本发明涉及电极膜片生产设备,特别是涉及一种干法电极膜片压延成型方法和装置、干法电池极片压延成型方法和装置以及干法电池极片压延生产线。
背景技术:
1、现有电极的制备方法主要为湿法涂布,将电极材料与导电、粘接等材料按配比混合为浆料,然后涂布在集流体表面,再经过烘干一起成型,此种方式需要消耗极大的热功能量来实现生产,还涉及一定的环保与安全问题。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种干法电极膜片压延成型方法和装置、干法电池极片压延成型方法和装置以及干法电池极片压延生产线,以解决上述现有技术存在的问题,提高安全性,避免对环境造成污染,耗能低。
2、为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
3、本发明提供一种干法电极膜片压延成型方法,包括以下步骤:
4、将纤维化预处理后的电极膜片原料通过布料预压机进行预压延得到预压膜带,预压延的压力控制在5-30t,间隙t0控制在0.15-1.5mm,温度控制在80℃-180℃,然后将预压膜带经输送带输送至压延机组,压延机组包括多个依次设置的压延机,预压膜带由底托膜承载并依次经过各压延机逐步压延,各压延机的压延压力逐步增大,压延间隙逐步减小,压延温度保持不变,控制膜带张力保持稳定,而后经冷却机冷却后通过收卷机进行收卷,得到要求厚度和密度的电极膜片。
5、优选地,所述压延机组包括依次设置的6-12组压延机,第一组压延机的压延压力控制在10-50t,压延间隙t1控制在(1/2-3/4)t0,压延温度控制在80℃-150℃,第二组至最后一组压延机的压延温度与第一组相同,第二组压延机的压延压力控制在15-60t,压延间隙t2控制在(1/2-3/4)t1,第三组压延机的压延压力控制在20-70t,压延间隙t3控制在(1/2-3/4)t2,第四组压延机的压延压力控制在25-80t,压延间隙t4控制在(1/2-3/4)t3,第五组压延机的压延压力控制在30-90t,压延间隙t5控制在(1/2-3/4)t4,第六组压延机的压延压力控制在40-100t,压延间隙t6控制在(1/2-3/4)t5;第七组及之后各组压延机的压延压力控制在与第六组的压延压力相等或依产品压实密度在第六组的压延压力上逐级增加10-20%,压延间隙在第六组的压延间隙上逐级减小15-25%,直到膜带压延至所需厚度与密度为止。
6、优选地,所述冷却机包括依次设置的三个冷却辊,膜带依次经过三个所述冷却辊进行梯级冷却后,输送至收卷机进行收卷;第一个所述冷却辊的冷却温度控制在80℃-100℃,第二个所述冷却辊的冷却温度控制在60℃-80℃,第三个所述冷却辊的冷却温度控制在40℃-60℃;
7、所述冷却机的入料端设有一个牵引辊组,由压延机组输出后的膜带经牵引辊组牵引并输送至所述冷却辊进行冷却。
8、优选地,所述收卷机为表面卷曲收卷机,所述收卷机包括两个平行且直径相等的卷取动力辊;所述收卷机的入料端设有修边器和牵引辊组,冷却后的膜带经所述修边器修边后,由牵引辊组牵引并通过两个所述卷取动力辊进行表面卷曲收卷。
9、优选地,各所述压延机的入料端均设有一个牵引辊组,膜带由所述牵引辊组牵引并由所述底托膜承载输送至压延机的压延辊组之间进行压延;首端的压延机的入料端还设有修边器,预压膜带由所述牵引辊组牵引经修边器修边后输送至首端的压延机的压延辊组之间进行压延。
10、优选地,每相邻两个所述压延机之间均设有一个距离传感器,用于检测两个所述压延机之间的松弛的底托膜最低点距离膜带压延平面的距离,控制系统根据各所述距离传感器的检测值实时控制各所述压延机和各所述牵引辊组的速度,使膜带的张力保持稳定,张力控制在20-80n。
11、本发明提供一种基于以上所述的干法电极膜片压延成型方法的干法电极膜片压延成型装置,包括依次设置的布料预压机、压延机组、冷却机和收卷机,所述压延机组包括多个依次设置的压延机。
12、本发明提供一种干法电池极片压延成型方法,包括以下步骤:
13、将两个电极膜片分别设置于集流体的上侧和下侧,所述电极膜片为采用以上所述的干法电极膜片压延成型方法得到的电极膜片,在上侧的电极膜片上表面设置上垫膜,在下侧的电极膜片下表面设置下垫膜,将上垫膜、下垫膜、两个电极膜片与集流体一起引入热压合机的热压辊组间进行热压合,热压合的压力控制在50-100t,间隙控制在上垫膜、下垫膜、两个电极膜片与集流体总厚度的85%-90%,温度控制在120℃-180℃,速度控制在3-15m/min,张力控制在50-200n,而后将上垫膜和下垫膜剥离收卷,将热压合得到的膜片进行收卷,得到电池极片。
14、本发明提供一种基于以上所述的干法电池极片压延成型方法的干法电池极片压延成型装置,包括依次设置的放料架、热压合机和电池极片收卷机,所述放料架上沿高度方向间隔设有三个放料轴,所述热压合机靠近所述放料架的一侧的上端设有上垫膜放料轴,下端设有下垫膜放料轴,所述热压合机靠近所述电池极片收卷机的一侧的上端设有上垫膜收卷轴,下端设有下垫膜收卷轴,所述电池极片收卷机包括两个电池极片收卷辊和导向台,所述导向台上设有导向轮,所述导向台由气缸控制能够分别与两个所述电池极片收卷辊对应,以通过所述导向轮将电池极片导向至对应的所述电池极片收卷辊进行收卷。
15、本发明提供一种干法电池极片压延生产线,包括以上所述的干法电极膜片压延成型装置和以上所述的干法电池极片压延成型装置。
16、本发明相对于现有技术取得了以下技术效果:
17、本发明提供的干法压延成型方法、装置及生产线,电极膜片原料经过纤维化处理使其在微观上形成多孔网状结构,从而包覆住正负极的活性物质及导电剂,进而直接压延得到电极膜片,并由电极膜片和集流体压延得到电池极片。相较于传统方法生产电极膜片时使用大量的nmp等溶剂将高分子树脂粘合剂溶解,并与正负极的活性物质及导电剂进行充分搅拌并进行抽真空排气泡后进行涂膜生产,因使用大量溶剂,对电池的性能有不利的影响,在烘干过程中不可避免的会有溶剂的残留,在电池使用过程中增大了电池燃烧及爆炸的风险,本发明完全不使用任何溶剂,大大增强了电池在使用过程中的安全性,同时,由于不使用任何溶剂,避免了nmp等有机溶剂挥发对环境造成的污染,同时,由于不使用任何溶剂,减少了制备电极膜片浆料的过程和设备,不使用涂膜及烘干的工艺和设备,避免了涂膜尤其是烘干过程中的大量能耗,不需要溶剂回收及处理设备,进一步降低了能耗。
1.一种干法电极膜片压延成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的干法电极膜片压延成型方法,其特征在于:所述压延机组包括依次设置的6-12组压延机,第一组压延机的压延压力控制在10-50t,压延间隙t1控制在(1/2-3/4)t0,压延温度控制在80℃-150℃,第二组至最后一组压延机的压延温度与第一组相同,第二组压延机的压延压力控制在15-60t,压延间隙t2控制在(1/2-3/4)t1,第三组压延机的压延压力控制在20-70t,压延间隙t3控制在(1/2-3/4)t2,第四组压延机的压延压力控制在25-80t,压延间隙t4控制在(1/2-3/4)t3,第五组压延机的压延压力控制在30-90t,压延间隙t5控制在(1/2-3/4)t4,第六组压延机的压延压力控制在40-100t,压延间隙t6控制在(1/2-3/4)t5;第七组及之后各组压延机的压延压力控制在与第六组的压延压力相等或依产品压实密度在第六组的压延压力上逐级增加10-20%,压延间隙在第六组的压延间隙上逐级减小15-25%,直到膜带压延至所需厚度与密度为止。
3.根据权利要求2所述的干法电极膜片压延成型方法,其特征在于:
4.根据权利要求1所述的干法电极膜片压延成型方法,其特征在于:所述收卷机为表面卷曲收卷机,所述收卷机包括两个平行且直径相等的卷取动力辊;所述收卷机的入料端设有修边器和牵引辊组,冷却后的膜带经所述修边器修边后,由牵引辊组牵引并通过两个所述卷取动力辊进行表面卷曲收卷。
5.根据权利要求1所述的干法电极膜片压延成型方法,其特征在于:各所述压延机的入料端均设有一个牵引辊组,膜带由所述牵引辊组牵引并由所述底托膜承载输送至压延机的压延辊组之间进行压延;首端的压延机的入料端还设有修边器,预压膜带由所述牵引辊组牵引经修边器修边后输送至首端的压延机的压延辊组之间进行压延。
6.根据权利要求5所述的干法电极膜片压延成型方法,其特征在于:每相邻两个所述压延机之间均设有一个距离传感器,用于检测两个所述压延机之间的松弛的底托膜最低点距离膜带压延平面的距离,控制系统根据各所述距离传感器的检测值实时控制各所述压延机和各所述牵引辊组的速度,使膜带的张力保持稳定,张力控制在20-80n。
7.一种基于权利要求1~6中任一项所述的干法电极膜片压延成型方法的干法电极膜片压延成型装置,其特征在于:包括依次设置的布料预压机、压延机组、冷却机和收卷机,所述压延机组包括多个依次设置的压延机。
8.一种干法电池极片压延成型方法,其特征在于,包括以下步骤:
9.一种基于权利要求8中所述的干法电池极片压延成型方法的干法电池极片压延成型装置,其特征在于:包括依次设置的放料架、热压合机和电池极片收卷机,所述放料架上沿高度方向间隔设有三个放料轴,所述热压合机靠近所述放料架的一侧的上端设有上垫膜放料轴,下端设有下垫膜放料轴,所述热压合机靠近所述电池极片收卷机的一侧的上端设有上垫膜收卷轴,下端设有下垫膜收卷轴,所述电池极片收卷机包括两个电池极片收卷辊和导向台,所述导向台上设有导向轮,所述导向台由气缸控制能够分别与两个所述电池极片收卷辊对应,以通过所述导向轮将电池极片导向至对应的所述电池极片收卷辊进行收卷。
10.一种干法电池极片压延生产线,其特征在于,包括权利要求7中所述的干法电极膜片压延成型装置和权利要求9中所述的干法电池极片压延成型装置。