CN112776391A - 极片辊压除皱的处理装置及处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种极片辊压除皱的处理装置及处理方法，其中，极片因涂布而具有涂覆区和极耳区，且极片的涂覆区的厚度大于极耳区，而使进行极片辊压的装置仅形成对涂覆区的辊压，且沿极片行进方向，于辊压装置的上游设有所述处理装置，所述处理装置可沿极片的行进方向延展极片，且该处理装置被配置为使得极片的极耳区的延展量大于涂覆区的延展量。本发明所述的极片辊压除皱的处理装置，通过在辊压装置上游对极片进行处理，可在极片经由辊压装置的辊压后，能够使得极片的极耳区和涂覆区的延展一致，从而可防止极片出现褶皱，并可使极片具有较好的表面状态。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池制造设备技术领域，特别涉及一种极片辊压除皱的处理装置，同时，本发明还涉及一种该处理装置的处理方法。
背景技术
辊压作为锂电池生产过程中的一道重要工序，其主要是按照既定的压力及辊缝，将涂布后的极片挤压形成一定厚度，以提高涂层的密度，并使电极厚度能符合电池装配的尺寸。辊压后极片的理想状态为极片表面平整、光泽度一致、极片无大程度翘曲、极耳无褶皱。若辊压后极片表面状态不佳，会导致辊压收卷不齐、断带，分切极片宽度不一致、极片出现毛刺，严重的翘曲会造成极片叠片过程中极片、隔膜间产生较大的空隙，而影响电芯性能及安全性。因此保证辊压后极片状态对于提升电池性能，保证电池安全性至关重要。
但是，辊压时因涂覆区厚度大于极耳区，且仅有涂覆区与主辊接触，而极耳区与主辊不接触，导致经过辊压后涂覆区进行纵向延展而极耳区不延展，使得涂覆区长度大于极耳区长度。同时，极耳区与过辊接触而涂覆区与过辊不接触，容易造成涂覆区拱形和极耳褶皱等。
目前，通常通过在涂布后通过微波或电磁等技术对极耳区进行软化处理，或在辊压机上使用张力机构，并在胶辊对应极耳的位置粘贴铁氟龙胶带，以利用大张力对极片进行拉伸。而采用微波或电磁等技术时会降低极耳的抗力强度，容易降低产品品质，而采用张力机构时则会加大断带的风险。因此，亟需开发出一种更稳定、安全地可保证辊压后极片状态的装置。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种极片辊压除皱的处理装置，其可有效防止极片辊压后出现褶皱等现象，可保证极片具有较好的表面状态。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种极片辊压除皱的处理装置，所述极片因涂布而具有涂覆区和极耳区，所述极片的所述涂覆区的厚度大于所述极耳区，而使进行所述极片辊压的辊压装置仅形成对所述涂覆区的辊压，且沿所述极片行进方向，于所述辊压装置的上游设有所述处理装置，所述处理装置可沿所述极片的行进方向延展所述极片，且所述处理装置被配置为使得所述极片的所述极耳区的延展量大于所述涂覆区的延展量。
进一步的，所述处理装置包括沿着至所述极片行进方向间距布置有第一过辊单元和第二过辊单元，所述第一过辊单元和所述第二过辊单元均可夹持以带动所述极片行进，其中，所述第二过辊单元的转速大于所述第一过辊单元，而构成对所述极片的延展，且所述第一过辊单元和所述第二过辊单元被配置为使所述极耳区的延展量大于所述涂覆区。
进一步的，所述第一过辊单元和所述第二过辊单元均具有被驱使转动的主动辊，以及配合设置的从动辊，且对应于所述极耳区，于所述主动辊上缠绕有以增加径向厚度的增厚层。
进一步的，所述第一过辊单元和所述第二过辊单元均包括机架，所述主动辊转动设于所述机架上，并于所述机架上设有与所述主动辊传动相连的电机，所述从动辊通过承装部设于所述机架上，并可在所述承装部的带动下靠近或远离所述主动辊。
进一步的，所述承装部采用设于所述机架上的气缸，所述从动辊转动设于所述气缸的气缸杆上。
进一步的，所述主动辊与所述从动辊均采用胶辊，且所述胶辊采用EPDM或聚氨酯制备，且所述胶辊的直径在7.62-25.4cm。
进一步的，所述增厚层采用铁氟龙胶带。
进一步的，所述第一过辊单元的转速V1，所述第二过辊单元的转速V2，所述主动辊的半径R，以及所述增厚层的厚度k满足：V2/V1＝RΔ/k，其中，Δ为所述极片经所述辊压装置辊压后，所述涂覆区的延展率。
进一步的，沿所述极片行进方向，于所述辊压装置的下游设有所述处理装置。
相对于现有技术，本发明具有以下优势：
本发明所述的极片辊压除皱的处理装置，通过在辊压装置上游对极片进行处理，可在极片经由辊压装置的辊压后，能够使得极片的极耳区和涂覆区的延展一致，从而可防止极片出现褶皱，并可使极片具有较好的表面状态。
此外，本发明在辊压装置的下游也设置处理装置，可对辊压后的极片进行补偿，从而使得极片具有较好的表面状态。
本发明的另一目的在于提出一种极片辊压除皱的处理方法，所述极片因涂布而具有涂覆区和极耳区，所述极片的所述涂覆区的厚度大于所述极耳区，而使进行所述极片辊压的辊压装置仅形成对所述涂覆区的辊压，且所述处理方法包括至少于所述辊压装置的上游，沿所述极片的行进方向延展所述极片，并使所述极片的所述极耳区的延展量大于所述涂覆区的延展量。
本发明的极片辊压除皱的处理方法，操作简单，且不仅可保证辊压后极片具有较好的表面状态，同时也不会使得极片存在断带风险，亦不会降低极片的品质，相较于现有的处理方法更安全稳定。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的极片辊压除皱的处理装置的结构示意图；
图2为图1的仰视图；
图3为图1的正视图；
图4为图1的右视图；
附图标记说明：
1、极片；2、主动辊；3、电机；4、从动辊；5、机架；6、气缸。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语，其为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，在本发明的描述中，除非另有明确的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”“连接件”应做广义理解。例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以结合具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
本实施例涉及一种极片辊压除皱的处理装置，其中，如本领域技术人员公知的，极片因涂布而具有涂覆区和极耳区，且极片的涂覆区的厚度大于极耳区，而使进行极片辊压的装置仅形成对涂覆区的辊压。
本实施例的处理装置设于辊压装置的上游，并可沿极片的行进方向延展极片，且该处理装置被配置为使得极片的极耳区的延展量大于涂覆区的延展量。由此，可在辊压装置对极片的涂覆区进行辊压后，能够使得极片的极耳区和涂覆区的延展一致，从而可防止极片出现褶皱，并可使极片具有较好的表面状态。
基于如上的设计思想，本实施例的极片辊压除皱的处理装置的一种示例性结构如图1至图4中所示，其中，为提高使用效果，沿极片行进方向，本实施例的处理装置于辊压装置的上游和下游分别设置。当然，除了在辊压装置的上游和下游均设有本处理装置，亦可仅在辊压装置的上游设置本处理装置。
整体结构上，本实施例的处理装置包括沿至辊压装置的方向间距布置的第一过辊单元和第二过辊单元。且第一过辊单元和第二过辊单元均可夹持以带动极片1行进，其中，第二过辊单元的转速大于第一过辊单元，而构成对极片1的延展，且第一过辊单元和第二过辊单元被配置为使极耳区的延展量大于涂覆区。
由图3和图4中所示，第一过辊单元和第二过辊单元均包括机架5，以及设于机架5上、并被驱使转动的主动辊2，以及与该主动辊2配合设置于机架5上的从动辊4。其中，作为一种优选地实施例，本实施例的各主动辊2和各从动辊4的半径相同。本实施例中，通过设置主动辊2和从动辊4，并将极片1夹持该主动辊2和从动辊4之间，可有效防止对极片1表面造成损伤。另外，对应于极耳区，于主动辊2上缠绕有以增加径向厚度的增厚层。
具体来讲，结合图1、图3和图4中所示，各机架5均包括相对布置的两个支撑板，并于各支撑板的顶部设有以支撑主动辊2的支撑块。本实施例的主动辊2转动设于支撑块上，并于其一支撑板上设有与主动辊2传动相连的电机3。另外，本实施例的从动辊4位于主动辊2的下方，并通过承装部设于机架5上，并可在承装部的带动下靠近或远离主动辊2，以构成对极片1的夹持或松开。
其中，作为一种可行的实施方式，本实施例的承装部采用设于支撑板上的气缸6，从动辊4即转动设于气缸6的气缸杆上。本实施例中，为提高从动辊4的设置稳定性，气缸6于各支撑板分别设置，从动辊4的两端分别转动设于对应的气缸6的气缸杆上。可以理解的是，承装部除了采用气缸6，亦可采用直线电机3，此时将从动辊4设于直线电机3的动力输出端即可。
本实施例中，为进一步提高使用效果，主动辊2与从动辊4均采用胶辊，且胶辊具体采用EPDM或聚氨酯制备。另外，经试验分析，为获得较好的使用效果，本实施例的胶辊的直径在7.62-25.4cm之间。此外，为防止增厚层与极片1发生粘连，本实施例的增厚层具体采用铁氟龙胶带，具体实施时，将铁氟龙胶带缠绕于主动辊2上即可。在此，需要说明的是，除了将增厚层设于各过辊单元的主动辊2上，亦可将其对应于极耳区设于从动辊4上。
本实施例中，当第一过辊单元的转速为V1，第二过辊单元的转速为V2，主动辊2的半径为R时，增厚区的厚度k，以及极片1经辊压装置辊压后，涂覆区的延展率Δ之间满足以下计算关系：
极片1涂覆区的延展率为：LΔ涂覆＝(V2-V1)/V1；
极片1极耳区延展率为:LΔ极耳＝(V2-V1)/V1+V2K/V1R；
故，极片1极耳区与涂覆区的延展率差值为:Δ＝V2k/V1R。
其中，因辊压时极耳区轧不到，仅能够对涂覆区进行辊压，因此，若保证辊压后极片1的极耳区和涂覆区的延展一致，则需要Δ＝Δ涂覆区延展率，且Δ涂覆区延展率指涂覆区辊压后延展率。
另外，Δ涂覆区延展率可以通过测试辊压后涂覆区的延展量并计算后得到，R通过测量主动辊2的半径得到，增厚层的厚度k根据现场使用的铁氟龙胶带的厚度可以确定，最终可通过上述公式Δ＝V2k/V1R，得出第一过辊单元的转速V1与第二过辊单元的转速V2之间的比值，也即可得出分别驱使两个主动辊2的电机3的转速比，其具体为V2/V1＝RΔ/k。
其中，详细来说，具体实施时，针对于极片1经辊压装置辊压后，涂覆区的延展率Δ，一般通过测量辊压前后同一段极片的纵向尺寸变化得到。例如，同一段极片辊压前长度为L1，辊压后长度为L2，则Δ＝(L2-L1)/L1。
此外，对于上述的增厚层的厚度k，在根据现场使用的铁氟龙胶带的厚度进行确定时，k＝nH，H为铁氟龙胶带的厚度，n则为卷绕的铁氟龙胶带的层数。
本实施例作为示例，如极片1涂覆区的延展率Δ涂覆区延展率为0.34％～0.72％，也即Δ＝0.34％～0.72％,因此，当R＝15.24cm，k＝0.5～1mm时，V2:V1＝1.05～1.10。故，当两个电机3的转速比位于此区间内，且主动辊的半径为15.24cm时，能够保证大部分极片1在经由本处理装置的处理后，可在辊压后具有较好的表面状态。
由此，可通过设定两个电机3的转速比而确保经由本处理装置处理后的极片1在辊压后，能够保证极耳区和涂覆区的延展一致，从而能够防止极片1出现褶皱现象，进而可保证极片1具有较好的表面状态。
此外，本实施例涉及一种应用上述的极片辊压除皱的处理装置进行极片辊压除皱的处理方法。其中，极片1因涂布而具有涂覆区和极耳区，且极片1的涂覆区的厚度大于极耳区，而使进行极片1辊压的辊压装置仅形成对涂覆区的辊压。
本实施例的处理方法包括于辊压装置的上游，沿极片1的行进方向延展极片1，并使极片1的极耳区的延展量大于涂覆区的延展量。具体实施时，首先，将上述的极片辊压除皱的处理装置设于辊压装置的上游，再将极片1夹持于第一过辊单元和第二过辊单元的主动辊2和从动辊4之间。
其次，通过测量计算辊压后的极片1的涂覆区的延展率Δ涂覆区延展率，再测量主动辊2的半径R、铁氟龙胶带的厚度k后，可计算出两个电机3的转速比V2:V1，最后，设置两个电机3的转速并启动，即可对极片1进行处理。
而进一步地，本实施例的处理方法还可包括于辊压装置的下游也通过相同的处理装置对辊压后的极片的进行延展，对辊压后的极片进行补偿，从而使得极片具有较好的表面状态。辊压装置下游的处理装置的具体设置参见位于上游的处理装置即可。
本实施例的处理方法，操作简单，且不仅可保证辊压后极片1具有较好的表面状态，同时也不会使得极片1存在断带风险，亦不会降低极片1的品质，相较于现有的处理方法更安全稳定。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述极片(1)因涂布而具有涂覆区和极耳区，所述极片(1)的所述涂覆区的厚度大于所述极耳区，而使进行所述极片(1)辊压的辊压装置仅形成对所述涂覆区的辊压，且沿所述极片(1)行进方向，于所述辊压装置的上游设有所述处理装置，所述处理装置可沿所述极片(1)的行进方向延展所述极片(1)，且所述处理装置被配置为使得所述极片(1)的所述极耳区的延展量大于所述涂覆区的延展量。
2.根据权利要求1所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述处理装置包括沿着极片(1)行进方向间距布置的第一过辊单元和第二过辊单元，所述第一过辊单元和所述第二过辊单元均可夹持以带动所述极片(1)行进，其中，所述第二过辊单元的转速大于所述第一过辊单元，而构成对所述极片(1)的延展，且所述第一过辊单元和所述第二过辊单元被配置为使所述极耳区的延展量大于所述涂覆区。
3.根据权利要求2所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述第一过辊单元和所述第二过辊单元均具有被驱使转动的主动辊(2)，以及配合设置的从动辊(4)，且对应于所述极耳区，于所述主动辊(2)上缠绕有以增加径向厚度的增厚层。
4.根据权利要求3所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述第一过辊单元和所述第二过辊单元均包括机架(5)，所述主动辊(2)转动设于所述机架(5)上，并于所述机架(5)上设有与所述主动辊(2)传动相连的电机(3)，所述从动辊(4)通过承装部设于所述机架(5)上，并可在所述承装部的带动下靠近或远离所述主动辊(2)。
5.根据权利要求4所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述承装部采用设于所述机架(5)上的气缸(6)，所述从动辊(4)转动设于所述气缸(6)的气缸杆上。
6.根据权利要求3所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述主动辊(2)与所述从动辊(4)均采用胶辊，且所述胶辊采用EPDM或聚氨酯制备，且所述胶辊的直径在7.62-25.4cm。
7.根据权利要求3所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述增厚层采用铁氟龙胶带。
8.根据权利要求3所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：所述第一过辊单元的转速V1，所述第二过辊单元的转速V2，所述主动辊(2)的半径R，以及所述增厚层的厚度k满足：V2/V1＝RΔ/k，其中，Δ为所述极片(1)经所述辊压装置辊压后，所述涂覆区的延展率。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的极片辊压除皱的处理装置，其特征在于：沿所述极片(1)行进方向，于所述辊压装置的下游设有所述处理装置。
10.一种极片辊压除皱的处理方法，其特征在于：所述极片(1)因涂布而具有涂覆区和极耳区，所述极片(1)的所述涂覆区的厚度大于所述极耳区，而使进行所述极片(1)辊压的辊压装置仅形成对所述涂覆区的辊压，且所述处理方法包括至少于所述辊压装置的上游，沿所述极片(1)的行进方向延展所述极片(1)，并使所述极片(1)的所述极耳区的延展量大于所述涂覆区的延展量。
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