CN104858234A - 一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，该方法主要包括：在极片轧辊表面上加装一个中频或高频交流电的感应加热线圈，通过该感应加热线圈对极片轧辊加载一个交变的电磁场，在极片轧辊与感应加热线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，使极片轧辊的相应部位进行加热并升温到所需加热工况温度；在极片轧辊转出感应加热线圈的范围内安装非接触式红外测温探头，对极片轧辊的加热温度进行测量。本发明所述锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，可以克服现有技术中加热效率低和能耗高等缺陷，以实现加热效率高和能耗低的优点。

Description

一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统

技术领域

本发明涉及锂电池加工技术领域，具体地，涉及一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统。

背景技术

在现行行业内通行的极片热轧机轧辊采取的加热方式如下：

⑴在轧辊内放置发热电阻直接通电加热；⑵由油温机加热导热油至额定温度，将热导热油通过管道通入轧辊，对轧辊进行加热。

这些对轧辊进行加热的方式均存在设备结构复杂，需要对轧辊做加热电源连接或者导热油的管道特殊设计。并且这些方式均属于对轧辊进行整体加热，升温过程长，使用过程中向空间环境热辐射上大量的热能，整体能源效率不高。

针对这些缺点，需要开发高频感应和中频感应加热的极片轧辊加热方式。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在加热效率低和能耗高等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，以实现加热效率高和能耗低的优点。

本发明的第二目的在于，提出一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的系统。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，主要包括：

a、在极片轧辊表面上加装一个中频或高频交流电的感应加热线圈，通过该感应加热线圈对极片轧辊加载一个交变的电磁场，在极片轧辊与感应加热线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，使极片轧辊的相应部位进行加热并升温到所需加热工况温度；

b、在极片轧辊旋转方向上，位于感应加热线圈后的位置处，安装非接触式红外测温探头，对极片轧辊的加热温度进行测量。

进一步地，在步骤a中，还包括：

在极片热轧辊压机上，为了使极片轧辊稳定均匀地受热，可在辊面方向同时并联多套极片感应加热装置，使极片轧辊稳定地受热，以保持极片持续热轧。

进一步地，在步骤a中，还包括：

将所述感应加热线圈所在的感应加热系统的控制方式，整合到极片热轧辊压机的控制系统中；通过极片热轧辊压机的控制系统，实现包含过压保护、过流保护、缺水保护和报警指示的自动控制。

进一步地，在步骤b中，采用非接触式红外测温探头对极片轧辊的加热温度进行测量的测量温度范围为0～500℃。

进一步地，在步骤b中，采用非接触式红外测温探头对极片轧辊的加热温度进行测量的检测点为极片轧辊转出感应加热线圈的范围处。

进一步地，在步骤b中，采用非接触式红外测温探头对极片轧辊的加热温度进行测量的操作，具体包括：

当检测到的温度达到或者超过设定的温度上限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热线圈的电流和电压参数，通过降低感应加热线圈的发热量降低极片轧辊的加热温度；

当检测到的温度达到或者低于设定的温度下限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热线圈的电流和电压参数，通过增加感应加热线圈的发热量提高极片轧辊的加热温度。

同时，本发明采用的另一技术方案是：一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的系统，包括极片，对称设置在所述极片的上侧和下侧、且相向旋转的第一金属轧辊和第二金属轧辊，加载在所述第一金属轧辊外围的第一电磁感应加热线圈，加载在第二金属轧辊外围的第二电磁感应加热线圈，分别安装在所述第一电磁感应加热线圈和第二电磁感应加热线圈上的第一红外感应测温探头和第二红外感应测温探头，分别与所述第一电磁感应加热线圈和第二电磁感应加热线圈连接的第一主控箱和第二主控箱，以及分别与所述第一主控箱和第二主控箱连接的三相380V电源；所述第一红外感应测温探头与第一主控箱连接，第二红外感应测温探头与第二主控箱连接。

本发明各实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，由于该方法主要包括：在极片轧辊表面上加装一个中频或高频交流电的感应加热线圈，通过该感应加热线圈对极片轧辊加载一个交变的电磁场，在极片轧辊与感应加热线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，使极片轧辊的相应部位进行加热并升温到所需加热工况温度；在极片轧辊旋转方向上，位于感应加热线圈后的位置处，安装非接触式红外测温探头，对极片轧辊的加热温度进行测量；可以不需要通过对热传导媒介进行加热来加热轧辊或者对设备轧辊整体进行加热，设备不会向外界环境大量辐射热能，热效率高；从而可以克服现有技术中加热效率低和能耗高的缺陷，以实现加热效率高和能耗低的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统中感应加热轧辊热辊压设备的主视结构示意图；

图2为本发明锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统中感应加热轧辊热辊压设备的左视结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

为了克服现有的极片轧辊加热方式加热效率低、能耗高的缺点，根据本发明实施例，如图1和图2所示，提供了一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，具体为一种在锂离子动力电池生产过程中电池极片热轧制过程中的一种新的极片热轧机的轧辊的加热方式（即高频感应和中频感应加热极片轧辊的加热方式），也是一种新的利用高频感应和中频感应来使得极片轧辊在与感应线圈相对应的部分自体感应发热的轧辊加热方式。该锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，属于金属材料自体感应发热，不需要通过对热传导媒介进行加热来加热轧辊或者对设备轧辊整体进行加热，设备不会向外界环境大量辐射热能，热效率高。

本实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，解决其技术问题所采用的技术方案主要包括以下4个方面：

⑴在极片轧辊上加载了一个中频或高频交流电的感应加热线圈，对极片轧辊加载一个交变的电磁场。在轧辊与线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，可使极片轧辊此部位迅速加热，在很短时间内温度上升到所需加热工况温度。

⑵极片轧辊加热温度测量采用非接触式红外测量，测量探头为非接触式红外测量探头，测量温度范围0～500℃。检测点为在极片轧辊旋转方向上，位于感应加热线圈后的位置处。当检测到的温度达到或者超过设定的温度上限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热器的电流、电压等，实现降低发热量从而降低温度。当检测到的温度达到或者低于设定的温度下限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热器的电流、电压等，实现增加发热量从而提高温度。

⑶在极片热轧辊压机上，为了使极片轧辊稳定地受热，可以在辊面方向同时并联了多套极片感应加热装置。在极片烘干过程中保持极片持续热轧。

⑷感应加热系统的控制整合入极片热轧辊压机的控制系统，为自动控制，采用了设有过压、过流、缺水多重保护，并报警指示功能。

在图1所示感应加热轧辊热辊压实施例的结构示意图中，在极片热辊压机热轧辊上加装了中频或高频交流电的感应加热线圈，从而对极片轧辊加载一个交变的电磁场。使极片轧辊迅速加热，在很短时间内温度上升到所需工况温度。在轧辊转出感应线圈范围处安装了非接触式红外测温探头，当非接触式红外测温探头检测到轧辊表面温度达到或者超过设定的温度上限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热器的电流、电压等，实现减少电感量，从而实现降低发热量从而降低温度。当检测到轧辊表面温度达到或者低于设定的温度下限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热器的电流、电压等，实现增加电感量，从而实现增加发热量提高辊面温度。

本实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，主要包括：在极片热辊压机热轧辊上加装了中频或高频交流电的感应加热线圈，从而对极片轧辊加载一个交变的电磁场。在轧辊与线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，可使极片轧辊在此部位迅速加热，在很短时间内温度上升到所需工况温度。在轧辊与线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，可使极片轧辊此部位迅速加热，在很短时间内温度上升到所需加热工况温度；加热升温过程短。

在上述实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统中，极片轧辊表面感应发热，能量集中于对极片进行加热，实现高效率的加热。采取局部加热，由于感应加热只是对轧辊的部分表面进行加热，减少了原来轧辊整体升温所需的能量消耗。减少了设备向外界环境辐射热能。极片轧辊加热温度测量采用非接触式红外测量，测量探头为非接触式红外测量探头。

在上述实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统中，涉及的锂电池极片热轧机轧辊感应加热过程中非接触红外温度测量的方式，在极片轧辊旋转方向上，位于感应加热线圈后的位置处安装了非接触式红外测温探头，当非接触式红外测温探头检测到轧辊表面温度达到或者超过设定的温度上限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热器的电流、电压等，实现减少电感量，从而减少发热量从而降低温度。当检测到轧辊表面温度达到或者低于设定的温度下限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热器的电流、电压等，实现增加电感量，从而增加发热量提高辊面温度。

上述实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，作为在锂离子动力电池生产过程中电池极片辊压过程中新的极片轧辊加热方式，使在极片热辊压机热轧辊上加装了中频或高频交流电的感应加热线圈，从而对极片轧辊加载一个交变的电磁场。在轧辊与线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，可使极片轧辊在此部位迅速加热，在很短时间内温度上升到所需工况温度。在轧辊与线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，可使极片轧辊在此部位迅速加热，在很短时间内温度上升到所需加热工况温度。加热升温过程短。采取局部加热，由于感应加热只是对轧辊的部分表面进行加热，减少了原来轧辊整体升温所需的能量消耗。减少了设备向外界环境辐射热能。这种加热方式使得总体热效率达90%以上。

综上所述，本发明上述各实施例的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法和系统，至少可以达到的有益效果主要包括以下两点：

⑴通过极片轧辊与感应线圈相对的表面在交变磁场在中产生出同频率的感应电流，可使极片轧辊表面浅层迅速加热，在很短时间内温度上升到所需工况温度。

⑵采取局部加热，由于感应加热只是对轧辊的部分表面进行加热，减少了原来轧辊全面升温所需的能量消耗，减少了设备向外界环境辐射热能。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (7)

1.一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，其特征在于，主要包括：

a、在极片轧辊表面上加装一个中频或高频交流电的感应加热线圈，通过该感应加热线圈对极片轧辊加载一个交变的电磁场，在极片轧辊与感应加热线圈相对应的部位表面浅层产生出同频率的感应电流，使极片轧辊的相应部位进行加热并升温到所需加热工况温度；

b、在极片轧辊旋转方向上，位于感应加热线圈后的位置处，安装非接触式红外测温探头，对极片轧辊的加热温度进行测量。

2.根据权利要求1所述的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，其特征在于，在步骤a中，还包括：

在极片热轧辊压机上，为了使极片轧辊稳定地受热，在辊面方向同时并联多套极片感应加热装置，用于在极片烘干过程中使极片轧辊稳定地受热，以保持极片持续热轧。

3.根据权利要求1所述的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，其特征在于，在步骤a中，还包括：

将所述感应加热线圈所在的感应加热系统的控制方式，整合到极片热轧辊压机的控制系统中；通过极片热轧辊压机的控制系统，实现包含过压保护、过流保护、缺水保护和报警指示的自动控制。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，其特征在于，在步骤b中，采用非接触式红外测温探头对极片轧辊的加热温度进行测量的测量温度范围为0～500℃。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，其特征在于，在步骤b中，采用非接触式红外测温探头对极片轧辊的加热温度进行测量的检测点为极片轧辊转出感应加热线圈的范围处。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的锂电池极片热轧机轧辊感应加热的方法，其特征在于，在步骤b中，采用非接触式红外测温探头对极片轧辊的加热温度进行测量的操作，具体包括：

当检测到的温度达到或者超过设定的温度上限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热线圈的电流和电压参数，通过降低感应加热线圈的发热量降低极片轧辊的加热温度；

当检测到的温度达到或者低于设定的温度下限值时，红外温度控制器输出控制信号到控制箱来调节感应加热线圈的电流和电压参数，通过增加感应加热线圈的发热量提高极片轧辊的加热温度。

7.一种锂电池极片热轧机轧辊感应加热的系统，其特征在于，包括极片，对称设置在所述极片的上侧和下侧、且相向旋转的第一金属轧辊和第二金属轧辊，加载在所述第一金属轧辊外围的第一电磁感应加热线圈，加载在第二金属轧辊外围的第二电磁感应加热线圈，分别安装在所述第一电磁感应加热线圈和第二电磁感应加热线圈上的第一红外感应测温探头和第二红外感应测温探头，分别与所述第一电磁感应加热线圈和第二电磁感应加热线圈连接的第一主控箱和第二主控箱，以及分别与所述第一主控箱和第二主控箱连接的三相380V电源；所述第一红外感应测温探头与第一主控箱连接，第二红外感应测温探头与第二主控箱连接。