CN105051962A - 滚轧装置、滚轧方法、产生的电解质膜以及由至少一个这样滚轧出的膜形成的电力存储组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种滚轧装置，该滚轧装置包括固定的第一组件(110)和可动的第二组件(120)，固定的第一组件包括至少一个第一滚轧圆柱体(110)，可动的第二组件包括至少一个第二滚压圆柱体(122)。第二组件(120)能够沿着至少一个自由度相对于固定第一组件(110)运动，使得第二圆柱体(122)的轴线(X2)能够相对于第一圆柱体(110)的轴线运动以控制所述圆柱体(110，120)之间的距离。所述滚轧装置的特征在于其包括：在可动组件(110)上施加第一力的弹性接触机构(130)，所述弹性接触机构(130)构造成当可动组件(110)施加在其上的反作用力大于预定阈值力时屈服；以及在可动组件(110)上施加第二力的控制机构(160)，所述第二力具有与弹性接触机构(130)施加的力大致相反的分量。

Description

滚轧装置、滚轧方法、产生的电解质膜以及由至少一个这样滚轧出的膜形成的电力存储组件
技术领域
本发明涉及储电装置(特别是电池或超级电容器)领域。
更具体地，本发明适用于制造用于构成阴极、阳极或电解质的膜的技术领域。
背景技术
通过将用于形成膜的材料混合并且通过将混合物挤出来制造这种膜是已知的。在被挤出之后，材料通过给予其扁平形状的嘴部。膜在嘴部输出时的厚度通常为一百或几百微米。为了将膜的厚度减小至目标厚度，或减小至大约二十微米，接着使膜通过滚轧机。更确切地，膜在两个圆柱体之间被驱动，所述两个圆柱体在膜上施加压力，该压力能够对应于选定的预定空气间隙对膜进行碾压。
在现有技术中，附图1中示出的类型的滚轧机是已知的，该滚轧机通常包括上圆柱体10和下圆柱体12，膜14将在上圆柱体10和下圆柱体12之间通过。通常，上圆柱体10固定并且附接到框架16，而下圆柱体12是可动的以调节两个圆柱体之间的距离，该距离将决定膜在滚轧机的出口处的厚度。还存在有使下圆柱体固定的反式组件。
下圆柱体12的位置通过坡度楔块18在圆柱体的轴向端部附近在每一侧上进行调整，楔块18包括具有大坡度的第一释放部和具有非常微小的坡度(大约1％)的第二调节部。
该楔块举升附接到下圆柱体的轴承22(分别设置在圆柱体的每个端部处)的滚动体20。每个轴承22在竖向滑动件24上移动，滑动件24允许轴承相对于框架16实现平移。楔块18能够沿着与滑动件24的运动垂直的轴线(大致水平)平移运动，并且楔块18的位置通过马达控制的致动器26改变。由于楔块18能够平移运动并且是有坡度的，因此其位移改变了下圆柱体12的竖向位置(通过轴承22在滑动件24中的滑动)以及两个圆柱体10与12的距离。
这种类型的已知系统会产生若干问题：首先，当发生事故并且检测到大量的从嘴部离开并且出现在圆柱体10和12之间的材料时，所进行的操作是楔块18在致动器26的操控下移动直到楔块18的释放斜坡产生作用并且使圆柱体10和12充分分离，以使过大厚度的材料通过。然而，楔块被释放的时间通常太长而无法避免对装置的损害(由于过载的力造成的圆柱体、滚动体的力学破坏或变形)。
而且，当必须释放圆柱体12时，膜14的厚度的精确调节会丧失。还明显的是，由于出现在马达(角度位置能够调节的元件并且作用于坡度楔块的轴向传递)与下圆柱体之间的长的机械链，理想调节未必能够有精度地再现。因此，调节时间在滚轧装置的每次启动时相对较长并且在正确的调节被发现之前通常需要重复多次。
而且，由于装置在圆柱体12的每个纵向端部处出现了楔块系统，并且楔块施加的接触力是未知的，因此滚轧开始时在对两个圆柱体10、12的平行性进行调节期间不均匀的力会因误差而被施加。类似地，由于两个楔块施加的力之间的不平衡性，两个圆柱体10、12之间会存在不平行性缺陷，从而在横向方向上产生膜厚度的不规则性。为这补偿这个问题，现有技术中的机器可以装备圆柱体10、12的位置的校准系统(未示出)。该系统例如可以基于置于圆柱体之间的易延展金属丝(比如锡丝)的碾压测量值。但是这需要有额外的测量和调节系统和通常进行多次迭代的新的测量操作，这是成本高的和耗时的。
在现有技术中，明显的是，圆柱体10、12的距离的调节步骤相当长和复杂，并且必须在每次事故之后重复。由于这个原因，本发明的目的是提供一种用于膜的滚轧装置，该装置能够更容易地调节并且在产生的膜的厚度方面具有对应于选定的空气间隙的较大精度。本发明的目的是提供一种装置，该装置与根据现有技术的已知装置相比能够更容易和更快速地调节，并且该装置防止了对机器产生损害。
发明内容
上述目的通过根据本发明的滚轧装置获得，所述滚轧装置包括第一固定组件和可动的第二组件，所述第一固定组件连接到所述装置的框架并且包括至少一个第一滚轧圆柱体，所述至少一个第一滚轧圆柱体绕其轴线可旋转地安装，所述第二组件包括至少一个第二滚轧圆柱体，所述至少一个第二滚轧圆柱体绕其轴线可旋转地安装，所述第二组件能够在至少一个自由度上相对于所述第一固定组件运动，使得所述第二圆柱体的轴线能够相对于所述第一圆柱体的轴线运动以控制所述圆柱体之间的距离，其特征在于，所述滚轧装置包括：
-弹性接触机构，所述弹性接触机构沿靠近所述第一固定组件的方向在所述可动组件上施加第一力，所述弹性接触机构构造成当所述可动组件施加在其上的反作用力大于预定阈值力时屈服，以及
-控制机构，控制机构在所述可动组件上施加第二力，所述第二力具有与所述弹性接触机构施加的力大致相反的分量。
根据本发明，控制机构包括机械机构，所述机械机构限定用于所述第二可动组件的可调节的机械止挡部。
这样，根据本发明，两个滚轧圆柱体通过弹性接触机构会聚接触并且控制机构产生反力以通过轻微压缩弹性装置精密地调整圆柱体的位置。然而，不同装置构造成使得在两个圆柱体之间通过的膜施加的力(在正常状态下)不足以造成弹性接触机构的压缩以及由此改变圆柱体的位置。
由于接触机构构造成被压缩，然后在反作用力达到一定阈值(具体地，认为发生堵塞时的阈值)时屈服，圆柱体之间的空间可以没有问题地打开并且避免了对装置的任何损害。明显的是，阈值力对应于滚压需要的力加上用于确保接触在控制机构上并且由此确保系统的稳定性的过载力。
在事故之后，足以将接触机构复位到其由控制机构产生的机械止挡部限定的初始位置，以重新获得装置的初始状态而不需要重复圆柱体的位置的精密调节。根据本发明，事实上不是接触机构产生圆柱体之间的距离的调节，而是控制机构的机械止挡部。通过将控制机构保持在适当位置，当接触机构恢复操作时可动圆柱体的位置再次自动调整。
而且，该装置的与提供释放的装置脱离的控制机构通过这种方式能够最靠近于可动圆柱体，这限制了机械链的长度并保证了调节的提高的精度和稳定性并且减小了由于机械部件的弹性导致的侧部的变化。
在常规方式中，每个滚轧圆柱体通过两个轴承连接到相应的(固定的或可动的)组件，两个轴承各自位于圆柱体的一个端部处，并且圆柱体的轴线插入到每个轴承中。
弹性接触机构优选地构造成使得其施加到可动组件的力相等地分布在圆柱体的每个轴承上。这种结果可以通过测量应变的应变计获得，其中所述应变施加到可动圆柱体的每个轴承上，或优选地由于应变从单个接触元件到两个轴承的传递链，或者当接触机构包括两个接触元件，两个接触元件由于其特性各自用于对圆柱体的一个轴承产生力。
本发明与现有技术的不同之处不仅在于结构上，而且具有相对于现有技术的实质优点。事实上，根据现有技术，必须在不知道机械链的组件在给定力下的弹性变形的情况下从接触开始调整圆柱体的位置。这个缺点可以通过应变计补偿，但这种补偿需要在已经很长的机械链中添加另一补充元件。
本发明更简单地控制圆柱体的平行性，当施加到两个轴承的力相等时平行性会自然出现。
根据本发明的弹性接触机构优选地包括填流有流体的封套并且包括用于流体的输出阀，当压力大于预定压力时该阀打开。弹性接触机构形成能够完全相反地从接触状态转换到释放状态的装置，不需要对装置的部件中的一个或另一个进行任何改变。流体优选地为比液体更易压缩的气体，并且因此能够更有余地地使用该装置并且能够更快速地收缩。封套例如为由橡胶制成的弹性封套或为任意等同装置。这种系统具有的优点是当接触机构屈服时没有破坏性。
而且，这种系统使用应变计或测量力的装置是没有用的，因为接触机构施加的力F能够通过简单地计算有应力的面积S产生的压力P获得，(F＝P*S))，每个参数P和S能够容易地获得。
弹性接触机构可以具有变型，该变型例如包括机械组件，所述机械组件确保所述可动组件朝向接触位置弹性受压，并且所述弹性接触机构还包括集成的机械保险器(或具有预调整的触发极限的机械装置)。这种机械保险器的示例可以为断裂起始器，所述断裂起始器配置成当施加到所述保险器的反作用力达到与堵塞导致的力相对应的阈值时屈服。
所述控制机构优选地包括至少一个机械杠杆，所述至少一个机械杠杆包括附接到所述固定组件的元件上的特别是旋转轴线的支撑点，所述杠杆或所述杠杆中的至少一个也与所述可动组件接触并且与控制调节元件接触，和所述可动组件的接触点与所述支撑点之间的距离小于和所述调节元件的接触点与所述支撑点之间的距离。这产生了精密调节和力的倍增，由杠杆的位移导致的可动元件的位移的范围绕小于作用在控制-调节元件上的位移的范围。优选地，控制机构包括多个串联的杠杆。在输入端处的控制调节元件位移与在输出端处的可动组件的位移之间的比值优选地选择成使得在控制机构的输入与可动组件的输出之间大于20。
所述控制机构优选地包括保持至少一个杠杆张紧的装置(或复位机构)。所述复位机构适于保持调节控制的输入元件与输出止挡部之间限定的运动链与所述输入控制元件接触。杠杆上的接触力(由弹性接触机构施加)的取消例如在释放的情况下得到补偿。这使得即使在机械组件不完善的情况下也能够实现调节装置的最优操作(取消了间隙)。这还使得即使在去除弹性接触机构的情况下控制机构也能够保持在适当位置。
控制机构的控制元件优选地包括支撑在杠杆上并且手动或自动驱动的可动装置。可动装置例如为手动螺钉、凸轮或具有滚珠螺杆的电动致动器等。
一方面，杠杆或杠杆中的至少一个，或另一方面，与杠杆接触的元件或元件中的至少一个相互支撑以产生从部件突出的接触区域，从而限定点接触或线接触。该突出区域能够产生良好的接触再现性，以避免比如在接触区域延伸的情况下可能发生的杠杆臂的不同元件之间的意外接触(如本发明所主张的，有精度的局部接触能够实现对力更好的控制)。
该突出区域可以形成为销的形式，销部分插入到元件的凹部中，从而确保接触在接纳件的母线上。接触于是为线性的。这种方案也是费用低的。
所述装置包括附接到所述可动组件和所述固定组件中的一个元件的传感器并且包括用于与所述可动组件和所述固定组件中的另一元件的止挡部接触的可动部分，以测量所述滚轧装置的可动组件的相对位移。所述传感器优选地定位在所述圆柱体的每侧上。
所述可动组件优选地是可动的以相对于所述固定组件枢转。
明显的是，所述滚轧装置可以包括两个支撑枢转臂，所述可动圆柱体的每个端部处定位有一个所述端部与所述滚轧装置的框架之间的臂。
所述装置可以包括枢转轴线和/或一个或多个、例如两个横杆，其附接到所述两个臂中的每个以实现可动圆柱体的两个端部之间的防滚装置的功能，并且限制所述两个端部之间的成角度偏移。因此，该横杆或所述杆限制了圆柱体的不平行性以及用于可动圆柱体的承载滚动体的使用，可动圆柱体不需要补偿这种偏移并且允许圆柱体的位置以及滚轧操作的更精确的调节。
所述装置优选地在每个臂附近包括接触和/或调节装置。
每个轴承附近的控制机构可以联接到一起并且一起调节，或可以彼此独立。
所述装置还包括防弯曲装置，该防弯曲装置将两个圆柱体连接并且对圆柱体的轴线施加力，该力补偿圆柱体的由于在圆柱体上进行滚轧造成的弹性(特别是弯曲)变形。这种装置在现有技术中是已知的。
可动圆柱体通常为装置的下圆柱体，并且弹性接触机构定位在下圆柱体下方并且施加向上的竖向力。然而，可动圆柱体可以为上圆柱体。圆柱体也可以定位在相同水平高度处，膜的移位方向于是是竖向的。
可动组件与控制机构之间的接触点选择成尽可能地靠近于可动圆柱体的轴线以产生最好的调节精度。
本发明的另一目的是用于启动根据本发明的装置的方法，所述方法包括：
-第一步骤，其中，所述弹性接触机构变形以产生预定阈值力，使得所述弹性接触机构在所述可动圆柱体上施加力，以使所述可动圆柱体以预定力与所述固定圆柱体接触，以及
-第二步骤，其中，通过作用于所述控制机构使所述弹性接触机构被对抗，以改变所述可动圆柱体的位置。
“以预定力接触”不仅意味着圆柱体是接触的而且意味着可动圆柱体将预定力施加到固定圆柱体。该预定力选择成等同于在膜通过滚轧机时施加到膜的力。作为提醒，在早期系统中，难以对施加在圆柱体之间的力进行控制。
所述装置包括所述可动组件的两个位移传感器，当通过每个传感器检测到所述可动组件相对于所述固定组件的位移(例如与所述可动圆柱体相对于所述固定圆柱体的微米级别的分离相对应)开始时，以零基准进行初始化(重设每个传感器的调节)。
继续对控制机构产生作用以达到根据产品的厚度选定的距离，所述距离通过传感器测量。
本发明还涉及一种电解质，所述电解质具有小于15微米的厚度，所述电解质在横向或纵向横截面上的对于大约30cm的宽度而言的厚度的变化小于+/-2微米(或总体4微米的最大变化)。这种电解质通过之前描述的方法获得并且在规则性方面具有极大的优点特征。这种电解质减小了利用这种膜形成的电池的内电阻并且增大了储存能力。
当宽度较小时(例如150mm)，厚度可以为小于或等于10微米的厚度，而横截面上的厚度变化小于+/-2微米。
这种类型的电解质通过滚轧、特别是热滚轧获得。
所述电解质包括至少一种聚合物和锂盐，特别地包括至少两种类型的聚合物，比如聚偏氟乙烯(PVDF)和环氧乙烷聚合物(POE)。所述锂盐为LiTFSI(锂盐双(三氟甲基磺酰)亚胺)。
本发明还涉及一种特别是电池的电力存储组件，所述电力存储组件包括这种电解质。
附图说明
本发明的其它特征、目的和优点将通过下面的详细描述并且参照以非限制性示例的方式给出的附图而显现，在附图中：
预先描述的图1示意性地示出了根据现有技术的装置的实施例；
图2示意性地示出了根据本发明的第一实施例的滚轧装置；
图3示意性地示出了本发明的第一实施例的可动圆柱体的位置控制机构；
图4示意性地示出了根据本发明的控制机构位移的测微检测装置的实施例；
图5和图6示意性地示出了根据本发明的第二和第三实施例的滚轧装置；以及
图7还示意性地示出了结合了本发明的特征的滚轧装置的另一变型。
具体实施方式
现在将描述附图2中示出的根据本发明的实施例的装置100。
通常，装置100包括框架106，框架106承载有固定组件110和可动组件120，固定组件110包括具有大致水平轴线X1的上圆柱体112，可动组件120包括具有轴线X2的下圆柱体122，轴线X2大致水平并且平行于上圆柱体112的轴线X1。上圆柱体112被任意适当的装置引导和驱动而绕其轴线X1旋转。类似地，下圆柱体122被任意适当的装置引导和驱动而绕其轴线X2旋转。比如电池的复合膜(例如阴极或电解质)的膜F将被送入到所述圆柱体112和122之间。
固定组件110和可动组件120各自包括两个分别位于其轴向端部处轴承，轴承用于支承圆柱体112和122绕轴线X1和X2旋转。每个所述轴承优选地包括外壳，与相应相关联的圆柱体112和122成一体的耳轴插入在该壳体中。耳轴相对于轴承能够旋转运动，并且实体化了每个圆柱体112、122的旋转轴线X1和X2。
上圆柱体112或更确切地上圆柱体112的轴承被附接到装置的框架106并因此被认为是固定圆柱体。
下圆柱体122，更确切地下圆柱体122的每个轴承被附接到支撑臂124。因此，下圆柱体122的每个端部处都存在有臂124。臂124属于可动组件120并且是可动的，以绕同样大致水平并且与圆柱体112和122的旋转轴线X1、X2平行的轴线X3相对于框架106旋转。该轴线X3称作臂124的铰接轴线并且位于距下圆柱体的轴线X2一定距离处。每个臂124的铰接轴线X3以及下圆柱体122的旋转轴线X2定位在臂124的两个相反端部处。
框架106在其下部中还包括弹性接触机构130，弹性接触机构130适于在可动组件120上施加趋向于将下可动圆柱体122推压成与上固定圆柱体112接触的第一力。
如之前所述，然而，当施加在可动组件120上的反作用力大于预定阈值力时，所述弹性接触机构130适于屈服。
根据图2中示出的实施例，弹性接触机构130包括气动元件131，气动元件131由柔软且可变形封套(例如由橡胶或任意等同材料制成)构成，封套限定出可变容积的封闭空腔，以便填充比如空气的流体。气动元件131在其上端处连接到支撑板140，支撑板140也在其一个端部处通过水平并且同样平行于圆柱体112和122的轴线的铰接轴线X4连接到框架106。支撑板140在其上表面上包括半圆柱形凸起部142，凸起部142的母线平行于轴线X4延伸，从而与叠置的下杆150形成线性支撑，下杆150大致水平并且属于可动组件120。杆150将两个臂124连接并且附接到两个臂124。
如在图2中明显的，杆150优选地将臂124的两个副翼125连接，副翼125在臂124的与铰接轴线X3相反并且承载下圆柱体122的端部附近向下凸出。
气动元件131可以包括安全阀(或排出阀)，安全阀(或排出阀)将空腔的内部容积与外部连接并且当空腔中的压力变得太高时快速地将空气从空腔排出。这样的阀在图2中以附图标记132示出。
气动元件131相对于圆柱体122居中并且处于圆柱体122的中间长度处，并且支撑板140在联接杆150的整个长度上线性接触联接杆150。这样，气动元件131产生的力也横跨下圆柱体122的每个轴承分配，并且圆柱体112和122的平行性得到相当好的控制。
这样，接触机构130适于在杆150上施加大致竖向向上方向的力，并因此在下圆柱体122上施加大致竖向向上方向的力：由此，当气动元件131膨胀时，支撑板140和凸起部142依照支撑板140的铰接轴线X4限定出的轨道被向上驱动。由于臂124和下杆150具有相对于框架106枢转的自由度，因此臂124和下杆150不对抗支撑板140的运动并且依照连接杆绕臂124的铰接轴线X3限定出的轨道运动。由此，下圆柱体122与上圆柱体112接触。两个臂124通过下联接杆150并且通过形成臂124的铰接轴线X3的轴连接。
包括杆150和形成轴线X3(假定该轴线例如通过具有螺钉带或销构件的环圈机械连接到臂以附接到臂)的轴的组件构成了有效的防滚装置，该防滚装置还参与了确保圆柱体112和122的平行性。事实上，臂之间形成有成角度联接，具体地，臂仅可以在最小幅度上相对于彼此成角度地偏移。因此，滚动体被保护不受圆柱体的轴承的影响，因此，滚动体可以选择成有非常高的精度并且改善滚轧精度。
非强制性地，明显的是，决定气动元件131产生的力在杆150上的作用点的凸起部142位于轴线X4与气动元件131产生的力在支撑板140上的作用点之间。这种布置使气动元件131施加到杆150的力相对于施加到支撑板140的力加倍。因此通过非限制性示例的方式，气动元件131的力在支撑板140上的作用点与轴线X4之间的距离比凸起部142与轴线X4之间的距离大大约两倍，这使气动元件131施加到杆150的力相对于施加到支撑板140的力增大一倍。
明显的是，当圆柱体122没有产生接触时(在打开其间以及圆柱体112和122靠近期间)，系统确保了圆柱体112和122的平行性，但最终的圆柱体112和122微米级别的平行性优选地通过下文中描述的系统保证。
在图2中还明显的是，根据本发明的装置优选地包括更详细地在图3中示出的精密控制机构160。所述装置160能够调节圆柱体112和122之间的空气间隙。
控制机构160定位成靠近下圆柱体122的每个纵向端部(或靠近每个臂124)。换言之，控制机构160包括2个与将在下文中描述的装置相同的装置。
根据图3中示出的优选实施例，控制机构160包括至少一个杠杆，所述至少一个杠杆形成用于可动组件的可调节的机械止挡部并且置于所述可动组件与输入调节装置之间。更确切地，两个杠杆164和170设置成串联定位在由螺钉162形成的输入调节装置与可动组件120以及复位机构180之间，复位机构180适于在弹性接触机构130收缩期间保持杠杆的机械链支撑在调节螺钉162上。
至少一个杠杆的使用并且优选地串联的两个杠杆的使用允许通过使调节装置的行程倍减并且反之使传递的力倍增来精密调节为可动组件120限定的停止位置。
更确切地，根据图3中示出的优选实施例，控制机构160首先包括能够手动控制并且固定到框架106的调节螺钉162(框架106起附接到螺钉162的固定螺母的作用)。控制机构160还包括第一杠杆164，第一杠杆164包括大致水平的臂166和半圆柱形下突起部168。下突起部168将被定位在具有大致互补形状的凹部172中，凹部172布置在属于控制机构160的第二杠杆170中。
每个第二杠杆170包括大致水平的臂174，臂174在第一端部处包括向上敞开以接纳突起部168的凹部172。在臂174的另一端部处，第二杠杆170还包括第向下敞开并且接纳复位机构180的二凹部176。
第一和第二杠杆164和170由例如加特种元素钢的金属材料制成并且是刚性的。还清楚的是，杠杆164和170在突起部168-凹部172的附近通过竖向销169连接，杠杆164或170中的一个包括接纳上述销169的长形孔，以产生杠杆164和170的相对横向固定并且通过突起部168在凹部172中的移位保留杠杆164相对于杠杆170成角度枢转的自由。
每个调节装置160还包括复位机构180。该复位机构可以形成不同实施例的对象。
根据图3中示出的实施例，所述复位机构180包括U形弹簧托板182，托板182包括下臂184和形成基板的上臂186。托板182通过上基板186连接到框架106。下臂184在其自由端部处具有向上定向的突起部186，该突起部186与插入到其中的第二杠杆170的凹部176互补。
该弹簧180被预加应力，并因此突起部186构成用于控制杠杆164和170的位置的印记(imprint)，无论接触机构130是否产生作用，并且无论第二杠杆170是否与下联接杆150接触。
调节装置160以如下方式操作：第二杠杆170在A处支撑在框架106上并且在B处与下杆150接触并且在突起部168插入到凹部172中的位置C处与第一杠杆164接触。接触部位A位于杠杆170的与凹部172所位于的位置相反的端部处。第一杠杆164在杠杆臂164的第一端部D处也支撑在框架106上并且在臂164的相反端部E处与调节螺钉162接触。明显的是，不同元件之间的上述接触点除了螺钉162在第一杠杆164上在E处的支撑(为点状支撑)以外形成了大致平行于圆柱体112、122的轴线X1和X2的线。
这样，调节装置160能够通过第二杠杆170在B处的接触点在下联接杆150上施加大致竖向向下方向的力，并因此在通过其轴承附接到该杆150的下圆柱体122上施加力。
如在图3中明显的，当调节螺钉162被旋紧时，调节螺钉162向下牵拉第一杠杆164的第一端部(支撑点E)。因此，C处的支撑点由于框架106上的支点(pointofreaction)D附近的反作用力(reaction)也下降并且向下牵拉第二杠杆170的相应端部(也在C处)。由于这个原因，第二杠杆170的与水平杆150接触的点B在B处在杆150上施加竖向向下的力，并且相对于固定在A处的支点向下运动。这改变了杆150的位轩并因此改变了下圆柱体122的位置。事实上，由于接触机构130能够弹性变形，由第二杠杆170施加在杆150上的力足以使封套131内部的空气被压缩并且足以使杆150的位置由于控制机构160的作用被改变。
明显的是，通过调节装置160能够对杆150施加比竖向作用在螺钉162上的位移小的位移，而施加到下联接杆150的竖向力以相同比值远大于需要作用在螺钉162上以使螺钉162移位的力。这可以是由于距离比造成的，其中距离分别为针对第一杠杆164的点C与D之间的距离以及点D与E之间的距离(距离DE>距离DC)以及针对第二杠杆170的点A与点C之间的距离以及点A与点B之间的距离(距离AC>距离AB)。事实上，系统输出的力与系统输入的力之比对应于距离比(AC/AB)*(DE/DC)。输出处的位移与输入处的位移之间的比值为距离比的倒数。比值可以适应于优选的精度。在这里示出的情况中，比值为AC/AB＝3并且DE/DC＝4，或总比值为12。
根据本发明的滚轧装置在每个调节装置160附近或可动圆柱体122的每个端部处优选地还包括图4中示出的检测装置或测微比较器190。
这种检测装置或测微比较器190可以形成不同实施例的对象。
根据图4中示出的实施例，该装置190包括本体192(测微位置传感器)，本体192附接到下联接杆150并且包括沿着大致竖向方向相对于本体192平移的可动探针194。定位在本体192中的传感器检测传感器192的运动。框架106装配有止挡部108，止挡部108具有大致水平接触表面109并且用于与探针194的自由上端部接触。
检测装置190(或测微比较器)精确地确保(例如几十微米)圆柱体112和122的平行性，如在下文中说明的。
现在将描述用于实施根据本发明的上述装置的方法的一些主要步骤。
该装置按照如下方式启动。
在接合用于在滚轧输出部构成膜F的材料之前，气动元件131膨胀到一定压力，使下圆柱体122和上圆柱体112以预定的力接触。该力与在膜F经过滚轧机期间施加到膜F的作用力相对应。该力在根据本发明的装置中是易于确定的，因为该力从施加到气动元件131的压力直接推算出，该压力是容易测得的参数。探针194与框架106的止挡部108接触。
调节装置160被致动以略微减小圆柱体112与122之间的接触力，直到观察到探针194的初始运动(由集成到本体192中的传感器检测)。这意味着圆柱体112与122之间的机械接触已经略微降压(从传感器的指示中可见)。集成到本体192中的传感器现在重设到零，使得所述传感器指示参考位置。明显的是，位于圆柱体122的每个端部处的两个调节装置160的参考位置未必同时获得。由于位于圆柱体的每一侧的调节装置被去相关，因此仍然能够获得圆柱体的平行性。
圆柱体112和122通过控制机构160进一步远离，以产生优选空气间隙。这由传感器192指示。
附加力被施加到弹性接触机构130以增大调节装置160上的力(清楚的是，一旦调节装置160被调节，则控制机构160控制圆柱体112与122之间的空气间隙)，并且即使在碾压膜F所需要的力的轻微变化的情况下也具有稳定停止作用。
如果问题确实产生并且在2个圆柱体112和122之间的空间附近发生堵塞，则下圆柱体122在气动元件131上施加竖向向下力，这压缩该元件131内部的空气并且产生距圆柱体112和122微小的距离(通过下圆柱体122的运动)。如果在元件131中获得大于预定压力的压力，这可以触发释放阀132。因此空气从气动元件131离开使气动元件131放气，并且这能够使水平杆150落下并且能够完全释放下圆柱体122的运动，从而使圆柱体112和122的旋转和滚轧停止(由于对下圆柱体122的运动的检测)。
在这种情况下，明显的是，控制机构160通过复位机构180保持在适当位置，复位机构180确保该组调节杠杆164和170没有游隙的稳定接触。这样，在恢复到生产状态期间，通过随后对元件131重新加压，圆柱体112和122的初始位置在不需要额外调节的情况下重新获得。
现在将描述附图5中示出的本发明的第二实施例。
图5示出了装置100，装置100包括框架106(在图5中部分示出)，框架106承载包括上圆柱体112的固定组件110和包括下圆柱体122的可动组件120，下圆柱体122通过接触机构130朝向上圆柱体112受压，接触机构130包括气动元件131，气动元件131抵靠水平杆被支撑，水平杆将两个铰接臂连接，两个铰接臂支撑下圆柱体122进行旋转，并且水平杆在两个铰接臂之间延伸。
图5中示出的实施例与之前参照图2至图4描述的实施例的实质不同之处在于控制机构160的结构。事实上，图5中示出的控制机构160这里也在圆柱体122的每个端部处包括成组的两个杠杆164和170，所述两个杠杆164和170置于可动组件120与控制螺钉162之间。但两个杠杆164和170不与位于下圆柱体122的臂下方的水平杆接触，而在下圆柱体122的轴线X2附近的区域123中以及膜F在圆柱体112与122之间通过的位置直接与下圆柱体122的轴承121接触。
图5中示出的设置在可动组件120的每个端部上的调节装置160是数字控制的，其中并联地使调节装置160产生增量。
根据图5中示出的实施例，为了使不同杠杆之间的联接尽可能地精确，每个元件在必须形成接触的位置附近(轴承120和一个杠杆170)都装配有销127、177，销127、177为此目的插入在设置在轴承121或杠杆170的凹部中，并且如有必要产生不同元件之间的线性接触。
更确切地，图5示出了在165(D)处铰接在框架106上的初级杠杆164。初级杠杆164在E处抵靠螺钉162的端部被支撑，又在C处被支撑在联接到次级杠杆170的销177上。
次级杠杆170在171(A)处铰接在框架106上并且在B处压靠与下圆柱体122的轴承121成一体的销127。
在图5中示出的实施例中，复位机构180包括若干受压地预加应力的弹簧182。
更确切地，根据图5中示出的实施例，包括弹簧182的复位机构180设置成分别连结到两个杠杆164和170中的每一个。
根据图5中示出的特定且非限制性实施例，第一杠杆164的比率为4而第二杠杆170的比率为6。
控制机构160的调节螺钉162此时通过马达161驱动。该马达161可以根据在滚轧机的输出部处采集的测量值在闭合回路中进行控制。
还明显的是，根据图5，杠杆164和170没有抵靠框架106支撑而是通过相应的轴线165和171(杠杆164和170能够绕轴165和171枢转)连接到框架106。然而，杠杆164和170的旋转轴线165和171具有与前一实施例的支撑点C和D相同的作用，都能够在杠杆的输入端和输出端之间使力倍增并且使位移距离倍减。
检测装置也包括装配有本体192和探针194的传感器，但此时本体192附接到框架106并且抵靠属于可动组件120的臂124的突起部125。
其它改变特别包括的是，轴承121在气动元件131上的支撑通过支撑板140直接支撑而不是通过枢转联接杆支撑(如之前参照图2描述的，其中，支撑板又安装到枢轴(没有力的加倍))。
现在将描述附图6中示出的本发明的第三实施例。
图6也示出了装置100，装置100包括框架106，框架106承载包括上圆柱体112的固定组件110和包括下圆柱体122的可动组件120，下圆柱体122通过接触机构130朝向上圆柱体112受压，接触机构130包括气动元件131，气动元件131联接到水平杆150，水平杆150将两个在X3处铰接的臂124连接，臂124支撑下圆柱体进行旋转。
图6还示出了包括两个杠杆164和170的控制机构160，杠杆164和170置于可动组件120与附接到框架106的控制螺钉162之间。
初级杠杆164在D处铰接在框架106上并且在E处抵靠螺钉162的端部被支撑，并且又在C处支撑在次级杠杆170上。距离比DE/DC大于1以实现上述力的倍增。
次级杠杆170在A处铰接在框架106上，在B处抵靠联接到下可动组件120的杆150被支撑。距离比AC/AB同样大于1以实现上述力的倍增。
复位机构180逆着调节螺钉162施加的力对第二杠杆170加压。因此，即使弹性接触机构130被移除，次级杠杆170仍保持抵靠初级杠杆164被支撑并且初级杠杆仍保持与调节螺钉162接触。
当然，之前描述的实施例是非限制性的。本发明涵盖根据其范围的所有变型。
图7还在特定实施例中组合了根据本发明的各种变型实施例，下面将对其进行描述。
在根据本发明的第一变型中，气动元件131可以由集成有机械保险器的弹性机械元件133取代，例如通过断裂起始器135预加压力的弹簧，如图7中所示。还明显的是，气动元件的弹性封套的形式不限于已经在前面的实施例中描述的那样。
根据本发明的装置也可以包括若干并列的接触机构130。因此，在附图7中更确切地示出了框架106与可动组件120之间并列的两个弹性机械接触元件133a和133b。
根据本发明的另一变型，控制机构160可以不包括杠杆，而是包括单个手动调节螺钉162(或者任何等效的装置，比如机动螺钉、凸轮或者具有滚珠螺杆的电动致动器等)，手动调节螺钉162直接靠置在轴承121或者下圆柱体122的臂部124上，或者甚至包括支撑在轴承的可动区域上的坡度楔块上。图7示出了这种调节致动器，该调节致动器位于基准162下方，直接对联接至可动组件120的轴承121的止挡部129施加应力。
如图7所示，根据本发明的另一变型，可动圆柱体122与框架106的连接装置可以不是通过枢转臂部124所实现的枢转连接装置，而是横向于滚轧方向的直线式侧部连接装置128。
根据本发明的另一变型，还能够以相同并且不独立的方式来驱动位于下圆柱体122的任一侧上的两个控制机构160。
根据本发明的装置也可以包括防弯曲装置，该防弯曲装置阻止上圆柱体112在由于产品碾压而造成的推力的作用下在其中心处略微的挠曲。
当自动地控制可动装置时，可选地，在膜制造期间，可动装置根据从测量传感器获得的数据、特别是根据定位在辊轧机的输出部处的厚度被控制。图7中用附图标记195示出了这种厚度传感器。
如前所述，可动圆柱体122通常为装置的下圆柱体，并且弹性接触机构130定位在下圆柱体122下方且施加向上的竖向力。然而，可动圆柱体122可以是上圆柱体。圆柱体也能够定位在相同的水平高度处，如图7所示，膜F的移位方向在滚轧区域中是竖向的。
固定组件110和可动组件120分别可以包括如图2、图5和图6中示出的单个圆柱体(辊轧机类型的圆柱体，称作DUO)、如图7所示的位于固定组件110上的两个圆柱体(辊轧机类型的圆柱体，称作QUARTO)，固定组件110包括工作圆柱体112a，工作圆柱体112a与膜接触并且被支撑在支撑圆柱体112b上，可动组件120也包括工作圆柱体122a，工作圆柱体122a面向圆柱体112a和支撑圆柱体122b或者甚至多于两个圆柱体(例如，称为“Sendzimirvault”的辊轧机等)。
优选地，具有其耳轴的圆柱体成一体而具有良好的几何形状，并且最重要的具有最优的尺寸稳定性，而不管运行状况(特别地，温度和滚轧应力)如何。
明显的是，在所描述的实施方式中，本发明极为有利，这是因为本发明在膜宽度的范围内产生了几乎等于微米级别的精度，所述膜宽度双倍于将被定位到电池中的两个膜的常规宽度(或者总计约为31cm)。
出于简化的目的，以上描述提及滚轧“膜”。但本发明不必限于特定类型的膜(特别是单层膜)。多层膜能够滚轧成单件或者在进行滚轧造操作时能够同时进行另外的操作。
例如，图2示出了同样是根据本发明的对复合结构进行层压和滚轧，复合结构在输入端3处包括单独的膜F0、F1和F2，例如，中心电解质膜F0夹置在分别位于膜F0的各个面F1和F2上的两个保护膜(例如，聚乙烯膜)之间，在输入端3来自不同的来源，但在滚动输出处结合到单个常用膜F中。在该实施方式中，明显的是，仅膜F0被碾压或者滚压，并且明显的是，在滚轧膜F0期间，保护膜组装在膜F0上。如附图所示，通过两组滚动体对滚压机的输入端的膜F0、F1和F2的组分以及滚压机的输出端的膜F进行导引和传递，在本申请中将不会对形成许多实施方式的已知且相同的物体及其结构和定位进行描述。

Claims (20)

1.一种滚轧装置，包括第一固定组件(110)和可动的第二组件(120)，所述第一固定组件(110)连接到所述装置的框架(106)并且包括至少一个第一滚轧圆柱体(112)，所述至少一个第一滚轧圆柱体(112)绕其轴线(X1)可旋转地安装，所述第二组件(120)包括至少一个第二滚轧圆柱体(122)，所述至少一个第二滚轧圆柱体(122)绕其轴线(X2)可旋转地安装，所述第二组件(120)能够在至少一个自由度上相对于所述第一固定组件(110)运动，使得所述第二圆柱体(122)的轴线(X2)能够相对于所述第一圆柱体(110)的轴线(X1)运动以控制所述圆柱体(110，120)之间的距离，其特征在于，所述滚轧装置包括：
弹性接触机构(130)，所述弹性接触机构(130)沿靠近所述第一固定组件(110)的方向在所述可动组件(120)上施加第一力，所述弹性接触机构(130)构造成当所述可动组件(120)施加在其上的反作用力大于预定阈值力时屈服，以及
控制机构(160)，所述控制机构(160)在所述可动组件(120)上施加第二力，所述第二力具有与所述弹性接触机构(130)施加的力大致相反的分量。
2.根据权利要求1所述的滚轧装置，其特征在于，所述控制机构(160)包括机械机构(162，170)，所述机械机构(162，170)限定用于所述第二可动组件(120)的可调节的机械止挡部。
3.根据权利要求1或2所述的滚轧装置，其特征在于，所述弹性接触机构(130)施加的力介于在正常操作状态下在所述两个圆柱体(112，122)之间通过的膜(F)施加的力与在堵塞的情况下获得的反作用力之间。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述弹性接触机构(130)施加的力等于与滚轧所需要的力加上过载力相对应的阈值，以通过保证系统的稳定性而用于确保接触在所述控制机构(160)上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述可动圆柱体(122)可旋转地安装在分别位于其端部上的两个轴承中，并且所述弹性接触机构(130)构造成使得其施加到所述可动组件(120)的力相等地分布在所述可动圆柱体(122)的每个轴承上，为此，所述弹性接触机构(130)优选地相对于所述轴承居中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述弹性接触机构(130)包括优选地由橡胶制成的可变形弹性封套(131)，所述封套(131)填充有优选地为气体的流体并且包括用于流体的出口阀(132)，所述出口阀(132)在压力大于预定压力时打开。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述弹性接触机构(130)包括机械组件(133)，所述机械组件(133)确保所述可动组件(120)朝向接触位置弹性受压，并且所述弹性接触机构(130)还包括比如断裂起始器的集成的机械保险器，所述保险器配置成当施加到所述保险器的反作用力达到与堵塞导致的力相对应的阈值时屈服。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述控制机构(160)包括至少一个机械杠杆(164，170)，所述至少一个机械杠杆(164，170)包括附接到所述固定组件(110)的元件上的例如旋转轴线的支撑点(A，D，165，171)，所述杠杆或所述杠杆中的至少一个还与所述可动组件(120)接触并且与控制调节元件(162)接触，和所述可动组件接触(120)的接触点(B)与所述支撑点(A)之间的距离小于和所述调节元件接触(162)的接触点(E)与所述支撑点(A)之间的距离，以产生精密调节和力的倍增。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述控制机构(160)包括多个串联的杠杆(164、170)。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述控制机构(160)包括复位机构(180)，所述复位机构(180)确保保持至少一个杠杆(162，170)张紧，所述复位机构(180)适于保持在调节控制的输入元件(162)与输出止挡部(170)之间限定的运动链与所述输入控制元件(162)接触。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述控制机构(160)的控制元件包括可动装置(162)，所述可动装置(162)支撑在杠杆(164)上并且手动或自动地被驱动，所述可动装置(162)为例如手动螺钉、凸轮或具有滚珠螺杆的电动致动器。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述控制机构(160)包括由相互支撑的机械元件(162、164、170、120)形成的运动链，并且其中，所述运动链中的所述机械元件之间的接触由限定点接触或线接触的例如销的突出机构限制。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述滚轧装置包括传感器(192)，所述传感器(192)附接到所述可动组件(110)和所述固定组件(120)中的一个元件，并且包括用于与所述可动组件(120)和所述固定组件(110)中的另一元件的止挡部(108)接触的可动部分(194)，以测量所述滚轧装置的可动组件(110)的相对位移。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的滚轧装置，其特征在于，所述可动组件(120)是可动的以相对于所述固定组件(110)枢转，优选地设置有两个枢转支撑臂(124)，在所述可动圆柱体(122)的每个端部处，在所述端部与所述滚轧装置的框架(106)之间，定位有一个臂(124)。
15.根据前述权利要求所述的装置，其中，定位在所述可动圆柱体(122)的每个端部处的两个臂(124)通过至少一个附接到所述两个臂(124)中的每个的横杆连接，以形成防滚装置。
16.一种根据权利要求1至15中任一项所述的装置的启动方法，其特征在于，所述启动方法包括：
第一步骤，其中，所述弹性接触机构(130)被张紧至预定阈值力，使得所述弹性接触机构(130)在所述可动圆柱体(122)上施加力，以使所述可动圆柱体(122)以预定力与所述固定圆柱体(112)接触，以及
第二步骤，其中，通过作用于所述控制机构(160)使所述弹性接触机构(130)被对抗，以改变所述可动圆柱体(122)的位置。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在所述装置包括所述可动组件(122)的两个位移传感器的情况下，当通过每个传感器检测到与所述可动圆柱体(122)相对于所述固定圆柱体(112)的分离相对应的所述可动组件(120)相对于所述固定组件(110)的位移开始时，以零基准初始化每个传感器。
18.一种通过根据权利要求1至15中任一项所述的装置的滚轧机构获得和/或通过执行根据权利要求16或17中任一项所述的方法获得的电解质，其特征在于，所述电解质具有小于15微米的厚度，所述厚度有利地小于或等于10微米，并且对于大于或等于150mm、例如大约30cm的宽度而言，根据横向或纵向横截面厚度变化小于+/-2微米。
19.根据权利要求18所述的电解质，其特征在于，所述电解质包括至少一种聚合物和锂盐，特别地包括至少两种类型的聚合物，比如聚偏氟乙烯(PVDF)和环氧乙烷聚合物(POE)，所述锂盐为LiTFSI(锂盐双(三氟甲基磺酰)亚胺)。
20.一种特别是电池的电力存储组件，包括根据权利要求18或19所述的电解质，所述电解质具有小于15微米的厚度，所述厚度有利地小于或等于10微米，并且对于大于或等于150mm、例如大约30cm的宽度而言，根据横向或纵向横截面的厚度变化小于+/-2微米。
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