面密度测量方法及系统与流程

1.本技术涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种面密度测量方法及系统。


背景技术：

2.在锂离子电池制造过程中，涂布工序需要监控涂层的面密度，以使得电池性能满足要求。涂布在基体上的湿涂层，常通过烘干装置烘干形成干涂层。锂离子电池负极涂层干燥开裂是锂电制造业中常见的问题，干燥开裂是指湿涂层经烘干装置烘干形成干涂层后，在涂层行进方向上存在的开裂条痕，裂痕贯穿整个涂层或间断性出现。在电池的充放电过程中，裂痕会增加锂离子运动路径导致析锂，进而导致短路失效，是锂电制造行业绝对禁止的缺陷类型。
3.经验证，若湿涂层经烘干装置烘干后，干涂层中留有一部分溶剂不挥发出去，则可以解决涂层干燥开裂的问题，也即为涂层经烘干装置烘干输出时呈现湿膜状态，该工艺称为“湿膜出货”。
4.传统技术中，监控涂层面密度的面密度测量装置设于烘干装置的下游，在采用上述“湿膜出货”工艺时，面密度测量装置会将未挥发出去的溶剂误判为涂层的面密度，最终导致涂层面密度测量值比实际值高。而由于无法精确确定涂层中存在多少溶剂未挥发出去，则导致面密度测量装置无法准确测量涂层的实际面密度。


技术实现要素：

5.基于此，有必要针对无法准确测量涂层的实际面密度的问题，提供一种能够准确测量涂层的实际面密度的面密度测量方法及系统。
6.一种面密度测量方法，包括步骤：
7.获取第一浆料在进入第一模头前的第一质量流量及第一固含量，所述第一浆料经所述第一模头涂布在基体的一侧表面，以形成第一湿涂层；
8.获取第一浆料经所述第一模头涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度；
9.根据所述第一涂布速度、所述第一涂布宽度及所述第一质量流量，计算第一平均湿膜面密度；
10.根据所述第一固含量及所述第一平均湿膜面密度，计算第一平均干膜面密度；
11.测量所述第一湿涂层的第一湿膜面密度；
12.根据所述第一平均干膜面密度，对所述第一湿膜面密度进行修正，以输出用于表征第一干涂层的面密度的第一干膜面密度；
13.其中，所述第一干涂层由所述第一湿涂层经烘干装置烘干形成。
14.在其中一个实施例中，定义所述第一涂布速度为v1，所述第一涂布宽度为l1，所述第一质量流量为q
质量1
，所述第一平均湿膜面密度为m1，所述第一平均干膜面密度为m1；所述第一固含量为α1；
15.所述步骤根据所述第一涂布速度、所述第一涂布宽度及所述第一质量流量，计算
第一平均湿膜面密度包括：
[0016][0017]
所述步骤根据所述第一固含量及所述第一平均湿膜面密度，计算第一平均干膜面密度包括：
[0018]
在其中一个实施例中，定义所述第一湿膜面密度为m2；
[0019]
所述步骤测量所述第一湿涂层的第一湿膜面密度包括：
[0020]
使用面密度测量设备对所述第一湿涂层进行射线扫描，根据射线衰减程度获取所述第一湿膜面密度：
[0021]
其中，i
01
为射线透过所述第一湿涂层前的强度；i1为射线透过所述第一湿涂层后的强度；λ1为第一湿涂层的吸收系数。
[0022]
在其中一个实施例中，还包括步骤：
[0023]
获取第一干涂层及第二干涂层的总干膜面密度；其中，第二干涂层由第二湿涂层经烘干装置烘干形成，所述第二湿涂层由第二浆料经第二模头涂布在基体另一侧表面形成；
[0024]
计算所述总干膜面密度与所述第一干膜面密度的差值，得到所述第二干涂层的第二干膜面密度。
[0025]
在其中一个实施例中，所述步骤获取第一干涂层及第二干涂层的总干膜面密度包括：
[0026]
获取第二浆料在进入第二模头前的第二质量流量及第二固含量；
[0027]
获取第二浆料经第二模头涂布在基体上的第二涂布速度及第二涂布宽度；
[0028]
根据所述第二涂布速度、所述第二涂布宽度及所述第二质量流量，计算第二平均湿膜面密度；
[0029]
根据所述第二固含量及所述第二平均湿膜面密度，计算第二平均干膜面密度；
[0030]
测量所述第一湿涂层及所述第二湿涂层的总湿膜面密度；
[0031]
根据所述第一平均干膜面密度及所述第二平均干膜面密度的总和，对所述总湿膜面密度进行修正，以输出用于表征所述第一干涂层及所述第二干涂层的总面密度的总干膜面密度。
[0032]
在其中一个实施例中，定义所述第二涂布速度为v2，所述第二涂布宽度为l2，所述第二质量流量为q
质量2
，所述第二平均湿膜面密度为m2，所述第二平均干膜面密度为m3；所述第二固含量为α2；
[0033]
所述步骤根据所述第二涂布速度、所述第二涂布宽度及所述第二质量流量，计算第二平均湿膜面密度包括：
[0034][0035]
所述步骤根据所述第二固含量及所述第二平均湿膜面密度，计算第二平均干膜面
密度包括：
[0036]
在其中一个实施例中，定义总湿膜面密度为m4；
[0037]
所述步骤测量所述第一湿涂层及所述第二湿涂层的总湿膜面密度包括：
[0038]
使用面密度测量设备对所述第一湿涂层及所述第二湿涂层进行射线扫描，根据射线衰减程度获取所述总湿膜面密度；
[0039]
其中，i
02
为射线透过第一湿涂层及第二湿涂层前的强度；i2为射线透过第一湿涂层及第二湿涂层后的强度；λ2为第一湿涂层及第二湿涂层的吸收系数。
[0040]
一种面密度测量系统，包括：
[0041]
第一模头，用于将第一浆料涂布至基体的一侧表面；
[0042]
烘干装置，设于第一模头的下游，用于烘干第一浆料涂布形成的第一湿涂层，以得到第一干涂层；
[0043]
第一面密度测量装置，设于所述第一模头与所述烘干装置之间，用于获取第一湿涂层的第一湿膜面密度，并输出用于表征第一干涂层的面密度的第一干膜面密度；
[0044]
其中，所述第一干膜面密度为根据第一平均干膜面密度对所述第一湿膜面密度进行修正后的面密度，所述第一平均干膜面密度通过第一浆料在进入第一模头前的第一质量流量、第一固含量，以及第一浆料经所述第一模头涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度获得。
[0045]
在其中一个实施例中，还包括：
[0046]
第一固含量计和第一质量流量测量设备，设于所述第一模头的上游，分别用于获取所述第一固含量和所述第一质量流量；
[0047]
第一测速仪及第一膜宽测量仪，设于所述第一模头与所述烘干装置之间，分别用于获取所述第一涂布速度与所述第一涂布宽度。
[0048]
在其中一个实施例中，还包括：
[0049]
第二模头，设于第一面密度测量装置与烘干装置之间，用于将第二浆料涂布至基体的另一侧表面；所述烘干装置还用于烘干第二浆料形成的第二湿涂层，以形成第二干涂层；
[0050]
第二面密度测量装置，设于所述第二模头与所述烘干装置之间，用于获取第一湿涂层和第二湿涂层的总湿膜面密度，并输出用于表征第一干涂层及第二干涂层的总面密度的总干膜面密度；
[0051]
其中，所述总干膜面密度为根据所述第一平均干膜面密度及第二平均干膜面密度之和对所述总湿膜面密度进行修正后的面密度，所述第二平均干膜面密度通过第二浆料在进入第二模头前的第二质量流量、第二固含量，以及第二浆料经第二模头涂布在基体上的第二涂布速度及第二涂布宽度获得。
[0052]
在其中一个实施例中，还包括：
[0053]
第二固含量计和第二质量流量测量设备，设于所述第二模头的上游，用于获取所述第二固含量和所述第二质量流量；
[0054]
第二测速仪及第二膜宽测量仪，设于所述第二模头与所述烘干装置之间，分别用
于获取所述第二涂布速度及所述第二涂布宽度。
[0055]
上述面密度测量方法及系统，通过测量第一湿涂层的第一湿膜面密度来计算第一干涂层的第一干膜面密度，相对于现有技术中直接将面密度测量装置设于烘干装置下游来测量干涂层面密度的方式，避免了溶剂对面密度产生干扰，达到了准确测量第一干涂层的实际面密度的目的。
附图说明
[0056]
图1为本技术一实施例提供的面密度测量方法的流程图；
[0057]
图2为本技术另一实施例提供的面密度测量方法的流程图；
[0058]
图3为图2中所示的面密度测量方法的其中一步的流程图；
[0059]
图4为本技术一实施例提供的面密度测量系统的原理图；
[0060]
图5为本技术另一实施例提供的面密度测量系统的原理图；
[0061]
图6为本技术又一实施例提供的面密度测量系统的原理图；
[0062]
图7为本技术再一实施例提供的面密度测量系统的原理图。
[0063]
附图标记说明：
[0064]
100、面密度测量系统；10、第一模头；20、烘干装置；30、第一面密度测量装置；40、第一存储罐；50、第一供料泵；60、第一料管；70、第一固含量计；80、第一密度计；90、第一体积流量计；110、第一质量流量计；120、第一测速仪；130、第一膜宽测量仪；140、背辊；150、第二模头；160、第二面密度测量装置；200、第一湿涂层；300、第一干涂层；400、第二湿涂层；500、第二干涂层。
具体实施方式
[0065]
为了使本领域普通人员更好地理解本技术的技术方案，下面将结合附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0066]
需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本技术相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本技术的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0067]
参阅图1，本技术一实施例提供一种面密度测量方法，包括步骤：
[0068]
s110：获取第一浆料在进入第一模头10(参阅图4)前的第一质量流量及第一固含量，第一浆料经第一模头10涂布在基体的一侧表面，以形成第一湿涂层200；
[0069]
具体地，基体为集流体。基体具有相对设置的第一表面与第二表面，第一浆料通过第一模头10涂布于第一表面。对于第一浆料的种类不作限定。
[0070]
进一步，第一浆料储存于第一存储罐40中，当需要涂布时，第一供料泵50抽取第一存储罐40中的第一浆料，并经第一料管60输送至第一模头10。
[0071]
在此需要说明的是，第一质量流量为单位时间内第一浆料通过第一料管60有效截面的流体质量。
[0072]
一个实施方式中，可以通过获取第一浆料在进入第一模头10前的第一密度及第一体积流量来获得第一质量流量，第一质量流量为第一密度与第一体积流量的乘积。如第一质量流量测试设备包括第一密度计80和第一体积流量计90，通过第一密度计80获取第一密度，通过第一体积流量计90获取第一体积流量。另一个实施方式中，也可以直接获取第一质量流量。如通过第一质量流量计110获取第一质量流量。
[0073]
第一固含量为第一浆料在规定条件下烘干后剩余部分占总量的质量百分数。第一固含量通过第一固含量计70获取。
[0074]
s120：获取第一浆料经第一模头10涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度；
[0075]
在此需要说明的是，第一涂布速度为单位时间内涂布的长度，第一涂布宽度为在与涂布方向相垂直的方向上所涂布的尺寸，其与第一模头10的出口宽度有关。具体地，第一涂布速度通过第一测速仪120测得，第一涂布宽度通过第一膜宽测量仪130测得。
[0076]
s130：根据第一涂布速度、第一涂布宽度及第一质量流量，计算第一平均湿膜面密度；
[0077]
第一平均湿膜面密度为：在基体的宽度方向(涂布的宽度方向)上湿膜面密度的平均值。
[0078]
s140：根据第一固含量及第一平均湿膜面密度，计算第一平均干膜面密度；
[0079]
第一平均干膜面密度为：在基体的宽度方向上干膜面密度的平均值。
[0080]
s150：测量第一湿涂层200的第一湿膜面密度；
[0081]
第一湿涂层200为将第一浆料涂布至基体上，且未经烘干装置20烘干的涂层，也即为溶剂还未进行挥发的涂层。第一湿膜面密度通过设于第一模头10与烘干装置20之间的第一面密度测量装置30测得。
[0082]
s160：根据第一平均干膜面密度，对第一湿膜面密度进行修正，以输出用于表征第一干涂层300的面密度的第一干膜面密度；
[0083]
第一干膜面密度为根据第一平均干膜面密度对第一湿膜面密度进行修正后形成的面密度，用其来表征第一干涂层300的面密度，即为表征第一湿涂层200经过烘干装置20烘干后的涂层的面密度。
[0084]
本技术实施例提供的面密度测量方法，通过测量第一湿涂层200的第一湿膜面密度来计算第一干涂层300的第一干膜面密度，相对于现有技术中直接将面密度测量装置设于烘干装置20下游来测量干涂层面密度的方式，避免了溶剂对面密度产生干扰，达到了准确测量第一干涂层300的实际面密度的目的。
[0085]
一实施例中，定义第一涂布速度为v1，第一涂布宽度为l1，第一质量流量为q
质量1
，第一平均湿膜面密度为m1，第一平均干膜面密度为m1；第一固含量为α1；q
质量1
＝ρ1.q
体积1
,ρ1为第一浆料进入第一模头10前的第一密度，q
体积1
为第一浆料进入第一模头10前的第一体积流量。
[0086]
步骤s130包括：
[0087]
根据进出第一模头10的体积流量守恒原理，m1，ρ1，q
体积1
，v1及l1满足：
[0088]
[0089]
步骤s140包括：
[0090]
进一步，步骤s150包括：
[0091]
使用面密度测量设备对第一湿涂层200进行射线扫描，根据射线衰减程度获取第一湿膜面密度。
[0092]
具体地，通过第一面密度测量装置30获取进入烘干装置20前的第一湿涂层200的第一湿膜面密度。一般地，锂电行业中常用x-ray或β-ray面密度测量装置，x/β射线穿透某种材料时，被材料反射、散射和吸收，导致透过的射线强度相对于入射的射线强度有一定的衰减。衰减比例与被穿透材料的面密度呈正指数关系。
[0093]
定义第一湿膜面密度为m2，i
01
为射线透过第一湿涂层200前的强度；i1为射线透过第一湿涂层200后的强度；λ1为第一湿涂层200的吸收系数，其与第一湿涂层200的中物质的原子序数有强相关关系。
[0094]
步骤s160包括：
[0095]
m1＝k1·
m2+b1，则
[0096]
根据上述公式计算出修正系数k1和b1，并根据m2及修正系数k1、b1，输出第一干膜面密度。
[0097]
由于第一质量流量、第一固含量、第一涂布速度、第一涂布宽度及第一湿膜面密度在不同时刻存在一定的波动空间，通过获取不同时刻的第一质量流量、第一固含量、第一涂布速度、第一涂布宽度及第一湿膜面密度，以计算得出修正系数k1、b1。
[0098]
在此需要说明的是，在浆料种类不变的情况下，k1为固定值，此时需要给定k1值，通过公式计算出b1的值即可。
[0099]
当获得k1和b1的值后，对获取的第一湿膜面密度都通过获得的k1值及b1值进行修正，以输出第一干膜面密度。
[0100]
另外，由于锂电池制造行业原材料的攀升以及人工成本的增加，导致该行业的制造利润降低，因而“降本”成为该行业的核心诉求。
[0101]
在锂电池制造拉线上，涂布是能耗最大的一个工序，主要是由于烘干装置20的功率大和热量利用低的原因造成。常规的涂布拉线工艺，在基体的第一表面涂布第一涂层并进入烘干装置20烘干后收卷，将收卷后的基体在第二表面涂布第二涂层并进入烘干装置20烤干后收卷，此时完成涂布工序。这样，第一涂层将两次经过烘干装置20，浪费人力物力，导致制造成本较高。
[0102]
而为了降低制造成本，常采用双面同时涂布，涂布形成的第一涂层及第二涂层同时进入烘干装置20烘干。传统技术中，面密度测量装置设于烘干装置20的下游，则导致无法区分第一涂层及第一涂层的面密度，无法有效地对涂布品质进行监控。
[0103]
一实施例中，参阅图2，面密度测量方法还包括步骤：
[0104]
s170：获取第一干涂层300及第二干涂层500的总干膜面密度；
[0105]
具体地，第二浆料通过第二模头150涂布于基体的第二表面。对于第二浆料的种类不作限定。第二浆料储存于第二存储罐中，当需要涂布时，第二供料泵抽取第二存储罐中的
第二浆料，并经第二料管输送至第二模头150。
[0106]
第二湿涂层400为将第二浆料涂布至基体上形成，且未经烘干装置20烘干的涂层。第二干涂层500为第二湿涂层400经烘干装置20烘干后的涂层。
[0107]
在此需要说明的是，总干膜面密度通过第二面密度测量装置160测得。一个具体实施方式中，总干膜面密度通过直接测量第一干涂层300及第二干涂层500的面密度获得。另一个具体实施方式中，总干膜面密度通过检测第一湿涂层200及第二湿涂层400的面密度，并对其进行修正后获得。
[0108]
s180：计算总干膜面密度与第一干膜面密度的差值，得到第二干涂层500的第二干膜面密度。
[0109]
本技术提供的面密度测量方法，不但能够测量第一干涂层300的面密度，还能够通过计算总干膜面密度与第一干膜面密度的差值得到第二干涂层500的第二干膜面密度，达到区分第一干涂层300及第二干涂层500面密度的目的，能够有效地对涂布品质进行监控。
[0110]
一些实施例中，参阅图3，步骤s170包括：
[0111]
s171：获取第二浆料在进入第二模头150前的第二质量流量及第二固含量；
[0112]
s172：获取第二浆料经第二模头150涂布在基体上的第二涂布速度及第二涂布宽度；
[0113]
s173：根据第二涂布速度、第二涂布宽度及第二质量流量，计算出第二浆料涂布在基体上的第二平均湿膜面密度；
[0114]
s174：根据第二固含量及第二平均湿膜面密度，计算第二平均干膜面密度；
[0115]
s175：测量第一湿涂层200及第二湿涂层400的总湿膜面密度；
[0116]
s176：根据第一平均干膜面密度及第二平均干膜面密度的总和，对总干膜面密度进行修正，以输出用于表征第一干膜层及第二干涂层500的总面密度的总干膜面密度。
[0117]
对于第二质量流量、第二固含量、第二涂布速度、第二涂布宽度、第二平均湿膜面密度及第二平均干膜面密度的定义可以参照第一质量流量、第一固含量、第一涂布速度、第一涂布宽度、第一平均湿膜面密度及第一平均干膜面密度，在此不再详细赘述。
[0118]
在此需要说明的是，总湿膜面密度为第一湿膜面密度及第二湿膜面密度的总和。其中，第二湿膜面密度由设于第一密度测量装置及烘干装置20之间的第二面密度测量装置160测得。
[0119]
上述设置，通过测量第一湿涂层200及第二湿涂层400的总湿膜面密度，来计算第一干涂层300及第二干涂层500的总干膜面密度，相对于通过将第二面密度测量装置160设于烘干装置20下游来测量总干膜面密度的方式，避免了溶剂对总干膜面密度的干扰，达到了准确测量干膜的实际面密度的目的，也即为达到了准确测量第二干涂层500的实际面密度的目的。
[0120]
定义第二涂布速度为v2，第二涂布宽度为l2，第二质量流量为q
质量2
，第二平均湿膜面密度为m2，第二平均干膜面密度为m3；第二固含量为α2；q
质量2
＝ρ2.q
体积2
,ρ2为第二浆料进入第二模头150前的第二密度，q
体积2
为第二浆料进入第二模头150前的第二体积流量。
[0121]
步骤s173包括：
[0122]
根据进出第二模头150的体积流量守恒原理，m2，所ρ2，q
体积2
，v2及l2满足：
[0123]
步骤s174包括：
[0124]
进一步，步骤s175包括：
[0125]
使用面密度测量设备对第一湿涂层200及第二湿涂层400进行射线扫描，根据射线衰减程度获取所述总湿膜面密度；
[0126]
定义总湿膜面密度为m4，i
02
为射线透过第一湿涂层200及第二湿涂层400前的强度；i2为射线透过第一湿涂层200及第二湿涂层400后的强度；λ2为第一湿涂层200及第二湿涂层400的吸收系数，其与第一湿涂层200及第二湿涂层400的中物质的原子序数有强相关关系。
[0127]
步骤s176包括：m1+m3＝k2·
m4+b2，则，则
[0128]
根据上公式m1+m3＝k2·
m4+b2计算出修正系数k2和b2，并根据m4及修正系数k2、b2，输出总干膜面密度。
[0129]
由于第一质量流量、第一固含量、第一涂布速度、第一涂布宽度、第一湿膜面密度、第二质量流量、第二固含量、第二涂布速度、第二涂布宽度及第二湿膜面密度在不同时刻存在一定的波动空间，通过获取不同时刻的由于第一质量流量、第一固含量、第一涂布速度、第一涂布宽度、第一湿膜面密度、第二质量流量、第二固含量、第二涂布速度、第二涂布宽度及第二湿膜面密度，以计算得出修正系数k2、b2。
[0130]
在此需要说明的是，在浆料种类不变的情况下，k2为固定值，此时需要给定k2值，通过公式计算出b2的值即可。
[0131]
当获得k2及b2的值后，对获取的总湿膜面密度都通过获得的k2值及b2值进行修正，以输出总干膜面密度。
[0132]
参阅图4，本技术另一实施例还提供一种面密度测量系统100，包括第一模头10、烘干装置20及第一面密度测量装置30。第一面密度测量装置30设于第一模头10与烘干装置20之间。第一模头10用于将第一浆料涂布至基体的一侧表面，烘干装置20设于第一模头10的下游，用于烘干第一浆料涂布形成的第一湿涂层200为第一干涂层300。第一面密度测量装置30用于获取第一湿涂层200的第一湿膜面密度，并输出用于表征第一干涂层300的面密度的第一干膜面密度。
[0133]
其中，第一干膜面密度为根据第一平均干膜面密度对第一湿膜面密度进行修正后的面密度。第一平均干膜面密度通过第一浆料在进入第一模头10前的第一质量流量、第一固含量，以及第一浆料经第一模头10涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度获得。
[0134]
具体地，基体具有相对设置的第一表面与第二表面，第一浆料通过第一模头10涂布至第一表面。
[0135]
在涂布时，第一模头10挤出第一浆料涂布至基体的第一表面形成第一湿涂层200，基体连同第一湿涂层200进入烘干装置20烘干，第一湿涂层200经烘干装置20烘干后形成第
一干涂层300。在此需要说明的是，第一干涂层300并非为绝对干燥的涂层，第一干涂层300中含有一定含量的溶剂。第一面密度测量装置30能够测量获得第一湿涂层200的第一湿膜面密度，并根据第一平均干膜面密度对第一湿膜面密度进行修正，以输出用于表征第一干涂层300的第一干膜面密度。
[0136]
本技术实施例提供的面密度测量系统100，第一面密度测量装置30位于第一模头10与烘干装置20之间，也即为，在涂布方向上，第一面密度测量装置30位于烘干装置20的上游，并能够通过测量第一湿涂层200的第一湿膜面密度来计算第一干涂层300的第一干膜面密度，相对于现有技术中直接将面密度测量装置设于烘干装置20下游来测量干涂层面密度的方式，避免了溶剂对面密度产生干扰，达到了准确测量第一干涂层300的实际面密度的目的。
[0137]
一实施例中，面密度测量系统100还包括背辊140，背辊140支撑用于支撑基体，以使得第一模头10与基体之间的间距在预设范围内，保证涂布面密度的一致性。
[0138]
一实施例中，面密度测量系统100还包括第一存储罐40、第一供料泵50及第一料管60，第一料管60的两端分别与第一存储罐40及第一模头10相连，第一供料泵50设于第一料管60上。第一浆料储存于第一存储罐40中，第一供料泵50能够抽取第一存储罐40中的第一浆料，并经第一料管60输送至第一模头10涂布。
[0139]
在此需要说明的是，第一质量流量为单位时间内第一浆料通过第一料管60有效截面的流体质量。
[0140]
一实施例中，面密度测量系统100还包括第一固含量计70及第一质量流量测量设备。第一固含量计70用于测量第一浆料的第一固含量，第一质量流量测量设备用于获取第一浆料的第一质量流量。具体地，第一质量流量测量设备包括第一密度计80及第一体积流量计90。第一密度计80用于测量第一浆料的第一密度，第一体积流量计90用于测量第一浆料的第一体积流量。通过第一密度与第一体积流量的乘积获得第一质量流量。
[0141]
另一些实施例中，参阅图5，面密度测量系统100也可以省略第一密度计80及第一体积流量计90，第一质量流量测量设备包括第一质量流量计110，通过第一质量流量计110直接测量第一浆料的第一质量流量。
[0142]
一个实施例中，面密度测量系统100还包括第一测速仪120及第一膜宽测量仪130，第一测速仪120用于获取第一涂布速度，第一膜宽测量仪130用于获取第一涂布宽度。
[0143]
一些实施例中，参阅图6及图7，面密度测量系统100还包括第二模头150，第二模头150设于第一面密度测量装置30与烘干装置20之间，第二模头150用于将浆料涂布至基体的第二表面。烘干装置20还用于烘干第二浆料涂布形成的第二湿涂层400为第二干涂层500。如此，面密度测量系统100能够实现双面同时涂布，提高了制造锂电池的制造效率。
[0144]
在涂布时，第二模头150挤出第二浆料涂布至基体的第二表面形成第二湿涂层400，基体连同第一湿涂层200及第二湿涂层400进入烘干装置20烘干，第二湿涂层400经烘干装置20烘干后形成第二干涂层500。
[0145]
进一步，面密度测量系统100还包括第二面密度测量装置160，用于获取第一干涂层300及第二干涂层500的总干膜面密度。由于第一面密度测量装置30能够测量第一干涂层300的第一干膜层面密度，第二面密度测量装置160能够测量第一干涂层300及第二干涂层500的总干膜面密度，这样，通过计算总干膜面密度与第一干膜面密度的差值，可以得出第
二干膜层的第二干膜面密度。不但能够测量第一干涂层300的面密度，还能够通过计算总干膜面密度与第一干膜面密度的差值得到第二干涂层500的第二干膜面密度，达到区分第一干涂层300及第二干涂层500面密度的目的，能够有效地对涂布品质进行监控。
[0146]
一个实施方式中，继续参阅图6，第二面密度测量装置160设于烘干装置20的下游，通过直接测量第一干涂层300及第二干涂层500，直接获得总干膜面密度。
[0147]
另一个实施方式中，继续参阅图7，第二面密度测量装置160设于第二模头150与烘干装置20之间，第二面密度测量装置160用于获取第一湿涂层200及第二湿涂层400的总湿膜面密度，并输出总干膜面密度。其中，总干膜面密度为根据第一平均干膜面密度及第二平均干膜面密度对总湿膜面密度进行修正后的面密度。第二平均干膜面密度通过第二浆料在进入第二模头150前的第二质量流量、第二固含量，以及第二浆料经第二模头150涂布在基体上的第二涂布速度及第二涂布宽度获得。
[0148]
上述设置，通过测量第一湿涂层200及第二湿涂层400的总湿膜面密度，来计算第一干涂层300及第二干涂层500的总干膜面密度，相对于通过将面第二面密度测量装置160设于烘干装置20下游来测量总干膜面密度的方式，避免了溶剂对总干膜面密度的干扰，达到了准确测量干膜的实际面密度的目的，也即为达到了准确测量第二干涂层500的实际面密度的目的。
[0149]
面密度测量系统100还包括第二储存罐、第二供料泵及第二料管，第二料管的两端分别与第二存储罐及第二模头150相连，第二供料泵设于第二料管上。第二浆料储存于第二存储罐中，第二供料泵能够抽取第二存储罐中的第二浆料，并经第二料管输送至第二模头150涂布。
[0150]
在此需要说明的是，第二质量流量为单位时间内第二浆料通过第二料管有效截面的流体质量。
[0151]
进一步，面密度测量系统100还包括第二固含量计及第二质量流量测试设备，第二固含量计用于测量第二浆料的第二固含量，第二质量流量测试设备用于获取第二浆料的第二质量流量。具体地，第二质量流量测试设备包括第二密度计及第二体积流量计。第二密度计用于测量第二浆料的第二密度，第二体积流量计用于测量第二浆料的第二体积流量。通过第二密度与第二体积流量的乘积获取第二质量流量。
[0152]
另一些实施例中，面密度测量系统100也可以省略第二密度计及第二体积流量计，第二质量流量测试设备包括第二质量流量计，通过第二质量流量计直接测量第二浆料的第二质量流量。
[0153]
面密度测量系统100还包括第二测速仪及第二膜宽测量仪，第二测速仪用于获取第二涂布速度，第二膜宽测量仪用于获取第二涂布宽度。
[0154]
本技术实施例提供的面密度测量方法及系统，所采用的各测量仪器的误差见表1，表1中的浆料为第一浆料或第二浆料：
[0155]
表1
[0156][0157]
由于每个仪器的测量误差都会累计到最终的测量结果中，通过对各测量仪器的测量误差进行分析，计算得出涂层面密度测量误差为
±
0.15％，与现有技术中采用离线测量仪器(一般使用电子秤)测量涂层面密度的测量误差相当，因此本技术提供的面密度测量系统100及方法是可靠的。
[0158]
针对一款石墨水系浆料，其涂布参数相同。采用本技术中提供的面密度测量方法及系统，与现有技术中干膜测量装置进行数据对比。表2中为涂布相关参数：
[0159]
表2
[0160][0161]
对于本技术提供的面密度测量系统100及方法(湿膜出货工艺)，待涂布过程稳定后，收集浆料体积流量、密度、固含量、涂布速度及涂布宽度，汇总到表格3中。按照公式计算出m1＝105.32g/m2，采用离线测量仪器称量得到烘干后的第一干涂层300的面密度为105.44g/m2，则计算误差小于0.15％。
[0162]
表3
[0163][0164]
通过第一面密度测量装置30进行面密度扫描，单周期的扫描结果如表4，通过计算，单个扫描周期的13个扫描结果的均值是m2＝114.81g/m2，根据公式m1＝k1·
m2+b1，令k1＝1，计算出b1＝-9.49。
[0165]
表4
[0166][0167][0168]
修正完成后开始涂布，使用本技术的面密度测量方法及系统收集涂布2000米过程中的第一干膜面密度数据，同时收集第一干涂层300出烘干装置20后的位置，使用离线测量仪器收集第一干涂层300的面密度数据，并对两种数据进行对比。对比结果如表5：
[0169]
表5
[0170][0171]
从表5中数据可以看出，本技术提供的面密度测量方法收集的面密度数据的均值、标准差和分位数与采用离线测量仪器收集的结果一致。
[0172]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0173]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种面密度测量方法，其特征在于，包括步骤：获取第一浆料在进入第一模头(10)前的第一质量流量及第一固含量，所述第一浆料经所述第一模头(10)涂布在基体的一侧表面，以形成第一湿涂层(200)；获取第一浆料经所述第一模头(10)涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度；根据所述第一涂布速度、所述第一涂布宽度及所述第一质量流量，计算第一平均湿膜面密度；根据所述第一固含量及所述第一平均湿膜面密度，计算第一平均干膜面密度；测量所述第一湿涂层(200)的第一湿膜面密度；根据所述第一平均干膜面密度，对所述第一湿膜面密度进行修正，以输出用于表征第一干涂层(300)的面密度的第一干膜面密度；其中，所述第一干涂层(300)由所述第一湿涂层(200)经烘干装置(20)烘干形成。2.根据权利要求1所述的面密度测量方法，其特征在于，定义所述第一涂布速度为v1，所述第一涂布宽度为l1，所述第一质量流量为q
质量1
，所述第一平均湿膜面密度为m1，所述第一平均干膜面密度为m1；所述第一固含量为α1；所述步骤根据所述第一涂布速度、所述第一涂布宽度及所述第一质量流量，计算第一平均湿膜面密度包括：所述步骤根据所述第一固含量及所述第一平均湿膜面密度，计算第一平均干膜面密度包括：3.根据权利要求2所述的面密度测量方法，其特征在于，定义所述第一湿膜面密度为m2；所述步骤测量所述第一湿涂层(200)的第一湿膜面密度包括：使用面密度测量设备对所述第一湿涂层(200)进行射线扫描，根据射线衰减程度获取所述第一湿膜面密度：其中，i
01
为射线透过所述第一湿涂层(200)前的强度；i1为射线透过所述第一湿涂层(200)后的强度；λ1为第一湿涂层(200)的吸收系数。4.根据权利要求1-3任一项所述的面密度测量方法，其特征在于，还包括步骤：获取第一干涂层(300)及第二干涂层(500)的总干膜面密度；其中，第二干涂层(500)由第二湿涂层(400)经烘干装置(20)烘干形成，所述第二湿涂层(400)由第二浆料经第二模头(150)涂布在基体另一侧表面形成；计算所述总干膜面密度与所述第一干膜面密度的差值，得到所述第二干涂层(500)的第二干膜面密度。5.根据权利要求4所述的面密度测量方法，其特征在于，所述步骤获取第一干涂层(300)及第二干涂层(500)的总干膜面密度包括：获取第二浆料在进入第二模头(150)前的第二质量流量及第二固含量；获取第二浆料经第二模头(150)涂布在基体上的第二涂布速度及第二涂布宽度；根据所述第二涂布速度、所述第二涂布宽度及所述第二质量流量，计算第二平均湿膜
面密度；根据所述第二固含量及所述第二平均湿膜面密度，计算第二平均干膜面密度；测量所述第一湿涂层(200)及所述第二湿涂层(400)的总湿膜面密度；根据所述第一平均干膜面密度及所述第二平均干膜面密度的总和，对所述总湿膜面密度进行修正，以输出用于表征所述第一干涂层(300)及所述第二干涂层(500)的总面密度的总干膜面密度。6.根据权利要求5所述的面密度测量方法，其特征在于，定义所述第二涂布速度为v2，所述第二涂布宽度为l2，所述第二质量流量为q
质量2
，所述第二平均湿膜面密度为m2，所述第二平均干膜面密度为m3；所述第二固含量为α2；所述步骤根据所述第二涂布速度、所述第二涂布宽度及所述第二质量流量，计算第二平均湿膜面密度包括：所述步骤根据所述第二固含量及所述第二平均湿膜面密度，计算第二平均干膜面密度包括：7.根据权利要求6所述的面密度测量方法，其特征在于，定义总湿膜面密度为m4；所述步骤测量所述第一湿涂层(200)及所述第二湿涂层(400)的总湿膜面密度包括：使用面密度测量设备对所述第一湿涂层(200)及所述第二湿涂层(400)进行射线扫描，根据射线衰减程度获取所述总湿膜面密度；其中，i
02
为射线透过第一湿涂层(200)及第二湿涂层(400)前的强度；i2为射线透过第一湿涂层(200)及第二湿涂层(400)后的强度；λ2为第一湿涂层(200)及第二湿涂层(400)的吸收系数。8.一种面密度测量系统(100)，其特征在于，包括：第一模头(10)，用于将第一浆料涂布至基体的一侧表面；烘干装置(20)，设于第一模头(10)的下游，用于烘干第一浆料涂布形成的第一湿涂层(200)，以得到第一干涂层(300)；第一面密度测量装置(30)，设于所述第一模头(10)与所述烘干装置(20)之间，用于获取第一湿涂层(200)的第一湿膜面密度，并输出用于表征第一干涂层(300)的面密度的第一干膜面密度；其中，所述第一干膜面密度为根据第一平均干膜面密度对所述第一湿膜面密度进行修正后的面密度，所述第一平均干膜面密度通过第一浆料在进入第一模头(10)前的第一质量流量、第一固含量，以及第一浆料经所述第一模头(10)涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度获得。9.根据权利要求8所述的面密度测量系统(100)，其特征在于，还包括：第一固含量计(70)和第一质量流量测量设备，设于所述第一模头(10)的上游，分别用于获取所述第一固含量和所述第一质量流量；第一测速仪(120)及第一膜宽测量仪(130)，设于所述第一模头与所述烘干装置(20)之
间，分别用于获取所述第一涂布速度与所述第一涂布宽度。10.根据权利要求8所述的面密度测量系统(100)，其特征在于，还包括：第二模头(150)，设于第一面密度测量装置(30)与烘干装置(20)之间，用于将第二浆料涂布至基体的另一侧表面；所述烘干装置(20)还用于烘干第二浆料形成的第二湿涂层(400)，以形成第二干涂层(500)；第二面密度测量装置(160)，设于所述第二模头(150)与所述烘干装置(20)之间，用于获取第一湿涂层(200)和第二湿涂层(400)的总湿膜面密度，并输出用于表征第一干涂层(300)及第二干涂层(500)的总面密度的总干膜面密度；其中，所述总干膜面密度为根据所述第一平均干膜面密度及第二平均干膜面密度之和对所述总湿膜面密度进行修正后的面密度，所述第二平均干膜面密度通过第二浆料在进入第二模头(150)前的第二质量流量、第二固含量，以及第二浆料经第二模头(150)涂布在基体上的第二涂布速度及第二涂布宽度获得。11.根据权利要求10所述的面密度测量系统(100)，其特征在于，还包括：第二固含量计和第二质量流量测量设备，设于所述第二模头(150)的上游，用于获取所述第二固含量和所述第二质量流量；第二测速仪及第二膜宽测量仪，设于所述第二模头(150)与所述烘干装置(20)之间，分别用于获取所述第二涂布速度及所述第二涂布宽度。

技术总结
本申请涉及一种面密度测量方法及系统，获取第一浆料在进入第一模头前的第一质量流量及第一固含量，所述第一浆料经所述第一模头涂布在基体的一侧表面，以形成第一湿涂层；获取第一浆料经所述第一模头涂布在基体上的第一涂布速度及第一涂布宽度；根据所述第一涂布速度、所述第一涂布宽度及所述第一质量流量，计算第一平均湿膜面密度；根据所述第一固含量及所述第一平均湿膜面密度，计算第一平均干膜面密度；测量所述第一湿涂层的第一湿膜面密度；根据所述第一平均干膜面密度，对所述第一湿膜面密度进行修正，以输出用于表征第一干涂层的面密度的第一干膜面密度。避免了溶剂对面密度产生干扰，达到了准确测量第一干涂层的实际面密度的目的。密度的目的。


技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：上海先导慧能技术有限公司
技术研发日：2023.03.02
技术公布日：2023/7/12