CN215429971U - Labor-Batteriebeschichtungsmaschine

Die Elektrodenbeschichtung bestimmt die Kapazität, Konsistenz und Sicherheit einer Lithiumzelle: Die Slurry muss gleichmäßig auf dem Stromkollektor verteilt und das Lösungsmittel herausgetrocknet werden; die Beschichtungsqualität wirkt sich direkt auf Kapazität, Innenwiderstand, Zyklenlebensdauer und Sicherheit aus. Produktionsbeschichtungsanlagen leisten dies im großen Maßstab gut – sie sind jedoch groß, für die Chargenproduktion gebaut und für die Beschichtungsarbeiten, die ein Labor tatsächlich benötigt, nur schlecht geeignet.

CN215429971U, angemeldet am 9. September 2021, löst diese Lücke mit einer anderen Geometrie: Anstatt eine Produktionslinie zu verkleinern, packt sie die gesamte Beschichtungsfunktion – Abwickler, Beschichtungsstation, Trockner, Aufwickler und Slurry-Mischer – in ein einziges kleines Gehäuse, das auf einen Labortisch passt und getragen werden kann.

Patentinformationen

Das Produktionsproblem, das dieses Patent löst

Die Spezifikation identifiziert die Diskrepanz deutlich: Batterie-Beschichtungsmaschinen auf dem Markt werden meist für die Chargenproduktion verwendet. Es handelt sich um große Maschinen, die für die Beschichtungsarbeiten einer Laborzelle nicht geeignet sind.

Ein Laborforscher, der beschichtete Elektrodenrollen benötigt, steht vor einer schwierigen Wahl: kleine Entwicklungschargen einer Beschichtungsanlage in Produktionsgröße anzupassen oder auf manuelle Methoden mit schlechter Gleichmäßigkeit zurückzugreifen. Beides erfüllt nicht den eigentlichen Bedarf: einen vollständigen, wiederholbaren Beschichtungsprozess auf Kompaktgeräte-Grundfläche.

Der Kernansatz: Eine vollständige Beschichtungslinie in einem kleinen Gehäuse

Anstatt eine Produktionsbeschichtungsanlage herunterzuskalieren, Re-Integriert CN215429971U den Beschichtungsprozess um einen Beschichtungsverarbeitungstisch innerhalb eines Kastengehäuses. Der Bahnverlauf lautet: Abwickler → Beschichtungsstation → Trockner → Aufwickler, alles innerhalb des Gehäuses, mit einem Inline-Mischer für Suspensionen zwischen dem Abwickler und der Beschichtungsstation.

Das Förderrohr des Mischers gibt die Suspension genau zwischen dem Abwickler und der Beschichtungsstation ab – der kürzestmögliche Weg von der frisch gemischten Suspension zur Bahn, sodass das beschichtete Material stets aus einem gleichmäßigen Suspensionszustand zugeführt wird.

Strukturspezifikation

Bahnverlauf im Gehäuse

Die Abwickelvorrichtung sitzt am vorderen Ende des Beschichtungstisches: Ein Motorgehäuse treibt eine Trommel über eine Rotationswelle an, um die Folienrolle abzuwickeln. Die Beschichtungsvorrichtung folgt – eine Nivellierwalze presst die Suspension auf die Bahn, und eine dahinterliegende Beschichtungsbürste streicht überschüssige Suspension ab, die nicht eingepresst wurde. Der Aufwickler nimmt die beschichtete Bahn auf, und ein Trockner sitzt zwischen dem Beschichter und dem Aufwickler, sodass die feuchte Schicht vor dem Aufwickeln ausgehärtet wird.

Inline-Mischen der Suspension mit kürzestem Förderweg

Der Suspensionsmischer ist zwischen der Abwickelvorrichtung und der Beschichtungsvorrichtung platziert und sitzt in einer Aussparung im Gehäuse, sodass er beim Rühren nicht verrutschen kann. In seinem Inneren mischt ein Rührstab, der von einem Motorgehäuse über eine Rührwelle angetrieben wird, die Beschichtungssuspension, und ein Zulaufrohr führt Rohstoffe zu. Ein Förderrohr transportiert die gerührte Suspension zur Bahn – sein Auslass erstreckt sich bis zum Mittelpunkt zwischen der Abwickelvorrichtung und der Beschichtungsvorrichtung.

Kompaktes, tragbares Gehäuse

Eine Steuerung auf der Vorderseite steuert das Abwickeln, Rühren und Beschichten. Das Gehäuse wird durch eine Abdeckung mit einem Schaltgriff verschlossen, die mit Tragegriffen auf beiden Seiten für den Transport ausgestattet ist und über Verbindungssäulen auf Stützplatten steht. Das Bedienfeld enthält einen Betriebsschalter, ein Anzeigelampenfeld und eine Peripherieschnittstelle.

Beanspruchte Vorteile

Vergleich mit einer herkömmlichen Beschichtungsanlage

Produktionsbeschichtungsanlagen beschichten im großen Maßstab gut, sind aber große Maschinen, die für Chargenproduktion gebaut wurden und für die Arbeit mit Batterien im Labor schlecht geeignet sind; die gängige Alternative, die manuelle Beschichtung, bietet eine schlechte Gleichmäßigkeit. Dieses Patent packt stattdessen den gesamten Beschichtungspfad – Abwickler, Beschichtungsstation, Trockner, Aufwickler und einen Inline-Suspensionsmischer – in ein kompaktes Gehäuse, das auf einer Werkbank steht und getragen werden kann.

Wo diese Technologie heute eingesetzt wird

Dieses Patent deckt die mechanische Architektur der Laborelektroden-Beschichtungsmaschinen von TOB ab. Das integrierte Design, das es schützt – ein vollständiger Beschichtungspfad mit Inline-Suspensionsmischung in einem kompakten Gehäuse – ist die Art und Weise, wie unsere Laborbeschichtungsanlagen Beschichtungsqualität im Produktionsstil für Forschungsmengen bieten.

• Desktop-Schlitzdüsen-Beschichtungsmaschine
• Automatische Kleinformat-Beschichtungsmaschine
• Labor-Schlitzdüsenbeschichter mit 800 mm Hub für die Beschichtung von Batterieelektroden

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Patentzeichnungen

Häufig gestellte Fragen

Vollständige Spezifikation und Zeichnungen:CN215429971U bei Google Patents