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一种干法电极粉体挤出模头及电极制备装置
申请号	CN202410228404.X	申请日	2024-02-28	公开(公告)号	CN117863628A	公开(公告)日	2024-04-12
申请人	深圳市曼恩斯特科技股份有限公司;			发明人	彭乐; 彭建林;
摘要	本发明涉及电池加工技术领域，具体涉及一种干法电极粉体挤出模头及电极制备装置。干法电极粉体挤出模头内部设有变形腔；干法电极粉体挤出模头上设有进料口和挤出嘴，变形腔的两端分别与进料口和挤出嘴连通；沿进料口至挤出嘴的方向，变形腔的高度尺寸减小，变形腔的宽度尺寸增大。变形腔渐变设置，能够减少粉体混合物在变形腔内流动时的阻力，从而能够得到扁平形截面的膜片，且挤出效率高，膜片的质量高，而且，还能够适应不同形状和尺寸的粉体混合物，满足不同干法电极制作的需求。通过在干法电极粉体接触模头设置上述的变形腔，解决了现有技术中存在的现有的模头都是应用于液体或者流体的挤出，无法适用于干法电极用的粉体挤出的问题。
权利要求	1.一种干法电极粉体挤出模头，其特征在于，所述干法电极粉体挤出模头内部设有变形腔(11)；所述干法电极粉体挤出模头上设有进料口(12)和挤出嘴(13)，所述变形腔(11)的两端分别与所述进料口(12)和所述挤出嘴(13)连通；沿所述进料口(12)至所述挤出嘴(13)的方向，所述变形腔(11)的高度尺寸减小，所述变形腔(11)的宽度尺寸增大。 2.根据权利要求1所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，沿所述进料口(12)至所述挤出嘴(13)的方向，所述变形腔(11)分为第一段(111)和第二段(112)；所述第一段(111)内的高度尺寸的变化率大于所述第二段(112)内的变形腔(11)高度尺寸的变化率。 3.根据权利要求1所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，沿所述进料口(12)至所述挤出嘴(13)的方向，所述变形腔(11)分为第一段(111)和第二段(112)；所述第一段(111)内的宽度尺寸的变化率小于所述第二段(112)内的宽度尺寸的变化率。 4.根据权利要求3所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，所述变形腔(11)还具有第三段(113)，所述第三段(113)位于所述第二段(112)远离所述第一段(111)的一端；所述第三段(113)内的宽度尺寸的变化率小于所述第二段(112)内的宽度尺寸的变化率。 5.根据权利要求1所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，所述变形腔(11)的内壁均为圆滑过渡。 6.根据权利要求1所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，所述变形腔(11)具有第一轴线(21)；所述变形腔(11)具有若干垂直于所述第一轴线(21)的截面，在任意其中的两个截面中，靠近所述进料口(12)的截面的面积大于或者等于靠近所述挤出嘴(13)的截面的面积。 7.根据权利要求1‑6任一项所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，所述进料口(12)具有第二轴线(22)，所述挤出嘴(13)具有第三轴线(23)；所述第二轴线(22)与所述第三轴线(23)之间的夹角为A，其中，0°≤∠A≤90°。 8.根据权利要求1‑6任一项所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，包括：上模(14)和下模(15)；所述上模(14)和所述下模(15)可拆卸连接，且当所述上模(14)和所述下模(15)相连后，所述上模(14)和所述下模(15)之间形成所述变形腔(11)。 9.根据权利要求8所述的干法电极粉体挤出模头，其特征在于，所述上模(14)和/或所述下模(15)的内部设有温控结构(16)。 10.一种电极制备装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的干法电极粉体挤出模头。
说明书全文	一种干法电极粉体挤出模头及电极制备装置技术领域 [0001] 本发明涉及电池加工技术领域，具体涉及一种干法电极粉体挤出模头及电极制备装置。背景技术 [0002] 锂离子电池作为一种具有质量轻、体积小、工作电压高、能量密度高、输出功率大、充电效率高和无记忆效应等优点的电源在各领域得到了广泛应用。 [0003] 目前，锂离子电池的主流生产方式是利用湿法涂布技术，但是，湿法涂布技术存在能源浪费、成本高以及污染环境等问题。而为了解决这些存在于湿法涂布技术中的问题，研发人员提出了无溶剂干法电极制备技术。这种技术避免了使用任何溶剂，从而解决了湿法涂布技术存在的问题。而且，干法电极制备技术还具有降低成本、抑制分层、对电极厚度无限制和适用于全固态电池等优点。 [0004] 然而，目前的干法电极在成膜时粉体的喂料方式主要采用人工喂料、震动喂料或螺杆喂料等喂料方式。其中，螺杆喂料一般与挤出模头配合使用，而目前市面上的挤出模头都是液体或流体用挤出模头，不实用于干法电极用的粉体挤出成型模头。发明内容 [0005] 有鉴于此，本发明的目的是提供一种干法电极粉体挤出模头，用于干法电极用的粉体挤出成型。本发明另一实施例还提供了一种电极制备装置，包括上述的干法电极粉体挤出模头。 [0006] 为了实现上述目的，本发明一方面实施例提供的一种干法电极粉体挤出模头，所述干法电极粉体挤出模头内部设有变形腔； [0007] 所述干法电极粉体挤出模头上设有进料口和挤出嘴，所述变形腔的两端分别与所述进料口和所述挤出嘴连通； [0008] 沿所述进料口至所述挤出嘴的方向，所述变形腔的高度尺寸减小，所述变形腔的宽度尺寸增大。 [0009] 进一步的，沿所述进料口至所述挤出嘴的方向，所述变形腔分为第一段和第二段； [0010] 所述第一段内的高度尺寸的变化率大于所述第二段内的变形腔高度尺寸的变化率。 [0011] 进一步的，沿所述进料口至所述挤出嘴的方向，所述变形腔分为第一段和第二段； [0012] 所述第一段内的宽度尺寸的变化率小于所述第二段内的宽度尺寸的变化率。 [0013] 进一步的，所述变形腔还具有第三段，所述第三段位于所述第二段远离所述第一段的一端； [0014] 所述第三段内的宽度尺寸的变化率小于所述第二段内的宽度尺寸的变化率。 [0015] 进一步的，所述变形腔的内壁均为圆滑过渡。 [0016] 进一步的，所述变形腔具有第一轴线； [0017] 所述变形腔具有若干垂直于所述第一轴线的截面，在任意其中的两个截面中，靠近所述进料口的截面的面积大于或者等于靠近所述挤出嘴的截面的面积。 [0018] 进一步的，所述进料口具有第二轴线，所述挤出嘴具有第三轴线； [0019] 所述第二轴线与所述第三轴线之间的夹角为A，其中，0°≤∠A≤90°。 [0020] 进一步的，干法电极粉体挤出模头包括：上模和下模； [0021] 所述上模和所述下模可拆卸连接，且当所述上模和所述下模相连后，所述上模和所述下模之间形成所述变形腔。 [0022] 进一步的，所述上模和/或所述下模的内部设有温控结构。 [0023] 本发明另一方面实施例提供的一种电极制备装置，包括上述任一实施例中的所述的干法电极粉体挤出模头。 [0024] 相较于现有技术，本发明提供的干法电极粉体挤出模头至少具有如下 [0025] 有益效果： [0026] 本发明提供的一种干法电极粉体挤出模头，干法电极粉体挤出模头内部设有变形腔；干法电极粉体挤出模头上设有进料口和挤出嘴，变形腔的两端分别与进料口和挤出嘴连通；沿进料口至挤出嘴的方向，变形腔的高度尺寸减小，变形腔的宽度尺寸增大。 [0027] 通过将变形腔的尺寸变化设置为沿进料口至挤出嘴的方向，变形腔的高度尺寸减小，变形腔的宽度尺寸增大，从而能够形成渐变设置的变形腔，如此，能够减少粉体混合物在变形腔内流动时的阻力，从而能够得到扁平形截面的膜片，且挤出效率高，膜片的质量高，而且，还能够适应不同形状和尺寸的粉体混合物，满足不同干法电极制作的需求。通过在干法电极粉体接触模头设置上述的变形腔，解决了现有技术中存在的现有的模头都是应用于液体或者流体的挤出，无法适用于干法电极用的粉体挤出的问题。附图说明 [0028] 为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0029] 图1为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头的结构示意图一； [0030] 图2为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头的结构示意图二； [0031] 图3为下模的结构示意图； [0032] 图4为上模的结构示意图； [0033] 图5为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头的剖视图，且在该图中设置有温控结构； [0034] 图6为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头与喂料设备配合的结构示意图一； [0035] 图7为图6中的干法电极粉体挤出模头的结构示意图； [0036] 图8为图6中的干法电极粉体挤出模头另一视角的结构示意图； [0037] 图9为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头与喂料设备配合的结构示意图二； [0038] 图10为图9中的干法电极粉体挤出模头的结构示意图； [0039] 图11为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头与喂料设备配合的结构示意图三； [0040] 图12为图11中的干法电极粉体挤出模头的结构示意图； [0041] 图13为本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头的剖视图，且在该图中未设置温控结构； [0042] 图14为图13中各视角的剖视图。 [0043] 图标：11‑变形腔；111‑第一段；112‑第二段；113‑第三段；12‑进料口；13‑挤出嘴；14‑上模；15‑下模；16‑温控结构； [0044] 21‑第一轴线；22‑第二轴线；23‑第三轴线； [0045] 3‑喂料设备。具体实施方式 [0046] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0047] 如图1至图14所示，本发明一个实施例提供了一种干法电极粉体挤出模头，干法电极粉体挤出模头内部设有变形腔11；干法电极粉体挤出模头上设有进料口12和挤出嘴13，变形腔11的两端分别与进料口12和挤出嘴13连通；沿进料口12至挤出嘴13的方向，变形腔11的高度尺寸减小，变形腔11的宽度尺寸增大。 [0048] 在本实施例中，用于干法电极用的粉体挤出形成。在使用时，粉体混合物会由进料口12进入到变形腔11内，经变形腔11挤压变形并形成扁平的膜片，扁平的膜片最后由挤出嘴13排出。 [0049] 具体的，在本实施例中，进料口12和挤出嘴13分别位于变形腔11的两端，并且，沿进料口12至挤出嘴13的方向，变形腔11的高度尺寸以一定的规律减小，而变形腔11的宽度尺寸以一定的规律增大，从而，通过进料口12进入到变形腔11内的粉体混合物能够在变形腔11的作用下，逐渐变成扁平形状的膜片。使用时，通过合理的控制变形腔11的形状和尺寸，能够精确的控制粉体混合物的变形程度和形状，从而获取具有优异物理性能的膜片。 [0050] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，通过将变形腔11的尺寸变化设置为沿进料口12至挤出嘴13的方向，变形腔11的高度尺寸减小，变形腔11的宽度尺寸增大，从而能够形成渐变设置的变形腔11，如此，能够减少粉体混合物在变形腔11内流动时的阻力，从而能够得到扁平形截面的膜片，且挤出效率高，膜片的质量高，而且，还能够适应不同形状和尺寸的粉体混合物，满足不同干法电极制作的需求。通过在干法电极粉体接触模头设置上述的变形腔11，解决了现有技术中存在的现有的模头都是应用于液体或者流体的挤出，无法适用于干法电极用的粉体挤出的问题。 [0051] 并且，在本实施例中，通过后续控制变形腔11的高度尺寸和宽度尺寸，可以获取具有优异物理性能的膜片，提高干法电极的一致性和稳定性，从而提升电池的性能和寿命。 [0052] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图7和图8所示，沿进料口12至挤出嘴13的方向，变形腔11分为第一段111和第二段112；第一段111内的高度尺寸的变化率大于第二段112内的变形腔11高度尺寸的变化率。 [0053] 在本实施例中，上述的变形腔11分为两段，为了便于描述，变形腔11的两段分别为第一段111和第二段112。其中，第一段111靠近进料口12，第二段112靠近挤出嘴13。优选的，第一段111内的高度尺寸的变化率大于第二段112内高度尺寸的变化率，如此，能够方便进料口12与喂料设备3的连接，而且，还能够使粉体混合物更加快速的进入到变形腔11内，避免粉体混合物在喂料设备3与进料口12的连接处堵塞，确保粉体混合物能够顺畅流动。 [0054] 需要说明的是，在本实施例中，上述的高度尺寸的变化率为：沿进料口12至挤出嘴13的方向，也即后续提及的第一轴线21的方向，变形腔11的高度尺寸的变化速度或变化比率，通过高度尺寸的变化率，能够反映出变形腔11高度尺寸的变化趋势。 [0055] 也就是说，在本实施例中，第一段111内高度尺寸的变化速率高于第二段112内高度尺寸的变化速率。 [0056] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图7和图8所示，沿进料口12至挤出嘴13的方向，变形腔11分为第一段111和第二段112；沿进料口12至挤出嘴13的方向，第一段 111内的宽度尺寸的变化率小于第二段112内的宽度尺寸的变化率。 [0057] 在本实施例中，上述的变形腔11分为两段，为了便于描述，变形腔11的两段分别为第一段111和第二段112。其中，第一段111靠近进料口12，第二段112靠近挤出嘴13。优选的，第一段111内的宽度尺寸的变化率小于第二段112内的宽度尺寸的变化率，如此，能够快速的将进入到变形腔11内的粉体混合物压成扁平成，利于后续膜片的形成，以实现最佳的挤压变形效果。 [0058] 需要说明的是，在本实施例中，上述的宽度尺寸的变化率为：沿进料口12至挤出嘴13的方向，也即后续提及的第一轴线21的方向，变形腔11的宽度尺寸的变化速度或变化比率，通过宽度尺寸的变化率，能够反映出变形腔11宽度尺寸的变化趋势。 [0059] 也就是说，在本实施例中，第一段111内宽度尺寸的变化速率小于第二段112内宽度尺寸的变化速率。 [0060] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图7和图8所示，变形腔11还具有第三段113，第三段113位于第二段112远离第一段111的一端；第三段113内的宽度尺寸的变化率小于第二段112内的宽度尺寸的变化率。 [0061] 进一步的，在本实施例中，上述的变形腔11还包括第三段113，其中，第三段113位于第二段112远离第一段111的一端，第一段111、第二段112和第三段113依次连通。并且，第三段113内的宽度尺寸的变化率小于第二段112内的宽度尺寸的变化率，如此，能够保证挤出嘴13处的膜片更加平整，提高膜片的质量。 [0062] 可选的，在本实施例中，第三段113内宽度尺寸的变化率可以为零，也即，第三段113的宽度尺寸不发生变化，以保证挤出嘴13挤出的膜片更加的平整，从而提高膜片的质量。 [0063] 优选的，在本实施例中，第一段111内的高度尺寸的变化率大于第二段112内高度尺寸的变化率，第一段111内的宽度尺寸的变化率小于第二段112内的宽度尺寸的变化率，以及，第三段113内的宽度尺寸的变化率小于第二段112内的宽度尺寸的变化率。而且，上述内容提及，沿进料口12至挤出嘴13的方向，变形腔11的宽度尺寸增大，高度尺寸减小，也即第三段113内任意位置的宽度尺寸均大于第一段111内的宽度尺寸，第三段113内任意位置的高度尺寸均小于第一段111内的高度尺寸。通过上述的设置方式形成锥形或者渐变截面形状的变形腔11，能够将粉体混合物引入模头内部，且还能够显著减少粉体混合物的流动阻力，提高挤压变形的效率和质量。而且，由于本模头的高效挤压变形能力和优质成型效果，干法电极的生产效率可以得到显著提高。这对于大规模生产具有重要意义，可以缩短生产周期，降低生产成本，提高企业竞争力。 [0064] 优选的，在本实施例中，进料口12的形状为圆形，挤出嘴13的形状扁平设置。 [0065] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，变形腔11的内壁均为圆滑过渡，从而减少粉体混合物在变形腔11内流动时的阻力。 [0066] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图7、图13和图14所示，变形腔11具有第一轴线21；变形腔11具有若干垂直于第一轴线21的截面，在任意其中的两个截面中，靠近进料口12的截面的面积大于或者等于靠近挤出嘴13的截面的面积。 [0067] 在本实施例中，变形腔11的若干个垂直与第一轴线21的截面中，在任意其中的两个截面中，靠近进料口12的截面的面积大于靠近挤出嘴13的截面的面积，如此，能够提高挤出压力。 [0068] 而变形腔11的若干个垂直与第一轴线21的截面中，在任意其中的两个截面中，靠近进料口12的截面的面积等于靠近挤出嘴13的截面的面积，也即，各垂直与第一轴线21的截面的面积均相同，能够显著减少粉体混合物在变形腔11内流动时的阻力，使粉体混合物能够更加顺畅的通过变形腔11。 [0069] 如图13和图14所示，图中各垂直于第一轴线21的截面的面积分别为SA、SB、SC、SD、SE、SF、SG、SH、SI，其中，优选的，SA≥SB≥SC≥SD≥SE≥SF≥SG≥SH≥SI。 [0070] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图7、图10和图12所示，进料口12具有第二轴线22，挤出嘴13具有第三轴线23；第二轴线22与第三轴线23之间的夹角为A，其中，0°≤∠A≤90°。 [0071] 在本实施例中，进料口12与挤出嘴13可以平行设置，此时二者之间的夹角为0°，二者之间可以成角度设置，如此，使得干法电极粉体挤出模头能够适应不同的生产需求和工艺要求，同时保持高效挤压变形和优质成型效果。 [0072] 例如，如图10中所示，∠A为45°；如图12中所示，∠A为90°。 [0073] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图1至图4所示，包括：上模14和下模15；所述上模14和所述下模15可拆卸连接，且当所述上模14和所述下模15相连后，所述上模 14和所述下模15之间形成所述变形腔11。 [0074] 在本实施例中，干法电极粉体挤出模头包括上下设置的上模14和下模15，其中，上模14和下模15可拆卸设置，从而能够方便对变形腔11清洁保养。当上模14和下模15相连后，在上模14和下模15之间便形成上述的变形腔11。 [0075] 进一步的，在本实施例中可以是在上模14和下模15中的其中一个上设置变形槽，当上模14和下模15相连后，变形槽便形成上述的变形腔11，也可以为，上模14和下模15上均对应设置有变形槽，当上模14和下模15相连后，上模14和下模15上的变形槽便形成上述的变形腔11。 [0076] 优选的，在本实施例中，上模14和下模15之间密封设置，从而避免粉体混合物泄漏。 [0077] 本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，如图5所示，上模14和/或下模15的内部设有温控结构16。 [0078] 可选的，在本实施例中，上模14和/或下模15内设有温控结构16，可以是仅在上模14和下模15中的其中一个设置温控结构16，也可以是同时在上模14和下模15内设置温控结构16，本实施例中优选采用后者。通过设置温控结构16，能够对上模14和下模15加热或者冷却，从而控制粉体混合物的温度和成型质量。 [0079] 例如，温控结构16为设置于上模14和下模15内的电热丝，如此，能够对上模14和下模15进行加热。或者，温控结构16为设置于上模14和下模15内的流道，流道可通过开设通孔的方式形成。通过向流道内通入冷却介质或者加热介质，从而能够对变形腔11内的粉体混合物加热或者冷却。 [0080] 本发明实施例提供的干法电极粉体挤出模头，其采用锥形或渐变截面形状的变形腔11，能够显著减少粉体混合物的流动阻力，提高挤压变形的效率和质量。通过精确控制变形腔11的形状和尺寸，可以获得具有优异物理性能的膜片，提高干法电极的制作质量和稳定性。进料口12与喂料设备3的出料口连通，能够将粉体混合物顺利引入变形腔11内。同时，变形腔11的多截面结构使得干法电极粉体挤出模头能够适应不同形状和尺寸的粉体混合物，满足不同干法电极制作的需求。上模14和下模15可拆卸连接，结构简单，设计简洁，易于操作和维护。进料口12、变形腔11和挤出嘴13的合理布局和连接使干法电极粉体挤出模头在使用过程中具有较低的故障率，同时方便进行清洗和更换零部件。通过本实施例中的干法电极粉体挤出模头的高效挤压变形能力和优质成型效果，干法电极的生产效率可以得到显著提高，缩短生产周期，降低生产成本，提高企业竞争力。 [0081] 综上所述，本实施例提供的干法电极粉体挤出模头，实现了高效挤压变形、优质成型效果、灵活适应不同需求、易于操作和维护以及提高生产效率等有益效果。 [0082] 本发明另一个实施例还提供了一种电极制备装置，包括上述任一实施例中所述的干法电极粉体挤出模头。 [0083] 可选的，在本实施例中，电极制备装置还包括喂料设备3，喂料设备3的出料口与干法电极涂布模头的进料口12连通。 [0084] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。 [0085] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。 [0086] 以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。