CN202700742U - 高效节能组合式电池极片双面涂布机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充分利用空间、节约用地成本、提高生产效率和提升现场管理水平的高效节能组合式电池极片双面涂布机。包括由正向和反向涂布头构成的涂布装置、开卷机、收卷机和加热烘干装置，将两套独立运转的双面涂布机，分上涂布机和下涂布机按上下叠加的方式设置，开卷机、收卷机和涂布装置分别设置在上下涂布机的两端，所述加热烘干装置由至少两台带有循环均流热风装置的均流烘箱构成。本实用新型大大减少了涂布机占地面积，节约用地成本；改善了涂布机周边的作业环境，提升了工作现场的管理水平；本实用新型的均流烘箱，可将电池极片的涂布宽度调宽至800mm仍不产生卷边，由此，加长烘干装置长度，提高涂布机运转速度，可大大提高生产效率。

Description

高效节能组合式电池极片双面涂布机

技术领域

本实用新型涉及一种电池极片涂布机，特别涉及一种生产效率高、能大规模生产且占地面积又小的电池极片双面涂布机。

背景技术

锂动力电池，作为绿色能源，正在全国大力推广。但是，在发展过程中的主要障碍是价格昂贵，原因就是生产工艺复杂、耗能太多且设备占地面积太大。特别是极片涂布机，设备庞大、所占厂房面积较多，用地成本非常高(特别是地价、房价飙升的情况下)，而且设备运转时，所耗电能又多；又由于受工艺条件的限制，极片涂布机各单元设备的布局又非常紧凑，极大地影响了现场操作人员的作业空间，由此也制约了极片涂布机所涂极片宽度向更宽的方向发展。

现有技术中，电池极片双面涂布机为水平直线型设置，为了节省用地面积，通常加热装置的总长度设计的较短，一般为18米，开卷机和收卷机一前一后设置在涂布机的同一侧，为了使涂布机能够正常走带，防止出带、回带发生冲突，不得已将收卷机的回带，不是横跨开卷机上方设置，就是穿越开卷机下方设置，从而加长了走带长度，影响了涂布定位精度，而且开卷机、收卷机周围空间狭窄，叉车开不进，吊车够不着，使大件原料无法搬运，只能将其拆成一百公斤以下小件，由人工搬运装卸，由此，也制约了电池极片卷轴的最大直径。通常，最大直径为400mm。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种充分利用空间、节约用地成本、提高生产效率和提升现场管理水平的高效节能组合式电池极片双面涂布机。

为了解决上述技术问题，要实用新型采用的技术方案为：

本实用新型的高效节能组合式电池极片双面涂布机，包括由正向和反向涂布头构成的涂布装置、开卷机、收卷机和加热烘干装置，将两套独立运转的双面涂布机，分上涂布机和下涂布机按上下叠加的方式设置，上涂布机安装在设于下涂布机上方的工作平台上，下涂布机的第一开卷机和第一收卷机分别设置在下涂布机一端的所述工作平台的下方和上方；上涂布机的第二开卷机和第二收卷机分别设置在下涂布机另一端的所述工作平台的下方和上方；下涂布机的第一正向涂布头位于所述第一开卷机与下涂布机的加热烘干装置的一端之间，下涂布机的第一反向涂布头位于第二开卷机与下涂布机的加热烘干装置的另一端之间；上涂布机的第二正向涂布头位于所述第二收卷机与上涂布机的加热烘干装置的一端之间，上涂布机的第二反向涂布头位于第一收卷机与上涂布机的加热烘干装置的另一端之间，所述加热烘干装置由至少两台带有循环均流热风装置的均流烘箱构成。

每台均流烘箱的所述循环均流热风装置均由其上至少设有一个通孔的热风喷管、热风管道、加热器、鼓风机和回风管道组成，其中，向所述均流烘箱的上烘干通道供给热风的第一热风喷管和向下烘干通道供给热风的第二热风喷管，以垂直于基材运行方向的方式分别设置于所述均流烘箱的前后两端；由所述均流烘箱的上烘干通道排风的第一回风口和由下烘干通道排风的第二回风口均设于所述均流烘箱的中部。

所述第一热风喷管和第二热风喷管的气体流量大于对应的第一回风口和第二回风口的气体流量。

所述第一热风喷管和第二热风喷管上的通孔为圆孔，所述通孔的设置密度由所述喷管的中心向边缘递减。

所述上、下涂布机的加热烘干装置的均流烘箱呈首尾前后串联组成，整个加热烘干装置的外部形状与所述工作平台的形状相同均为开口向下的拱形。

所述工作平台的高点距工作地面的垂直距离为3.5米，所述加热烘干装置的垂直高度为2.0米。

所述涂布装置设置于通有洁净空气的密闭空间。

所述上涂布机和下涂布机涂布电池极片的有效宽度为800mm。

所述加热烘干装置水平长度为40米。

将至少两组所述的上涂布机和下涂布机并列设置于所述工作平台的上下，构成集群式电池极片双面涂布机。

与现有技术相比，本实用新型的高效节能组合式电池极片双面涂布机采用将现有技术中的两套水平设置的电池极片双面涂布机，按上下叠加的方式组合在一起，并且将水平设置改为拱形设置以及对涂布机其它工艺设备的合理布局的结构，使得本实用新型大大减少了安装所需的占地面积，节约了用地成本；将涂布机的工艺设备诸如开卷机、收卷机和涂布装置在充分利用空间的前提下合理布局，使涂布机周边的作业环境得到了改善，提升了工作现场的管理水平；本实用新型所用的均流烘箱具有循环均流热风装置，使电池极片在干燥过程中受热均匀，从中间至边缘干燥速度一致，由此，将涂布宽度调宽至800mm仍不会产生卷边不良，在此情况下，可加长加热烘干装置的长度，提高涂布机运转速度，大大提高了生产效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为图1中A－A剖视图。

图3为本实用新型的又一实施例的俯视图。

图4为本实用新型的均流烘箱示意图。

具体实施方式

下面结构附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

说明书附图标记如下：

下涂布机1、第一开卷机11、第一收卷机12、第一正向涂布头13、第一反向涂布头、上涂布机2、第二开卷机21、第二收卷机22、第二正向涂布头23、第二反向涂布头24、加热烘干装置3、电池极片4、工作平台5、角钢支架51、导辊6、循环均流热风装置的均流烘箱7、上烘干通道71、下烘干通道72、热风管道73、加热器74、鼓风机75、回风管道76。

本实用新型的高效节能组合式电池极片双面涂布机，是将现有技术中的双面涂布机按照上下叠加的方式设置，其目的是充分利用有效空间，提高生产效率、拓宽电池极片的涂布宽度和改善现场环境、提升现场管理水平（即可以使用电动叉车将大件原材料集中、顺畅地运至工作现场，诸如浆料管道、铜箔铝箔卷料等大件较重材料的运输）。

如图1、2所示，本实用新型包括由正向和反向涂布头构成的涂布装置、开卷机、收卷机和加热烘干装置3，其具体设置是将两套相同结构、相同类型的独立运转的双面涂布机，分上涂布机2和下涂布机1按上下叠加的方式设置，也可以采用并列的方式，把多组所述的上涂布机2和下涂布机1按照上下叠加形式（又称叠罗汉的形式），组合成大型的、集群式电池极片双面涂布机，图3所示的是四组上涂布机2和下涂布机1构成的集群式电池极片双面涂布机的俯视图，如此安排不仅大大缩小涂布机的占地空间，节约用地成本，而且还可以解决现有技术中涂布机开卷机和收卷机因设置于同一平面相同侧位置而产生的开卷机出带与收卷机回带走向设计不科学的问题，简化了电池极片4由开卷机至收卷机的流水行程。

所述的每套涂布机都包括开卷机、收卷机、正向涂布头、反向涂布头、承载电池极片4传动的导辊6和由许多个烘箱呈首尾前后串联构成的加热烘干装置3，所述开卷机、收卷机、正向、反向涂布头均设置于加热烘干装置3的首端或尾端，所述导辊6分上下两层均设于所述加热烘干装置内部并由加热烘干装置的首端延伸至尾端再由该尾端延伸至所述的首端，导辊6将电池极片4由开卷机端经正向涂布头、加热烘干、反向涂布头、加热烘干传至收卷机端。

在下涂布机1的上方设有由角钢支架51和钢板搭建的工作平台5（该工作平台5也可以是楼层隔板），所述的上涂布机2位于工作平台5之上并与之固定连接，下涂布机1位于工作平台5之下并固定在地面上。下涂布机1的第一开卷机11和第一收卷机12分别设置在下涂布机一端的所述工作平台5的下方和上方；上涂布机2的第二开卷机21和第二收卷机22分别设置在下涂布机1另一端的所述工作平台5的下方和上方；下涂布机1的第一正向涂布头13位于所述第一开卷机11与下涂布机1的加热烘干装置3的一端之间，下涂布机1的第一反向涂布头14位于第二开卷机21与下涂布机1的加热烘干装置3的另一端之间；上涂布机2的第二正向涂布头23位于所述第二收卷机22与上涂布机2的加热烘干装置3的一端之间，上涂布机2的第二反向涂布头24位于第一收卷机12与上涂布机2的加热烘干装置3的另一端之间。

本实用新型的进一步改进是将组成所述加热烘干装置3的烘箱改为带有循环均流热风装置的均流烘箱7（以下简称均流烘箱7），由此，使加热烘干装置3中的电池极片在运行的过程中受热均匀，而且，可以将电池极片4的涂布宽度由现有技术的500mm调高至800mm，提高了生产效率。

现有技术中所述加热烘干装置所用的烘箱为：

1）进风口设于烘箱的前端面，进风（未加热的风）经鼓风机、加热器和热风管由烘箱的后端送入烘干通道路中，排风再由烘箱的后端面吹出，而烘干通道的中部则处于负压状态，由此造成烘箱内烘干通道各处的温度不均匀。

2）当加热烘干装置由多个烘箱组成时，则前一个烘箱的所述排风则成为后一个烘箱的所述进风，从而，在整个加热烘干装置中就形成一股巨大的“穿堂风”，这不仅使位于烘箱中的电池极片，在所述“穿堂风”的吹动下，受到颠簸或摇摆而影响电池极片的干燥均匀性和产品质量，而且，还会使烘箱中的热量随着所述“穿堂风”排往加热烘干装置之外，为了保持烘干所需的热量，不得不加大加热功率，提高电耗，增加成本。

3）由于烘箱内的烘干通道中各处温度不均匀，导致电池极片的边缘和中间干燥速度不同，边缘干得快，中心干得慢，由此，带来三个不利结果：其一，为了使电池极片中间区域完全干燥，不得已要降低电池极片涂布机设备的运行速度，以加长电池极片在加热烘干装置中的时间；其二，干燥较早的电池极片边缘区域，若继续受热烘干，易产生卷边不良现象，被加工的电池极片越宽，卷边现象就越严重，因此，现有技术中的电池极片涂布机的涂布宽度受到了制约，通常，现有技术中的涂布宽度在500mm之内；其三，由于电池极片中间区域与边缘的干燥速度不同步，干燥快的边缘区域易产生卷边不良现象。“卷边”的最大危害是容易卷状边缘和烘箱内部机构发生摩擦、拉伤，甚至基材断裂，这时造成的损失非常严重。生产中断；打开箱门散热、降温，人工抢救接带。大量热量损失，大量材料浪费；所以，在烘箱结构不变的情况下，欲通过提高设备运转的速度和加长加热烘干装置或者增大加热功率的工艺改进，来提高生产效率是不可能的。

如图4所示，本实用新型的高效节能电池极片双面涂布机中的所述均流烘箱7前后两端面半封闭，前后长度由原来的3米增加至4米，每台均流烘箱7的均由其上至少设有一个通孔的热风喷管、热风管道73、加热器74、鼓风机75和回风管道76组成，其中，向所述均流烘箱7的上烘干通道71供给热风的第一热风喷管和向下烘干通道72供给热风的第二热风喷管，以垂直于基材运行方向的方式分别设置于所述均流烘箱7的前后两端；由所述均流烘箱7的上烘干通道71排风的第一回风口和由下烘干通道72排风的第二回风口均设于所述均流烘箱7的中部，这样，热风由均流烘箱7的前或后端向中间流动，由此改变了热风流动方向，使烘干通道内各处受热均匀、气压均等，而且，又由于均流烘箱7的前后两端处于半封闭状态，在烘干通道内不会产生像现有技术中的所述的“穿堂风”，减少了热量损失，又使得烘干通道内各处的温度可以保持在均匀一致且稳定的状态中，由此，大大提高了电池极片4中间和边缘干燥速度的同步性。

本实用新型的所述第一热风喷管和第二热风喷管的气体流量大于或等于对应的第一回风口和第二回风口的气体流量，这样，又进一步提高了烘干通道内热风的均衡性，进一步提高了电池极片4中间和边缘干燥速度的同步性。

在本实用新型的均流烘箱7的烘干通道中，因热风是从电池极片4两侧边向下往回风口流动，因而，其在电池极片4两侧边的流动速度要大于在电池极片4中间区域的流动速度，为了更进一步提高电池极片4中间和边缘干燥速度的同步性，将所述第一热风喷管和第二热风喷管上的圆形通孔（也可为其它形状的通孔）设置的密度由所述喷管的中心向边缘递减。

本实用新型还把集中的刀口状风嘴，改成分散式的圆孔风嘴，使整个基材受风均匀，压力减少，避免把涂层表面吹得高低不平。

电池极片4在本实用新型的加热烘干装置3内的干燥过程中，均匀一致的干燥速度，大大降低了电池极片4边缘卷边现象的发生，使得本实用新型既可以将电池极片4的涂布宽度提高至800mm，又可以提高设备的运转速度，从而，提高生产效率、降低能源消耗。

为了减少设备占地面积，可将上涂布机2、下涂布机1的加热烘干装置3的外部形状做成开口向下的拱形，即加热烘干装置3的中间部位高于其两端并向上凸出，所述的工作平台5的形状也与加热烘干装置3的外部形状相同，所述工作平台5的高点距工作地面的垂直距离为3.5米，所述加热烘干装置3的垂直高度为2.0米，其水平长度为40米，总高仅为5.5米，将上涂布机2、下涂布机1的加热烘干装置3和工作平台5均做成互为平行的拱形走势，不仅可以充分利用空间、节省用地面积，又可以节省大量钢材（平面型平台支架要比拱形平台支架用材多），还可以提高电池极片4在加工过程中的运行稳定度。

将所述涂布装置正向涂布头和反向涂布头设备分别置于洁净度较高的操作室内，该操作室与室外密闭性较好，室内通有循环洁净空气，如此既可保证关键的涂布工序环境卫生、提高产品质量，又可节省将整个涂布机置于洁净车间而产生的多余的且巨大的投资，有效降低了成本。

本实用新型的高效节能组合电池极片双面涂布机所用的控制柜和配电柜等常规设备，分散设置在所述下涂布机的加热烘干装置3的外侧，并尽量靠近中央控制室，再配以推拉门，便于安装、维修，而且，减少了控制干扰，还节省很多电缆，涂布机室（是指安装涂布头设备的房间）仅安装可前后移动的液晶显示触摸屏，便于监控。

本实用新型有如下优点：

1）增加涂布烘干长度：

增加涂布长度是提高功效的最好办法，因为烘干长度增加一倍，在烘干工艺时间确定不变的情况下，烘干阶段的设备运转的速度就提高一倍，也即电池极片4的加工速度就提高一倍，生产效率也就提高一倍，而所增加的投资仅为多安装的几个比较廉价的均流烘箱7，其他价值较高的涂布机头、开卷机和收卷机并不增加，即在小投入的情况下，获得了较高的收益。

2）增加涂布宽度：

加热烘干装置3的长度增加了，细长的涂布基材（基材即电池极片涂料的工艺载体，如：正极片的铝箔或负极片的铜箔）在均流烘箱7内运行不易稳定，会左右摇摆，通过改变基材宽度和基材在均流烘箱7内的运行轨迹（即将所述轨迹由原直线改为拱形的曲线，提高基材对导辊6的附着力），就可既解决了基材运行的平稳性，又提高了生产效率（由增加基材的涂布宽度获得的）。本实用新型的涂布机涂布电池极片4的有效宽度可达800mm。

本实用新型的有益效果：

1）可将电池极片4涂布宽度由原来的500mm增宽至800mm，由此可在单位时间内，提高生产效率。实际均流烘箱7内部宽度为900mm，标称800mm，差100留作基材活动余量。如果运行轨迹控制得好，不飘不摆，生产820也没问题。现有技术中的电池极片涂布机生产规模不大，加热烘干装置的烘箱内部宽度仅600mm，由于前述技术原因，风吹飘摆，电池极片4涂布宽度最多至500mm。

2）所述涂布机的加热烘干装置3的每节均流烘箱7长度比现有技术的长（由原来的3米增加至4米），在烘干工艺时间确定的情况下，加热烘干装置3的加长，可以有效提高设备的运转加工速度（即单位时间内涂布的电池极片4增多），由此，又一次提高了生产效率。

3）现有技术和本实用新型效益对照表见表1。

表1——现有技术与本实用新型的效益对照表（单套生产线）：

从表1中可以看出，虽然本实用新型的单套设备功率（耗能）较现有技术中单套设备功率增加了59%，设备投资价格（成本）增加了43%，但生产效率却为现有技术的3.5倍。

由于本实用新型所用均流烘箱7具有循环均流热风装置，而且上涂布机2的加热烘干装置3和下涂布机1的加热烘干装置3相互叠加在一起，相互起着保温作用（即针对下涂布机1的加热烘干装置而言，上涂布机2的加热烘干装置3就像一道保温层，降低了下涂布机1的加热烘干装置3向上方空间环境散发的热量；同样，针对上涂布机2的加热烘干装置3而言，下涂布机1的加热烘干装置3即为其下方的一道保温层），当所述加热烘干装置3升温达到热平衡后，加热功率还会下降30%～40%。

用地成本：由于本实用新型是采用上下叠加方式将两套电池极片双面涂布机设置在一起的，故本实用新型在用地成本方面会比现有技术节省一半。

可见，当本实用新型组合为所述的集群式电池极片双面涂布机时，规模化效应呈现，其所产生的生产效率和经济效益将会是巨大的。

Claims (10)

1.一种高效节能组合式电池极片双面涂布机，包括由正向和反向涂布头构成的涂布装置、开卷机、收卷机和加热烘干装置（3），其特征在于：将两套独立运转的双面涂布机，分上涂布机（2）和下涂布机（1）按上下叠加的方式设置，上涂布机（2）安装在设于下涂布机（1）上方的工作平台（5）上，下涂布机（1）的第一开卷机（11）和第一收卷机（12）分别设置在下涂布机（1）一端的所述工作平台（5）的下方和上方；上涂布机（2）的第二开卷机（21）和第二收卷机（22）分别设置在下涂布机（1）另一端的所述工作平台（5）的下方和上方；下涂布机（1）的第一正向涂布头（13）位于所述第一开卷机（11）与下涂布机（1）的加热烘干装置（3）的一端之间，下涂布机（1）的第一反向涂布头（14）位于第二开卷机（21）与下涂布机（1）的加热烘干装置（3）的另一端之间；上涂布机（2）的第二正向涂布头（23）位于所述第二收卷机（22）与上涂布机（2）的加热烘干装置（3）的一端之间，上涂布机（2）的第二反向涂布头（24）位于第一收卷机（12）与上涂布机（2）的加热烘干装置（3）的另一端之间，所述加热烘干装置（3）由至少两台带有循环均流热风装置的均流烘箱（7）构成。

2.根据权利要求1所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：每台均流烘箱（7）的所述循环均流热风装置均由其上至少设有一个通孔的热风喷管、热风管道（73）、加热器（74）、鼓风机（75）和回风管道（76）组成，其中，向所述均流烘箱（7）的上烘干通道（71）供给热风的第一热风喷管和向下烘干通道（72）供给热风的第二热风喷管，以垂直于基材运行方向的方式分别设置于所述均流烘箱（7）的前后两端；由所述均流烘箱（7）的上烘干通道（71）排风的第一回风口和由下烘干通道（72）排风的第二回风口均设于所述均流烘箱（7）的中部。

3.根据权利要求2所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述第一热风喷管和第二热风喷管的气体流量大于对应的第一回风口和第二回风口的气体流量。

4.根据权利要求2所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述第一热风喷管和第二热风喷管上的通孔为圆孔，所述通孔的设置密度由所述喷管的中心向边缘递减。

5.根据权利要求2所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述上、下涂布机（1、2）的加热烘干装置（3）的均流烘箱（7）呈首尾前后串联组成，整个加热烘干装置（3）的外部形状与所述工作平台（5）的形状相同均为开口向下的拱形。

6.根据权利要求5所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述工作平台（5）的高点距工作地面的垂直距离为3.5米，所述加热烘干装置（3）的垂直高度为2.0米。

7.根据权利要求1所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述涂布装置设置于通有洁净空气的密闭空间。

8.根据权利要求2-5中任一项所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述上涂布机（2）和下涂布机（1）涂布电池极片（4）的有效宽度为800mm。

9.根据权利要求1－7中任一项所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：所述加热烘干装置（3）水平长度为40米。

10.根据权利要求1－7中任一项所述的高效节能组合式电池极片双面涂布机，其特征在于：将至少两组所述的上涂布机（2）和下涂布机（1）并列设置于所述工作平台（5）的上下，构成集群式电池极片双面涂布机。

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