電極片制備裝置以及電極片制備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及儲能器件制備領域，特別是涉及一種電極片制備裝置以及采用該電極片制備裝置的電極片制備方法。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著環保低碳理念的逐步推廣，清潔能源技術再度成為科技創新的熱點。其中，鋰離子電池、超級電容器及鋰離子電容器等儲能器件被認為是滿足人們在工業和生活中能量需求的有效解決方案。
[0003]為了提升鋰離子電池、超級電容器及鋰離子電容器等儲能器件的能量密度，需要更高的電壓。為了提升儲能器件的工作電壓，優選利用預摻雜技術來降低負極電位。而為了有效的向層疊的多個負極均勻地進行預摻雜，一般會在各電極的集電體上形成有利于電解質離子或電解液通過的貫通孔。
[0004]但是，在具有貫通孔的集電體材料上涂覆電極漿料時，電極漿料會通過貫通孔而漏至集電體材料的背面，轉入到背面的電極漿料不均勻地殘留于支撐輥上，進而導致背面上形成斑點狀、不連續的電極膜，從而難以形成平面性良好的電極。
[0005]此外，具有貫通孔的集電體因其垂直表面方向設置有大量的孔洞結構，這樣必然會導致集電體的抗拉伸強度大幅減低。在制備電極片時，由于集電體強度隨著貫通孔的形成而降低，將活性物質漿料涂覆于集電體的操作中，集電體容易被拉斷，從而導致電極片的生產效率較低。
【發明內容】
[0006]基于此，有必要提供一種電極片的生產效率較高的電極片制備裝置。
[0007]此外，還有必要提供一種采用該電極片制備裝置的電極片制備方法。
[0008]一種電極片制備裝置，包括:
[0009]放卷機構，包括第一放卷裝置和第二放卷裝置，所述第一放卷裝置放卷集電體，所述第二放卷裝置放卷支撐基材，所述集電體設有貫通孔；
[0010]涂布機構，包括相切的支撐輥和涂布裝置，所述支撐輥使得所述集電體和所述支撐基材相互貼合，相互貼合后的所述集電體和所述支撐基材穿過所述支撐輥和所述涂布裝置中間，所述集電體與所述涂布裝置直接接觸，完成涂布后所述集電體表面形成活性漿料層；
[0011]烘干機構，包括烘干裝置，形成有所述活性漿料層的所述集流體和所述支撐基材經過所述烘干裝置，所述活性漿料層烘干后形成活性層；
[0012]壓緊機構，包括相切的第一壓緊輥和第二壓緊輥，形成有所述活性層的所述集電體和所述支撐基材穿過所述第一壓緊輥和所述第二壓緊輥之間，所述活性層被壓緊后形成活性電極層；以及
[0013]收卷機構，包括第一收卷裝置和第二收卷裝置，所述第一收卷裝置收卷形成有活性電極層的所述集電體，所述第二收卷裝置收卷所述支撐基材，形成有活性電極層的所述集電體即為所述電極片。
[0014]在一個實施例中，所述支撐基材的與所述集電體貼合的表面為憎水性，所述集電體與所述涂布裝置的接觸角為80°?150°。
[0015]在一個實施例中，所述活性漿料層的材料為質量比為80?92:3?10:5?10的活性材料、導電材料和粘合材料形成的混合物，所述活性材料為活性炭、天然石墨、人造石墨、硬碳、軟碳、中間相碳微球、聚并苯、錳酸鋰、鈦酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的至少一種，所述導電材料為炭黑、碳纖維、炭晶須、碳納米管和石墨烯中的至少一種，所述粘合材料為氟聚合物、二烯聚合物、丙烯酸酯聚合物、聚酰亞胺、聚酰胺和聚氨酯聚合物中的至少一種；
[0016]所述活性漿料層的厚度為50 μ m?300 μ m。
[0017]在一個實施例中，所述支撐棍的外徑為100mm?300mm。
[0018]在一個實施例中，所述集電體設有的貫通孔的孔徑為0.03mm?1.2mm。
[0019]在一個實施例中，所述第一放卷裝置的放卷速度與所述第二放卷裝置的放卷速度相同，所述第一放卷裝置的放卷速度為lm/min?10m/min ；
[0020]所述第一收卷裝置的收卷速度與所述第二收卷裝置的收卷速度相同，所述第一收卷裝置的收卷速度為lm/min?10m/min。
[0021]在一個實施例中，所述涂布裝置為逗號涂布器、轉移涂布器或狹縫式擠出涂布器。
[0022]在一個實施例中，所述烘干裝置為熱輻射加熱器、蒸汽加熱器或紅外加熱器，所述烘干裝置烘干的溫度為30°C?150°C。
[0023]在一個實施例中，所述第一壓緊輥和所述第二壓緊輥之間的線壓力為2X104N/m ?10X104N/m。
[0024]一種電極片制備方法，采用上述的電極片制備裝置，包括如下步驟:
[0025]所述第一放卷裝置放卷設有貫通孔的所述集電體，所述第二放卷裝置放卷所述支撐基材；
[0026]所述支撐輥使得所述集電體和所述支撐基材相互貼合，相互貼合后的所述集電體和所述支撐基材穿過所述支撐輥和所述涂布裝置中間，所述集電體與所述涂布裝置直接接觸，所述涂布裝置在所述集電體表面涂布形成活性漿料層；
[0027]形成有所述活性漿料層的所述集流體和所述支撐基材經過所述烘干裝置后被烘干，所述活性漿料層烘干后形成活性層；
[0028]形成有所述活性層的所述集電體和所述支撐基材穿過所述第一壓緊輥和所述第二壓緊輥之間，所述活性層被壓緊后形成活性電極層；以及
[0029]所述第一收卷裝置收卷形成有活性電極層的所述集電體，所述第二收卷裝置收卷所述支撐基材，形成有活性電極層的所述集電體即為所述電極片。
[0030]這種電極片制備裝置，通過支撐輥使得集電體和支撐基材相互貼合，集電體和支撐基材相互貼合后極大的提升了整體的抗拉強度，避免了傳統的設有貫通孔的集電體由于抗拉強度降低而導致的容易斷裂的問題。這種電極片制備裝置，在制備電極片時集電體不容易被拉斷，相對于傳統的電極片制備裝置，這種電極片制備裝置的電極片的生產效率較聞。
【附圖說明】
[0031]圖1為一實施方式的電極片制備裝置的結構示意圖；
[0032]圖2為一實施方式的電極片制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0033]為使本發明的上述目的、特征和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖對本發明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節以便于充分理解本發明。但是本發明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本發明內涵的情況下做類似改進，因此本發明不受下面公開的具體實施的限制。
[0034]如圖1所示的一實施方式的電極片制備裝置，包括放卷機構、涂布機構、烘干機構、壓緊機構和收卷機構。
[0035]放卷機構包括第一放卷裝置12和第二放卷裝置14。第一放卷裝置12放卷集電體16，第二放卷裝置14放卷支撐基材18，集電體16設有貫通孔。
[0036]設有貫通孔的集電體16可以為膨脹合金、沖孔金屬箔、金屬網、發泡體、化學蝕刻金屬箔或用壓花輥賦予突起和貫通孔帶有突起的集電體。
[0037]在一個較優的實施例中，集電體16設有的貫通孔的孔徑為0.03mm?1.2mm。
[0038]涂布機構包括相切的支撐輥22和涂布裝置24，支撐輥22使得集電體16和支撐基材18相互貼合，相互貼合后的集電體16和支撐基材18穿過支撐輥22和涂布裝置24中間，集電體16與涂布裝置24直接接觸，完成涂布后集電體16表面形成活性漿料層26。
[0039]支撐棍22的外徑可以為100mm?300mm。
[0040]支撐基材18的與集電體16貼合的表面為憎水性，從而避免了具有貫通孔的集電體16在涂布工序時，電極漿料通過表面孔洞而漏至集電體16背面的問題，提高了具有貫通孔的集電體16制備得到的電極片的平整性。
[0041]支撐基材18可以為格拉辛離型紙、淋膜紙、硅基離型膜、氟素離型膜等表面憎水基材。
[0042]一般的，集電體16與涂布裝置24的接觸角為80°?150°。
[0043]在一個較優的實施例中，集電體16與涂布裝置24的接觸角為100°?120°。
[0044]涂布裝置24可以為逗號涂布器、轉移涂布器或狹縫式擠出涂布器。
[0045]活性漿料層26的材料為質量比為80?92:3?10:5?10的活性材料、導電材料和粘合材料形成的混合物。
[0046]活性材料為活性炭、天然石墨、人造石墨、硬碳、軟碳、中間相碳微球、聚并苯、錳酸鋰、鈦酸鋰、磷酸鐵鋰、鈷酸鋰、鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰中的至少一種。
[0047]導電材料為炭黑、碳纖維、炭晶須、碳納米管和石墨烯中的至少一種。
[0048]粘合材料為氟聚合物、二烯聚合物、丙烯酸酯聚合物、聚酰亞胺、聚酰胺和聚氨酯聚合物中的至少一種。
[0049]活性漿料層26的厚度可以為50 μ m?300 μ m。
[0050]烘干機構包括烘干裝置32和若干個傳動軸34。形成有活性漿料層26的集流體16和支撐基材18在多個傳動軸34的帶動下經過烘干裝置，活性漿料層26烘干后形成活性層36。
[0051]本實施方式中，傳動軸34為三個，在其他的實施例中，傳動軸34也可以為一個、二個、四個或者更多，特別的，傳動軸34也可以省略。
[0052]烘干裝置32為熱輻射加熱器、蒸汽加熱器或紅外加熱器，烘干裝置32烘干的溫度為 30°C?150°C。
[0053]壓緊機構包括相切的第一壓緊輥42和第二壓緊輥44，形成有活性層36的集電體16和支撐基材18穿過第一壓緊輥42和第二壓緊輥44，活性層被壓緊后形成活性電極層46。
[0054]在一個較優的實施例中，第一壓緊輥42和第二壓緊輥44之間的線壓力為2X104N/m ?10X104N/m。
[0055]收卷機構包括第一收卷裝置52和第二收卷裝置54，第一收卷裝置52收卷形成有活性電極層46的集電體16，第二收卷裝置54收卷支撐基材18，形成有活性電極層46的集電體16即為電極片。
[0056]第一放卷裝置12的放卷速度與第二放卷裝置24的放卷速度相同，第一放卷裝置12的放卷速度為lm/min。
[0057]第一收卷裝置52的收卷速度與第二收卷裝置54的收卷速度相同，第一收卷裝置52的收卷速度為lm/min。
[0058]這種電極片制備裝置制備得到的電極片為單面形成有活性