浆料双面涂布装置的制作方法

1.本实用新型属于锂电池生产领域，涉及一种涂布装置，具体地说是一种浆料双面涂布装置。


背景技术：

2.浆料涂布即将锂电池的正极或负极材料制作成浆料，均匀的涂布并粘到集流体上，形成锂电池极片，是生产锂电池的重要工序段。在浆料涂布完成后，正极极片和负极极片经过常规的辊压、分切，再卷绕或叠片后，经过包装、干燥、注液等一系列工序，制作成锂电池。
3.现有的涂布装置，针对正极浆料或负极浆料进行单面涂布，涂布完成后，需要进行叠片或卷绕步骤，即将正极极片和负极极片进行叠加，形成层叠结构，方可进行后续工序。这种单面涂布装置，一次只能对一个面进行涂布，且涂布完成后需进行叠加，工序繁琐，效率低下。


技术实现要素：

4.为解决现有技术中存在的以上不足，本实用新型旨在提供一种浆料双面涂布装置，以达到实现浆料双面涂布的目的。
5.为实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：一种浆料双面涂布装置，包括第一极涂布装置和第二极涂布装置；
6.所述第一极涂布装置包括第一喂料机构，所述第一喂料机构出料口一端设置有第一极对辊辊压装置，所述第一极对辊辊压装置的两侧分别为第一入料辊组和第二入料辊组；
7.所述第二极涂布装置包括第二喂料机构，所述第二喂料机构出料口一端设置有第二极对辊辊压装置，所述第二极对辊辊压装置的其中一侧为第三入料辊组，所述第二极对辊辊压装置的另一侧与第一极对辊辊压装置的出料端相连，使第二极涂布装置与第一极涂布装置沿加工方向连续设置。
8.作为对本实用新型的限定：所述第一入料辊组包括依次相连的第一放卷机构、第一平展机构；所述第二入料辊组包括依次相连的第二放卷机构、第二平展机构；所述第三入料辊组包括依次相连的第三放卷机构、第三平展机构。
9.作为对本实用新型的限定：所述第一喂料机构和第二喂料机构均包括进料斗和用于向进料斗输送浆料的输料装置，所述进料斗内设置有用于将浆料打散的打散装置。
10.作为对本实用新型的进一步限定：所述第一入料辊组还包括第一功能膜放卷机构和第一功能膜收卷机构，所述第一功能膜放卷机构向所述第一平展机构进行放料，并通过第一功能膜收卷机构由第一极对辊辊压装置中相应的辊进行收料；所述第二入料辊组还包括第二功能膜放卷机构和第二功能膜收卷机构，所述第二功能膜放卷机构向所述第二平展机构进行放料，并通过第二功能膜收卷机构由第一极对辊辊压装置中相应的涂布辊进行收
料；所述第三入料辊组还包括第三功能膜放卷机构和第三功能膜收卷机构，所述第三功能膜放卷机构向所述第三平展机构进行放料，并通过第三功能膜收卷机构由第二极对辊辊压装置中相应的涂布辊进行收料。
11.作为对本实用新型的进一步限定：所述打散装置设置于输料装置的出料端，所述打散装置为旋转打散装置、振动打散装置、气流打散装置中的任意一种；所述旋转打散装置包括打散轮和用于驱动打散轮的电机，所述打散轮为毛轮、刺轮、刀轮中的任意一种；所述振动打散装置包括振动源；所述气流打散装置包括气管和与气管相连的出气口，所述出气口的气流方向与输料装置的出料方向呈角度设置。
12.作为对本实用新型的再进一步限定：所述第二放卷机构与第二平展机构之间依次设置有贴胶机构和缓存机构。
13.作为对本实用新型的再进一步限定：所述第一极对辊辊压装置与所述第二极对辊辊压装置之间设置有对齐装置、转向辊、第一极烘干装置、第一极厚度检测装置、缓存机构、贴胶机构。
14.作为对本实用新型的再进一步限定：所述进料斗与相应的对辊辊压装置的入料方向垂直设置或平行设置。
15.作为对本实用新型的更进一步限定：所述第二极对辊辊压装置的出料端设置有对齐装置、转向辊、复合膜烘干装置、厚度定型装置、厚度检测装置、跟踪裁切装置。
16.作为对本实用新型的更进一步限定：所述进料斗上设置有使进料斗振动的振动源，当进料斗与相应的对辊辊压装置的入料方向垂直设置时，所述进料斗为锥形，当进料斗与相应的对辊辊压装置的入料方向平行设置时，所述进料斗包括与相应的对辊辊压装置入料层呈锐角的功能板，所述功能板沿对辊辊压装置的入料方向逐渐靠近入料层，形成斜面，所述功能板的两侧还设置有挡板。
17.由于采用了上述技术方案，本实用新型与现有技术相比，所取得的有益效果在于：
18.（1）本实用新型设置有沿加工方向连续的第一极涂布装置和第二极涂布装置，通过第一喂料机构和第一极对辊辊压装置实现第一极的涂布，并通过第二喂料机构和第二极对辊辊压装置将第二极浆料涂布至第一极的背侧，实现了浆料的双面涂布，经过本装置生产出的复合锂电纸的隔膜在中间，隔膜的其中一侧是负极材料和集流体，隔膜的另一侧是正极材料和集流体，此时已经形成一个未经包装的电芯，无需卷绕或叠片，简化了工序，提高了生产效率；
19.（2）本实用新型中的喂料机构包括送料装置和分散装置，送料装置中的双螺杆输送机可运送高固含量的浆料，分散装置中的旋转分散装置、振动分散装置、气体分散装置能够对高固含量的浆料进行有效分散，使锂电池浆料能够在高粘度（膏状）、甚至超高粘度（块状）的状态下进行涂布，降低了低粘度浆料分层、活性物质和导电剂团聚等问题发生的可能，并且使后续的烘干时长缩短，降低了能耗，提高了效率。
20.综上所述，本实用新型实现了双面涂布，且能够直接加工成为未经包装的电芯，简化了工序，提高了生产效率，能够对高固含量的浆料进行分散、涂布，解决了低粘度涂布带来的锂电池质量问题和成本问题，适用于所有双面涂布的浆料。
附图说明
21.下面结合附图及具体实施例对本实用新型作更进一步详细说明。
22.图1为本实用新型实施例1的结构示意图；
23.图2为本实用新型实施例1中喂料机构的结构示意图；
24.图3为本实用新型实施例2中喂料机构的结构示意图；
25.图4为本实用新型实施例3中喂料机构的结构示意图；
26.图5为本实用新型实施例4中喂料机构的结构示意图；
27.图6为本实用新型实施例5中喂料机构的结构示意图。
28.图中：1
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第一喂料机构，2
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第一极对辊辊压装置，3
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涂布辊，4
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负极集流体，5
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隔膜，6
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第一放卷机构，7
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第一平展机构，8
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第二放卷机构，9
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第二平展机构，10
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贴胶机构，11
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缓存机构，12
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负极膜，13
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对齐装置，14
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第一功能膜放卷机构，15
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第一功能膜收卷机构，16
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pet膜，17
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第二功能膜放卷机构，18
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第二功能膜收卷机构，19
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吸液纸，20
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转向辊，21
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第一极烘干装置，22
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第一极厚度检测装置，23
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第二喂料机构，24
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第二极对辊辊压装置，25
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第三放卷机构，26
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厚度定型装置，27
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第三平展机构，28
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正极集流体，29
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复合膜，30
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第三功能膜放卷机构，31
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第三功能膜收卷机构，32
‑
复合膜烘干装置，33
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第二极厚度检测装置，34
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跟踪裁切装置, 36
‑
进料斗，361
‑
功能板，362
‑
防飞溅板，37
‑
筒体，38
‑
双螺杆输送机，39
‑
筒体进料口，40
‑
筒体出料头，41
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出料口，42
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振动源，43
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打散轮，44
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气管，45
‑
出气口，46
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阻挡辊，47
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抹平辊，48
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支撑辊。
具体实施方式
29.以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明。应当理解，此处所描述的浆料双面涂布装置为优选实施例，仅用于说明和解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
30.本实用新型所述的“上”“下”“左”“右”等方位用词或位置关系，是基于本实用新型说明书附图的方位关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，并不是指示或暗指的装置或元件必须具有的特定的方位、为特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护的内容的限制。
31.实施例1
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浆料双面涂布装置
32.本实施例如图1、图2所示，为一种浆料双面涂布装置，包括第一极涂布装置和第二极涂布装置，第一极涂布装置和第二极涂布装置沿加工方向连续设置，本实施例中，第一极涂布装置用于涂布负极浆料，第二极涂布装置用于涂布正极浆料，使本实施例实现正极浆料和负极浆料的双面涂布。当然，第一极涂布装置也可以用于涂布负极浆料，第二极涂布装置也可以用于涂布正极浆料。
33.第一极涂布装置包括用于向装置输入负极浆料的第一喂料机构1，第一喂料机构1的出料口一端设置有第一极对辊辊压装置2，第一极对辊辊压装置2的两侧分别为第一入料辊组和第二入料辊组。第一入料辊组和第二入料辊组上设置的材料可根据生产需要进行选择，本实施例中，第一入料辊组上设置有负极集流体4，第二入料辊组上设置有隔膜5。第一入料辊组包括依次相连的第一放卷机构6、第一平展机构7，因此，本实施例中的第一放卷机构6为负极集流体放卷机构。第二入料辊组包括依次相连的第二放卷机构8、第二平展机构
9，因此，本实施例中的第二放卷机构8为隔膜放卷机构。进一步的，在隔膜放卷机构与第二平展机构9之间依次设置有贴胶机构10和缓存机构11。
34.如图1所示，图中箭头方向为物料输送方向。负极集流体4和隔膜5由相应的放卷机构拉出，经过相应的平展机构后，分别卷入第一极对辊辊压装置2的两个涂布辊3上，负极浆料经过第一喂料机构1涂抹至负极集流体4上或隔膜5上或两者之间，经过第一极对辊辊压装置2的辊压，压紧密实，完成隔膜5和负极浆料的复合，形成负极浆料两侧分别为负极集流体4和隔膜5的具有夹心结构的负极膜12。为了纠正复合过程跑偏，在第一极对辊辊压装置2的出料端设置有对齐装置13，负极膜12出料后，经过对齐装置13的对齐检测，实时调整负极膜12的对齐度。
35.进一步的，第一入料辊组还包括第一功能膜放卷机构14和第一功能膜收卷机构15，在本实施例中，第一功能膜为pet（聚对苯二甲酸乙二醇酯）膜16，相应的，第一功能膜放卷机构14为pet膜放卷机构，第一功能膜收卷机构15为pet膜收卷机构。 pet膜放卷机构向第一平展机构7进行放料，并通过pet膜收卷机构由第一极对辊辊压装置2中相应的涂布辊3进行收料。pet膜16的设置，能够防止干浆透过网状集流体的网孔，粘到相应的涂布辊3上，因此，当负极集流体4为不带孔的箔材时，可以不使用第一功能膜放卷机构14和第一功能膜收卷机构15。
36.同样的，第二入料辊组也包括第二功能膜放卷机构17和第二功能膜收卷机构18，在本实施例中，第二功能膜为吸液纸19，相应的，第二功能膜放卷机构17为吸液纸放卷机构，第二功能膜收卷机构18为吸液纸收卷机构。吸液纸放卷机构向第二平展机构9进行放料，并通过吸液纸收卷机构由第一极对辊辊压装置2中相应的涂布辊3进行收料。吸液纸19的设置，能够吸取浆料中多余的溶剂，以提高烘烤效率。
37.负极膜12出料后，经过对齐装置13的对齐检测，实时调整负极膜12的对齐度。经过对齐后的负极膜12，经过转向辊20转向，使其具有隔膜5的一侧向上，以便后续正极浆料的涂布。转向后的负极膜12，经过第一极烘干装置21完成表面烘干，再经过第一极厚度检测装置22完成厚度检测，再经过缓存机构11使负极膜保持一定的张力，并经过贴胶机构10进行表面贴胶，本实施例中的缓存机构11在贴胶机构11的工艺前后各设置有一个，在进行完上述处理后，准备第二极即正极的涂布。
38.第二极涂布装置包括用于向装置输入正极浆料的第二喂料机构23，第二喂料机构23的出料口一端设置有第二极对辊辊压装置24。第二极对辊辊压装置24的另一侧与第一极对辊辊压装置2的出料端相连，即上述处理完成后的负极膜12作为第二极对辊辊压装置24的入料，覆于第二极对辊辊压装置24其中一侧的涂布辊3上，使第二极涂布装置与第一极涂布装置实现沿加工方向的连续设置。第二极对辊辊压装置24的另一侧为第三入料辊组，第三入料辊组包括依次相连的第三放卷机构25、第三平展机构27。第三入料辊组上设置的材料可根据生产需要进行选择，本实施例中，第三入料辊组上设置有正极集流体28，因此，本实施例中的第三放卷机构25为正极集流体放卷机构。
39.如图1所示（图中箭头方向为物料输送方向），正极集流体28由正极集流体放卷机构拉出，经过第三平展机构27后，与负极膜12分别卷入第二极对辊辊压装置24的两个涂布辊3上，由于经过转向辊20的转向后，负极膜12的隔膜侧朝上，因此正极浆料经过第二喂料机构23涂抹至隔膜5的负极集流体4的另一侧上，再经过第二极对辊辊压装置24的辊压，压
紧密实，完成负极膜12和正极浆料的复合，形成具有“负极集流体
‑
负极浆料
‑
隔膜
‑
正极浆料
‑
正极集流体”的夹心结构的复合膜29。为了纠正复合过程跑偏，在第二极对辊辊压装置24的出料端设置有对齐装置13，复合膜29出料后，经过对齐装置13的对齐检测，实时调整复合膜29的对齐度。
40.进一步的，第三入料辊组还包括第三功能膜放卷机构30和第三功能膜收卷机构31。在本实施例中，第三功能膜为pet膜16，相应的第三功能膜放卷机构30为pet膜放卷机构，第三功能膜收卷机构31为pet膜收卷机构。pet膜放卷机构30向第三平展机构27进行放料，并通过pet膜收卷机构由第二极对辊辊压装置24中相应的涂布辊3进行收料。pet膜的设置，能够防止干浆透过网状集流体的网孔，粘到相应的涂布辊3上，因此，当正极集流体28为不带孔的箔材时，可以不使用第三功能膜放卷机构30和第三功能膜收卷机构31。
41.如图1所示（图中箭头方向为物料输送方向），复合膜29出料后，经过对齐装置13的对齐检测，实时调整复合膜29的对齐度。经过对齐后的复合膜29，经过转向辊20的转向，再经过复合膜烘干装置32完成表面烘干、经过厚度定型装置26完成定型、经过第二极厚度检测33装置完成厚度检测，为了提高复合膜29的精度，表面烘干、厚度定型和厚度检测工序可以重复进行一次或多次，本实施例中，复合膜29转向后经过两次表面烘干、厚度定型和厚度检测。完成上述步骤后，通过跟踪裁切装置34合膜制作成为不同长度的复合锂电纸，以供使用，此时已经形成一个未经包装的电芯。
42.本实施例中的涂布装置，通过对辊辊压装置将浆料均匀涂抹，此方式对浆料的物理状态要求较高，如浆料应有较低的运动粘度，有较好的自流平性、有较好的粘接性能等。而浆料主要由锂电池的正极材料或负极材料、导电剂、粘接剂、溶剂等部分组成，因此，为了使浆料适应涂布工艺对浆料的物理特性需求，在浆料的混合搅拌工序，需要在浆料中加入大量的溶剂降低粘度，达到适应涂布工艺的目的。但是，这种低粘度的浆料容易分层，活性物质和导电剂易团聚，增大锂电池的内阻，并且在后续的烘干中需要将所有溶剂全部烘烤出来，也带来了烘干时能耗高、溶剂回收等一系列成本问题。
43.为了解决上述问题，本实施例对喂料机构进行改进，使本实施例中的浆料双面涂布装置能够进行高固含量浆料的涂布。如图2所示，为第一喂料机构1和第二喂料机构23的内部结构示意图（图中箭头方向为物料运动方向及装置运动方向），由于第一喂料机构1和第二喂料机构23的结构相同，因此图中仅对其中一个喂料机构的内部结构进行说明（以下称为喂料机构）。需要说明的是，本实施例为了简化表达，第一喂料机构1和第二喂料机构23采用相同的结构，在实际的应用中，第一喂料机构1和第二喂料机构23可以根据需要选择本实施例或其他实施例中的任意一种结构，下同。
44.喂料机构包括进料斗36和用于向进料斗36输送浆料的输料装置，输料装置包括筒体37，设置于筒体37内的输料螺旋装置用于驱动输料螺旋装置的电机，在本实施例中，输料螺旋装置为双螺杆输送机38，当然，输料螺旋装置也可以为绞龙等其他能够输送高固含量物料的结构，在筒体37上设置有筒体进料口39和筒体出料头40，筒体出料头40伸入进料斗36内，向进料斗36供料。进料斗36与相应的对辊辊压装置的入料方向垂直设置，即本实施例中的进料斗36与相应的对辊辊压装置的入料层垂直设置，进料斗36为锥形结构，在锥形结构的下端为喂料机构的出料口41，本实施例中，出料口41的开口朝向相应的对辊辊压装置的两个涂布辊3之间形成的缝隙，当然，出料口41的开口也可以朝向相应的对辊辊压装置的
任意涂布辊3的上方。为了使浆料更加均匀，出料口41上可以设置网孔或条孔等具有筛分功能的结构，当然，出料口41也可以为敞口结构。进一步的，为了使浆料更加均匀、分散，在进料斗36上设置有使进料斗振动的振动源42，振动源42可以是气动振动器、电动振动台、压点晶体振动头等常见振动装置中的任意一种。
45.进料斗36内设置有用于将浆料打散的打散装置，本实施中的打散装置为旋转打散装置，旋转打散装置包括打散轮43和用于驱动打散轮的电机，打散轮43朝向筒体出料头40设置，打散轮43可以为毛轮、刺轮、刀轮中的任意一种。
46.高固含量的浆料由筒体进料口39进入筒体37，经过双螺杆输送机38将其输送至筒体出料头40，由筒体出料头40排出的高固浆料经过打散轮43的打散，落在进料斗36的内壁上，再经过进料斗36的振动，最终由出料口41流出进入相应的对辊辊压装置。由出料口41流出的浆料，质地均匀，密度一致性高，形成的复合锂电纸性能优越。
47.使用本实施例时，将高固含量的负极浆料置入第一喂料机构1的输料装置，浆料经过输料装置的输送，进入进料斗36，经过打散装置打散后落至第一极对辊辊压装置2上，通过第一极对辊辊压装置2完成负极浆料和负极集流体4、隔膜5的复合，形成负极膜12，负极膜12经过对齐、转向、烘干、厚度检测、缓存、贴胶后，通过第二喂料机构将正极浆料涂布，通过第二极对辊辊压装置24形成复合膜29，复合膜29经过对齐、转向、烘干、厚度定型、厚度检测、跟踪裁切后形成具有“负极集流体
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负极浆料
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隔膜
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正极浆料
‑
正极集流体”的夹心结构的复合锂电纸。
48.实施例2
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浆料双面涂布装置
49.本实施例如图3所示（图中箭头方向为物料运动方向及装置运动方向），为一种浆料双面涂布装置，本实施例与实施例1的结构大致相同，不同之处在于第一喂料机构1和第二喂料机构23的结构。本实施例中第一喂料机构1与第二喂料机构结构23相同，为了简化表述，仅对其中一个喂料机构的内部结构进行说明，并将第一喂料机构1和第二喂料机构23统称为喂料机构，下同。
50.本实施例喂料机构的输料装置和进料斗36的结构与实施例1相同，不同之处在于本实施例中出料口41的开口朝向相应的对辊辊压装置的右侧涂布辊3的上方，并且进料斗中36的打散装置为振动打散装置。振动打散装置包括振动源42，该振动源42设置于输料装置的出料端，该振动源42的振动方向垂直于输料装置的出料方向，使由输料装置输出的高固含量浆料在该振动源42的振动下被切割均匀，从而达到分散的效果。该振动源42可以是气动振动器、电动振动台、压点晶体振动头等常见振动装置中的任意一种。
51.本实施例与实施例1的使用方法大致相同，不同之处在于本实施例的高固含量浆料置入输料装置，经过输料装置的输送，进入进料斗36，经过振动打散装置的打散后落至相应的对辊辊压装置上。
52.实施例3
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浆料双面涂布装置
53.本实施例如图4所示（图中箭头方向为物料运动方向及装置运动方向），为一种浆料双面涂布装置，本实施例与实施例1的结构大致相同，不同之处在于喂料机构的结构。
54.本实施例喂料机构的输料装置和进料斗36的结构与实施例1相同，不同之处在于本实施例中出料口41的开口朝向相应的对辊辊压装置的左侧涂布辊3的上方，并且进料斗36中的打散装置为气流打散装置。气流打散装置包括气管44，气管44的上端连接有气源（为
了使表达更加清楚，图中省略了气源部分），气管44的下端连接有出气口45，出气口45的气流方向与输料装置的出料方向呈角度设置，能够使由输料装置输出的高固含量浆料在出气口45的高压气体下被切割均匀，从而达到分散的效果。进一步地，为了使切割效果更好，本实施例中出气口45的气流方向与输料装置的出料方向相互垂直。
55.本实施例与实施例1的使用方法大致相同，不同之处在于本实施例的高固含量浆料置入输料装置，经过输料装置的输送，进入进料斗36，经过气流打散装置的打散后落至第一极对辊辊压装置上。
56.实施例4
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浆料双面涂布装置
57.本实施例如图5所示（图中箭头方向为物料运动方向及装置运动方向），为一种浆料双面涂布装置，本实施例与实施例1的结构大致相同，不同之处在于喂料机构的结构。
58.本实施例喂料机构的输料装置的结构与实施例1相同，不同之处在于进料斗36的结构和设置位置。本实施例中进料斗36与相应的对辊辊压装置的入料方向平行设置，进料斗36为箱体结构，在箱体结构的右侧为喂料机构的出料口41，本实施例中，出料口41的开口朝向相应的辊压装置的左侧涂布辊3的上方。在进料斗36内设置有用于将浆料打散的打散装置，本实施例中的打散装置的结构与实施例1中相同，为旋转打散装置，在进料斗内还设置有用于防止浆料分散后向上方飞溅的阻挡辊46，阻挡辊46的转动由电机驱动。为了保证出料口41浆料的平整性，在出料口41处还设置有抹平辊47，抹平辊47的转动由电机驱动。为了使运行平稳，在抹平辊47和进料斗36的下方设置有支撑辊48，为抹平辊47和进料斗36提供支撑。
59.本实施例与实施例1的使用方法大致相同，不同之处在于本实施例的高固含量浆料置入输料装置，经过输料装置的输送，进入进料斗36，经过旋转打散装置打散和阻挡辊46的阻挡，落至相应的对辊辊压装置入料层上，经过抹平辊47的旋转抹平后输入相应的对辊辊压装置。
60.实施例5
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浆料双面涂布装置
61.本实施例如图6所示（图中箭头方向为物料运动方向及装置运动方向），为一种浆料双面涂布装置，本实施例与实施例1的结构大致相同，不同之处在于喂料机构的结构。
62.本实施例喂料机构的输料装置的结构与实施例1相同，不同之处在于进料斗36的结构和设置位置。本实施例中进料斗36与相应的对辊辊压装置的入料方向平行设置，在进料斗内设置有用于将浆料打散的打散装置，本实施例中的打散装置的结构与实施例1中相同，为旋转打散装置。
63.进料斗36包括与相应的对辊辊压装置入料层呈锐角的功能板361，功能板361沿对辊辊压装置的入料方向逐渐靠近入料层，形成具有抹平功能的斜面，功能板361的下缘与相应的对辊辊压装置入料层具有一定距离，通过控制该距离的大小控制浆料的抹平厚度，为了使抹平更加均匀，并且使打散后飞溅的浆料能够继续进行涂布，在功能板361上设置有振动源42，能够使功能板361上附着的飞溅浆料振动落下，该振动源42可以是气动振动器、电动振动台、压点晶体振动头等常见振动装置中的任意一种。此外，在功能板361的两侧还设置有挡板，挡板的设置能够使浆料的宽度保持一致。进一步的，在功能板361朝向输料装置一侧还设置有防飞溅板362，能够防止浆料在打散装置的作用下向输料装置飞溅。
64.本实施例与实施例1的使用方法大致相同，不同之处在于本实施例的高固含量浆
料置入输料装置，经过输料装置的输送，进入进料斗36，经过旋转打散装置打散后，落至相应的对辊辊压装置入料层上，经过功能板361的抹平后输入相应的对辊辊压装置。