CN111672704B - 一种自动非接触式面密度调节***及调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动非接触式面密度调节***及调节方法，本发明涉及的一种自动非接触式面密度调节***，包括上模头、下模头、箔材、数个真空盒装置，所述上模头和下模头可拆卸连接，所述上模头和下模头之间设有出料狭缝，所述出料狭缝与箔材之间设有唇口间隙，所述数个真空盒装置分布于唇口上，所述真空盒装置用于调节唇口的环境压力，并根据所述调节的环境压力调节涂布的面密度。本发明是一种非接触式调节方式，压力可通过负压风机的风频量化控制，可实现在线调节，且不会对模具造成损伤。

Description

一种自动非接触式面密度调节***及调节方法

技术领域

本发明涉及涂布密度调节技术领域，尤其涉及一种自动非接触式面密度调节***及调节方法。

背景技术

自1990年日本索尼研制成以石墨为负极钴酸锂为正极的锂离子二次电池以来，电池的安全、寿命等性能大为改善。时至今日，锂离子二次电池得到迅猛发展，在电池行业中独占鳌头，广泛应用在人们日常生活中。

锂离子二次电池生产过程中，涂布工序为关键工序，行业内主要使用挤压涂布方式完成涂布作业。在涂布过程中会出现横向面密度不一致，甚至超出工艺标准。目前通过扭力扳手或者伺服电机调整模具唇部的螺丝，使用模具发生形变来改善面密度不一致的现象。

如公开号为CN205851236U的专利公开了一种挤压涂布机，包括涂布模头、涂布辊和位置传感器，基材设于所述涂布辊和所述涂布模头之间，所述涂布辊表面设有通气区域，所述通气区域和所述涂布模头相对设置，所述位置传感器设于所述基材的一侧。上述挤压涂布机，位置传感器用于检测，沿涂布模头指向涂布辊的轴线的方向，基材和涂布辊表面之间的距离。从涂布辊的通气区域吹出气体将基材托起悬浮于涂布辊之上，通过比较涂布前基材至涂布辊之间的距离与涂布时基材至涂布辊之间的距离的差值与预设范围值的大小，从而调整涂布模头挤出浆料的量，使涂布模头挤出浆料的量保持稳定，从而提高涂布的面密度精度及涂层表面质量。虽然上述专利可以提高涂布的面密度精度，但是其通过距离数据，调整泵速来改变整体面密度大小无法实现横向面密度的一致性调节。

因此，本发明针对上述技术问题，提出了一种自动非接触式面密度调节***及调节方法

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种自动非接触式面密度调节***及调节方法，通过改变模头出料处的环境压力来调整面密度大小，压力可通过负压风机的风频量化控制，可实现在线调节。

为了实现以上目的，本发明采用以下技术方案：

一种自动非接触式面密度调节***，包括上模头、下模头、箔材、数个真空盒装置，所述上模头和下模头可拆卸连接，所述上模头和下模头之间设有出料狭缝，所述出料狭缝与箔材之间设有唇口间隙，所述数个真空盒装置分布于唇口上，所述真空盒装置用于调节唇口的环境压力，并根据所述调节的环境压力调节涂布的面密度。

进一步的，所述数个真空盒装置分布于唇口上5-50mm处。

进一步的，还包括固定支架，所述固定支架包括横向滑轨、滑块，所述滑块与横向滑轨滑动连接，所述真空盒装置与滑块固定连接。

进一步的，所述固定支架还包括竖向滑轨，所述横向滑轨一端与竖向滑轨滑动连接。

进一步的，所述真空盒装置包括负压风机、控制器，所述控制器与负压风机连接，所述控制器通过控制负压风机的风频来调整唇口的环境压力。

进一步的，所述真空盒装置包括压力传感器，所述压力传感器与负压风机连接，用于探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值。

进一步的，所述真空盒装置包括显示单元，所述显示单元与压力传感器连接，用于显示压力传感器得到的唇口的环境压力值。

进一步的，所述根据唇口的环境压力调节涂布的面密度，表示为：

其中，Q表示涂布的面密度；b表示狭缝宽度；H表示唇口间隙；l表示狭缝长度；u₀表示涂布速度；△P表示出料狭缝处的压力与环境压力的差值。

进一步的，还包括检测单元，所述检测单元与控制器连接，用于检测涂布的面密度，并对控制器发出控制指令。

相应的，还提供一种自动非接触式面密度调节方法，包括步骤：

S1.检测单元检测涂布的面密度，并判断所述面密度是否在预设范围内，若否，则执行步骤S2；

S2.检测单元根据判断结果向控制器发出控制指令；

S3.控制器接收检测单元发送的控制指令，并根据所述控制指令控制负压风机的风频，以调整唇口的环境压力；

S4.压力传感器探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值，并将所述环境压力值发送至显示单元；

S5.显示单元显示所述环境压力值。

与现有技术相比，本发明是一种非接触式调节方式，压力可通过负压风机的风频量化控制，可实现在线调节，且不会对模具造成损伤；本发明通过设置数个真空盒装置可以实现横向面密度的一致性调节。

附图说明

图1是实施例一提供的上模头、下模头结构示意图；

图2是实施例一提供的涂布装置结构示意图；

图3是实施例一提供的一种自动非接触式面密度调节***结构剖视图；

图4是实施例一提供的固定支架的结构示意图；

图5是实施例一提供的真空盒装置结构示意图；

图6是实施例二提供的一种自动非接触式面密度调节方法流程图；

其中，1.上模头；2.下模头；3.箔材；4.真空盒装置；5.固定支架；51.横向滑轨；52.竖向滑轨；53.滑块；b.出料狭缝；H.唇口间隙。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供了一种自动非接触式面密度调节***及调节方法。

实施例一

本实施例提供一种自动非接触式面密度调节***，如图1-3所述，包括涂布装置，涂布装置包括上模头1、下模头2、箔材3、数个真空盒装置4，上模头1和下模头2可拆卸连接，上模头1和下模头2之间设有出料狭缝b，出料狭缝与箔材3之间设有唇口间隙H，数个真空盒装置4分布于唇口上，真空盒装置4用于调节唇口的环境压力，并根据调节的环境压力调节涂布的面密度。

狭缝挤压式涂布示意图如图2所示，一定流量的浆料通过压力泵从下模头3的上料口进入模头内部型腔，并形成稳定的压力，浆料最后在模头出料狭缝b处喷出，涂覆在箔材3上。但是在涂布过程中会出现横向面密度不一致的问题，甚至超出工艺标准的问题，因此，本实施例将数个真空盒装置4分布于唇口上5-50mm处。

如图4所示为固定支架的结构示意图，固定支架5用于固定真空盒装置4。具体的，固定支架5呈U型支架，且固定于涂布装置上；固定支架5包括横向滑轨51、数个滑块53、两个竖向滑轨52、气缸(图中未示出)，两个竖向滑轨52分别固定于U型支架的两侧，气缸设置于竖向滑轨52上，横向滑轨51两端分别与两个竖向滑轨滑动连接，数个滑块53与横向滑轨51滑动连接，真空盒装置4与滑块53固定连接，其中一个滑块连接一个真空盒装置，连接方式可以是铰接、螺纹连接等；在本实施例中，气缸用于驱动横向滑轨51在两个竖向滑轨52上做垂直运动，以调节真空盒装置4与唇口的距离，进而调节唇口环境的压力；真空盒装置4通过滑块53固定于横向滑轨51上，且可以在横向滑轨51上做水平运动，以调节唇口处的环境压力。

如图5所示，真空盒装置4包括负压风机、控制器、压力传感器、显示单元。

控制器，与负压风机连接，用于通过控制负压风机的风频来调整唇口的环境压力；

压力传感器，与负压风机连接，用于探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值；

显示单元，与压力传感器连接，用于显示压力传感器得到的唇口的环境压力值。

在本实施例中，环境压力与涂布面密度的关系具体为：

根据流体力学对涂布进行分析，应用黏性不可压缩流体的运动微分公式，即N-S方程：

连续性方程：

其中，c₁、c₂为积分常数，p表示压力，x表示狭缝上唇长。

由上述方程解微分方程组可得：

其中，Q表示涂布的面密度；b表示狭缝宽度；H表示唇口间隙；l表示狭缝长度；u₀表示涂布速度；△p表示出料狭缝处的压力与环境压力的差值。

由上述内容可知，环境压力也即真空盒的压力对涂布密度有显著影响，因此可以通过调整模具出料口的压力来调整面密度的大小。

在本实施例中，还包括检测单元，检测单元与控制器连接，用于检测涂布的面密度，并对控制器发出控制指令。

检测单元检测涂布的面密度具体为通过射线(α射线或β射线)在线检测涂布的面密度，表示为：

1＝I₀exp(-λm)

其中，I表示透过被测材料之后的射线强度；I₀表示透过被测材料之前的射线强度；λ表示材料物质的吸收系数，与材料物质的原子序数有强相关关系；m表示被测材料的面密度。

当在线检测单元检测到当前涂布的面密度后，判断当前涂布的面密度是否符合要求(即是否在面密度的预设范围内)，若不是，则向控制器发送调节指令，此时控制器接收到调节指令后，对负压风机的风频进行控制，根据控制的风频进而调整唇口的环境压力，然后压力传感器探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值，显示单元显示压力传感器得到的唇口的环境压力值；接着控制器从涂布装置中读取出料狭缝口处的压力值，计算出料狭缝口处的压力值与得到的环境压力值之间的压力差，并判断该压力差是否处于压力预设范围内，若是，则结束流程；若否，则继续向控制器发送调节指令，直到当前压力差处于压力预设范围内。

本实施例使用真空盒装置代替现有技术的调整方式，通过改变模头出料处的环境压力来调整面密度大小，且本实施例设置多组真空盒装置以保证横向面密度的一致性。另外，真空盒装置与涂布面密度在线检测设备通讯，通过控制负压风机风频来调整压力大小，从而实现面密度的在线调整。

实施例二

本实施例提供一种自动非接触式面密度调节方法，如图6所示，包括步骤：

S11.检测单元检测涂布的面密度，并判断所述面密度是否在预设范围内，若否，则执行步骤S12；

S12.检测单元根据判断结果向控制器发出控制指令；

S13.控制器接收检测单元发送的控制指令，并根据所述控制指令控制负压风机的风频，以调整唇口的环境压力；

S14.压力传感器探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值，并将所述环境压力值发送至显示单元；

S15.显示单元显示所述环境压力值。

需要说明的是，本实施例提供的一种自动非接触式面密度调节方法与实施例一类似，在此不多做赘述。

与现有技术相比，本实施例是一种非接触式调节方式，压力可通过负压风机的风频量化控制，可实现在线调节，且不会对模具造成损伤。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (6)

1.一种自动非接触式面密度调节***，其特征在于，包括上模头、下模头、箔材、数个真空盒装置，所述上模头和下模头可拆卸连接，所述上模头和下模头之间设有出料狭缝，所述出料狭缝与箔材之间设有唇口间隙，所述数个真空盒装置分布于唇口上，所述真空盒装置用于调节唇口的环境压力，并根据所述调节的环境压力调节涂布的面密度；

还包括固定支架，所述固定支架包括横向滑轨、滑块，所述滑块与横向滑轨滑动连接，所述真空盒装置与滑块固定连接；

所述固定支架还包括竖向滑轨，所述横向滑轨一端与竖向滑轨滑动连接；

所述真空盒装置包括负压风机、控制器，所述控制器与负压风机连接，所述控制器通过控制负压风机的风频来调整唇口的环境压力；

还包括检测单元，所述检测单元与控制器连接，用于检测涂布的面密度，并对控制器发出控制指令。

2.根据权利要求1所述的一种自动非接触式面密度调节***，其特征在于，所述数个真空盒装置分布于唇口上5-50mm处。

3.根据权利要求2所述的一种自动非接触式面密度调节***，其特征在于，所述真空盒装置包括压力传感器，所述压力传感器与负压风机连接，用于探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值。

4.根据权利要求3所述的一种自动非接触式面密度调节***，其特征在于，所述真空盒装置包括显示单元，所述显示单元与压力传感器连接，用于显示压力传感器得到的唇口的环境压力值。

5.根据权利要求4所述的一种自动非接触式面密度调节***，其特征在于，所述根据唇口的环境压力调节涂布的面密度，表示为：

其中，Q表示涂布的面密度；b表示狭缝宽度；H表示唇口间隙；l表示狭缝长度；u₀表示涂布速度；△P表示出料狭缝处的压力与环境压力的差值。

6.一种自动非接触式面密度调节方法，其特征在于，所述调节方法包括权利要求1-5任一项所述的一种自动非接触式面密度调节***；

包括步骤：

S1.检测单元检测涂布的面密度，并判断所述面密度是否在预设范围内，若否，则执行步骤S2；

S2.检测单元根据判断结果向控制器发出控制指令；

S3.控制器接收检测单元发送的控制指令，并根据所述控制指令控制负压风机的风频，以调整唇口的环境压力；

S4.压力传感器探测唇口的环境压力，并得到唇口的环境压力值，并将所述环境压力值发送至显示单元；

S5.显示单元显示所述环境压力值。

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