CN109037589A - 一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法 - Google Patents

一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供的一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法,可对极片AB面同时覆膜,降低极耳撕裂的风险,极片AB面同时覆膜,能够将挤压力传递到极耳头部,增加极耳头部抗撕裂能力;针对不同极片箔材的厚度不一致、辊压厚度不一致、极片宽度不一致的情况,压辊覆膜可调节压下力,并可根据需要调整或更换纠偏支架和PET膜卷,便于根据需要适用于各种不同型号锂电池的极片辊压操作。

Description

一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法
技术领域
本发明涉及锂离子电池生产技术领域,尤其涉及一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法。
背景技术
锂离子电池具有输出电压高,无记忆性效应等优点,目前已经广泛被手机电池,电动汽车行业所应用;同时,锂离子电池制作中浪费比较严重,由于极耳褶皱、辊压断带引起的电池报废比较常见。
极卷是锂电池极片卷成规则的圆柱状的简称。锂电池生产过程中有一个重要工序是辊压,其目的是将涂布后极片卷碾压到规定的压实密度,由于辊压时涂覆区箔材受挤压,留白区箔材不受压,两部位箔材延展性不一样,造成极片产生不良缺陷(压痕、压裂、褶皱等)。通常,将极片设为AB面,具有留白区的箔材面为极片A面,另一面箔材面为极片B面。传统解决方法是在辊压前托辊留白区箔材经过区域粘贴铁氟龙,但该方法并不能同时解决极片箔材AB两面同步过辊受压的问题。另外涂布后极卷规格也不尽相同,单幅与多幅极卷也给覆膜带来较多不变。针对锂电池行业极片辊压时箔材产生的不良缺陷,为提高辊压质量与效率,需要设计并提供该极片辊压防皱的装置和方法。
发明内容
本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术之不足,本发明提供一种有效减少过辊过程中形成压痕、褶皱、断带的一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种锂电池极片辊压防皱装置,设置在极卷穿带后、极片过辊前,包括至少两组依次设置的覆膜装置,最后一组覆膜装置之后设有主动张力辊,每组覆膜装置包括压辊组件和托辊,所述极片穿插于压辊组件与托辊之间并由压辊组件压接在托辊组件上,所述的压辊组件包括压辊,每组覆膜装置的托辊中心线、极卷圆弧出顶点和压辊中心线位于同一平面内,每组覆膜装置的压辊与极片之间压接有保护膜,压辊在转动过程中将保护膜分别压接在极片AB面,所述保护膜端部穿过压辊与托辊之间间隙并卷绕于主动张力辊上。
极卷穿带后,在入辊前在极片的AB面设置覆膜装置,在出辊后设置收膜装置(主动张力辊)。覆膜膜装置在极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面各覆一层PET离型膜,过辊时涂覆区与覆膜区箔材受到的挤压力接近。带有极耳的极片在上述锂电池极片辊压防皱装置上运行时,涂覆区与覆膜后箔材厚度与涂覆区箔材厚度相当,两区域产生的挤压力接近,覆膜区的箔材受力与涂覆区接近。保护膜需采用具有不可压缩性的膜材。由于保护膜的不可压缩性,在辊压过程中,基本不会在涂覆区与留白区交界处箔材上产生褶皱甚至断裂,极大的降低了极片的报废率。
进一步的,保护膜为PET离型膜。在极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面分别覆PET离型膜,过辊时涂覆区与覆膜区箔材受到的挤压力接近,极片上箔材产生不良缺陷(压痕、压裂、褶皱等)大大降低。
压辊为空心轴,所述空心轴外包覆有聚氨酯层。聚氨酯包覆在压辊上,其特点为辊轮包胶,其目的是当保护膜被压辊压下时后,能够在压辊与托辊间形成一个可调压力,既能够排除箔材与保护膜之间的气泡,又能保证不把箔材压裂。
压辊组件还包括纠偏装置和固定在纠偏装置上的至少一组安装支架,所述安装支架上转动连接有压辊。
纠偏装置包括纠偏支架,所述的纠偏支架上开有腰槽孔,所述腰槽孔内贯穿设有可沿腰槽孔长度方向和深度方向调节的螺杆,所述螺杆一端固定有安装支架、另一端通过螺母与腰槽孔固定;所述的安装支架底部通过轴承和轴套转动连接有压辊。保护膜的位置通过纠偏支架的安装腰槽孔移动来完成。安装时保证压辊中心线与托辊中心线平行。保护膜从气涨轴引出后经过纠偏支架送至压辊覆膜,压辊的转动由轴承实现,压下量通过调节螺杆与螺母上下浮动实现,压辊的轴向偏移可以通过调节安装压辊支架在腰槽孔之间进行,若极耳宽度不同,只需要更换压辊与轴套;单幅或双幅只需增加或减少一组压辊实现。
主动张力辊与压辊的切线方向和极片运行方向具有倾角。主动张力辊位于辊压出口位,与极片运行方向呈一定倾角,可在收卷时保护箔材不被拉裂。
一种锂电池极片辊压防皱方法,在极片过辊前,在极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面分别压覆保护膜。防皱装置包括至少两组依次设置的覆膜装置,最后一组覆膜装置之后设有主动张力辊,每组覆膜装置包括压辊组件和托辊,所述极片穿插于压辊组件与托辊之间并由压辊组件压接在托辊组件上,所述的压辊组件包括压辊,每组覆膜装置的托辊中心线、极卷圆弧出顶点和压辊中心线位于同一平面内,每组覆膜装置的压辊与极片之间压接有保护膜,压辊在转动过程中将保护膜分别压接在极片AB面,所述保护膜端部穿过压辊与托辊之间间隙并卷绕于主动张力辊上;
包括如下操作步骤:
A、极卷穿带后,将保护膜穿过压辊与托辊之间间隙并覆于极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面上,调整压辊的下压量,并将压辊过辊后的保护膜卷绕在主动张力辊上;
B、极片在驱动力作用下在托辊上平移,托辊同步运动,保护膜被均匀覆于极片留白区和箔材面上;
C、覆有保护膜的极片进辊压后随保护膜的卷绕方向由主动张力辊收卷。
本发明的有益效果是,本发明提供的一种锂电池极片辊压防皱装置及方法,可对极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面同时覆膜,降低极耳撕裂的风险,极片AB面同时覆膜,能够将挤压力传递到极耳头部,增加极耳头部抗撕裂能力;针对不同极片箔材的厚度不一致、辊压厚度不一致、极片宽度不一致的情况,压辊覆膜可调节压下力,并可根据需要调整或更换纠偏支架和PET膜卷,便于根据需要适用于各种不同型号锂电池的极片辊压操作。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明最优实施例覆膜装置的结构示意图。
图2是本发明最优实施例的结构示意图(箭头方向为极片运行方向)。
图3是本发明最优实施例压辊组件的结构示意图。
图中1、托辊 2、压辊 3、极片 4、PET离型膜 5、螺杆 6、螺母 7、轴承 8、轴套 9、安装支架 10、纠偏支架 11、腰槽孔。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图,仅以示意方式说明本发明的基本结构,因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1至图3所示的一种锂电池极片辊压防皱装置,设置在极卷穿带后、极片过辊前,包括两组依次设置的覆膜装置,最后一组覆膜装置之后设有主动张力辊,每组覆膜装置包括压辊组件和托辊,所述极片穿插于压辊组件与托辊之间并由压辊组件压接在托辊组件上,所述的压辊组件包括压辊,每组覆膜装置的托辊中心线、极卷圆弧出顶点和压辊中心线位于同一平面内。每组覆膜装置的压辊与极片之间压接有保护膜。保护膜端部穿过压辊与托辊之间间隙并卷绕于主动张力辊上。前组覆膜装置的压辊在转动过程中将保护膜压接在极片A 面,后组覆膜装置的压辊在转动过程中将保护膜压接在极片B面。
保护膜优选为PET离型膜。在极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面分别覆PET离型膜后,过辊时涂覆区与覆膜区箔材受到的挤压力接近,极片上箔材产生不良缺陷(压痕、压裂、褶皱等)大大降低。
压辊优选为空心轴,降低压辊重量,提高转动灵活性,所述空心轴外包覆有聚氨酯层。聚氨酯具有耐磨性好,性能可调范围大和吸震的特点。聚氨酯包覆在压辊上,其特点为辊轮包胶,其目的是当保护膜被压辊压下时后,能够在压辊与托辊间形成一个可调压力,既能够排除箔材与保护膜之间的气泡,又能保证不把箔材压裂。
压辊组件还包括纠偏装置和固定在纠偏装置上的安装支架,所述安装支架上转动连接有压辊。
纠偏装置包括纠偏支架,所述的纠偏支架上开有腰槽孔,所述腰槽孔内贯穿设有可沿腰槽孔长度方向和深度方向调节的螺杆,所述螺杆一端固定有安装支架、另一端通过螺母与腰槽孔固定;所述的安装支架底部通过轴承和轴套转动连接有压辊。保护膜的位置通过纠偏支架的安装腰槽孔移动来完成。安装时保证压辊中心线与托辊中心线平行。保护膜从气涨轴引出后经过纠偏支架送至压辊覆膜,压辊的转动由轴承实现,压下量通过调节螺杆与螺母上下浮动实现,压辊的轴向偏移可以通过调节安装压辊支架在腰槽孔之间进行,若极耳宽度不同,只需要更换压辊与轴套;单幅或双幅只需增加或减少一组压辊实现。
主动张力辊与压辊的切线方向和极片运行方向具有倾角。主动张力辊位于辊压出口位,与极片运行方向呈一定倾角,可在收卷时保护箔材不被拉裂。
采用上述的锂电池极片辊压防皱装置,具有如下操作步骤:
A、极卷穿带后,将PET离型膜穿过压辊与托辊之间间隙并覆于极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面上,调整压辊的下压量,并将压辊过辊后的保护膜卷绕在主动张力辊上。
B、极片在驱动力作用下在托辊上平移,托辊同步运动,保护膜被均匀覆于极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面上。
C、覆有保护膜的极片进辊压后随保护膜的卷绕方向由主动张力辊收卷。
极卷穿带后,在入辊前在极片的AB面设置覆膜装置,在出辊后设置收膜装置(主动张力辊)。在B步骤中,托辊为辊压机自带托辊,由PET离型膜存在一定粘性,粘到箔材面后会随着极片运动,可以选择无动力辊。在实际设计中,可将两组覆膜装置之间的间距缩短,将极片分别穿过两组覆膜装置的托辊与压辊之间间隙后与主动张力辊连接。此时启动驱动电机,极片在驱动力作用下在托辊上平移,两组覆膜装置先后在极片AB面对极片进行覆膜,覆膜后的极片卷绕在主动张力辊上,在最前端的极片AB面并未完成覆膜的极片端,可视为废片段,后续上下均同时覆膜的极片为成片段。
覆膜装置在极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面各覆一层PET离型膜,过辊时涂覆区与覆膜区箔材受到的挤压力接近。带有极耳(即极片A面上的留白区)的极片在上述锂电池极片辊压防皱装置上运行时,涂覆区与覆膜后箔材厚度与涂覆区箔材厚度相当,两区域产生的挤压力接近,覆膜区的箔材受力与涂覆区接近。保护膜需采用具有不可压缩性的膜材。由于保护膜的不可压缩性,在辊压过程中,基本不会在涂覆区与留白区交界处箔材上产生褶皱甚至断裂,极大的降低了极片的报废率。
如此设计的一种锂电池极片辊压防皱装置及防皱方法,可对极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面同时覆膜,降低极耳撕裂的风险,AB面同时覆膜,能够将挤压力传递到极耳头部,增加极耳头部抗撕裂能力;针对不同极片箔材的厚度不一致、辊压厚度不一致、极片宽度不一致的情况,压辊覆膜可调节压下力,并可根据需要调整或更换纠偏支架和PET离型膜卷,便于根据需要适用于各种不同型号锂电池的极片辊压操作。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (10)

1.一种锂电池极片辊压防皱装置,设置在极卷穿带后、极片过辊前,其特征在于:包括至少两组依次设置的覆膜装置,最后一组覆膜装置之后设有主动张力辊,每组覆膜装置包括压辊组件和托辊,所述极片穿插于压辊组件与托辊之间并由压辊组件压接在托辊组件上,所述的压辊组件包括压辊,每组覆膜装置的托辊中心线、极卷圆弧出顶点和压辊中心线位于同一平面内,每组覆膜装置的压辊与极片之间压接有保护膜,压辊在转动过程中将保护膜分别压接在极片AB面,所述保护膜端部穿过压辊与托辊之间间隙并卷绕于主动张力辊上。
2.如权利要求1所述的一种锂电池极片辊压防皱装置,其特征在于:所述的保护膜为PET离型膜。
3.如权利要求1所述的一种锂电池极片辊压防皱装置,其特征在于:所述的压辊为空心轴,所述空心轴外包覆有聚氨酯层。
4.如权利要求1所述的一种锂电池极片辊压防皱装置,其特征在于:所述的压辊组件还包括纠偏装置和固定在纠偏装置上的至少一组安装支架,所述安装支架上转动连接有压辊。
5.如权利要求4所述的一种锂电池极片辊压防皱装置,其特征在于:所述的纠偏装置包括纠偏支架,所述的纠偏支架上开有腰槽孔,所述腰槽孔内贯穿设有可沿腰槽孔长度方向和深度方向调节的螺杆,所述螺杆一端固定有安装支架、另一端通过螺母与腰槽孔固定;所述的安装支架底部通过轴承和轴套转动连接有压辊。
6.如权利要求1所述的一种锂电池极片辊压防皱装置,其特征在于:所述的主动张力辊与压辊的切线方向和极片运行方向具有倾角。
7.一种锂电池极片辊压防皱方法,其特征在于:在极片过辊前,在极片A面的留白区的箔材面和极片B面的箔材面分别压覆保护膜。
8.如权利要求7所述的一种锂电池极片辊压防皱方法,其特征在于:防皱装置包括至少两组依次设置的覆膜装置,最后一组覆膜装置之后设有主动张力辊,每组覆膜装置包括压辊组件和托辊,所述极片穿插于压辊组件与托辊之间并由压辊组件压接在托辊组件上,所述的压辊组件包括压辊,每组覆膜装置的托辊中心线、极卷圆弧出顶点和压辊中心线位于同一平面内,每组覆膜装置的压辊与极片之间压接有保护膜,压辊在转动过程中将保护膜分别压接在极片AB面,所述保护膜端部穿过压辊与托辊之间间隙并卷绕于主动张力辊上;
包括如下操作步骤:
A、极卷穿带后,保护膜穿过压辊与托辊之间间隙并覆于极片留白区和箔材面上,调整压辊的下压量,并将压辊过辊后的保护膜卷绕在主动张力辊上;
B、极片在驱动力作用下在托辊上平移,托辊同步运动,保护膜被均匀覆于极片留白区和箔材面上;
C、覆有保护膜的极片进辊压后随保护膜的卷绕方向由主动张力辊收卷。
9.如权利要求8所述的一种锂电池极片辊压防皱方法,其特征在于:所述的保护膜为PET离型膜。
10.如权利要求8所述的一种锂电池极片辊压防皱方法,其特征在于:所述的主动张力辊与压辊的切线方向和极片运行方向具有倾角。
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