專利名稱：電池極片雙面涂布機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電池才及片雙面涂布枳j技術(shù)領(lǐng)域本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)電池極片的設備，具體地說是一種用帶箔性材 料進行連續(xù)生產(chǎn)的電池極片雙面涂布機。
背景技術(shù)：
電池極片涂布機用來往金屬基材(鋁箔或銅箔)上涂布一層特殊活性物 質(zhì)層，便成了正負電池極片。以下把這種帶箔性材料簡稱為極片基材。涂布 機分為單面涂布機和雙面涂布機，現(xiàn)有技術(shù)中的一種單面涂布機如圖1所示。該涂布機有開巻機1和收巻機8,開巻機和收巻機之間設有烘干箱3, 烘干箱的入口處設有涂布頭2。工作時，開巻機上纏繞的極片基材7從開巻 機上伸開，經(jīng)涂布頭在基材的一面涂布活性物質(zhì)層后進入烘干箱烘干，然后 纏繞到收巻機上。當全部基材都涂完后，再涂布基材的另一面。由于單面涂 布機每次只能在電池極片的一面涂布，其效率低，耗能量大，例如普遍使用 的四烘干箱涂布機，其烘干箱加熱起動功率為4x27= 108kw，穩(wěn)定后的工 作為4x I8 = 72kw，假如某段長度的基材單面涂布需要1小時，那么該基材 全部涂完需要耗用的電能大于72 x 2 = 144kwh。為了解決單面涂布機效率低的問題，出現(xiàn)了雙面涂布機，這種雙面涂布 機有上下兩層烘干箱，從開巻機上伸展出的基材先經(jīng)第一涂布頭涂布一面， 然后經(jīng)下層烘干機烘干，再經(jīng)第二涂布頭涂布基材另一面，之后經(jīng)上層烘干 機烘干，最后纏繞到收巻機上。這種雙面涂布機一次就可以把基材兩面涂布 上活性物質(zhì)層，提高了涂布效率，但還是沒有解決耗能大的問題。并且，雙 層烘干箱使得涂布機的高度大大增加，需要修建較高的廠房容納，增加投資， 操作工人上下也不方便?，F(xiàn)有技術(shù)中的烘干箱結(jié)構(gòu)如圖2所示，它由箱體9、離心式風機10和 加熱器11構(gòu)成，箱體上部設有進風口，進風口上設有導流板5，導流板與極片基材之間設有熱風噴口 6;風機上設有進風口 12，箱底部設有排風口 13。由于烘干箱的離心式風機的不對稱結(jié)構(gòu)，中心軸向進風，周邊切向排風， 整個烘箱進出風口必須前后分別放置，故前后風壓不同?；仫L口產(chǎn)生負壓， 使進料口必然吸風。由于烘箱在不開新風口時是一個封閉系統(tǒng)，進料口吸進 了空氣，必然要從出料口排出，形成了有害氣體大循環(huán)，把溶劑揮發(fā)的氣體 流出箱外，迷漫擴散到整個車間，既不利于溶劑回收，又影響工人身體健康。在雙面涂布機中，為了保證涂布均勻，兩臺涂布頭必須同時同步工作， 速度嚴格保持一致，否則極片材料或者逐漸堆積，或者被拉斷。為了解決該 問題，現(xiàn)有技術(shù)中常采用浮動輥、線性位移傳感器或者自動逐漸調(diào)節(jié)追蹤等 調(diào)節(jié)，但這些方法造價高，調(diào)節(jié)過程長，參數(shù)不好選擇，還容易發(fā)生振蕩， 安裝和維護都不方便。由于雙面涂布機中間不經(jīng)收巻，連續(xù)兩次涂布半路折返，整機片路長度 增加了一倍多，達到50多米(四箱)或65米(六箱)，并且大部分飄浮在 烘箱內(nèi)，經(jīng)受8 10米/秒的疾風勁吹，其運動軌跡難以固定，如果不對此加 以糾正，會嚴重影響第二次涂布的位置精度以及收巻的平整度。涂布機由于上刀輥與下涂布輥的間隙嚴格保持一致，左右又有兩擋板限 制了寬度，理論上涂料14的橫斷面是個矩形，如圖3所示。實際上，由于 液體的表面張力作用，涂料與空氣接觸界面盡量縮小，結(jié)果直角變成了園角， 收縮的料堆積在邊緣成為微小鼓包15,如圖4所示。這一長條鼓包雖然很 小，僅占涂料總厚度的5%左右，但經(jīng)過幾百上千層巻繞積累，如果收巻邊 緣又非常整齊，兩層中間會形成微小縫隙16,結(jié)果造成邊緊中松，邊硬中 軟的中空式材巻，如圖5所示。這是非常危險的質(zhì)量事故，在后邊的運輸轉(zhuǎn) 移過程中，萬一中部受力，就會凹陷不起，造成永久性變形。實用新型內(nèi)容本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種生產(chǎn)電池極片的雙面涂布機， 其效率高，節(jié)能環(huán)保。為了解決上述問題，本發(fā)明的提供的電池極片雙面涂布機，包括開巻機、 收巻機和烘干箱，所述烘干箱內(nèi)分別設有上下兩層熱風噴口和兩個回風口 ，每個熱風噴口和每個回風口分別與一個風機及一個加熱器相連，兩個回風口分別設置在烘干箱箱體的兩端；所述開巻機上展開的極片基材從下層熱風噴 口下穿過烘干箱，折返后再從上層熱風噴口下穿過烘干箱，然后纏繞在收巻 機上；所述極片基材兩次進入所述烘千箱的位置分別設有涂布頭。進一步地，所述烘干箱成對設置，每對烘干箱的所述回風口相對稱。進一步地，所述熱風噴口的狹縫寬度為1 ~ 3mm。進一步地，所述熱風噴口的狹縫寬度為2mm。進一步地，所述風機設置于所述箱體的下方。進一步地，所述兩個涂布頭之間設有同步控制裝置，所述同步控制裝置 包括連接到一杠桿一端的浮動輥，所述極片基材繞過該浮動輥；所述杠桿另 一端設有配重，中部設有支點；所述杠桿的上方和下方分別設有位置傳感器。進一步地，所述烘干箱兩端的出口處設有雙臂擺糾偏裝置，所述雙臂擺 糾偏裝置包括一糾偏輥，從所述烘干箱出口出來的極片基材繞過該糾偏輥， 所述糾偏輥兩端分別4交接到一擺臂上，所述糾偏輥、兩個擺臂構(gòu)成一梯形； 所述糾偏輥與一推動器相連，所述烘干箱的出口處設有檢測基材位置的位置 傳感器，所述位置傳感器與所述推動器相連。進一步地，所述的推動器通過一電動機和滾珠絲杠帶動。進一步地，所述收巻機包括一收巻輥，所述收巻輥上設有一位置調(diào)節(jié)器， 所述位置調(diào)節(jié)器與 一設置在基材一側(cè)的光電頭傳感器相連。本實用新型的電池極片雙面涂布機，在提供雙面涂布，提高生產(chǎn)效率的 同時，還具有體積小、散熱面積小，節(jié)能環(huán)保，工作穩(wěn)定等優(yōu)點。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)中一種電池極片單面涂布機的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是現(xiàn)有技術(shù)中電池極片涂布機的烘干箱的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是理想狀態(tài)下涂料的形狀示意圖； 圖4是在表面張力作用下涂料的實際形狀示意圖；圖5是現(xiàn)有技術(shù)中極片基材纏繞到收巻機上之后兩層之間接觸狀態(tài)的 示意圖；圖6是本實用新型的電池極片雙面涂布機的一種實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型的涂布機的烘干器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本實用新型的涂布機的糾偏裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是圖8所示糾偏裝置的仰視圖；圖10是圖8所示糾偏裝置的側(cè)視圖；圖ll是圖IO所示糾偏裝置的局部剖視圖；圖12是本實用新型的涂布機的同步控制裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；圖13是利用圖12所示的同步控制裝置調(diào)節(jié)速度時的速度跟蹤圖，其中， 橫坐標為時間，縱坐標為速度；圖14是利用圖12所示的同步控制裝置調(diào)節(jié)速度時浮動輥的運動位置 圖，其中，橫坐標為時間，縱坐標為浮動輥的位置；圖15是本實用新型的涂布機的收巻機的結(jié)構(gòu)示意圖；圖16是利用圖15所示的收巻機收巻后極片基材在收巻輥上纏繞的示意圖。圖中l(wèi).開巻機，2.涂布頭，3.烘干箱，4.風機，5.導流片，6.熱風噴口， 7.極片基材,8.收巻機,9.箱體，IO.糾偏裝置,ll.加熱器,12.進風口， 13. 排風口， 14.涂料，15.鼓包,16.縫隙,17.回風口， 18.糾偏輥,19.擺臂，20. 支架，21.鉸鏈，22.推動器，23.電機，24.副拖，25.主拖，26.浮動輥，27.杠 桿，28.上觸點，29.下觸點,30.動觸點，31.配重，32.支點，33.光電頭傳 感器，34.糾錯電機，35.收巻輥，36.收巻平臺，37.同步控制裝置。
具體實施方式

以下結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步說緊，但不作為對本 實用新型的限定。如圖6所示，該實施例的電池極片雙面涂布機，包括開巻機l、收巻機 8和烘干箱3，開巻機1上伸展出的極片基材7從烘干箱3 —端的下部進入 烘干箱3，進口處設有第一涂布頭2;極片基材7從烘干箱3另一端下部出 來，出口處設有糾偏裝置10;極片基材7折返后從烘干箱3上部再次進入 烘干箱3，基材7折返的位置設有同步控制裝置37,進口處設有第二涂布頭 2;基材7從烘干箱3上部出來，出口處設有糾偏裝置10;經(jīng)過糾偏裝置10 后的極片基材7收巻在收巻機8上。烘干箱3的結(jié)構(gòu)如圖7所示，烘干箱3分上下兩層，上下兩層分別設有 熱風噴口 6和回風口 17;上層的熱風噴口 6和回風口 17分別與一個風才幾4 相連，其中熱風噴口 6與風機4之間設有加熱器11;下層的熱風噴口6和 回風口 17分別與另一個風機4相連，熱風噴口 6與風機4之間也設有加熱 器ll;兩個風機4都設置在烘干箱箱體9的下方，以節(jié)約空間并減小散熱 面積。涂布完一面的極片基材7從下層熱風噴口 6下方穿過，被熱風烘干；折 返并涂布完另一面后從上層熱風噴口 6下方穿過，由熱風烘干另一面涂層。 這種烘干箱結(jié)構(gòu)省去了現(xiàn)有烘干箱中的導流室，代之以均壓室。為了實現(xiàn)均 壓分流，熱風噴口 6的狹縫寬度應在1 ~ 3mm之間，以2mm為佳，為了不 使風速降低，全部風嘴噴口總面積應與風機出口面積相當。本實用新型的烘 干箱3的高度與現(xiàn)有單面涂布機的烘干箱高度相當，從而在涂布效率提高一 倍的同時，大大縮小了整體散熱面積。本實用新型的一種四箱涂布機的烘干 箱加熱啟動功率為4x24-96kw，熱平衡消耗功率為4x I5 = 60kw，對單面 涂布需要一小時的基材，本實用新型進行雙面涂布也只需要用一小時，其耗 能為60 x 1 = 60kwh,比現(xiàn)有技術(shù)節(jié)能50%以上。為了保證烘干箱3整體均壓，烘干箱3要成對設置，且每對烘干箱的回 風口 17對稱設置，即相鄰的烘干箱之間，上層回風口相互臨近，下層回風 口相互遠離，或者上層回風口相互遠離，下層回風口相互臨近。這樣，使烘 干箱3內(nèi)的整體壓力趨于平衡，與外界之間不再有壓差，因此不會從基材7 進入烘干箱的進口吸入空氣，也不會從基材7出口排出空氣，提高了溶劑的 回收利用率，并且減少了污染。如圖8~圖11所示，本實用新型涂布機所使用到的糾偏裝置IO的一種 實施例，它有一支架20,支架20上通過鉸鏈21安裝有兩個擺臂19，兩個 擺臂19的另一端通過鉸鏈21連接有糾偏輥18，支架20、兩個擺臂19和糾 偏輥18形成一個等腰梯形，其中糾偏輥18為較長的下底，支架20為較短 的上底，兩個擺臂19為腰。糾偏輥18與一推動器22相連，在推動器22的 推動作用下，糾偏輥18可以作左右移動，同時有微小轉(zhuǎn)動。左右移動把已 偏差的基材7調(diào)整到正確位置上來，微小轉(zhuǎn)動把糾正的成果鞏固下來，避免 基材繼續(xù)發(fā)生偏移，而糾偏裝置不斷糾正最后達到限位飽和，使糾偏機構(gòu)失 靈。這兩個運動合成，相當于糾偏輥18在水平面內(nèi)繞烘干箱內(nèi)某一中心轉(zhuǎn) 動，其等效轉(zhuǎn)動半徑R-8 10B, B是基材寬度， 一般為500mm, R=4~5米。 推動器22靠一設置在支架20上的電機23帶動，該電機23受一設置在烘干 箱3出口處的位置傳感器控制。如圖12所示，本實用新型的涂布機的同步控制裝置37的實現(xiàn)原理，在 基材7的運動軌道上分別設有主拖25和副拖24，主拖25以勻速帶動基材7 運動，副拖24的速度可以調(diào)節(jié)。在主拖25和副拖24之間設有一浮動輥26, 浮動輥26靠重力壓在基材7上；浮動輥26安裝在一杠桿27的一端，杠杵 27的另一端設有配重31，杠桿27中部設有支點32;支點32與浮動輥26 之間的杠桿上設有一動觸點30,動觸點30上方和下方分別設有上觸點28 和下觸點29。圖12中，假設主拖25的速度恒定為U0，副拖24的速度為 UD, Uo可以調(diào)節(jié)。另外，也可以用無觸點接近開關(guān)，用來在杠桿擺動一上 限位或下限位時啟動調(diào)速裝置。當UD〉Uo時,浮動輥26逐漸下沉，當動觸點30與下觸點29接觸時，下 限位得到信號，立即給副拖24加速，這叫調(diào)整，浮動輥26上升；當動觸點 30離開下觸點29時，立即停止加速，調(diào)整完畢，然后給副拖24保留一個 微小修正量，即在前述加速的基礎上，再減小一定速度，這叫補償。如果補 償仍不到位，就會重復調(diào)節(jié)和補償一次。實驗證明， 一般只要1 3次就達到 同步。當Uj^Uo時，浮動輥26逐漸上浮，控制過程和上面相類似，僅方向相 反。這種調(diào)整補償方法，簡單明了，穩(wěn)定可靠，無需幾秒就進入穩(wěn)態(tài)，并保持長久不變。前后速度同步是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的保證。利用上述同步控制裝置調(diào)節(jié)時副拖24的速度變化如圖13所示；浮動輥26的位置運行軌跡如圖14 所示。如圖15所示，本實用新型在收巻機8處還設有收巻糾錯裝置，它包括 一收巻輥35,收巻輥35可以沿軸線方向移動，該移動通過一糾錯電機34 控制，糾錯電機34與一光電頭傳感器33相連，光電頭傳感器33設置在基 材7邊緣處，用于檢測基材7邊緣的位置。在光電頭傳感器33和糾錯電機 34控制下，基材7在收巻輥35上纏繞后，相鄰兩層基材之間錯開一微小距 離，如圖16所示，使兩層的鼓包不再相對，從而大大減小了兩層基材之間 的間隙，提高了收巻后基材的緊密性及運輸安全性。在本實用新型的涂布機中，全機有三個拖動點，第一涂布頭、第二涂布 頭及收巻機，把整個片路分成了三段，就有了三段張力控制，其中第二段因 為有浮動輥，只要速度穩(wěn)定，其張力就是浮動輥重量的一半，非常穩(wěn)定，若 需要改變張力(如更換基材厚度寬度時)只需要加減配重。速度穩(wěn)定，靠穩(wěn) 速系統(tǒng)及同步系統(tǒng)來保證，如果浮動輥不停地上下跳動，其加速度會影響張 力變化。第一段開巻影響第一涂布的速度，本實用新型采用恒張力控制；第三段 收巻為了獲得里外都緊密的收巻效果，采用國際上通用的里緊外松的錐度張 力收巻。經(jīng)過試驗，因材料的厚度不變，用計算材料圈數(shù)來準確測得其巻材 直徑并通過比例換算，控制開巻的制動力矩和收巻的驅(qū)動力矩，其加減曲線 隨意設定。張力F的計算方法為F=2M/D=Km *A / ( D沐S ) 'N共中M為控制扭矩，D為巻徑，Do為初始巻徑，5為材料厚度，N 為層數(shù)，Km為磁粉離合(制動)器系數(shù)，A為電流。K為修正系數(shù)，用于 收巻時，K<1,就呈里緊外松的減張力(錐度張力收巻)。用在開巻時K-l, 為恒張力。10
權(quán)利要求1、電池極片雙面涂布機，包括開卷機、收卷機和烘干箱，其特征在于，所述烘干箱內(nèi)分別設有上下兩層熱風噴口和兩個回風口，每個熱風噴口和每個回風口分別與一個風機及一個加熱器相連，兩個回風口分別設置在烘干箱箱體的兩端；所述開卷機上展開的極片基材從下層熱風噴口下穿過烘干箱，折返后再從上層熱風噴口下穿過烘干箱，然后纏繞在收卷機上；所述極片基材兩次進入所述烘干箱的位置分別設有涂布頭。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所述烘 干箱成對設置，每對烘干箱的所述回風口相對稱。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所 述熱風噴口的狹縫寬度為1 ~ 3mm。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所述熱 風噴口的狹縫寬度為2mm。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所 述風機設置于所述箱體的下方。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所述兩 個涂布頭之間設有同步控制裝置，所述同步控制裝置包括連接到 一杠桿一端 的浮動輥，所述極片基材繞過該浮動輥；所述杠桿另一端設有配重，中部設 有支點；所述杠桿的上方和下方分別設有位置傳感器。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所述烘 干箱兩端的出口處設有雙臂擺動糾偏裝置，所述雙臂擺動糾偏裝置包括一糾 偏輥，從所述烘干箱出口出來的極片基材繞過該糾偏輥，所述糾偏輥兩端分 別鉸接到一擺臂上，所述糾偏輥、兩個擺臂構(gòu)成一梯形；所述糾偏輥與一推 動器相連，所述烘干箱的出口處設有檢測基材位置的位置傳感器，所述位置 傳感器與所述推動器相連。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所述的推動器通過一電動機和滾珠絲杠帶動。
9、根據(jù)權(quán)利要求1所迷的電池極片雙面涂布機，其特征在于，所述收 巻機包括一收巻輥，所述收巻輥上設有一位置調(diào)節(jié)器，所述位置調(diào)節(jié)器與一 設置在基材一側(cè)的光電頭傳感器相連。
專利摘要本實用新型涉及一種電池極片雙面涂布機。包括開卷機、收卷機和烘干箱，所述烘干箱內(nèi)分別設有上下兩層熱風噴口和兩個回風口，每個熱風噴口和每個回風口分別與一個風機及一個加熱器相連，兩個回風口分別設置在烘干箱箱體的兩端；所述開卷機上展開的極片基材從下層熱風噴口下穿過烘干箱，折返后再從上層熱風噴口下穿過烘干箱，然后纏繞在收卷機上；所述極片基材兩次進入所述烘干箱的位置分別設有涂布頭。本實用新型的電池極片雙面涂布機，在提供雙面涂布，提高生產(chǎn)效率的同時，還具有體積小、散熱面積小，節(jié)能環(huán)保，工作穩(wěn)定等優(yōu)點。
文檔編號B05C9/04GK201108882SQ200720190080
公開日2008年9月3日 申請日期2007年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月8日
發(fā)明者張增群, 方貴云, 李玉娟, 賀榮麗, 鐘學安 申請人:鐘學安