能层临近的区域进行其他性质的功能层的涂覆。

比如,在一些实施例中,L可选0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.24mm、0.26mm、0.3mm、0.32mm、0.36mm、0.38mm、0.4mm、0.42mm、0.44mm、0.45mm、0.46mm、0.49mm、0.5mm等。

在一些实施例中,在涂覆第一功能层时驱动第一涂布辊沿轴向往复移动,具体包括:

在第一涂布辊自初始位置移动至偏离初始位置最远的极限位置的过程中,控制第一涂布辊的轴向移动至少停顿一次;

和/或,在第一涂布辊自偏离初始位置最远的极限位置移动至初始位置的过程中,控制第一涂布辊的轴向移动至少停顿一次。

本申请实施例的技术方案中,第一涂布辊在往复移动的过程中,在第一涂布辊自初始位置移动至偏离初始位置最远的极限位置的过程中,和/或,在第一涂布辊自偏离初始位置最远的极限位置移动至初始位置的过程中,控制第一涂布辊的轴向移动至少停顿一次。即在第一涂布辊从初始位置偏移以及回到初始位置这两个过程中,至少一者的轴向横移所采用的是间断、间隔式移动,而不是持续性的移动方式。在第一涂布辊的移动停顿的期间,基材仍然按照预设速度走带输送。

通过合理设置第一涂布辊的单次移动的距离、单次移动对应的基材走带的长度、单次停顿的时间、单次停顿对应的基材走带的长度等各参数之间的关系,能够有效地使收卷后各圈基材上的第一功能层的厚边以及第二功能层的厚边交错开,使其不会仅在对应地径向截面上进行厚度叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

第三方面,还提供了一种电池生产线,包括上述的涂布装置,涂布装置用于对电池的极片的基材涂覆功能层。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为车辆的结构示意图。

图2为电池的结构示意图。

图3为电池单体的结构示意图。

图4为本申请一些实施例提供的涂布装置的结构示意图。

图5为本申请一些实施例提供的涂布装置在某些时刻,第一涂布辊和第二涂布辊均位于初始位置时对基材的同一部分涂覆功能层的示意图。

图6为本申请一些实施例提供的涂布装置在某些时刻,第一涂布辊偏离初始位置、第二涂布辊处于初始位置时对基材的同一部分的涂布范围示意图。

图7为本申请一些实施例提供的涂布装置在某些时刻,第一涂布辊和第二涂布辊均偏离初始位置且向不同侧偏离时,对基材的同一部分的涂布范围示意图。

图8为本申请符合图7状态的一些实施例提供的涂布装置涂覆的第一功能层和第二功能层的示意图。

图9为本申请符合图7状态的又一些实施例提供的涂布装置涂覆的第一功能层和第二功能层的示意图。

图10为本申请一些实施例提供的涂布方法的流程示意图。

图标:1000-车辆;100-电池;200-马达;300-控制器;110-箱体;111-第一部分;112-第二部分;120-电池单体;121-壳体;122-端盖;123-电极组件;

10-涂布装置;11-第一涂布辊;12-第二涂布辊;13-第一驱动件;14-第二驱动件;15-烘干组件;

20-基材;30-第一功能层;40-第二功能层。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。

除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限定本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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申请中的具体含义。

在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请中,所提及的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。

目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。

涂布是将涂布材料以液体或粉末形式在织物,纸张,金属箔或板等物体表面上涂盖薄层。而为了提高锂离子电池电性能、安全性能,涂布是电池单体生产过程中不可或缺的一步,也是直接影响电池安全性、容量、寿命等各项性能的关键工序。在电池单体的生产过程中,将正极活性物质涂覆于正极集流体上,以及将负极活性物质涂覆于负极集流体上用的正是涂布工艺,即将制作好的糊状粘稠浆料(正极活性物质或负极活性物质)均匀的、连续或间断的涂覆在基材 (正极集流体或负极集流体)上。

但是由于涂布的特性,涂布出的功能层的边缘的厚度会略大于功能层的中部的厚度,功能层则会在基材上形成厚边。若第一涂布辊与第二涂布辊仅沿轴向转动、且第一涂布辊的涂布结构与第二涂布辊的涂布结构始终正对,那么第一功能层的厚边与第二功能层的厚边就会在基材的厚度方向正对叠加,进而在基材收卷绕设后,多圈基材的厚边叠加部分又会在卷材的对应径向横截面上再次进行厚度叠加,使得成卷后的卷材明显鼓筋,不仅对后续生产工序造成影响,还会对基材的整体平整度产生影响,基材在宽度方向上容易变形、具有弧度等,当基材为电池的极片的基材(比如铝箔等)时,会对电池成品质量和性能造成影响。

基于以上考虑,为了解决基材涂覆功能层、收卷之后存在的明显鼓筋的问题,设计了一种涂布装置、涂布方法以及电池生产线。涂布装置包括第一涂布辊、第二涂布辊、第一驱动件和第二驱动件,第一涂布辊用于对基材的第一面涂覆第一功能层;沿基材的走带方向,第二涂布辊设于第一涂布辊的下游或上游,用于对基材的第二面涂覆第二功能层,第一驱动件连接于第一涂布辊,用于驱动第一涂布辊沿轴向往复移动;第二驱动件连接于第二涂布辊,用于驱动第二涂布辊沿轴向往复移动。沿基材的厚度方向,第一面和第二面相对。

第一涂布辊在第一驱动件的驱动下沿轴向往复移动,使得第一涂布辊在绕其轴向转动的同时还可以沿轴向往复移动,进而使得第一涂布辊涂覆出的第一功能层的厚边呈现为沿基材输送方向延伸的曲线的形态,即沿第一涂布辊的轴向,第一功能层的厚边在基材上的位置是变化的。第一涂布辊的轴向往复移动可以是周期性的,也可以是非周期性的,随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以至少部分错开,第一功能层的厚边不会始终且全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

同样地,涂布装置还配置有驱动第二涂布辊沿轴向横向往复移动的第二驱动件,进而第二涂布辊在基材上涂覆的第二功能层的厚边在基材上的位置也是可以变化的,第二功能层的厚边也呈现为沿基材输送方向延伸的曲线的形态。随着基材的收卷,多圈基材上的第一功能层的厚边的位置可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,同样地,第二功能层的厚边位置也可以相互错开,不会全部在卷材的同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

为了解决涂布的功能层的边缘相对于中部形成厚边的问题,相关技术采用的方案是对涂布辊的结构进行改进,比如将凹版辊的网纹设置为深度尺寸不一致的结构,使其对应于厚边的部分的网纹深度将对应部非厚边部分的网纹深度更小。但是该种方案实际应用时具有一定的限制和实施难度,具体应用于微凹涂布时尤其明显,由于微凹版辊的结构特性以及其上的网纹布置需求,微凹版辊刻蚀网纹的部分为陶瓷材质,且微凹版辊的网纹密度等远大于凹版辊的网纹密度,本身微凹版辊的制作就具备一定的加工难度,在此基础上,在陶瓷辊面上刻蚀不同深度的网纹的难度进一步提升,容易出现刻蚀位置偏差大的问题;同时由于加工精度问题,要么消薄区域大,要么在边缘较窄的区域难进行消薄刻蚀。另外,加工制造之后、将微凹版辊投入使用前还需要检测网纹是否符合要求,检测难度也较大,且微凹辊的检测合格率也较低,针对不同涂布需求还需要重新加工设计新的微凹辊,耗时耗力,不利于推广使用。

所以,相比于相关技术中对涂布辊的结构进行解决上述技术问题的思路,本申请从工艺方法出发,对工艺方法进行改进,提供了一种思路完全不同的技术方案。本申请可以应用与微凹涂布和凹版涂布领域,不需要改变现有的涂布辊的结构,即第一涂布辊和第二涂布辊上的涂布结构是常规的、均匀一致的结构,也就是说现有的网纹深度均匀的凹版辊和微凹版辊就可以投入使用、实现解决鼓筋的技术效果,省时省力,能广泛推广应用。

本申请实施例公开的涂布装置可以但不限用于电池的极片的生产中,需说明的是,本申请中的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池包等。电池可以作为用电装置的电源或电源系统,这样,有利于提升电池的整体性能,便于电池的推广。

用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。

请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器300和马达200,控制器300用来控制电池100为马达200供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。

请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体110和电池单体120,电池单体120容纳于箱体110内。其中,箱体110用于为电池单体120提供容纳空间,箱体110可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体110可以包括第一部分111和第二部分112,第一部分111与第二部分112相互盖合,第一部分111和第二部分112共同限定出用于容纳电池单体120的容纳空间。第二部分112可以为一端开口的空心结构,第一部分111可以为板状结构,第一部分111盖合于第二部分112的开口侧,以使第一部分111与第二部分112共同限定出容纳空间;第一部分111和第二部分112也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分111的开口侧盖合于第二部分112的开口侧。当然,第一部分111和第二部分112形成的箱体110可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。

在电池100中,电池单体120可以是多个,多个电池单体120之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体120中既有串联又有并联。多个电池单体120之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体120构成的整体容纳于箱体110内;当然,电池100也可以是多个电池单体120先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体110内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体120之间的电连接。

其中,每个电池单体120可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体120可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

如图3所示,电池单体120可以包括外壳、电极组件123及电极端子。外壳包括壳体121和端盖122,壳体121具有开口,端盖122封闭开口,以将电池单体120的内部环境与外部环境隔绝。

壳体121是用于配合端盖122以形成电池单体120的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件123、电解液以及其他部件。壳体121和端盖122可以是独立的部件。壳体121可以是多种形状和多种尺寸的。具体地,壳体121的形状可以根据电极组件123的具体形状和尺寸大小来确定。壳体121的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。

端盖122是指盖合于壳体121的开口处以将电池单体120的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖122的形状可以与壳体121的形状相适应以配合壳体121。可选地,端盖122可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖122在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体120能够具备更高的结构强度,可靠性也可以有所提高。端盖122上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件123电连接,以用于输出或输入电池单体120的电能。端盖122的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖122的内侧还可以设置有绝缘结构,绝缘结构可以用于隔离壳体121内的电连接部件与端盖122,以降低短路的风险。示例性的,绝缘结构可以是塑料、橡胶等。

电极组件123是电池单体120中发生电化学反应的部件。壳体121内可以包含一个或更多个电极组件123。电极组件123主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔离膜,隔离膜用于分隔正极极片和负极极片,以避免正极极片和负极极片内接短路。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件123的主体部,正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。此外,电极组件123可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构。

在一些实施例中,电池单体120还可以设置有用于在电池单体120的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。

根据本申请的一些实施例,图4为本申请中涂布装置10的结构示意图。如图4所示,本申请提供了一种涂布装置10,用于对基材20涂覆功能层。沿基材20的厚度方向,基材20包括相对的第一面和第二面。

功能层为涂覆于基材20表面、使基材20具有与其材料特性一致的功能的功能性浆料,根据浆料种类的不同其在基材20的表面起到不同的作用,功能层的涂覆范围也根据所需的功能对应选择,即可以部分覆盖基材20的表面,也可以完全覆盖基材20的表面。例如功能层可以为底涂浆料或绝缘浆料或其他功能性浆料。可选的功能层有多种,一般在电池100领域,常见的有底涂层、活性材料层、绝缘层等。

具体地,底涂浆料包括功能材料、粘结剂和导电剂,粘结剂可以选自聚偏氟乙烯、偏氟乙烯-六氟丙烯的共聚物、聚酰胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯、聚丙烯酸、聚丙烯酸盐、羧甲基纤维素钠、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯和丁苯橡胶中至少一种,导电剂可以选自碳黑、碳纤维、碳纳米管、石墨、石墨烯、金属粉末、复合导电材料、导电陶瓷粉末中的至少一种。

具体地,绝缘胶为油基环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、水基聚偏氟乙烯、聚亚酰胺中的至少一种。绝缘涂料为金属氧化物颗粒涂层,其材质的成分具体包括金属氧化物颗粒、聚偏氟乙烯和N-甲基吡咯烷酮,其中的金属氧化物颗粒的材质,又可以从三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌、氧化镁及其组合中选择采用。

具体地,活性材料层包括镍钴锰酸锂、磷酸铁锂、镍酸锂、镍锰酸锂和镍酸锰铁锂中的至少一种。活性物质分为正极活性物质和负极活性物质,即正极片的活性物质浆料中使用正极活性物质,负极片的活性物质浆料中使用负极活性物质。

一般的基材20均是规则的结构,常见的规则形状的基材20的第一面和第二面是正对的,沿基材20的宽度方向,第一面的两个边缘与第二面的两个边缘对应投影重合。在异形的基材20中,其第一面和第二面可能错开。

涂布装置10包括第一涂布辊11,第一涂布辊11用于对第一面涂覆第一功能层30。

第一涂布辊11为具有涂布结构、能将第一功能层30的浆料涂覆于基材20的第一面的构件。

涂布装置10还包括第二涂布辊12,沿基材20的走带方向,第二涂布辊12设于第一涂布辊11的下游或上游,用于对第二面涂覆第二功能层40。

第二涂布辊12为具有涂布结构、能将第二功能层40的浆料涂覆于基材20的第一面的构件。

沿基材20的走带方向,第二涂布辊12设于第一涂布辊11的下游或上游,即可以根据需求设置第一涂布辊11和第二涂布辊12的位置,在一些实施方式中,基材20走带时可以依次经过第一涂布辊11和第二涂布辊12,先后进行第一面的第一功能层30涂覆和第二面的第二功能层40的涂覆;在另一些实施方式中,基材20走带时可以依次经过第二涂布辊12和第一涂布辊11,先后进行第二面的第二功能层40的涂覆和第一面的第一功能层30的涂覆。

第一涂布辊11和第二涂布辊12上均设置有可以粘接浆料的涂布结构,第一涂布辊11和第二涂布辊12在绕其轴向转动并接触基材20表面时,则可以将粘接在其涂布结构内的胶料涂覆至基材20的表面。通过第一涂布辊11对基材20的第一面涂覆第一功能层30,通过第二涂布辊12对基材20的第二面涂覆第二功能层40,沿基材20的宽度方向,第一涂布辊11和第二涂布辊12的涂覆范围均小于基材20的宽度,即用于对基材20的局部的正面和反面涂覆具有一定功能的材料,进而满足基材20所需的功能需求。

在对电池100的极片的基材20进行涂覆时,第一功能层30与第二功能层40由于是对同一区域的正反面涂覆,所以是相同的浆料,比如均是绝缘材料,或者均是可以用于与电解液反应的活性材料等。在其他的一些领域,基材20的第一面和第二面的作用可以不同,则可以根据需求选择第一功能层30和第二功能层40的具体材料,即第一功能层30与第二功能层40的浆料的材料和作用可以相同,也可以不同。

涂布装置10还包括第一驱动件13,第一驱动件13连接于第一涂布辊11,用于驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动。

第一驱动件13为能驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动的构件,可以为任一种直线传动机构,比如伺服电机传动机构、齿轮齿条传动机构、滚珠丝杠传动机构、液压传动机构、推杆传动机构、螺旋副传动机构等。

涂布装置10还包括第二驱动件14,连接于第二涂布辊12,用于驱动第二涂布辊12沿轴向往复移动。

第二驱动件14为能驱动第二涂布辊12沿轴向往复移动的构件,可以为任一种直线传动机构,比如伺服电机传动机构、齿轮齿条传动机构、滚珠丝杠传动机构、液压传动机构、推杆传动机构、螺旋副传动机构等。

由于涂布工艺的特性,涂布出的功能层的边缘的厚度会略大于功能层的中部的厚度,功能层则会形成厚边。若第一涂布辊11与第二涂布辊12仅沿轴向转动、且第一涂布辊11的涂布结构与第二涂布辊12的涂布结构始终正对,那么第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边就会在基材20的厚度方向正对叠加,进而在基材20收卷绕设后,多圈基材20的厚边叠加部分又会在卷材的对应径向横截面上再次进行厚度叠加,使得成卷后的卷材明显鼓筋,不仅对后续生产工序造成影响,还会对基材20的整体平整度产生影响,基材20在宽度方向上容易变形、具有弧度等,当基材20为电池100的极片的基材20时,会对电池100成品质量和性能造成影响。

所以,为了解决发现的上述问题,本方案通过设置驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动的第一驱动件13,使得第一涂布辊11在绕其轴向转动的同时还可以沿轴向往复移动,进而第一涂布辊11涂覆出的第一功能层30的厚边呈现为沿基材20输送方向延伸的曲线的形态,即沿第一涂布辊11的轴向,第一功能层30的厚边在基材20上的位置是变化的,第一涂布辊11的轴向往复移动可以是周期性的,也可以是非周期性的,但是随着基材20的收卷,多圈基材20上的第一功能层30的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

使得第一涂布辊11的涂布结构的边缘和第二涂布辊12的涂布结构的边缘可以错开。涂布完成后,沿基材20的厚度方向,由于第一功能层30的边缘与第二功能层40的边缘不是完全投影重合的,可以有效解决第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边形成于基材20时的厚度叠加。另外,在基材20的宽度方向上,由于第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边之间的相对位置是有变化的。

涂布装置10还配置有驱动第二涂布辊12沿轴向横向往复移动的第二驱动件14,进而第二涂布辊12在基材20上涂覆的第二功能层40的厚边在基材20上的位置也是可以变化的,随着基材20的收卷,多圈基材20上的第一功能层30的厚边的位置可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,同样地,第二功能层40的厚边位置也可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

需要说明的是,如图5和图6所示,第一涂布辊11由第一驱动件13驱动,沿轴向在初始位置和偏离初始位置的状态下反复切换。同时第二涂布辊12由第二驱动件14驱动,沿轴向在初始位置和偏离初始位置的状态下反复切换。图5示出了第一涂布辊11的涂布结构和第二涂布辊12的涂布结构均位于初始位置且正对的状态。

图6示出了在对基材20的某一区域先后涂覆第一功能层30和第二功能层40时,第一涂布辊11偏移后与第二涂布辊12错位的状态,图6中的虚线表示的是第一涂布辊11在初始位置的示意,此时若第一涂布辊11和第二涂布辊12的移动周期相同时,表示第一涂布辊11和第二涂布辊12有一个涂布相位差。沿基材20的厚度方向,对第二功能层40的厚边来说,一些部分对应的第一面的部分没有第一功能层30,一些部分与第一功能层30的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层30的非厚边部分叠加,而不是第一功能层30的厚边始终与第二功能层40的厚边厚度叠加。由于存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的方式,则在基材20收卷之后,能够利用基材20不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

反观相关技术中将第一涂布辊11和第二涂布辊12均设置为在轴向上位置固定的方案,分析可以知道,其涂布完成后,第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边完全投影重叠且在极片的基材20上的位置均是固定的,在基材20收卷卷绕后厚边会在径向横截面上持续叠加多圈,最终导致卷材明显鼓筋。如果仅使第一涂布辊11的涂布区和第二涂布辊12的涂布区有一定错位、但仍然为在轴向上位置固定的涂布方案,虽然能使第一功能层30的厚边和第二功能层40的厚边有一定错位,但是由于厚边在基材20上的位置仍然是不改变的,那么在收卷之后厚边仍然会在径向横截面上持续的叠加,也就是说仍然会存在相应的技术问题。只是由第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边叠加,改为了,第一功能层30的厚边与与之正对的第二功能层40的非厚边区域的厚度叠加,以及第二功能层40的厚边与与之正对的第一功能层30的非厚边区域的厚度叠加,最终收卷之后仍会出现明显的鼓筋。

如图7所示,第一涂布辊11和第二涂布辊12在涂覆基材20的同一区域时,可以朝向不同侧偏移,进而使第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边能错开、部分交错。在一些实施例中,第一涂布辊11和第二涂布辊12可以分别在初始位置的第一侧和第二侧往复移动,此时,涂覆形成的第一功能层30和第二功能层40如图8所示,图8中的实线即为第一功能层30的边缘,图8中的虚线即为第二功能层40的边缘。在一些实施例中,第一涂布辊11和第二涂布辊12可以在初始位置的第一侧和第二侧均往复移动,此时,涂覆形成的第一功能层30和第二功能层40如图9所示,图9中的实线即为第一功能层30的边缘,图9中的虚线即为第二功能层40的边缘。

需要说明的是,在基材20的厚度方向,第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边也可以投影完全重合,虽然此时第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边始终叠加,但是由于第一涂布辊11和第二涂布辊12均沿轴向往复移动,则沿基材20的厚度方向,第一功能层30的厚边在基材20上的位置是有变化的,第二功能层40的厚边在基材20上的位置同样是有变化的。那么,随着基材20的收卷,多圈基材20之间的第一功能层30的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,能够利用基材20涂覆第一功能层30和第二功能层40后不同部分之间的厚度差异,进而也能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

也就是说,只要第一涂布辊11和第二涂布辊12分别在其轴向做往复移动,则能具有有效改善基材20收卷之后同一径向截面上厚边厚度叠加的情况的技术效果,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

综上,相比于相关技术的技术方案,本申请不考虑对第一涂布辊11和第二涂布辊12的涂料结构以及布置位置等做改进,本质上通过对涂布工艺的操作流程做改进,现有产线上已经投入使用的、成卷后会形成明显鼓筋的涂布辊仍然可以应用。本方案能明显改善基材20涂布完成、收卷为卷材之后局部鼓筋的情况,基材20的平整度能明显得到改善,尤其是用于电池100极片的生产时,有利于提升电极组件123的极片的整体质量,进而提高电池100的质量和性能。

另外,常规的布置大多是第一涂布辊11的轴向与第二涂布辊12的轴向均是垂直于基材20的走带输送方向。往复移动指的是,在初始位置和预设位置之间来回,比如可以是在初始位置的单侧往复移动,需要在单侧的极限位置与初始位置之间来回移动,此时涂覆的第一功能层30与第二功能层40的投影关系如图8所示;又比如还可以是在初始位置的双侧往复移动,则需要在先由初始位置移动至其中一侧的极限位置,再在两侧的极限位置之间来回移动,最后可以回到初始位置,也可以不回到初始位置,但在第一次移动时需要由初始位置出发,即开始涂布之前需要回到初始位置,此时涂覆的第一功能层30与第二功能层40的投影关系如图9所示。

根据本申请的一些实施例,第一涂布辊11为凹版辊或微凹版辊;第二涂布辊12为凹版辊或微凹版辊。

本申请实施例的技术方案中,涂布结构即为刻蚀于凹版辊或微凹版辊的辊面上的网纹区,网纹区一般就是多个深度一致的网孔或凹槽,用于容纳待涂覆的涂层浆料,涂层浆料能够粘附在网纹内。通过网纹区将制作好的糊状粘稠浆料均匀地涂覆在基材20的特定区域,涂布时需保证各个涂布位置的厚度一致性、并将涂布厚度控制在工艺要求的公差范围内。

凹版辊与微凹版辊的区别,一方面在于使用时,凹版辊需要通过背压辊将基材20压至凹版辊上,实现网纹区与基材20的表面接触,而微凹版辊不需要背压辊,微型凹版涂布方式是一种反向、接触式涂布方式,即微凹版辊的旋转方向与基材20的走料方向相反,基材20不需要通过背压辊加压直接压紧于微凹辊上。另一方面,一般地,微凹辊的辊径会更小,或者微凹辊上的网纹的尺寸会更小,加工成型难度与比凹版辊的加工成型难度大一些。

比如,常见地,凹版辊为金属辊,其网纹区也是金属材质,其上的网孔/凹槽尺寸更大;而微凹版辊在辊面上喷涂陶瓷材料后利用激光蚀刻网纹,网纹的网孔尺寸较小。

在涂布加工过程中,为了降低网纹辊干涉其他区域导致基材20产生凹凸点的可能性,一般会选用阶梯式网纹辊,例如,微凹版辊。微凹版辊一般包括辊轴和设置在辊轴周向且凸出辊轴曲面的凸出部。用于粘接浆料的网纹设置在凸出部的圆周面上。

第一涂布辊11和第二涂布辊12上可以仅有一个涂布区,也可以有沿轴向间隔设置的两个以上涂布区,以提高产线生产效率,一次涂布操作可得到多个功能层,未涂布的区域可以为后续加工工序(如后次再在未涂布区域涂覆所需的功能层、或者剪裁基材20)预留操作空间。

为了实现涂布,该涂布装置10其他未提及的结构均可参照相关技术。比如,涂布装置10还可以包括第一储液槽,第一涂布辊11相对于第一储液槽能转动且部分位于第一储液槽内,基材20的表面与第一涂布辊11的表面相切,通过转动第一涂布辊11以沾取并涂布第一功能层30。如此,随着第一涂布辊11的转动,第一涂布辊11能够沾取第一储液槽内的第一功能层30的浆料并使其印刷涂布至第一涂布区。又比如,涂布装置10还可以包括与第二涂布辊12对应的第二储液槽;再比如,涂布装置10还可以包括放卷组件、收卷组件、用于烘干功能层的烘干组件15等。此处不做赘述。

在一些实施例中,烘干组件15可以设置在第一涂布辊11和第二涂布辊12之间,流程可以为第一功能层30涂覆完成后进入烘干组件15,烘干组件15对第一功能层30进行烘干,后基材20走带至第二涂布辊12涂覆第二功能层40,后涂覆有第二功能层40的基材20再次进入烘干组件15,烘干组件15对第二功能层40进行烘干。

在一些实施例中,烘干组件15可以设置在第一涂布辊11和第二涂布辊12的下游,流程可以为,基材20走带至第一涂布辊11涂覆第一功能层30,后基材20走带至第二涂布辊12涂覆第二功能层40,后涂覆有第一功能层30和涂覆有第二功能层40的基材20进入烘干组件15,烘干组件15同时对第一功能层30和第二功能层40进行烘干。

需要说明的是,第一涂布辊11和第二涂布辊12为一组涂布组件,需要满足至少第一涂布辊11可以在涂布的同时由第一驱动件13沿轴向往复移动。那么当有其他的涂布功能层的需求时,还能再设置一组或多组涂布组件,只要使每组涂布组件中至少有一个涂布辊可以如第一涂布辊11一样,涂覆功能层时既能绕轴线转动、又能沿轴向往复移动即可。

根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种涂布方法,图10示出了一些实施例第一涂布辊11设于第二涂布辊12的上游时的流程框图。

本申请提供的一种涂布方法,包括以下步骤:

通过第一涂布辊11对基材20的第一面涂覆第一功能层30;通过第二涂布辊12对基材20的第二面涂覆第二功能层40;

其中,在涂覆第一功能层30时驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动;在涂覆第二功能层40时驱动第二涂布辊12沿轴向往复移动。

在上述技术方案中,与上述的涂布装置10的技术效果一致,第一涂布辊11和第二涂布辊12在绕其轴向转动并接触基材20表面时,则可以将粘接在其涂布结构内的胶料涂覆至基材20的表面。通过第一涂布辊11对基材20的第一面涂覆第一功能层30,通过第二涂布辊12对基材20的第二面涂覆第二功能层40,沿基材20的宽度方向,第一涂布辊11和第二涂布辊12的涂覆范围均小于基材20的宽度,即用于对基材20的局部的正面和反面涂覆具有一定功能的材料,进而满足基材20所需的功能需求。

如图5-图7所示,通过在驱动第一涂布辊11绕轴向转动涂覆第一功能层30的同时,驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动,使得第一涂布辊11涂覆出的第一功能层30的厚边呈现为沿基材20输送方向延伸的曲线的形态,即沿第一涂布辊11的轴向,第一功能层30的厚边在基材20上的位置是变化的,第一涂布辊11的轴向往复移动可以是周期性的,也可以是非周期性的,但是随着基材20的收卷,多圈基材20上的第一功能层30的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

与“在涂覆第一功能层30时驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动”的作用原理相同,第二涂布辊12绕轴线转动的同时还沿轴向往复移动,进而第二涂布辊12在基材20上涂覆的第二功能层40的厚边在基材20上的位置也是可以变化的,随着基材20的收卷,多圈基材20上的第一功能层30的厚边的位置可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,同样地,第二功能层40的厚边位置也可以相互错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

在一些实施方式中,第一涂布辊11的涂布结构的边缘和第二涂布辊12的涂布结构的边缘可以错开。涂布完成后,沿基材20的厚度方向,由于第一功能层30的边缘与第二功能层40的边缘不是完全投影重合的,可以有效解决第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边形成于基材20时的厚度叠加。另外,在基材20的宽度方向上,由于第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边之间的相对位置是有变化的,对第二功能层40的厚边来说,一些部分对应的第一面的部分没有第一功能层30,一些部分与第一功能层30的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层30的非厚边部分叠加,而不是第一功能层30的厚边始终与第二功能层40的厚边厚度叠加。由于存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的方式,则在基材20收卷之后,能够利用基材20不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

在另一些实施方式中,第一涂布辊11与第二涂布辊12的往复移动还可以对应一致,此时,涂布完成后,在基材20的厚度方向,第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边投影完全重合,虽然此时第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边始终叠加,但是由于第一涂布辊11和第二涂布辊12均沿轴向往复移动,则沿基材20的厚度方向,第一功能层30的厚边在基材20上的位置是有变化的,第二功能层40的厚边在基材20上的位置同样是有变化的。那么,随着基材20的收卷,多圈基材20之间的第一功能层30的厚边的位置可以至少部分错开,多圈基材20之间的第二功能层40的厚边的位置也可以至少部分错开,不会全部在卷材的同一径向截面上重叠叠加,能够利用基材20涂覆第一功能层30和第二功能层40后不同部分之间的厚度差异,进而也能有效解决基材涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

综上,本涂布方法能明显改善基材20涂布完成、收卷为卷材之后局部鼓筋的情况,基材20的平整度能明显得到改善,尤其是用于电池100极片的生产时,有利于提升电极组件123的极片的整体质量,进而提高电池100的质量和性能。

根据本申请的一些实施例,控制第一涂布辊11沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊12沿轴向往复移动的频率相同。

在上述技术方案中,第一涂布辊11按照一定的频率沿轴向往复移动,则,第一涂布辊11的轴向往复移动是周期性的往复移动,并不是无序的。同样地,第二涂布辊12也按照一定的频率沿轴向往复移动,则,第二涂布辊12的轴向往复移动是周期性的往复移动,并不是无序的。

通过控制第一涂布辊11沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊12沿轴向往复移动的频率相同,使得第一涂布辊11沿轴向往复移动的周期与第二涂布辊12沿轴向往复移动的周期保持一致,可以便于工艺的节拍控制。

根据本申请的一些实施例,在涂覆第一功能层30时驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第一涂布辊11沿轴向在其初始位置的第一侧往复移动。

在上述技术方案中,第一涂布辊11的轴向往复移动是仅在初始位置和第一侧的预设极限位置之间往复,也就是说,此时第一涂布辊11沿轴向往复移动的周期为开始移动后,第一涂布辊11前后两次由初始位置开始向第一侧的预设极限位置移动所间隔的时间。

在涂覆第一功能层30时,通过驱动第一涂布辊11沿轴向在其初始位置的第一侧往复移动,使得第一功能层30的边缘在基材20上的位置是变化的,第一涂布辊11的涂布结构的边缘和第二涂布辊12的涂布结构的边缘可以部分错开,涂布完成后,沿基材20的厚度方向,由于第一功能层30的边缘与第二功能层40的边缘不是完全投影重合的,可以有效解决第一功能层30的厚边与第二功能层40的厚边形成于基材20时的厚度叠加。同时,随着基材20的收卷,多圈基材20上的第一功能层30的厚边的位置可以至少部分错开,不会全部在同一径向截面上重叠叠加,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

根据本申请的一些实施例,在涂覆第二功能层40时驱动第二涂布辊12沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第二涂布辊12沿轴向在其初始位置的第二侧往复移动;第一侧与第二侧相反。

在上述技术方案中,第二涂布辊12的轴向往复移动是仅在初始位置和第二侧的预设极限位置之间往复,也就是说,此时第二涂布辊12沿轴向往复移动的周期为开始移动后,第二涂布辊12前后两次由初始位置开始向第一侧的预设极限位置移动所间隔的时间。

通过使第一涂布辊11仅向第一侧偏离并往复移动,使第二涂布辊12仅向第二侧偏离并往复移动,使得第一功能层30的边缘在基材20上的位置是变化的,第二功能层40的边缘在基材20上的位置也是变化的,同时由于第一涂布辊11沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊12沿轴向往复移动的频率相同,第一涂布辊11和第二涂布辊12始终保持移动方向相反的一致步调,第一涂布辊11的涂布结构的边缘和第二涂布辊12的涂布结构的边缘可以部分错开,进而可以有效解决收卷后卷材鼓筋的问题。

根据本申请的一些实施例,在涂覆第一功能层30时驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第一涂布辊11沿轴向先在其初始位置的第一侧往复移动一次、后在其初始位置的第二侧往复移动一次,并重复上述移动;第一侧与第二侧相反。

在上述技术方案中,第一涂布辊11在一个周期内的轴向往复移动的路径为:初始位置-第一侧的极限位置-初始位置-第二侧的极限位置-初始位置,第一涂布辊11按照上述的路径重复进行往复移动,即为双侧往复移动的涂布方式。

此时,通过分析可以知道,第二涂布辊12始终位于其初始位置涂覆第二功能层40时,第一涂布辊11采用双侧往复移动,沿基材20的厚度方向,对第二功能层40的厚边来说,一些部分对应的第一面的区域没有第一功能层30,此时不存在厚度叠加,一些部分与第一功能层30的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层30的非厚边部分叠加,而不是第一功能层30的厚边始终与第二功能层40的厚边厚度叠加。由于第一功能层30和第二功能层40存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的可能,则在基材20收卷之后,能够利用基材20不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

根据本申请的一些实施例,在涂覆第二功能层40时驱动第二涂布辊12沿轴向往复移动,具体包括:

驱动第二涂布辊12沿轴向先在其初始位置的第二侧往复移动一次、后在其初始位置的第一侧往复移动一次,并重复上述移动。

在上述技术方案中,与第一涂布辊11沿轴向往复移动的方式类似,第二涂布辊12在一个周期内的轴向往复移动的路径为:初始位置-第二侧的极限位置-初始位置-第一侧的极限位置-初始位置,第二涂布辊12按照上述的路径重复进行往复移动,即为双侧往复移动的涂布方式。

第一功能层30的边缘以及第二功能层40的边缘在基材20上的位置均是变化的,同时由于第一涂布辊11沿轴向往复移动的频率与第二涂布辊12沿轴向往复移动的频率相同,第一涂布辊11和第二涂布辊12始终保持移动方向相反的一致步调,第一涂布辊11的涂布结构的边缘和第二涂布辊12的涂布结构的边缘可以部分错开,进而可以有效解决收卷后卷材鼓筋的问题。

同时,通过分析可以知道,沿基材20的厚度方向,对第二功能层40的厚边来说,一些部分对应的第一面的区域没有第一功能层30,此时不存在厚度叠加,一些部分与第一功能层30的厚边叠加,还有一些部分与第一功能层30的非厚边部分叠加,而不是第一功能层30的厚边始终与第二功能层40的厚边厚度叠加。由于第一功能层30和第二功能层40存在厚度的不叠加以及多种厚度叠加的可能,则在基材20收卷之后,能够利用基材20不同部分的厚度的差异,最终也能有效改善同一径向截面上厚边厚度叠加的情况,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

根据本申请的一些实施例,涂布方法还包括:控制基材20在第一涂布辊11与第二涂布辊12之间的走带时间为t;

按照基材20的走带方向,控制第一涂布辊11和第二涂布辊12先后沿轴向往复移动,且控制先后沿轴向往复移动的时间差为t。

在上述技术方案中,可以理解为:以基材20的同一个区域为基准,该区域接触第一涂布辊11、第一涂布辊11开始沿轴线往复移动为计时起点,经过时间t后,该区域开始接触第二涂布辊12,且第二涂布辊12接触该区域的同时开始沿轴向往复移动。

当基材20走带的速度始终恒定时,基材20在第一涂布辊11与第二涂布辊12之间的走带时间为t,也就能得到基材20由第一涂布辊11走带到第二涂布辊12所走带的物料长度。通过使第一涂布辊11和第二涂布辊12先后进行轴向往复移动的时间间隔也为t,也就使得,第一涂布辊11开始横移时接触的基材20的部位与第二涂布辊12开始横移时所接触的基材20的部位一致,进而实现第一涂布辊11沿轴向往复移动的涂布起点与第二涂布辊12沿轴向往复移动的涂布起点一致。

需要说明的是,第一涂布辊11和第二涂布辊12的先后顺序由产线上布置的具体情况决定,第一涂布辊11和第二涂布辊12中,位于上游的一个先沿轴向往复移动,位于下游的一个后沿轴线往复移动。

根据本申请的一些实施例,控制第一涂布辊11沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离为L,L≤5mm。

在上述技术方案中,理论上,第一面的预设的涂布区域对应的是第一涂布辊11处于初始位置下所涂覆的范围,同样地,第二面的预设的涂布区域对应的是第二涂布辊12处于初始位置下所涂覆的范围。所以第一涂布辊11沿轴向偏离初始位置的涂覆区域并非是预先规划的涂覆区域。通过控制第一涂布辊11沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离不超过5mm,可以在通过改进工艺有效解决基材20涂覆、收卷后明显鼓筋的问题的同时,降低涂覆范围的偏差,可以降低对后续工序以及基材20最终所需的性能的影响。

需要说明的是,此处的第一涂布辊11沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离L,指的是,单侧上相对其初始位置所偏移的最大距离。在一些实施例中,第一涂布辊11采用双侧往复移动的方案时,需使其在第一侧和第二侧的最大偏移距离均不超过5mm。

比如,在一些实施例中,L可选0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm等。

根据本申请的一些实施例,L≤0.5mm。

在上述技术方案中,通过使第一涂布辊11沿轴向相对于其初始位置的最大偏移距离L不超过0.5mm,既能实现有效解决基材20涂覆、收卷后明显鼓筋的技术效果,又能减小对预设的不需涂布第一功能层30和第二功能层40的区域的影响,特别是在一些实施方式中,可能还会在与第一功能层30和第二功能层40临近的区域进行其他性质的功能层的涂覆。

比如,在一些实施例中,L可选0.08mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.24mm、0.26mm、0.3mm、0.32mm、0.36mm、0.38mm、0.4mm、0.42mm、0.44mm、0.45mm、0.46mm、0.49mm、0.5mm等。

根据本申请的一些实施例,在涂覆第一功能层30时驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动,具体包括:

在第一涂布辊11自初始位置移动至偏离初始位置最远的极限位置的过程中,控制第一涂布辊11的轴向移动至少停顿一次;

和/或,在第一涂布辊11自偏离初始位置最远的极限位置移动至初始位置的过程中,控制第一涂布辊11的轴向移动至少停顿一次。

在上述技术方案中,第一涂布辊11在往复移动的过程中,在第一涂布辊11自初始位置移动至偏离初始位置最远的极限位置的过程中,和/或,在第一涂布辊11自偏离初始位置最远的极限位置移动至初始位置的过程中,控制第一涂布辊11的轴向移动至少停顿一次。即在第一涂布辊11从初始位置偏移以及回到初始位置这两个过程中,至少一者的轴向横移所采用的是间断、间隔式移动,而不是持续性的移动方式。在第一涂布辊11的移动停顿的期间,基材20仍然按照预设速度走带输送。

通过合理设置第一涂布辊11的单次移动的距离、单次移动对应的基材20走带的长度、单次停顿的时间、单次停顿对应的基材20走带的长度等各参数之间的关系,能够有效地使收卷后各圈基材20上的第一功能层30的厚边以及第二功能层40的厚边交错开,使其不会仅在对应地径向截面上进行厚度叠加,进而能有效解决基材20涂布完成、收卷后存在的明显鼓筋问题。

在此基础上,根据本申请的一些实施例,为了控制第一涂布辊11与第二涂布辊12的节奏一致,控制第一涂布辊11和第二涂布辊12的轴向移动均为停顿式移动,即单向移动过程中均至少停顿一次,且第一涂布辊11和第二涂布辊12的停顿次数和单次移动的路程保持一致。

根据本申请的一些实施例,在涂覆第一功能层30时驱动第一涂布辊11沿轴向往复移动,还可以为,在第一涂布辊11自初始位置移动至偏离初始位置最远的极限位置的过程中,第一驱动件13驱动第一涂布辊11连续性地轴向移动,即中途不停顿的方式。第二涂布辊12的单向移动与第一涂布辊11一致,也为中途不停顿的移动方向。

根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池100生产线,包括上述的涂布装置10,涂布装置10用于对电池100的极片的基材20涂覆功能层。

下面以第一涂布辊11和第二涂布辊12均为微凹辊,第一涂布辊11位于第二涂布辊12的上游、涂布的基材20为铝箔为例,以两个具体实例介绍本申请的涂布过程。微凹辊上的单个涂布区域的宽度为10mm,铝箔的总宽度为1m。第一涂布辊11和第二涂布辊12的参数设置保持一致,参数定义如下:

1)Lx:微凹辊沿轴向移动时的单次移动的路程;

2)La:微凹辊单次移动所对应的基材20走带长度;

3)Ld:微凹辊完成单次移动后,待基材20走带Ld长度后,再开始下一次的单次移动,即微凹辊的相邻两次的单次移动的停顿时间所对应的基材20走带长度;

4)L:以微凹辊的初始位置的基点,微凹辊沿轴向的最大偏移距离;

5)Lp:基材20由第一涂布辊11走带至第二涂布辊12所需的基材20长度;

参数设置要求:Lx≤L;Ld≥0。

实例1 仅第一涂布辊11沿轴向往复移动:

1)涂布开始,第一涂布辊11在初始位置的涂覆区域与第二涂布辊12的涂覆区域对齐,第一涂布辊11开始从初始位置沿轴向第一侧进行第一次移动,移动路程为Lx,Lx≤1mm,比如Lx为0.2mm,同时本次移动期间,基材20走带长度为La,0.1m≤La≤1000m。

2)第一次移动完成后,第一涂布辊11移动停止,第一涂布辊11停止移动期间基材20走带Ld,Ld≤200m,比如Ld为20m。

3)第一涂布辊11沿轴向第一侧进行第二次移动,同样地,第一涂布辊11第二次移动完成时,基材20走带长度仍为La,待第一涂布辊11第二次移动完成,第一涂布辊11再次停止移动,基材20再次走带Ld后,第一涂布辊11进行第三次移动,如此重复;直至第一涂布辊11向第一侧移动的偏移距离达到最大偏移距离L,第一涂布辊11开始反方向移动,以回到初始位置,L≤5mm,比如为0.5mm;

4)第一涂布辊11按照前述的方式反复在初始位置的第一侧往复移动,或在初始位置的第一侧和第二侧周期性地往复移动,直至涂布完成。

实例2 第一涂布辊11和第二涂布辊12皆沿轴向往复移动:

1)涂布开始,第一涂布辊11在初始位置的涂膜区和第二涂布辊12在初始位置的涂膜区位置对齐,第一涂布辊11仅在其初始位置的第一侧比如左侧往复移动,第二涂布辊12与第一涂布辊11移动区域相反,即第二涂布辊12仅在其初始位置的第二侧即右侧往复移动;

2)第一涂布辊11开始从初始位置向左侧进行一次移动路程Lx的移动,Lx≤1mm,比如Lx可选0.2mm,同时本次移动期间,基材20走带长度为La,0.1m≤La≤1000m,比如为20m。以第一涂布辊11第一次开始移动为基点,当基材20走带长度等于Lp时,第二涂布辊12即开始朝第一涂布辊11移动相反方向进行一次移动路程Lx的移动,即使第一涂布辊11开始涂布的起点与第二涂布辊12开始涂布的起点一致;

3)第一涂布辊11的第一次移动完成后,第一涂布辊11移动停止,第一涂布辊11停止移动期间基材20走带Ld,Ld≤200m,比如Ld为20m;同样地,第二涂布辊12的第一次移动完成后,第二涂布辊12移动停止,第二涂布辊12停止移动期间基材20走带Ld,Ld≤0-200m,比如Ld为20m;

4)第一涂布辊11与第二涂布辊12分别开始第二次移动,且第二次移动期间,基材20走带长度为L;待第二次移动完成,第一涂布辊11与第二涂布辊12分别停止横向移动,基材20走带Ld后,第一涂布辊11与第二涂布辊12再进行第三次移动,如此重复;

5)直至移动至偏移的最大位置或者回到初始位置,第一涂布辊11与第二涂布辊12再分别反向移动。

根据本申请实施例的涂布装置10、涂布方法以及电池100生产线,能有效解决基材20涂布、收卷后卷材明显鼓筋的技术问题,用于电池100的生产时,能有效提升电池100的电极组件123的质量,进而提高电池100的质量以及性能。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

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06120116620252