包括具有集流体的挤出机的用于制造电池电极的设备制造技术

本发明专利技术的主题是一种用于制造电池的电极带(9)的设备(1)，该电极带包括集流体带(5)和在该集流体带的任一侧上的至少一层电化学活性复合材料(6)，该设备(1)包括挤出机(2)，该挤出机包括护套(20)、挤出头(23)和挤出螺杆(3)。根据本发明专利技术，该挤出螺杆(3)包括同轴的并且装配到彼此中的外管(31)和内管(32)。该外管(31)被安装成相对于该护套(20)可旋转地移动。该内管(32)相对于该护套(20)静止并且包括位于该挤出头(23)上游的出口(330)。此外，该制造设备(1)包括推进和退绕装置(4，41，42)，该推进和退绕装置被配置成通过该内管(32)传送该集流体带(5)直到该挤出头(23)。带(5)直到该挤出头(23)。带(5)直到该挤出头(23)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包括具有集流体的挤出机的用于制造电池电极的设备


[0001]本专利技术涉及由负电极和正电极构成的电池的领域。
[0002]本专利技术更具体地涉及一种用于制造电池的电极的设备。

技术介绍

[0003]在电池(特别是锂电池)领域，已知呈薄板形式的电极包括沉积在集流体上的至少一层电化学活性复合材料。集流体通常由薄金属层(例如铝层，用于正电极)形成。
[0004]WO 2004/051769 A2披露了一种用于使用挤出设备形成电池电极的方法。具体地，此挤出设备包括具有两个挤出机的共挤出站以及轧制站。共挤出站形成组合了电活性复合材料层和电解质层的组件。然后，在轧制站中在集流体上轧制离开共挤出站的组件，以形成电极单元。
[0005]轧制站包括施加压力以组装离开共挤出站的组件以及集流体的两个反向旋转的圆柱辊。为了确保均匀的平整度，在轧制站下游装配张力辊，以维持集流体带上的张力。
[0006]然而，上述挤出设备的结构是复杂的。该挤出设备需要两个挤出机以及轧制站。因此，安装和使用此设备的成本较高。
[0007]此外，考虑到电极是通过轧制两个固体元件来组装成的，因此难以控制这两个固体元件随后的粘附。
[0008]鉴于上述问题，本专利技术的一个目的是简化用于制造电极的设备并因此降低安装和维护所述设备的成本。此外，本专利技术的另一个目的是确保电极的各个层稳固地粘附至彼此。

技术实现思路

[0009]带着这个目的，本专利技术提出了一种用于制造电池的电极带的设备，所述电极带在集流体带的任一侧上包括至少一层电化学活性复合材料，该制造设备包括：
[0010]‑
挤出机，该挤出机包括：
[0011]‑
护套，该护套界定混合腔室，
[0012]‑
挤出头，该挤出头给出该电极带，从而使该挤出机保持该电极带的形状；以及
[0013]‑
挤出螺杆，该挤出螺杆布置在该混合腔室中。
[0014]根据本专利技术，该挤出螺杆包括：
[0015]‑
外管，该外管被安装成使得其在该混合腔室中自行旋转，所述外管包括驱动装置，该驱动装置被配置成在该混合腔室中混合该活性复合材料并使所述材料向下游朝该挤出头移动；
[0016]‑
内管，该内管至少部分地布置在该外管内部并且与所述外管同轴地布置，所述内管相对于该护套静止并且包括位于该挤出头上游的出口。
[0017]此外，根据本专利技术，该制造设备包括推进和退绕装置，该推进和退绕装置被配置成通过该内管传送该集流体带直到该挤出头。
[0018]因此，该层电化学活性复合材料在集流体上的沉积是在挤出机内部进行的。因为
该层电化学活性复合材料在挤出机中呈液体形式，所以该复合材料完全粘附至集流体带并且均匀地分布在所述带上。由此改进了各层之间的粘附质量。
[0019]此外，简化了所提出的设备的结构，因为该设备包括单个挤出机。尽管挤出机由两个不同的管构成，但是这些管被布置成一个在另一个内部以形成紧凑布置，从而允许挤出螺杆在混合腔室中占据的体积与常规挤出机的挤出螺杆相同。
[0020]根据本专利技术的其他特征：
[0021]‑
该内管和该推进和退绕装置相对于彼此布置，其方式为使得将该集流体带悬浮地放置于该内管内部；
[0022]‑
该护套具有回转形状，该回转形状的回转轴线与该挤出螺杆的主轴线重合；并且该挤出螺杆的主轴线在穿过该集流体带的平面中；
[0023]‑
该内管包括位于该外管外部并且由平滑的壁形成的端头；
[0024]‑
根据前一点，该端头包括半球形部分，并且该出口放置于所述半球形部分的尖端处；
[0025]‑
该制造设备包括布置在该端头与该外管之间的密封构件；
[0026]‑
根据前一点，该端头包括面向该外管的环形部分的圆柱形裙座；并且密封装置夹置于所述圆柱形裙座与该外管的所述部分之间；
[0027]‑
该制造设备包括用于拉紧该集流体带的装置；
[0028]‑
该制造设备包括围绕该挤出机布置的加热装置；
[0029]‑
该制造设备包括布置在该挤出机下游的电极干燥装置。
附图说明
[0030]本专利技术的另外特征和优点将从阅读以下详细说明变得显而易见，为了理解该详细说明，将参考附图，在附图中：
[0031][图1]‑
图1是示意图，示出了穿过根据本专利技术的一个实施例的电极制造设备的纵向截面；
[0032][图2]‑
图2是与图1相同的视图并且更具体地示出了形成图1的电极制造设备的一部分的挤出机和干燥装置；
[0033][图3]‑
图3包括三个示意图3A至3C，分别示出了在图1所展示的三个平面A
‑
A、B
‑
B和C
‑
C中穿过图1的电极制造设备的截面；
[0034][图4]‑
图4是示意图，示出了穿过形成图1的电极制造设备的一部分的挤出螺杆的纵向截面。
具体实施方式
[0035]图1和图2示出了电极制造设备1(以下称为设备1)，该设备具有形成连续电极带9的功能，该连续电极带由集流体带5和布置在集流体带5的任一侧上的两层电化学活性复合材料6构成。
[0036]在所展示的示例中，设备1包括挤出机2，呈液体或粉末形式的电化学活性复合材料被引入该挤出机中。在这种情况下，“电化学活性复合材料”意指包括以下各项的材料的混合物：一种或多种电化学活性材料(示例：比如LiNi
x
Mn
y
Co
z
O2或石墨等活性材料)、一种或
多种电子导电添加剂(示例：碳黑)、以及一种或多种聚合物粘合剂(示例：聚偏二氟乙烯)。在全固态电池的情况下，混合物可以包括聚合物和/或陶瓷类型的一种或多种离子导电材料(示例：聚(环氧乙烷)+LiTFSI)。
[0037]电化学活性复合材料一旦放置在挤出机中就混合并且沿图1中的箭头F所指示的挤出方向从上游推到下游。在描述的其余部分中，电化学活性复合材料将被称为复合材料。
[0038]在此示例中，挤出机2包括围绕回转轴线L固定的圆柱形护套20以及与护套20以一件式形成的截头圆锥形挤出头23。护套20界定混合腔室21并且被定向成使得护套20的回转轴线L平行于挤出方向F。挤出头23包括为电极带9提供矩形截面的模具230。模具230自然可以按不同方式设计以赋予电极带9其他形状。
[0039]挤出机2包括与混合腔室21连通的进料斗22，复合材料被倾倒到该进料斗中以对挤出机2进行进料。
[0040]另外，挤出机2包括挤出螺杆3，该挤出螺杆布置在混合腔室21中，使得挤出螺杆3的主轴线I与护套20的回转轴线L重合。
[0041]根据本专利技术并且如此示例中那样，挤出螺杆3包括外管31，该外管被安装成使得其在混合腔室21中自行旋转。外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于制造电池的电极带(9)的设备(1)，所述电极带(9)包括至少一层电化学活性复合材料(6)以及集流体带(5)，该制造设备(1)包括：
‑
挤出机(2)，该挤出机包括：
‑
护套(20)，该护套界定混合腔室(21)，
‑
挤出头(23)，该挤出头给出该电极带(9)，从而使该挤出机保持该电极带的形状；以及
‑
挤出螺杆(3)，该挤出螺杆布置在该混合腔室(21)中，该制造设备(1)的特征在于：该挤出螺杆(3)包括：
‑
外管(31)，该外管被安装成使得其在该混合腔室(21)中自行旋转，所述外管(31)包括驱动装置(310，311)，该驱动装置被配置成在该混合腔室(21)中混合该活性复合材料并使所述材料向下游朝该挤出头(23)移动；
‑
内管(32)，该内管至少部分地布置在该外管(31)内部并且与所述外管(31)同轴地布置，所述内管(32)相对于该护套(20)静止并且包括位于该挤出头(23)上游的出口(330)，并且该制造设备包括推进和退绕装置(4，41，42)，该推进和退绕装置被配置成通过该内管(32)传送该集流体带(5)直到该挤出头(23)。2.如权利要求1所述的设备(1)，其特征在于，该挤出机(2)和该推进和退绕装置(4，4...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：雷诺股份公司，
类型：发明
国别省市：