CN106784604B - 一种在电池极片表面合成复合层的设备 - Google Patents

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Abstract

一种在电池极片表面合成复合层的设备，涉及电池制造技术领域，包括极片放卷机构和复合料卷放卷机构，以及设置在极片放卷机构和复合料卷放卷机构之间的合成机构，所述复合料卷放卷机构的前端设有用于将复合料卷表面的保护层分离的保护层收卷机构，所述合成机构处设有将合成后的极片收卷的极片收卷机构。该设备将带有保护层的复合料带通过压辊合成到极片表面，实现了在极片表面复合层的合成。极片卷和复合料卷的走带上均设有纠偏装置和牵引装置，可以保证走带的平整均匀性；该设备的合成机构采用高强度的牵引压辊和移动压辊，可以保证良好的合成效果。

Description

一种在电池极片表面合成复合层的设备
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，更具体的涉及一种在电池极片表面合成复合层的设备。
背景技术
目前在锂电池生产过程中，极片表面涂覆多采用浆料涂布机，还没有用于将固体粉料、薄片等合成到极片表面的装置。但是随着固态电池技术的成熟，急需开发满足于固态电池的制造装备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在电池极片表面合成复合层的设备，该设备将带有保护层的复合料带通过压辊合成到极片表面，实现了在极片表面复合层的合成。
本发明所要解决的技术问题采用以下技术方案来实现。
一种在电池极片表面合成复合层的设备，包括极片放卷机构和复合料卷放卷机构，以及设置在极片放卷机构和复合料卷放卷机构之间的合成机构，所述复合料卷放卷机构的前端设有用于将复合料卷表面的保护层分离的保护层收卷机构，所述合成机构处设有将合成后的极片收卷的极片收卷机构。
进一步，所述极片放卷机构包括依次设置的极片放卷装置、极片换卷装置、极片放卷纠偏装置和极片放卷牵引装置；所述复合料卷放卷机构包括复合料卷放卷装置、复合料卷换卷装置、复合料卷纠偏装置和复合料卷牵引装置。
进一步，所述合成机构包括设置在极片放卷机构后端的牵引压辊、设置在保护层收卷机构前端的移动压辊以及用于推动移动压辊的顶推装置。
进一步，保护层收卷机构包括设置在复合料卷放卷机构前端的保护层牵引辊，以及设置在保护层牵引辊处分支上的保护层收卷装置。
进一步，所述极片收卷机构包括依次设置在牵引压辊和移动压辊之间的分支上的极片收卷纠偏装置、极片收卷换卷装置和极片收卷装置。
进一步，所述保护层牵引辊和保护层收卷装置之间设有保护层过辊。
进一步，所述牵引压辊和极片收卷机构之间设有展平过辊。
进一步，极片和复合料卷的走带上设有多组用于改变极片或复合料卷走带方向、避让操作工位的过辊。
进一步，所述极片放卷装置由放卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述复合料卷放卷装置由放卷电机、气涨轴和复合料卷组成；所述极片换卷装置和复合料卷换卷装置均由两组气缸压板组成；所述极片放卷纠偏装置和复合料卷纠偏装置均由纠偏传感器和纠偏轮组成，所述纠偏传感器位于极片宽度方向一侧边缘；所述极片放卷牵引装置和复合料卷牵引装置均包括位于极片走带上方的牵引辊和位于极片走带下方的橡胶辊。
进一步，所述保护层收卷装置由收卷电机、气涨轴和保护层卷组成，所述极片收卷装置由收卷电机、气涨轴和极片卷组成；极片收卷换卷装置均由两组气缸压板组成，极片收卷纠偏装置均由纠偏传感器和纠偏轮组成。
本发明提供了一种在电池极片表面合成复合层的设备，该设备将带有保护层的复合料带通过压辊合成到极片表面，实现了在极片表面复合层的合成。该设备中设有保护层收卷装置，使得用于该装置的复合料带上下表面可以设保护层，以避免复合料带在输送过程中的损伤及污染；极片卷和复合料卷的走带上均设有纠偏装置和牵引装置，可以保证走带的平整均匀性；该设备的合成机构采用高强度的牵引压辊和移动压辊，可以保证良好的合成效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为极片与复合层合成的辊压示意图。
其中，1--极片放卷机构，2--复合料卷放卷机构，4--合成机构，5--保护层收卷机构，6--极片收卷机构，11--极片放卷装置，12--极片换卷装置，13--极片放卷纠偏装置，14--极片放卷牵引装置，21--复合料卷放卷装置，22--复合料卷换卷装置，23--复合料卷纠偏装置，24--复合料卷牵引装置，31--过辊，32--展平过辊，33--保护层过辊，41--牵引压辊，42--移动压辊，43--顶推装置，51--保护层牵引辊，52--保护层收卷装置，61--极片收卷装置，62--极片收卷纠偏装置，63--极片收卷换卷装置，101--极片，102--复合料带。
具体实施方式
为了使本发明的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
图1所示，一种在电池极片表面合成复合层的设备，包括极片放卷机构1和复合料卷放卷机构2，以及设置在极片放卷机构1和复合料卷放卷机构2之间的合成机构4，所述复合料卷放卷机构2的前端设有用于将复合料卷上表面的保护层分离的保护层收卷机构5，所述合成机构4处设有将合成后的极片收卷的极片收卷机构6。极片和复合料卷的走带上设有多组用于改变极片或复合料卷走带方向、避让操作工位的过辊31。所述过辊31通过轴承座固定在设备支架上，圆跳动误差小于0.01mm，表面镀络和氧化处理，辊径60-150mm，表面粗糙度0.4-0.8s，动平衡10-20g。所述的极片卷的材料为铜箔光箔、铝箔光箔、涂覆铜箔或涂覆铝箔等，所述复合料卷包括复合料带和保护层，复合料带的材料金属锂片或粉料等，保护层的厚度0.01-01mm，采用PET、PP等材料制成。
所述极片放卷机构1包括依次设置的极片放卷装置11、极片换卷装置12、极片放卷纠偏装置13和极片放卷牵引装置14；所述复合料卷放卷机构2包括复合料卷放卷装置21、复合料卷换卷装置22、复合料卷纠偏装置23和复合料卷牵引装置24。
所述合成机构4包括设置在极片放卷机构1后端的牵引压辊41、设置在保护层收卷机构5前端的移动压辊42以及用于推动移动压辊42的顶推装置43。所述牵引压辊41与移动压辊42规格相同，由电机减速机驱动，通过万向联轴器传动，且设置手动换辊滑道，便于换辊。所述牵引压辊41表面镀络处理，辊径300-500mm，表面粗糙度0.1-0.2s。所述移动压辊42由顶推装置43进行顶推压紧，行程2-5cm。所述牵引压辊41和移动压辊42可进行表面加热，辊压压力100Kg-3000Kg。
保护层收卷机构5包括设置在复合料卷放卷机构2前端的保护层牵引辊51，以及设置在保护层牵引辊51处分支上的保护层收卷装置52。所述保护层牵引辊51和保护层收卷装置52之间设有保护层过辊33。所述保护层过辊33表面镀络和氧化处理，辊径30-60mm，表面粗糙度0.8-1.6s，动平衡20g。
所述极片收卷机构6包括依次设置在牵引压辊41和移动压辊42之间的分支上的极片收卷纠偏装置62、极片收卷换卷装置63和极片收卷装置61。所述牵引压辊41和极片收卷机构6之间设有展平过辊32。所述展平过辊32表面做展平纹处理，辊径150-200mm，动平衡10-20g。当极片收卷装置61上的极片卷的直径超出设定值后，人工换卷。
所述极片放卷装置11由放卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述复合料卷放卷装置21由放卷电机、气涨轴和复合料卷组成，所述保护层收卷装置52由收卷电机、气涨轴和保护层卷组成，所述极片收卷装置61由收卷电机、气涨轴和极片卷组成。所述气涨轴一端可打开，用于极片卷/保护层卷/复合料卷的更换，且更换时需要放掉气涨轴的充气。所述极片换卷装置12、复合料卷换卷装置22和极片收卷换卷装置63均由两组气缸压板组成，气缸行程2-5cm，缸径6-12mm。当进行换卷时两组气缸压板依次动作，人工更换极片卷/复合料卷。所述极片放卷纠偏装置13、复合料卷纠偏装置23和极片收卷纠偏装置62均由纠偏传感器和纠偏轮组成，所述纠偏传感器位于极片宽度方向一侧边缘。所述纠偏传感器检测极片卷/复合料卷走带实时位置偏差，反馈至控制系统进行偏差补偿计算，计算后控制纠偏轮进行调整纠正偏差，纠偏范围±30-50mm，纠偏响应时间5ms。
所述极片放卷牵引装置14和复合料卷牵引装置24均包括位于极片走带上方的牵引辊和位于极片走带下方的橡胶辊。所述橡胶辊为可移动辊，通过气缸驱动，气缸顶推行程1-5cm，且设置两组气缸确保顶推的平齐。橡胶辊表面设有5-10mm的橡胶层，具有一定强度。所述牵引辊表面镀络处理，辊径150-200mm，表面粗糙度0.2-0.4s，动平衡10-20g；所述橡胶辊辊径150-200mm，表面粗糙度0.4-0.8s，动平衡20g。所述保护层牵引辊51用于牵引有保护层的复合料带，伺服电机驱动，表面镀络和氧化处理，辊径100-150mm，表面粗糙度0.2-0.4s，动平衡10-20g。
该设备的工作原理为：
1)极片卷通过极片放卷装置11进行放卷，经过极片放卷纠偏装置13调整走带位置，同时复合料卷通过复合料卷放卷装置21进行放卷，经过复合料卷纠偏装置23调整走带位置。复合料卷上表面的保护层在经过保护层牵引辊51后与复合料带进行分离收卷，复合料卷下表面的保护层在经过移动压辊42后与复合料带进行分离收卷。
2)将极片卷通过牵引压辊41，复合料带通过移动压辊42，顶推装置43将移动压辊42与牵引压辊41顶推至一起，驱动两个压辊进行合成，将复合料带102合成到极片101表面(图2所示)。
3)合成后的极片卷通过展平辊32进行展平处理，经过过辊调整走带方向，极片收卷纠偏装置62检测走带边缘偏差值，将偏差值反馈系统计算调整方式，纠偏轮对应动作调整偏差。
4)极片放卷装置进行换卷时停机操作，极片换卷装置12的两组气缸中先夹紧靠近过辊31处的极片，人工将极片放卷装置11上的芯轴去除，更换上新的料卷后与之前的极片用胶带粘贴一起。收卷换卷与放卷换卷操作相同。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：包括极片放卷机构(1)和复合料卷放卷机构(2)，以及设置在极片放卷机构(1)和复合料卷放卷机构(2)之间的合成机构(4)，所述复合料卷放卷机构(2)的前端设有用于将复合料卷表面的保护层分离的保护层收卷机构(5)，所述合成机构(4)处设有将合成后的极片收卷的极片收卷机构(6)；
所述合成机构(4)包括设置在极片放卷机构(1)后端的牵引压辊(41)、设置在保护层收卷机构(5)前端的移动压辊(42)以及用于推动移动压辊(42)的顶推装置(43)，所述移动压辊(42)由顶推装置(43)进行顶推压紧；
保护层收卷机构(5)包括设置在复合料卷放卷机构(2)前端的保护层牵引辊(51)，以及设置在保护层牵引辊(51)处分支上的保护层收卷装置(52)；
复合料卷上表面的保护层在经过保护层牵引辊(51)后与复合料带进行分离收卷，复合料卷下表面的保护层在经过移动压辊(42)后与复合料带进行分离收卷。
2.根据权利要求1所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：所述极片放卷机构(1)包括依次设置的极片放卷装置(11)、极片换卷装置(12)、极片放卷纠偏装置(13)和极片放卷牵引装置(14)；所述复合料卷放卷机构(2)包括复合料卷放卷装置(21)、复合料卷换卷装置(22)、复合料卷纠偏装置(23)和复合料卷牵引装置(24)。
3.根据权利要求1所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：所述极片收卷机构(6)包括依次设置在牵引压辊(41)和移动压辊(42)之间的分支上的极片收卷纠偏装置(62)、极片收卷换卷装置(63)和极片收卷装置(61)。
4.根据权利要求1所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：所述保护层牵引辊(51)和保护层收卷装置(52)之间设有保护层过辊(33)。
5.根据权利要求3所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：所述牵引压辊(41)和极片收卷机构(6)之间设有展平过辊(32)。
6.根据权利要求1所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：极片和复合料卷的走带上设有多组用于改变极片或复合料卷走带方向、避让操作工位的过辊(31)。
7.根据权利要求2所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：所述极片放卷装置(11)由放卷电机、气涨轴和极片卷组成，所述复合料卷放卷装置(21)由放卷电机、气涨轴和复合料卷组成；所述极片换卷装置(12)和复合料卷换卷装置(22)均由两组气缸压板组成；所述极片放卷纠偏装置(13)和复合料卷纠偏装置(23)均由纠偏传感器和纠偏轮组成，所述纠偏传感器位于极片宽度方向一侧边缘；所述极片放卷牵引装置(14)和复合料卷牵引装置(24)均包括位于极片走带上方的牵引辊和位于极片走带下方的橡胶辊。
8.根据权利要求1或3所述的一种在电池极片表面合成复合层的设备，其特征在于：所述保护层收卷装置(52)由收卷电机、气涨轴和保护层卷组成，所述极片收卷装置(61)由收卷电机、气涨轴和极片卷组成；极片收卷换卷装置(63)由两组气缸压板组成，极片收卷纠偏装置(62)由纠偏传感器和纠偏轮组成。
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