一种微电磁多用途自动化浆液喷印系统技术方案

本发明专利技术公开了一种微电磁多用途自动化浆液喷印系统，主要包括载体驱动辊、载体、不锈钢结构体、浆液进液管嘴、微永磁体、微线圈、不锈钢薄片、硅钢体、疏齿及泵腔、倒三角定位疏齿、超硬钨合金喷嘴、喷嘴出液微缝、ＰＬＣ智能控制系统模块等，其特征在于：在ＰＬＣ控制系统的作用下，对设置于不锈钢结构体内的微电磁进液阀、微电磁泵精确施加高频脉冲正反电流，为泵腔提供吸液及喷印动力，通过高精度超硬微米级缝宽的喷嘴，喷印到所需的载体（纸张、铜箔、铝箔、不锈钢箔、塑料薄片、玻璃片等）上，完成所需的应用。本发明专利技术广泛应用于需要将浆液流体高精密的喷涂到载体的用途上，给行业工艺应用带来极大的技术进步。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术主要应用于解决锂离子电池、电容器、胶片、太阳能薄膜电池、液晶显示屏等需要高精密涂布于载体(纸张、铜箔、铝箔、不锈钢箔、塑料薄片、玻璃片等)上的专业行业。特别是为解决电动车专用锂电池及太阳能薄膜电池更苛刻的一致性要求上，提供了一个高精密自动控制喷印的解决方案。
技术介绍
涂布是锂离子电池生产过程中最核心关键的工序，极大的影响到锂电池容量是否满足规定要求、是否保持批量品质一致性、是否确保安全可靠。通俗上来说，涂布就是将搅拌机搅拌好的浆料(低粘度浆料比如像墨水，高粘度的就像浆糊状流体)均匀的涂覆到载体(纸张、铜箔、铝箔、不锈钢箔、塑料薄片、玻璃片等)上，确保涂覆厚度保持均匀一致，厚度公差在满足规定的公差要求下。目前国际、国内涂布主要采用转移辊转移涂布的方式，如图1，该种工艺是已经应用了很多年的成熟工艺，目前主要用于一致性要求不高的手机、数码设备、电动工具的锂电池生产上，以及纸张、胶片、电容器的生产上。转移辊转移涂布方式有很多难以克服的弊病：1、浆液外露。锂离子正负极浆液对空气中的水分很敏感，而转移辊转移涂布方式的浆液是外露式的，在滚涂过程中暴露的浆液极易吸收空气中的水分，影响电池极片电性能。外露的浆液很容易团聚，产生结块，造成无法涂覆。2、该工艺的设备结构造成难以控制涂覆面的均匀精度。在间歇性涂布时，涂覆面的均匀平整度更难满足要求，涂覆厚度公差很难做到20μm以内，造成批量成品产品的一致性合格率比较低。对于现在电动汽车高规格锂电池的生产来说，是难以满足工艺需求的。3、该工艺涂覆厚度下限值太高。靠背辊涂布方式，浆液厚度没办法做到50μm以内。此种工艺，完全是靠浆液的粘附及刮刀的作用，把浆液涂覆到载体上，而因为辊及刮刀的互相互动作用过程，造成控制厚度很困难，厚度越薄越无法做到涂布均匀，故转移辊转移涂布方式目前只应用于产品品质要求不高的行业上。这几年日本、美国的公司开发出来了一种挤压涂布工艺方式，如图2。主要是以日本三菱公司、美国EDI公司开发的喷嘴为主要技术方向，很好的提高了连续涂布的均匀度，国内也有少数厂家应用该产品来生产锂电池极片。用日本三菱公司、美国EDI公司的喷嘴来涂布，连续涂布的情况下，涂覆面的厚度公差可以达到5μm左右。但该技术也有很大缺点，做不到任意精确的控制间歇涂布，对锂电池制造来说，还是没能解决按需涂布的难题。并且日本三菱公司、美国EDI公司开发的该项技术设备，价格昂贵，远远超过转移辊转移涂布设备的价格，对国内用户来说投入时巨大的，无法做到合理的性价比。
技术实现思路
本专利技术是基于为解决电动汽车高品质锂离子动力电池的需求而研制的。并且还可-->应用于太阳能薄膜电池、液晶屏等的生产上。本专利技术克服了现有涂布工艺设备的弊病，是一项突破性的新能源技术装备专利技术，技术优点明显，可以满足新一代动力锂电池的高品质生产。本专利技术具体内容如下：(1)、本专利技术的不锈钢结构体全封闭运转。结构体由整块不锈钢钢材构成，通过高精度机床设备加工成需要的封闭涂布结构体。不锈钢属于高硬材质，确保结构体在结构长度方面不会发生微变形，保证喷印的高精度。同时该材质可以在具有微腐蚀的锂电池浆液内不会生锈，保证浆液不受污染。浆液从结构体顶端的进液口进入储液槽，一直到从微缝喷嘴喷印到载体上，浆液均处于密闭流动过程，避免了暴露于空气中产生的无法控制的工艺缺陷。(2)、微电磁泵与微电磁阀技术。不锈钢结构体内部集成了微电机功能，由PLC智能系统集成控制。微电磁泵与微电磁阀结构构成一样，均由硅钢体、微铜线圈绕组、钕铁硼微永磁体、不锈钢薄片构成，但作用不同。微电磁泵的作用是从储液槽里吸浆液进入泵腔，然后通过不锈钢薄片鼓出的压力驱动浆液通过喷嘴喷印到载体上。微电磁阀的作用是与微电磁泵同步动作，当微电磁泵驱动不锈钢薄片鼓出时，微电磁阀也同时驱动不锈钢薄片鼓出，抵住凸出的下缘体，关闭泵腔入口，防止浆液回流储液槽；当微电磁泵驱动不锈钢薄片凹进时，微电磁阀也同时驱动不锈钢薄片凹进，松离下缘体，打开泵腔入口，让浆液在负压力的作用下吸进泵腔里。(3)、微电磁泵与微电磁阀不锈钢薄片限位技术。不锈钢薄片在高频鼓出与凹进的过程中，会产生应力变形。为防止变形超过允许极限应力。根据核算数据，硅钢体顶端、阀凸出下缘体、泵腔疏齿到未产生应力变形的不锈钢薄片距离是设定好的距离，限制不锈钢薄片超出范围变形。(4)、超硬喷嘴。在微电磁泵出口处，设置一片厚3毫米、高10mm的超硬钨合金，长度与结构体工作长度同长。此种合金是超硬材料，可以经精密慢走丝切割机的微线切割方式，成型喷嘴狭缝。狭缝的宽度在50μm至300μm，可以根据不同用途来设计不同的缝宽。该超硬喷嘴的使用，确保了机械加工出来的狭缝边缘口切口的性能，确保做到公差在2μm以内的直线度。该超硬喷嘴通过卡紧密封于不锈钢结构体泵腔出口处，可以按照需要更换不同缝宽的超硬喷嘴，作为最后将浆液喷印到载体的精密导向通道。(5)、结构体防堵技术。整个不锈钢喷印结构体，浆液流体从进液口进入储液槽，一直到超硬钨合金喷嘴，里面的浆液流通通道开缝宽度，是经过严格的理论计算，得出什么样粘度的材料，适用最小的开缝宽度。并且通道内部不存在死角，在喷印完成后，通过设定的PLC程序启动清洁程序。在进口通入蒸馏水，开动微泵清洁内部通道。(6)、PLC控制技术。微电磁泵与微电磁阀需要采用同步高频脉冲电流，产生一致性的动作来配合喷印工作。为保障这两个电气执行机构在开启试机阶段、喷印工作阶段、清洁阶段等的高速同步运动，需要由PLC电脑在极短时间内来控制电源装置同步供电、断电、反接等动作。并按不同涂布要求、间歇喷印需要，来精密控制微电磁泵与微电磁阀的开启与关闭，调节喷嘴的压力大小，控制流速、流量或者停止、打开喷印。同时对接外部电气设备，保持喷印与载体走带机构间的协同工作。(7)、结构体防渗漏技术。本专利技术的不锈钢结构体采用一整块不锈钢来加工。先将整块不锈钢放入电脑加工中心精密加工出成品的外部形状，然后用高精密慢走丝线切割机-->横向切出两端厚度各为50mm的密封盖。在两端密封内侧盖板设定的位置开好密封圈凹槽，在加工安装好所有结构体内部元器件后，将装好的耐腐蚀密封元件的两端盖板扣好拧紧螺丝，防止浆液从侧面外泄。附图说明图1：国内现有常用的转移辊转移涂布工艺示意图；1、浆液进液管；2、泵；3、浆液出液管；4、浆液；5、浆液托盘；6、刮刀；7、转移涂布辊；8、转移涂布辊上的浆液；9、转移到载体上的浆液；10、载体驱动辊；11、载体图2：国际现有使用的挤压涂布工艺示意图；9、喷涂到载体上的浆液；10、载体驱动辊；11、载体；12、不锈钢结构体下盖；13、浆液进液管；14、精密泵；15、浆液出液管；16、不锈钢结构体上盖；17、结构体浆液进液嘴；18、储液槽；19、储液槽；20、结构体内部出液通道；21、喷嘴超硬合金条；22、喷嘴微缝；图3：本专利技术实施例的结构示意图9、喷印到载体上的浆液；10、载体驱动辊；11、载体；23、不锈钢结构体下盖；24、上下盖紧固螺钉；25、不锈钢结构体上盖；26、浆液进液管；27、结构体浆液进液嘴；28、储液槽；29、储液槽出液喇叭口；30、结构体上盖下凸缘阀口；31、微永磁体；32、不锈钢薄片；33、微线圈；34、硅钢体；35、不锈钢薄本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微电磁多用途自动化浆液喷印系统，包括喷印到载体上的浆液、载体驱动辊、载体、不锈钢结构体下盖、上下盖紧固螺钉、不锈钢结构体上盖、浆液进液管、结构体浆液进液嘴、储液槽、储液槽出液喇叭口、结构体上盖下凸缘阀口、微永磁体、不锈钢薄片、微线圈、硅钢体、不锈钢薄片、疏齿及泵腔、微永磁体、硅钢体、微线圈、倒三角定位疏齿、超硬钨合金喷嘴、喷嘴出液微缝、ＰＬＣ智能控制系统模块，其特征在于：浆液从不锈钢结构体的进液口到储液槽，再通过微电磁进液阀及微电磁泵直至微缝喷印嘴喷印到浆液载体（纸张、铜箔、铝箔、不锈钢箔、塑料薄片、玻璃片等）时，不锈钢结构体内部设计的通道保证适应高低粘度浆液流体通过，适宜ＰＬＣ启动清洁控制程序，保证结构耐久性，整个不锈钢结构体方便拆卸，能够彻底清洁保养。

【技术特征摘要】
1.一种微电磁多用途自动化浆液喷印系统，包括喷印到载体上的浆液、载体驱动辊、载体、不锈钢结构体下盖、上下盖紧固螺钉、不锈钢结构体上盖、浆液进液管、结构体浆液进液嘴、储液槽、储液槽出液喇叭口、结构体上盖下凸缘阀口、微永磁体、不锈钢薄片、微线圈、硅钢体、不锈钢薄片、疏齿及泵腔、微永磁体、硅钢体、微线圈、倒三角定位疏齿、超硬钨合金喷嘴、喷嘴出液微缝、PLC智能控制系统模块，其特征在于：浆液从不锈钢结构体的进液口到储液槽，再通过微电磁进液阀及微电磁泵直至微缝喷印嘴喷印到浆液载体(纸张、铜箔、铝箔、不锈钢箔、塑料薄片、玻璃片等)时，不锈钢结构体内部设计的通道保证适应高低粘度浆液流体通过，适宜PLC启动清洁控制程序，保证结构耐久性，整个不锈钢结构体方便拆卸，能够彻底清洁保养。2.根据权利要求1所述的一种微电磁多用途自动化浆液喷印系统，其特征在于：对结构体内的微型线圈周期性的施加正向电流或反向电流，使缠绕的硅钢体产生磁性，从而对附有永磁体的不锈钢膜片产生吸引、排斥微电磁动力，对泵腔产生负压、正压作用，负压时从储液槽里吸液，正压时对喷印嘴产生喷印压力，从而把泵腔里的浆液通过微缝喷印嘴喷印到载体上。3.根据权利要求1所述的一种微电磁多用途自动化浆液喷印系统，其特征在于：采用对微型线圈施加正向电流或反向电流，...

【专利技术属性】
技术研发人员：裴恒线，
申请(专利权)人：裴恒线，
类型：发明
国别省市：44[中国|广东]