[发明专利]一种压电陶瓷涂布模头

说明书

本发明公开了一种压电陶瓷涂布模头，包括上模和下模，还包括调整垫片和压电陶瓷控制模组，调整垫片偏置于上模和下模之间使上模局部悬空，压电陶瓷控制模组安装在上模上用于改变上模悬空区域的涂布浆料出料间隙。本发明可精确控制涂布浆料出料间隙，降低对操作人员的经验依赖，且本发明采用压电陶瓷控制模组控制涂布浆料出料间隙，其中的压电陶瓷促动端受到压电陶瓷的微变形叠加直接推动，由输入电压控制，反应灵敏，不会产生卡滞、爬行的问题，且调整片的整体结构无拼缝无断层，形成的涂布浆料出料间隙具有平滑整齐界面，挤出的涂布浆料厚度更均匀，可有效消除条纹、暗痕等涂布质量缺陷，保证涂布过程面密度一致性。

技术领域

本发明涉及一种电池制造设备，更具体地说，它涉及一种压电陶瓷涂布模头。

背景技术

锂电池是目前性能最优的二次电池产品，是混合动力车、纯电动汽车、储能系统等应用技术和工程技术的基础。极片制作工艺是制造锂电池的基础工艺，此环节对所用设备的精度、可靠性及设计科学性等要求非常高。极片表面需涂布活性物质，常见的极片活性物质涂布工艺有转移式和狭缝挤压式，其中的狭缝挤压式涂布的工艺窗口比较宽，可操作工艺范围大，封闭型腔，出现涂布缺陷相对较少，可以实现不同涂布宽度调整，而且干燥条件允许时，能够采用更高的涂布速度进行生产，生产效率高。对于极片质量要求更高的动力电池采用狭缝挤压涂布生产工艺，生产出来的极片质量一致性更好，因此狭缝挤压式涂布也是目前使用最为广泛的生产工艺。狭缝挤压式涂布是指一定流量的浆料从挤压头上料口进入模头内部型腔，并形成稳定的压力，浆料最后在模头狭缝出口流出涂覆在箔材上，涂布的关键指标是涂布面密度，狭缝间隙控制是影响涂布面密度的最大影响因素，实现狭缝间隙精准控制是提高面密度一致性的关键方式。

目前狭缝挤压式涂布模头主要是通过螺栓调节、千分尺调节或步进电机调节这三种方式实现狭缝间隙调整过程。螺栓调节控制狭缝间隙的方式会由于螺栓螺纹磨损、变形、卡滞等原因无法实现涂覆过程的快速调节，无法精确控制狭缝间隙；并且螺栓调节过程严重依赖操作人员的经验，调节具有滞后性。

千分尺调节控制狭缝间隙的方式同样存在调节过程依赖操作人员的经验，调节具有滞后性的问题；且由于每个千分尺结构单独连接一个调节片，调节片之间存在高度差，导致涂布过程出现条纹、暗痕等缺陷，存在面密度控制失效的风险。

而采用步进电机控制狭缝间隙的方式时，由于微型步进电机在高分辨率控制时存在爬行现象导致出现行程突变，使得涂布过程频繁调节时也容易出现条纹、暗痕等缺陷，影响面密度一致性。

公开号为CN102101091A的发明专利于2009年12月18日公开了一种压电陶瓷涂布头，包括外壳、液体流道、压电陶瓷、引流气体流道、换能头、电缆，所述的液体流道设置在外壳顶部，所述的压电陶瓷设置在外壳内部，所述的换能头设置在外壳底部，所述的电缆设置在外壳顶部，所述的引流气体流道设置在外壳顶部，引流气体从顶部引入，流经压电陶瓷表面，从换能头雾化喷出，引流的同时使压电陶瓷表面散热。与现有技术相比，该发明具有喷涂均匀、产品质量高，流道不易堵塞等优点。但是该发明最终是点状输出雾化涂料，完全不适合极片的大规模生产。

发明内容

现有的狭缝挤压式涂布工艺存在调节滞后，涂布质量不稳定等问题，为克服这些缺陷，本发明提供了一种可快速调节，精确控制狭缝间隙，降低对操作人员的经验依赖，涂布质量稳定的压电陶瓷涂布模头。