本发明专利技术公开了一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置，包括成膜盘、上连接杆、万向轴承、三角支架、下连接杆、磁摆、电磁铁、偏转轮和电机。本发明专利技术利用类似于地动仪的“悬垂摆原理”，在未通电时由于重力作用使成膜盘成水平状态；通电后通过轴承、连接杆以及电磁铁和磁摆的相互吸引作用使成膜盘与水平面成一定角度做倾斜圆周运动，保证了成膜的均匀性；通过调整偏转轮旋转速度可以控制成膜厚度；依据高粘度流体粘稠度的不同，通过调节电磁铁距偏转轮正中心的距离来调节成膜盘做倾斜圆周运动时与水平面所成角度，也能更好地调节成膜厚度以及均匀性问题。因此，解决了高粘度流体成膜厚度及均匀性不好调控的问题。膜厚度及均匀性不好调控的问题。膜厚度及均匀性不好调控的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置
[0001]本专利技术涉及高粘度流体成膜领域，特别涉及一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置。
技术介绍
[0002]在锂及锂离子电池中，相较于传统有机液态电解质而言，全固态电解质或凝胶态电解质具有更好的安全性、更高的能量密度以及更优的循环寿命。PVDF(聚偏氟乙烯)因其热稳定性好、电化学稳定性好以及成膜性好等优点被广泛应用于全固态或凝胶态电解质中。
[0003]PVDF溶于N
‑
甲基吡咯烷酮(NMP)中形成的铸膜液属于高粘度流体(高粘度流体：粘度大于500Pa
·
S的流体)；，目前研究中最常用的成膜方法是溶液浇筑法，将制备好的铸膜液均匀的倒在干净平整的玻璃板或其他基板上使铸膜液自然流延4h，然后烘干溶剂，此方法操作简单、成本较低，但成膜厚度以及均匀性难以控制；为了克服溶液浇筑法的缺点，还有研究采用静电纺丝法制备薄膜，此方法是利用高电压将铸膜液喷射在金属接收板上从而制得内部结构为纳米纤维状薄膜，通过调控电压和接收距离，可以得到不同的薄膜厚度和纳米纤维尺寸，其可控性较高，但是此方法由于电压较高，喷射成膜时溶剂直接被喷出，纳米纤维之间容易产生静电，使纳米纤维间不能很好接触，导致成膜后的电解质性能不稳定。且对设备要求较高，成本较高。因此，本专利意在专利技术一种操作简单、成本较低同时可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于解决高粘度流体成膜厚度及均匀性不好调控的问题，同时提供一种操作简单、成本较低的制膜方法。
[0005]本专利技术采用的技术方案为一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置，该装置包括成膜盘1、上连接杆2、万向轴承3、三角支架4、下连接杆5、磁摆6、电磁铁7、偏转轮8和电机9；
[0006]上连接杆2上端连接着成膜盘1，下端连接着万向轴承3；万向轴承3固定在三角支架4上，并与下连接杆5相连；下连接杆5与磁摆6相连；电极9固定在三角支架4上，上端连接偏转轮8；电磁铁7放置在偏转轮8上。
[0007]当未给电磁铁7通电时，由于重力作用与成膜盘1连接的上连接杆2和下连接杆5成竖直状态，成膜盘1成水平状态；在正中心倒入铸膜液后，电机9通电，电磁铁7开始吸引磁摆6，同时在偏转轮8上开始做圆周运动，所以此时成膜盘1开始做倾斜圆周运动。在一定转速范围内，当偏转轮8转动速度慢时，成膜盘1转动速度也慢，这时高粘度流体有一定时间沿着斜面向下缓慢流动，随着成膜盘1转动，向转动方向流延，所成膜就薄一些；当偏转轮8转动速度加快时，成膜盘1也加快转动，高粘度流体向下流动距离减小，所成膜就厚一些。同时可以依据高粘度流体粘稠度的不同，通过调节电磁铁7距偏转轮8正中心的距离来调节成膜盘
1做倾斜圆周运动时的倾斜角度，当电磁铁7靠近偏转轮8中心时，倾斜角度减小，高粘度流体流动速度减慢，加快电机9转动，成膜均匀性更好，厚度较厚；当电磁铁7远离偏转轮8中心时，倾斜角度变大，高粘度流体流动速度加快，加快电机9转动，成膜均匀性更好，厚度较薄。当给电机9断电后，偏转轮8停止转动，电磁铁7不再吸引磁摆6，与成膜盘1连接的连接杆2、5再次由于重力作用成竖直状态，成膜盘1成水平状态，铸膜液干燥后成膜，这时制得的膜均匀性良好且容易控制膜厚，并且此装置操作简单，成本较低。
[0008]万向轴承3包括上轴承盖301、万向球302、上轴承体303、螺钉304、下轴承体305、下轴承盖306、滚珠307、保持架308。
[0009]上下轴承体303、305通过螺钉304连接，其内表面为轴承3的外圈滚道。万向球302为轴承3的内圈滚道，保持架308安装在内外圈滚道之间。上、下轴承盖301、306分别用螺钉304固定在上、下轴承体303、305上。滚动体307均匀的安装在保持架308内部，使其能够均匀的分布在内外圈滚道之间。
[0010]如图2所示，当未给电磁铁7通电时，电磁铁7不吸引磁摆6，由于重力作用上下连接杆2、5成竖直状态，此时成膜盘1成水平状态，这时将铸膜液在成膜盘正中心倒入。如图1所示，当给电机9通电时，偏转轮8开始做圆周运动，电磁铁7开始带电，开始吸引磁摆6，此时磁摆6随着电磁铁7做圆周运动，下连接杆5一端连接着磁摆6，一端连接着万向轴承3，上连接杆2一端连接着万向轴承3，一端连接着成膜盘1。此时当磁摆6做圆周运动时，成膜盘1随之做倾斜圆周运动。在一定转速范围内，当偏转轮8转动速度慢时，成膜盘1转动速度也慢，这时高粘度流体有一定时间沿着斜面向下缓慢流动，随着成膜盘1转动，向转动方向流延，所成膜就薄一些；当偏转轮8转动速度加快时，成膜盘1也加快转动，高粘度流体向下流动距离减小，所成膜就厚一些。同时可以依据高粘度流体粘稠度的不同，通过调节电磁铁7距偏转轮8正中心的距离来调节成膜盘1做倾斜圆周运动时的倾斜角度(如图1所示为15
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)，当电磁铁7靠近偏转轮8中心时，倾斜角度减小，高粘度流体流动速度减慢，加快电极9转动，成膜均匀性更好，厚度较厚；当电磁铁7远离偏转轮8中心时，倾斜角度变大，高粘度流体流动速度加快，加快电极9转动，成膜均匀性更好，厚度较薄。
[0011]万向轴承3中间是一个万向球302，连接着上连接杆2和下连接杆5；上轴承体303和下轴承体305起支撑作用；上轴承盖301和下轴承盖306可以固定保持架308的位置；保持架308为尼龙材质，能使滚珠307均匀分布，引导滚珠307旋转起润滑作用；滚珠307借助于保持架308均匀分布在万向球302和上轴承体303、下轴承体305之间，将滑动摩擦变为滚动摩擦，从而减少摩擦损失；螺钉304的作用是将万向轴承3固定在三角支架4上。
[0012]本专利技术的优点在于：1、利用了类似于地动仪的“悬垂摆原理”，当不给电磁铁通电时，由于重力作用，磁摆和上下连接杆成垂直状态，成膜盘成水平状态。
[0013]2、利用电磁铁和磁摆的相互吸引作用使得万向轴承和上下连接杆连接的成膜盘随偏转轮做倾斜圆周运动，这样就保证了成膜均匀性；通过调整偏转轮转动速度，成膜盘做倾斜圆周运动速度也相应改变，从而调整膜的厚度。
[0014]3、可以依据高粘度流体粘稠度的不同，通过调节电磁铁距偏转轮正中心的距离来调节成膜盘做倾斜圆周运动时的倾斜角度，更好地调节成膜厚度以及均匀性问题。
[0015]4、当成膜过程完成后，电机断电，上下连接杆再次成垂直状态，成膜盘成水平状态，此时膜既保证了均匀性同时又可调控厚度。
[0016]5、此设备设计结构简单，成本低，安装维修方便。
附图说明
[0017]图1为通电时成膜装置立体图，图中：1.成膜盘2.上连接杆3.万向轴承4.三角支架5.下连接杆6.磁摆7.电磁铁8.偏转轮9.电机。
[0018]图2为未通电时成膜装置立体图，各个结构与图1相同。
[0019]图3为轴承结构图(半剖图)，图中：301.上轴承盖302.万向球303.上轴承体304.螺钉305.下轴承体30本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置，其特征在于：该装置包括成膜盘、上连接杆、万向轴承、三角支架、下连接杆、磁摆、电磁铁、偏转轮和电机；上连接杆上端连接着成膜盘，下端连接着万向轴承；万向轴承固定在三角支架上，并与下连接杆相连；下连接杆与磁摆相连；电极固定在三角支架上，上端连接偏转轮；电磁铁放置在偏转轮上。2.根据权利要求1所述的一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置，其特征在于：当未给电磁铁通电时，由于重力作用与成膜盘连接的上连接杆和下连接杆成竖直状态，成膜盘成水平状态；在正中心倒入铸膜液后，电机通电，电磁铁开始吸引磁摆，同时在偏转轮上开始做圆周运动，所以此时成膜盘开始做倾斜圆周运动；在一定转速范围内，当偏转轮转动速度慢时，成膜盘转动速度也慢，这时高粘度流体有一定时间沿着斜面向下缓慢流动，随着成膜盘转动，向转动方向流延，所成膜就薄一些；当偏转轮转动速度加快时，成膜盘也加快转动，高粘度流体向下流动距离减小，所成膜就厚一些；依据高粘度流体粘稠度的不同，通过调节电磁铁距偏转轮正中心的距离来调节成膜盘做倾斜圆周运动时的倾斜角度，当电磁铁靠近偏转轮中心时，倾斜角度减小，高粘度流体流动速度减慢，加快电机转动，成膜均匀性更好，厚度较厚；当电磁铁远离偏转轮中心时，倾斜角度变大，高粘度流体流动速度加快，加快电机转动；当给电机断电后，偏转轮停止转动，电磁铁不再吸引磁摆，与成膜盘连接的连接杆、再次由于重力作用成竖直状态，成膜盘成水平状态，铸膜液干燥后成膜。3.根据权利要求1所述的一种可调控高粘度流体成膜厚度及均匀性的装置，其特征在于：万向轴承包括上轴承盖、万向球、上轴承体、螺钉、下轴承体、下轴承盖、滚珠、保持架；上下轴承体通过螺钉连接，其内表面为轴承的外圈滚道；万向球为轴承的内圈滚道，保持架安装在内外圈滚道之间；上、下轴承盖分别用螺钉固定在上、下轴承体上；滚动体均匀的安装在保持架内部，使其能够均匀的分布在内外圈滚道之间。4.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：李钒，路楠，侯海元，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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