CN110890519B - 辊压装置及锂电池的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料加工技术领域，提出了一种辊压装置及锂电池的制造方法，辊压装置包括：第一压辊，第一压辊包括多个凹槽和辊压部，凹槽沿第一压辊的周向方向延伸，多个凹槽沿第一压辊的轴向方向间隔设置，以在相邻两个凹槽之间形成辊压部；其中，第一压辊为一体结构。本发明的辊压装置通过在第一压辊上设置有用于与带材的留白区相对设置的凹槽，可以避免第一压辊压到带材的留白区，从而防止了带材在受辊压过程中出现断带的问题。

Description

辊压装置及锂电池的制造方法

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，尤其涉及一种辊压装置及锂电池的制造方法。

背景技术

现有技术中，用于对极片进行辊压的主辊圆度保持一致，初始状态下极片在过主辊时上下辊辊缝均保持一致，但随着长时间生产后，主辊涂覆区对应位置受到磨损，目前都是通过调整弯缸进行补偿，即辊压时，操作侧驱动侧受主缸压力影响，较中间区域易产生形变，需通过调节弯缸，使辊面平整，保证每条幅辊压厚度保持一致，但随着主辊涂覆区对应位置磨损越来越大，弯缸调整已不起作用，极耳区因辊缝太小，受到挤压致使断带发生，为防止断带情况，最终只能通过换辊解决。

发明内容

本发明的一个主要目的在于克服上述现有技术的至少一种缺陷，提供一种辊压装置及锂电池的制造方法。

根据本发明的第一个方面，提供了一种辊压装置，辊压装置包括：

第一压辊，第一压辊包括多个凹槽和辊压部，凹槽沿第一压辊的周向方向延伸，多个凹槽沿第一压辊的轴向方向间隔设置，以在相邻两个凹槽之间形成辊压部；

其中，第一压辊为一体结构。

在本发明的一个实施例中，凹槽的槽壁与辊压部的外表面之间圆弧过渡。

在本发明的一个实施例中，多个凹槽中的至少一个为多边形槽、弧形槽或三角形槽。

在本发明的一个实施例中，辊压部为至少一个，辊压部位于相邻两个凹槽之间。

在本发明的一个实施例中，多个凹槽中位于第一压辊端部的两个凹槽为多边形槽、弧形槽、三角形槽或与第一压辊的端面相交的切口。

在本发明的一个实施例中，第一压辊一体成型。

在本发明的一个实施例中，第一压辊成对设置，成对的两个第一压辊相对设置。

在本发明的一个实施例中，辊压装置还包括：

第二压辊，第一压辊与第二压辊相对设置；

其中，第二压辊为圆柱压辊。

根据本发明的第二个方面，提供了一种锂电池的制造方法，包括：

将电极材料涂覆于箔材，形成间隔的涂覆区和留白区；

对涂覆于箔材上的电极材料采用上述的辊压装置进行辊压。

在本发明的一个实施例中，辊压部的长度大于涂覆区的宽度，以使辊压部对涂覆区的全部进行辊压。

在本发明的一个实施例中，辊压部的长度为a，涂覆区的宽度为b，1mm+b≤a≤2mm+b；

其中，涂覆区的两侧具有极耳胶，极耳胶的宽度为c，1mm≤c≤1.5mm。

本发明的辊压装置通过在第一压辊上设置有用于与带材的留白区相对设置的凹槽，可以避免第一压辊压到带材的留白区，从而防止了带材在受辊压过程中出现断带的问题。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本发明的优选实施方式的详细说明，本发明的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本发明的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种辊压装置的第一压辊的应用结构示意图。

附图标记说明如下：

10、带材；11、留白区；12、涂覆区；13、极耳胶；20、第一压辊；21、凹槽；22、辊压部。

具体实施方式

体现本发明特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本发明能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本发明的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本发明。

在对本发明的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本发明的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本发明的多个方面的不同示例性结构.系统和步骤。应理解的是，可以使用部件.结构.示例性装置.系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本发明范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”.“之间”.“之内”等来描述本发明的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本发明的范围内。

本发明的一个实施例提供了一种辊压装置，请参考图1，辊压装置包括：第一压辊20，第一压辊20包括多个凹槽21和辊压部22，凹槽21沿第一压辊20的周向方向延伸，多个凹槽21沿第一压辊20的轴向方向间隔设置，以在相邻两个凹槽21之间形成辊压部22；其中，辊压部22的周向表面为圆柱面，第一压辊20为一体结构。

本发明一个实施例的辊压装置通过在第一压辊20上设置有用于与带材10的留白区11相对设置的凹槽21，可以避免第一压辊20压到带材10的留白区11，从而防止了带材10在受辊压过程中出现断带的问题。

在一个实施例中，在辊压带材10时，因受带材10主粉材料特性等影响，第一压辊20会出现磨损，为了保证能够辊压带材10，会使得第一压辊20的辊压吨位增大，吨位增大的同时，辊缝减小，此时第一压辊20与留白区11之间的间隙会减小，但由于凹槽21的存在，第一压辊20也不会压到带材10d的留白区11，从而不会造成断带的问题。

在一个实施例中，将电极材料涂覆于箔材上，以形成带材10，带材10由留白区11以及涂覆区12组成，第一压辊20分隔为辊压区和避让区，即辊压部22的外表面形成辊压区，凹槽21的槽壁形成了避让区，其中，辊压区与涂覆区12相对设置，避让区与留白区11相对设置。在具体辊压过程中，辊压部22辊压带材10的涂覆区12，而位于涂覆区12两侧的留白区11均与第一压辊20间隔设置，且此间隔距离比辊压部22距离留白区11的垂直距离要大，故，在具体辊压过程中，即使辊压部22出现磨损后，为使料区达到规定压实密度而减小辊缝(压实密度＝面密度/材料的厚度)，也不会出现未磨损区域压到带材10，即凹槽21的槽壁不会与留白区11接触。

在一个实施例中，第一压辊20为一体结构，即凹槽21的槽壁以及辊压部22的外表面均为第一压辊20的外表面，并且形成了第一压辊20的外表面的至少部分。且由于第一压辊20为一体结构，成型后的凹槽21以及辊压部22相对位置固定，从而不会出现由于相对位置偏移而使得辊压部22压制留白区11。

在一个实施例中，凹槽21为至少两个。可选地，当凹槽21为两个时，辊压部22为一个。

在一个实施例中，第一压辊20上的凹槽21为一个环形槽，即其沿第一压辊20的整个周向方向延伸。如果从圆度来解释其尺寸，即凹槽21的槽壁的圆度小于辊压部22的圆度。

在一个实施例中，凹槽21沿第一压辊20的周向方向延伸以形成环形或圆形凹槽，凹槽21的槽面为一个封闭的面，其首尾相连。环形凹槽可以理解为凹槽21的槽口形成了一个圆柱面，环形在于强调凹槽21是沿第一压辊20的周向方向延伸以形成一个首尾相连的槽；对于圆形凹槽可以理解为凹槽21的槽面由多个圆形线段拼接而成。其中，凹槽的底部沿第一压辊20的周向方向延伸成圆形，圆形所在的平面与第一压辊20的轴向方向垂直。凹槽的底部沿第一压辊20的周向方向也可延伸成多边形或椭圆形等，而不局限于此，且多边形或椭圆形等所在的平面与第一压辊20的轴向方向垂直。

在一个实施例中，辊压部22的周向表面为圆柱面，即，对于第一压辊20可以理解为在一个圆柱压辊上面开设出多个凹槽21，此凹槽21用于防止第一压辊20压设在带材10的留白区11，从而避免了第一压辊20压坏带材10的问题。

在一个实施例中，辊压部22可以为一个，即两个凹槽21之间夹设有一个辊压部22，此辊压部22与带材10的涂覆区12相对设置，其不与留白区11相对，而位于其两侧的凹槽21则对应带材10的留白区11。

在一个实施例中，辊压部22为多个，即每个辊压部22对应一个涂覆区12，同时对一个带材10的多个涂覆区12进行辊压。多个辊压部22的设置可以同时对多个涂覆区12进行辊压，从而提升辊压或生产效率。且同时对多个涂覆区12进行辊压也可以保证成品的一致性。

在一个实施例中，凹槽21的槽壁与辊压部22的外表面之间圆弧过渡。凹槽21的槽壁与辊压部22的外表面均为一个环形面，其过渡区域会出现与带材10接触的风险，如果不对其进行处理而使得过渡区域是一个直角时，此尖锐夹角会伤到带材10。因此，凹槽21的槽壁与辊压部22的外表面之间圆弧过渡避免了凹槽21的槽壁与辊压部22的外表面之间出现尖锐夹角，从而也避免了出现损伤带材10的问题。

在一个实施例中，凹槽21的槽壁与辊压部22的外表面之间可以是一个圆角，也可以仅是一个弧形角，而不局限于此，即保证其不是一个尖锐夹角即可，而对于其弧度没有限定。

在一个实施例中，辊压部22的长度大于涂覆区12的宽度，以使辊压部22对涂覆区12的全部进行辊压。辊压部22的长度即沿第一压辊20的轴向方向延伸的长度，其在具体辊压时可能会出现偏移，如果辊压部22的长度等于涂覆区12的宽度，则会出现无法辊压涂覆区12的某些区域的问题，故，需要保证辊压部22的长度大于涂覆区12的宽度，此时即使第一压辊20出现偏移，也可以保证辊压部22可以对涂覆区12的所有区域进行辊压。

在一个实施例中，辊压部22的长度为a，涂覆区12的宽度为b，1mm+b≤a≤2mm+b；其中，涂覆区12的两侧具有极耳胶13，极耳胶13的宽度为c，1mm≤c≤1.5mm。考虑到辊压过程中带材10可能会发生偏移，但在带材10发生偏移后，会通过偏移机构进行及时纠偏，从而将带材10移回辊压的中心位置，所以即使带材10出现偏移，其相对于第一压辊20的偏移量较小，但如果辊压部22的长度与涂覆区12的宽度相一致时，即使出现较小的偏移量也会造成辊压部22不能辊压涂覆区12的问题。故，此处只要保证辊压部22的长度比涂覆区12的宽度大1mm到2mm之间即可保证辊压部22完全辊压涂覆区12。当辊压部22的中心位置与涂覆区12的中心位置重合时，辊压部22两侧超出涂覆区12的长度为0.5mm-1mm。

在一个实施例中，即使辊压部22两侧超出涂覆区12的长度为0.5mm-1mm，由于有极耳胶13的设置也可以保证辊压部22不会压设到带材10的留白区11，即辊压部22两侧的凹槽21完全可以避免第一压辊20压坏带材10。

针对凹槽21的具体形式，多个凹槽21中的至少一个为多边形槽、矩形槽、弧形槽或三角形槽。多个凹槽21可为相同形状的凹槽，也可为不同形状的凹槽。

在一个实施例中，凹槽21的设置是为了防止第一压辊20的辊压部22在磨损后由于调整其位置使得第一压辊20可能会压设到带材10的留白区11上，故对其具体形式不用做过多限定，但需要保证凹槽21的槽壁与辊压部22的外表面之间圆弧过渡。

在一个实施例中，凹槽21为多边形槽、矩形槽、弧形槽或三角形槽，而不局限于此，其具体形状只是一个形式上的限定，并不是规则的矩形槽、弧形槽或三角形槽。

在一个实施例中，由于凹槽21为一个环形的凹槽，故多边形、矩形、弧形以及三角形都可以理解为凹槽21的槽壁的截面的形状，即沿第一压辊20的轴向方向将第一压辊20切割为两部分后，在切割面上会出现凹部，形成此凹部的线即为凹槽21的槽壁的截面线。

在一个实施例中，辊压部22为至少一个，辊压部22位于相邻两个凹槽21之间。

在一个实施例中，辊压部22为多个，多个辊压部22均位于第一压辊20的中部，即辊压部22不会与第一压辊20的端面相交，端部为凹槽21。相邻两个辊压部22之间的凹槽21为多边形槽、矩形槽、弧形槽或三角形槽。带材10的涂覆区12沿其宽度方向间隔设置有多个，故，辊压部22也沿第一压辊20的轴向方向上间隔设置有多个，且多个辊压部22与多个涂覆区12一一相对应地设置。

在一个实施例中，多个凹槽21中位于第一压辊20端部的两个凹槽21为多边形槽、矩形槽、弧形槽、三角形槽或与第一压辊20的端面相交的切口。第一压辊20的端部对应带材10的留白区11，故，第一压辊20的端部均具有凹槽21，此处凹槽21的结构可以和位于第一压辊20中部的凹槽结构相一致，当然也可以只是两个切口，即在一个圆柱体的端部切除部分的材料，从而形成了一个小于原始圆柱体的圆柱面或者圆锥面。本发明对此不做限制。

在一个实施例中，位于第一压辊20端部的两个凹槽21可为相同形状的凹槽，也可为不同形状的凹槽。

在一个实施例中，切口可以简单理解为在圆柱面的两个端部，从端面开始向内切除一定的材料，此处需要沿周向方向整体切除。

在一个实施例中，凹槽21的形状以及结构类型可以任意排布，但是需要保证凹槽21的槽壁与带材10的留白区11间隔设置，不会在使用过程中对其出现辊压。

在一个实施例中，第一压辊20一体成型。在具体加工时，可以使得第一压辊20一体成型，即多个凹槽21直接成型在第一压辊20上，可使凹槽21与辊压部22的弧度过渡更为平滑，可以避免因粗糙度，倒圆角平滑度等影响第一压辊20实际使用效果。此外，一体成型可避免机械加工时产生的机械误差，避免各部件衔接时产生错位或较大公差。

在一个实施例中，针对第一压辊20的结构，也可以是先加工出一个圆柱体，然后在其表面加工出多个凹槽21。

在一个实施例中，第一压辊20成对设置，成对的两个第一压辊20相对设置，以将涂覆区12压设在成对的两个辊压部22之间。在具体辊压过程中，带材10位于成对的两个第一压辊20之间，即相对的两个辊压部22压设与其相对的涂覆区12，而相对的凹槽21的槽壁和带材10的留白区11均间隔设置，即保证第一压辊20与带材10一直不接触。

在一个实施例中，辊压装置还包括：第二压辊，第一压辊20与第二压辊相对设置，以将带材10夹设在第一压辊20与第二压辊之间；其中，第二压辊为圆柱压辊。在具体辊压过程中，带材10位于第一压辊20与第二压辊之间，此时整体呈圆柱状的第二压辊上不会有如第一压辊20上设置的凹槽21，即第二压辊可能会与带材10的留白区11出现接触，但由于第一压辊20不会与留白区11出现接触，所以即使第二压辊与带材10的留白区11出现接触也不会形成挤压力，故，也不会将带材10压坏，且此设计方案也可以不用过渡调整第一压辊20与第二压辊的相对位置，即只要保证二者的挤压间隙即可。而不用像使用两个第一压辊20时需要保证两个第一压辊20的凹槽21一一相对应的设置。

本发明的辊压装置通过设置有一种新型的第一压辊20，辊压部22辊压带材10时，其中，带材10可为正极极片，可以避免辊磨损导致正极极片断带的情况。其中，带材10为正极极片。

现有技术中的主辊圆度保持一致，而本方案是在主辊(即第一压辊20)表面对应正极极片的极耳区(即留白区11)加增一些凹槽，使主辊产生一定弧度，即主辊表面产生一定凹陷的弧面。在主辊长时间运转后，吨位加大时，主辊极耳对应区仍未压到极耳，以减少断带发生。

本发明的一个实施例还提供了一种锂电池的制造方法，包括：将电极材料涂覆于箔材，形成间隔的涂覆区和留白区；对涂覆于箔材上的电极材料采用上述的辊压装置进行辊压。

在一个实施例中，锂电池的制造方法还包括制造锂电池极片的步骤，锂电池极片是锂电池的重要组成部分，锂电池极片的主要制作步骤就是先将电极材料涂覆于箔材上，即形成具有留白区11以及涂覆区12的带材10，然后利用辊压装置辊压带材10。其中，辊压部22用于与带材10的涂覆区12相对且接触地设置，即用辊压部22辊压涂覆于箔材上的电极材料。

在一个实施例中，辊压部22的长度大于涂覆区12的宽度，以使辊压部22对涂覆区12的全部进行辊压。第一压辊20在具体辊压时可能会出现偏移，如果辊压部22的长度等于涂覆区12的宽度，则会出现无法辊压涂覆区12的某些区域的问题，故，需要保证辊压部22的长度大于涂覆区12的宽度，此时即使第一压辊20出现偏移，也可以保证辊压部22可以对涂覆区12的所有区域进行辊压。

在一个实施例中，辊压部22的长度为a，涂覆区12的宽度为b，1mm+b≤a≤2mm+b；其中，涂覆区12的两侧具有极耳胶13，极耳胶13的宽度为c，1mm≤c≤1.5mm。其中，辊压部22两侧超出涂覆区12的长度为0.5mm-1mm，由于有极耳胶13的设置也可以保证辊压部22不会压设到带材10的留白区11，即辊压部22两侧的凹槽21完全可以避免第一压辊20压坏带材10，但又可以保证辊压部22可以对涂覆区12的所有区域进行辊压。

本发明的辊压装置通过在主辊表面新增一些弧面，让辊压机的主辊表面极耳对当主辊磨损时，保证极耳对应区域始终压不到极耳，避免极耳受到挤压，以此减少断带风险，减少极片报废，减少主辊更换频次，降低生产成本，提高产能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本发明旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种辊压装置，其特征在于，所述辊压装置包括：

第一压辊(20)，所述第一压辊(20)包括多个凹槽(21)和辊压部(22)，所述凹槽(21)沿所述第一压辊(20)的周向方向延伸，多个所述凹槽(21)沿所述第一压辊(20)的轴向方向间隔设置，以在相邻两个所述凹槽(21)之间形成所述辊压部(22)，所述辊压部(22)用于与带材的涂覆区相对设置，所述凹槽(21)用于与所述带材的留白区相对设置，且所述涂覆区的两侧具有极耳胶，以避免所述辊压部(22)压制所述留白区，所述辊压部(22)的长度大于所述涂覆区的宽度，以使所述辊压部(22)对所述涂覆区的全部进行辊压；

其中，所述第一压辊(20)为一体结构。

2.根据权利要求1所述的辊压装置，其特征在于，所述凹槽(21)的槽壁与所述辊压部(22)的外表面之间圆弧过渡。

3.根据权利要求1所述的辊压装置，其特征在于，多个所述凹槽(21)中的至少一个为多边形槽、弧形槽或三角形槽。

4.根据权利要求1所述的辊压装置，其特征在于，所述辊压部(22)为至少一个，所述辊压部(22)位于相邻两个所述凹槽(21)之间。

5.根据权利要求1所述的辊压装置，其特征在于，多个所述凹槽(21)中位于所述第一压辊(20)端部的两个所述凹槽(21)为多边形槽、弧形槽、三角形槽或与所述第一压辊(20)的端面相交的切口。

6.根据权利要求1所述的辊压装置，其特征在于，所述第一压辊(20)一体成型。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的辊压装置，其特征在于，所述第一压辊(20)成对设置，成对的两个所述第一压辊(20)相对设置。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的辊压装置，其特征在于，所述辊压装置还包括：

第二压辊，所述第一压辊(20)与所述第二压辊相对设置；

其中，所述第二压辊为圆柱压辊。

9.一种锂电池的制造方法，其特征在于，包括：

将电极材料涂覆于箔材，形成间隔的涂覆区和留白区；

对涂覆于箔材上的电极材料采用权利要求1至8中任一项所述的辊压装置进行辊压。

10.根据权利要求9所述的锂电池的制造方法，其特征在于，所述辊压部的长度为a，所述涂覆区的宽度为b，1mm+b≤a≤2mm+b；

其中，所述极耳胶的宽度为c，1mm≤c≤1.5mm。

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