CN108630883A - 压延装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种压延装置，包括：辊压机构，包括平行设置的第一压辊和第二压辊；基材，与第一压辊贴合并向前行进；料带放卷机构；料带，设置在料带放卷机构上且由料带放卷机构送入辊压机构，并在第一压辊和第二压辊的挤压下附着在基材上。料带放卷机构包括料带放卷轴、料带张力检测组件及料带速度检测组件，且卷绕在料带放卷轴上的料带经过料带张力检测组件和料带速度检测组件后进入辊压机构。料带放卷轴的转速由料带张力检测组件检测的张力反馈控制，以保持料带的张力恒定；第二压辊的转速由料带速度检测组件检测的速度反馈控制，以保持料带的带速恒定。由于料带受到的张力和带速恒定，因此，单位时间内料带进入辊压机构的重量恒定。

Description

压延装置
技术领域
本发明涉及压延成型领域，尤其涉及一种压延装置。
背景技术
锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长、绿色无污染等优势被广泛应用于消费类电子产品和电动汽车领域。然而在锂电池的首次充放电过程中都会由于固体电解质膜(SEI膜)的形成而消耗部分锂，造成正极材料锂的损失，且此不可逆的首次容量的损失直接导致电池容量的损失。目前，锂离子电池极片的补锂工艺是提高容量的关键技术，其核心在于压延与覆合。压延即是将0.25mm～2mm的锂带通过辊压形成0.002mm～0.006mm的锂膜，并使其附着于基材上的一种工艺方法。
补锂过程中，补锂重量的一致性是一项重要参数，若补锂过量则很容易导致电芯出现析锂、循环性能差的问题。由于现有技术很难制备厚度很薄的锂带，且锂带来料在宽度、长度方向上本身存在的厚度波动，是改善补锂重量一致性的一大瓶颈。当锂带来料的厚度波动较大(≥±20μm)时，来料厚度的误差容易导致锂带堆积在辊压入料处使得压延过程难以连续稳定进行，造成压延到基材上的锂带的重量一致性差。因此，需要提供一种压延装置，能够保证料带压延到基材的重量一致性，提高压延的均匀性，但不限于将锂带压延到基材上。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种压延装置，其能保证料带压延到基材的重量一致性，提高压延的均匀性。
为了实现上述目的，本发明提供了一种压延装置，其包括：辊压机构，包括平行设置的第一压辊和第二压辊；基材，与第一压辊贴合并向前行进；料带放卷机构；料带，设置在料带放卷机构上且由料带放卷机构送入辊压机构，并在第一压辊和第二压辊的挤压下附着在基材上。料带放卷机构包括料带放卷轴、料带张力检测组件以及料带速度检测组件，且卷绕在料带放卷轴上的料带经过料带张力检测组件和料带速度检测组件后进入辊压机构；其中，料带放卷轴的转速由料带张力检测组件检测的张力反馈控制，以保持料带的张力恒定；第二压辊的转速由料带速度检测组件检测的速度反馈控制，以保持料带的带速恒定。
本发明的有益效果如下：
在根据本发明的压延装置中，料带进入辊压机构后，在第一压辊和第二压辊的挤压作用下与贴合在第一压辊上的基材连成一体，而由于料带受到的张力恒定，从而使得料带在张力的作用下厚度均匀，同时，由于料带的带速恒定，因此，单位时间内料带进入辊压机构的重量恒定，进而使压延到基材单位面积上的料带的重量恒定，保证料带压延到基材的重量一致性，提高压延的均匀性。
附图说明
图1为根据本发明的压延装置的一示意图；
图2为根据本发明的压延装置的另一示意图。
其中，附图标记说明如下：
1辊压机构 51基材放卷轴
11第一压辊 52基材张力检测组件
12第二压辊 6收料机构
2基材 7收料速度检测机构
3料带放卷机构 8厚度检测机构
31料带放卷轴 9隔离膜
32料带张力检测组件 A隔离膜放卷机构
321料带张力调节辊 A1隔离膜放卷轴
322位置传感器 A2隔离膜张力检测组件
323料带张力检测辊 B隔离膜收卷机构
324张力传感器 B1隔离膜收卷轴
33料带速度检测组件 B2静电消除器
4料带 C复合带
5基材放卷机构 S纠偏传感器
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本发明的压延装置。
参照图1和图2，根据本发明的压延装置包括：辊压机构1，包括平行设置的第一压辊11和第二压辊12；基材2，与第一压辊11贴合并向前行进；料带放卷机构3；料带4，设置在料带放卷机构3上且由料带放卷机构3送入辊压机构1，并在第一压辊11和第二压辊12的挤压下附着在基材2上。料带放卷机构3包括料带放卷轴31、料带张力检测组件32以及料带速度检测组件33，且卷绕在料带放卷轴31上的料带4经过料带张力检测组件32和料带速度检测组件33后进入辊压机构1；其中，料带放卷轴31的转速由料带张力检测组件32检测的张力反馈控制，以保持料带4的张力恒定；第二压辊12的转速由料带速度检测组件33检测的速度反馈控制，以保持料带4的带速恒定。
在根据本发明的压延装置中，料带4进入辊压机构1后，在第一压辊11和第二压辊12的挤压作用下与贴合在第一压辊11上的基材2连成一体，而由于料带4受到的张力恒定，从而使得料带4在张力的作用下厚度均匀，同时，由于料带4的带速恒定，因此，单位时间内料带4进入辊压机构1的重量恒定(厚度均匀，带速恒定)，进而使压延到基材2单位面积上的料带4的重量恒定(基材2的行进速度恒定，因此单位时间进入辊压机构1的基材2的单位面积和料带4的重量恒定)，保证料带4压延到基材2的重量一致性，提高压延的均匀性。
在根据本发明的压延装置中，如果需要在基材2单位面积上压上恒定重量的料带4，需要设定料带4的带速、张力的大小以及基材2的行进速度。在压延过程中，如果料带张力检测组件32检测的张力偏离设定值(由于卷绕在料带放卷轴31上的料带4的卷径变化，导致料带4的带速变化以及张力变化)，那么外部的控制系统依据检测的张力调整料带放卷轴31的转速，以保证料带4的张力恒定，同时，当料带速度检测组件33检测的速度偏离带速的设定值时，外部的控制系统依据料带速度检测组件33检测的速度反馈控制第二压辊12的转速，保持料带4的带速恒定(由于料带4夹持在第一压辊11和第二压辊12之间，当检测到的带速偏小时，提高第二压辊12的转速，可以增大带速，反之，当检测到的带速偏大时，降低第二压辊12的转速，可以减小带速)。
在根据本发明的压延装置的一实施例中，参照图1，料带张力检测组件32包括：料带张力调节辊321，由气缸驱动，且在受到驱动力时移动；以及位置传感器322，检测料带张力调节辊321的位置。气缸依据料带4设定的张力向料带张力调节辊321施加恒定的推力，以保证料带张力调节辊321的位置恒定，在压延过程中，如果料带4的张力变化，那么料带张力调节辊321的位置就会偏移，位置传感器322依据检测到料带张力调节辊321偏移的量反馈控制料带放卷轴31的转速，从而通过调整料带放卷轴31的转速保证料带张力调节辊321在设定的恒定位置(即保证料带4的张力恒定)。在另一实施例中，参照图2，料带张力检测组件32包括：料带张力检测辊323；以及张力传感器324，检测经过料带张力检测辊323的料带4的张力。张力传感器324依据检测到的张力值反馈控制料带放卷轴31的转速，从而通过调整料带放卷轴31的转速保证料带4的张力恒定。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，料带放卷机构3还设有纠偏传感器S，防止料带4在行进过程中偏斜。纠偏传感器S为超声波式或激光式。料带放卷轴31为气胀轴或机械胀轴。
在根据本发明的压延装置中，第一压辊11和第二压辊12均在对应的伺服电机驱动下旋转；第一压辊11的两端连接有轴承、轴承座，且轴承座与动力机构相连，动力机构通过轴承座、轴承带动第一压辊11靠近或远离第二压辊12。动力机构通过带动第一压辊11移动来调整第一压辊11和第二压辊12的间隙，从而调整料带4和基材2夹持在第一压辊11和第二压辊12之间时受到的压力。动力机构可为气缸、气液增压缸或液压缸。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，所述压延装置还包括：基材放卷机构5，且基材2卷绕在基材放卷机构5。基材放卷机构5包括基材放卷轴51以及基材张力检测组件52，卷绕在基材放卷轴51上的基材2经过基材张力检测组件52后进入辊压机构1，且基材放卷轴51的转速由基材张力检测组件52检测的张力反馈控制，以保持基材2的张力恒定。在压延过程中，如果基材张力检测组件52检测的张力偏离设定值，那么外部的控制系统依据检测的张力调整基材放卷轴51的转速，以保证基材2的张力恒定。基材张力检测组件52可为张力调节辊与位置传感器的组合(原理与料带张力调节辊321和位置传感器322相同)，也可以为张力检测辊和张力传感器的组合(原理与料带张力检测辊323和张力传感器324相同)。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，基材放卷机构5还设有纠偏传感器S，防止基材2在行进过程中偏斜。纠偏传感器S为超声波式或激光式。基材放卷轴51为气胀轴或机械胀轴。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，所述压延装置还包括：收料机构6，收集基材2与料带4压延在一起后形成的复合带C。收料机构6可以将复合带C卷绕在轴上，也可以将复合带C牵引到其它的设备进行处理。收料机构6具有牵引基材2与料带4的作用。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，所述压延装置还包括收料速度检测机构7以及厚度检测机构8，设置在收料机构6与辊压机构1之间，且复合带C经由收料速度检测机构7和厚度检测机构8的检测后进入收料机构6。收料速度检测机构7能够实时检测收料机构6的收料速度。厚度检测机构8能够检测复合带C的厚度，经过计算、修正后实时监测压延到基材2上的料带4的均匀性(如果厚度波动大，则压延的均匀性差)，实现品质监控。厚度检测机构8可采用超声波式、激光式或CCD式的测厚传感器。
在根据本发明的压延装置中，料带4为锂带。锂离子电池在成型过程中需要补锂，因此，本发明的压延装置可用于将锂带压延到极片(基材2)上。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，所述压延装置还包括：隔离膜9，贴合在第二压辊12上以将料带4与第二压辊12隔开，且隔离膜9的离型力小于基材2的离型力。隔离膜9能够防止料带4粘附到第二压辊12上。具体而言，在第一压辊11和第二压辊12的挤压下，隔离膜9、料带4及基材2会连接在一起，但是由于隔离膜9的离型力小于基材2的离型力，所以随着基材2与第一压辊11脱离，料带4会与隔离膜9分离而与基材2连为一体。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，所述压延装置还包括隔离膜放卷机构A和隔离膜收卷机构B。隔离膜放卷机构A包括隔离膜放卷轴A1和隔离膜张力检测组件A2，卷绕在隔离膜放卷轴A1上的隔离膜9经过隔离膜张力检测组件A2后进入辊压机构1，且隔离膜放卷轴A1的转速由隔离膜张力检测组件A2检测的张力反馈控制，以保持隔离膜9的张力恒定。隔离膜收卷机构B包括隔离膜收卷轴B1，隔离膜9与辊压机构1脱离后卷绕在隔离膜收卷轴B1上。在压延过程中，如果隔离膜张力检测组件A2检测的张力偏离设定值，那么外部的控制系统依据检测的张力隔离膜放卷轴A1的转速，以保证隔离膜9的张力恒定。隔离膜收卷机构B具有牵引隔离膜9的作用，以将隔离膜9与料带4分离。
在根据本发明的压延装置中，隔离膜张力检测组件A2可为张力调节辊与位置传感器的组合(原理与料带张力调节辊321和位置传感器322相同)，也可以为张力检测辊和张力传感器的组合(原理与料带张力检测辊323和张力传感器324相同)。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，隔离膜放卷机构A还设有纠偏传感器S，防止隔离膜9在行进过程中偏斜。纠偏传感器S为超声波式或激光式。隔离膜放卷轴A1为气胀轴或机械胀轴。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，隔离膜收卷机构B包括静电消除器B2和纠偏传感器S。
在根据本发明的压延装置的另一实施例中，可通过在第二压辊12上完全包覆一层隔离膜9来将料带4与第二压辊12隔开。
在根据本发明的压延装置中，参照图1和图2，所述压延装置还包括多个过辊，对料带4、基材2及隔离膜9进行传动和导向。

Claims (10)

1.一种压延装置，包括：
辊压机构(1)，包括平行设置的第一压辊(11)和第二压辊(12)；
基材(2)，与第一压辊(11)贴合并向前行进；
料带放卷机构(3)；
料带(4)，设置在料带放卷机构(3)上且由料带放卷机构(3)送入辊压机构(1)，并在第一压辊(11)和第二压辊(12)的挤压下附着在基材(2)上；
其特征在于，
料带放卷机构(3)包括料带放卷轴(31)、料带张力检测组件(32)以及料带速度检测组件(33)，且卷绕在料带放卷轴(31)上的料带(4)经过料带张力检测组件(32)和料带速度检测组件(33)后进入辊压机构(1)；
其中，料带放卷轴(31)的转速由料带张力检测组件(32)检测的张力反馈控制，以保持料带(4)的张力恒定；第二压辊(12)的转速由料带速度检测组件(33)检测的速度反馈控制，以保持料带(4)的带速恒定。
2.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，料带张力检测组件(32)包括：
料带张力调节辊(321)，由气缸驱动，且在受到驱动力时移动；以及
位置传感器(322)，检测料带张力调节辊(321)的位置。
3.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，料带张力检测组件(32)包括：
料带张力检测辊(323)；以及
张力传感器(324)，检测经过料带张力检测辊(323)的料带(4)的张力。
4.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，
第一压辊(11)和第二压辊(12)均在对应的伺服电机驱动下旋转；
第一压辊(11)的两端连接有轴承、轴承座，且轴承座与动力机构相连，动力机构通过轴承座、轴承带动第一压辊(11)靠近或远离第二压辊(12)。
5.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，
所述压延装置还包括：基材放卷机构(5)，且基材(2)卷绕在基材放卷机构(5)；
基材放卷机构(5)包括基材放卷轴(51)以及基材张力检测组件(52)，卷绕在基材放卷轴(51)上的基材(2)经过基材张力检测组件(52)后进入辊压机构(1)，且基材放卷轴(51)的转速由基材张力检测组件(52)检测的张力反馈控制，以保持基材(2)的张力恒定。
6.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，所述压延装置还包括：收料机构(6)，收集基材(2)与料带(4)压延在一起后形成的复合带(C)。
7.根据权利要求6所述的压延装置，其特征在于，所述压延装置还包括收料速度检测机构(7)以及厚度检测机构(8)，设置在收料机构(6)与辊压机构(1)之间，且复合带(C)经由收料速度检测机构(7)和厚度检测机构(8)的检测后进入收料机构(6)。
8.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，料带(4)为锂带。
9.根据权利要求1所述的压延装置，其特征在于，所述压延装置还包括：
隔离膜(9)，贴合在第二压辊(12)上以将料带(4)与第二压辊(12)隔开，且隔离膜(9)的离型力小于基材(2)的离型力。
10.根据权利要求9所述的压延装置，其特征在于，所述压延装置还包括：
隔离膜放卷机构(A)，包括隔离膜放卷轴(A1)和隔离膜张力检测组件(A2)，卷绕在隔离膜放卷轴(A1)上的隔离膜(9)经过隔离膜张力检测组件(A2)后进入辊压机构(1)，且隔离膜放卷轴(A1)的转速由隔离膜张力检测组件(A2)检测的张力反馈控制，以保持隔离膜(9)的张力恒定；以及
隔离膜收卷机构(B)，包括隔离膜收卷轴(B1)，隔离膜(9)与辊压机构(1)脱离后卷绕在隔离膜收卷轴(B1)上。
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