CN115138683A - 一种极片辊压设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开了一种极片辊压设备，用以解决现有技术中存在的极片的涂覆区和极耳区延展差异较大，导致极片容易发生断带的问题。该极片辊压设备包括放卷机构、收卷机构、辊压机构和压延机构，其中，放卷机构用于释放极片，收卷机构用于收卷极片；辊压机构和压延机构分别设置在极片的走带路径上，辊压机构包括第一轧辊和第二轧辊，第一轧辊和第二轧辊间隙设置，第一轧辊和第二轧辊共同作用，以对极片的涂覆区进行辊压；压延机构包括压延轮，压延轮与第一轧辊间隙设置，压延轮和第一轧辊共同作用，以对极片的极耳区进行辊压。

Description

一种极片辊压设备

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种极片辊压设备。

背景技术

现如今锂电行业发展迅速，在动力电池方面更是突飞猛进，锂电池在整个制作过程中，辊压是非常关键的一道工序，辊压主要是指将涂布烘烤后的极片通过上下轧辊的辊压进行压实，从而提高电池的能量密度。

然而，由于极片的涂覆区和极耳区存在厚度差，因此，极片在经过上下轧辊时，涂覆区会紧贴着轧辊的辊面，并在受压后产生较大的延展，而极耳区则由于处于悬浮状态而延展较小，这就导致极片的涂覆区和极耳区的延展性差异较大，容易产生褶皱现象，从而导致极片在辊压过程中发生断带。

发明内容

本发明提供一种极片辊压设备，用以解决现有技术中存在的极片的涂覆区和极耳区延展差异较大，导致极片容易发生断带的问题。

本发明实施例提供一种极片辊压设备，所述极片辊压设备用于对极片进行辊压，包括放卷机构、收卷机构、辊压机构和压延机构；

所述放卷机构用于释放所述极片，所述收卷机构用于收卷所述极片；

所述辊压机构和所述压延机构分别设置在所述极片的走带路径上，所述辊压机构包括第一轧辊和第二轧辊，所述第一轧辊和所述第二轧辊间隙设置，所述第一轧辊和所述第二轧辊共同作用，以对所述极片的涂覆区进行辊压；所述压延机构包括压延轮，所述压延轮与所述第一轧辊间隙设置，所述压延轮和所述第一轧辊共同作用，以对所述极片的极耳区进行辊压。

本发明有益效果如下：

该极片辊压设备同时包括辊压机构和压延机构，辊压机构的第一轧辊和第二轧辊共同作用于极片的涂覆区，对极片的涂覆区进行辊压；压延机构包括压延轮，压延轮与第一轧辊间隙设置，当极片通过压延轮与第一轧辊之间的间隙时，压延轮与极片的极耳区相对应，压延轮压接于极片的极耳区，从而对极片的极耳区进行辊压，使得极片的极耳区也得到延展，如此，缩小了极片的涂覆区与极耳区之间的延展性差异，减小了极耳区内部承受的张力，避免了极片的断裂，提高了极片的成品率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的极片辊压设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种压延机构与第一轧辊的组装示意图；

图3为本发明实施例提供的另一种压延机构与第一轧辊的组装示意图；

图4为本发明实施例提供的极片与压延轮的相对位置关系示意图；

图5为本发明实施例提供的延展辊的结构示意图。

附图标记：

10-放卷机构；20-收卷机构；30-辊压机构；31-第一轧辊；32-第二轧辊；40-压延机构；41-压延轮；42-底座；43-支架；44-连接辊；50-极片；501-涂覆区；502-极耳区；60-导向辊；70-延展辊；701-凸起部；702-凹陷部。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步详细地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供一种极片辊压设备，用以解决现有技术中存在的极片的涂覆区和极耳区延展差异较大，导致极片容易发生断带的问题。

需要说明的是，极片包括涂覆区和极耳区，涂覆区为箔材表面涂覆有浆料的区域，极耳区为箔材表面未涂覆浆料的区域，由此，极片的涂覆区和极耳区之间存在厚度差。

该极片辊压设备用于对极片50进行辊压，如图1所示，该极片辊压设备包括放卷机构10、收卷机构20、辊压机构30和压延机构40，其中，放卷机构10用于释放极片50，收卷机构20用于收卷极片50；辊压机构30设置在极片50的走带路径上，包括第一轧辊31和第二轧辊32，第一轧辊31和第二轧辊32间隙设置，第一轧辊31和第二轧辊32共同作用，以对极片50的涂覆区501进行辊压；压延机构40设置在极片50的走带路径上，包括压延轮41，压延轮41与第一轧辊31间隙设置，压延轮41和第一轧辊31共同作用，以对极片50的极耳区502进行辊压。

具体来说，该极片辊压设备中，放卷机构10和收卷机构20协同向极片50施加较大的张力，使得极片50保持张紧状态，并牵引极片50走带；辊压机构30和压延机构40介于放卷机构10和收卷机构20之间，并设置在极片50的走带路径上，辊压机构30包括第一轧辊31和第二轧辊32，第一轧辊31和第二轧辊32间隙设置，且两者之间的间隙小于极片50的涂覆区501的厚度，当极片50从第一轧辊31和第二轧辊32之间的间隙穿过时，极片50的涂覆区501因受到第一轧辊31和第二轧辊32的辊压力而被拉伸；压延机构40包括压延轮41，压延轮41与第一轧辊31间隙设置，且两者之间的间隙小于极片50极耳区502的厚度，当极片50通过压延轮41与第一轧辊31之间的间隙时，极片50紧贴在第一轧辊31的表面，压延轮41与极片50的极耳区502相对应，压延轮41压接于极片50的极耳区502，从而对极片50的极耳区502进行辊压，使得极片50的极耳区502也得到延展，如此，缩小了极片50的涂覆区501与极耳区502之间的延展性差异，减小了极耳区502内部承受的张力，避免了极片50的断裂，提高了极片50的成品率。

当压延轮41的数量为多个时，压延轮41沿第一轧辊31的轴线方向（X轴方向）间隔设置，极片50整体贴设在第一轧辊31的表面，每个压延轮41与一个极耳区502相对应。

第一轧辊31为动力辊，在动力输出装置的驱动下，一方面，第一轧辊31与第二轧辊32相配合，从而起到辊压极片50的涂覆区501的作用，另一方面，第一轧辊31与压延轮41相配合，从而起到辊压极片50的极耳区502的作用，这样，第一轧辊31的动力输出装置具有较高的利用率，可以理解的是，若设置一根独立的辊轴与压延轮41配合从而辊压极片50的极耳区502，则需要额外为该辊轴配置一套动力输出装置，这样，会将整个装置的结构复杂化，并且，在使用时，还需要对该辊轴与第一轧辊31的转速进行匹配，精度要求较高，提高了控制难度。

一般情况下，第一轧辊31和第二轧辊32上下设置，其中，两者具体的相对位置关系不限，例如，第一轧辊31为下辊，第二轧辊32为上辊，或者，第一轧辊31为上辊，第二轧辊32为下辊，如图1所示，本申请中，以第一轧辊31为下辊，第二轧辊32为上辊为例进行具体说明。

该极片辊压设备中，压延轮41为了与第一轧辊31相配合从而共同辊压极片50的极耳区502，压延轮41靠近第一轧辊31设置，且与第一轧辊31之间的距离较近，这样，可以利于整体的紧凑化设计，缩小整个装置占用的空间，并且，进一步的，由于各个机构之间较紧凑，也降低了收卷机构20和放卷机构10施加到极片50上的张紧力。

压延轮41的数量不限，具体的，压延轮41的数量与极片50上极耳区502的数量相同，图2、图3中以两个压延轮41为例进行了示例性说明。继续参考图2、图3，其中，极耳区502与涂覆区501沿极片50的宽度方向（X轴方向）交替设置，压延轮41也沿该方向间隔设置，并且，每一个压延轮41均与一个极耳区502相对应。

可选的，压延轮41在极片50表面的正投影与涂覆区501间隙设置，这样可以避免压延轮41压到涂覆区501。

如图4所示，该间隙的宽度用W1表示，W1大于等于0.5mm，且小于等于1.0mm，例如，W1的值可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm，或其他数值。

在压延轮41的作用下，极耳区502将发生变形，向外延展，为了保证极耳区502的延展效果，防止极耳区502的边缘发生翘曲，压延轮41在极片50表面的正投影超出极耳区502远离涂覆区501设置的边缘之外。

可选的，压延轮41在极片50表面的正投影超出极耳区502远离涂覆区501设置的边缘之外的部分大于等于极耳区502宽度的20%，且小于等于极耳区502宽度的50%，继续参考图4，极耳区502的宽度为W0表示，超出部分的宽度用W2表示，超出部分W2可以为20%W0、25%W0、30%W0、35%W0、40%W0、45%W0、50%W0。

如上文所述，该极片辊压设备中，在第一轧辊31和第二轧辊32的作用下，可以对极片50的涂覆区501进行延展，在第一轧辊31和压延轮41的作用下，可以对极片50的极耳区502进行延展，若以极片50的走带方向为参考，压延轮41具体可以设置在第二轧辊32之前，也可以设置在第二轧辊32之后，在第一种情况下，压延轮41的位置在图1中用虚线进行了示出，极片50首先通过第一轧辊31和压延轮41之间的间隙，在第一轧辊31和压延轮41的共同作用下，极片50的极耳区502得到延展，而后，极片50再次穿过第一轧辊31和第二轧辊32之间的间隙，在第一轧辊31和第二轧辊32的共同作用下，极片50的涂覆区501得到延展，由于极片50的极耳区502和涂覆区501分别得到了延展，因此，缩小了两者之间的延展性差异，降低了极片50发生断裂的可能。

在第二种情况下，压延轮41的位置在图1中用实线进行了示出，极片50首先通过穿过第一轧辊31和第二轧辊32之间的间隙，在第一轧辊31和第二轧辊32的共同作用下，极片50的涂覆区501得到延展，而后，极片50继续紧贴第一轧辊31的表面移动，并再次通过第一轧辊31和压延轮41之间的间隙，在第一轧辊31和压延轮41之间的共同作用下，极片50的极耳区502得到延展，同样可以缩小两者之间的延展性差异，降低极片50发生断裂的可能。当然，也可以在第一轧辊31的前后两侧均设置压延轮41对极耳区502进行辊压。

可选的，如图1所示，沿极片50的走带方向，压延轮41设置在第二轧辊32之后，这样，极耳区502在第一轧辊31和第二轧辊32共同辊压涂覆区501的过程中受到的张力可以在压延轮41的辊压作用下得到较好的释放，进一步降低极片50在后续辊压过程中发生断带的可能性。

该极片辊压设备包括还导向辊60，导向辊60和第一轧辊31分别位于极片50的不同侧，且导向辊60用于将极片50贴设至第一轧辊31的周侧表面，这样，压延轮41可以压接于极片50的极耳区502贴设至第一轧辊31表面的部分。

具体的，第一轧辊31压接于极片50的第一表面，导向辊60压接于极片50的第二表面，在导向辊60的作用下，极片50贴向第一轧辊31的周侧表面，压延轮41压接于极片50的极耳区502贴设至第一轧辊31表面的部分，这样，当第一轧辊31和压延轮41在辊压极片50的极耳区502时，极片50的涂覆区501也贴设在第一轧辊31的周侧表面上，从而避免了在极片50的涂覆区501与极耳区502之间产生拉扯。

继续参考图1，第二轧辊32位于第一轧辊31的正上方，相对于第一轧辊31而言，压延轮41偏离第二轧辊32一定的圆心角设置，若将压延轮41的轴心和第二压辊32的轴心相对于第一压辊31的轴心所形成的圆心角记为θ，则θ应大于0°小于或等于90°，当θ过大时，极片50在导向辊60的作用下走带方向将发生较大的改变，且张力较大，作为示例，圆心角θ具体可以为90°、80°、70°、60°、50°、45°等；同时，当θ过小时，压延轮41与第二轧辊32的距离较近，压延轮41的布置空间较小，两者容易发生空间干涉，压延轮41的位置还受到现场的安装空间、第一轧辊31的半径、压延轮41的半径等因素的影响，具体可以根据实际情况进行设计。

需要说明的是，该极片辊压设备还包括其他的导向辊，这些导向辊可以调整极片50的走带方向，同时，还可以使极片50保持张紧状态。

在一些实施例中，压延机构40还包括驱动装置（未示出），驱动装置与压延轮41连接，驱动装置被配置为驱动压延轮41靠近第一轧辊31或远离第一轧辊31。在驱动装置的驱动下，压延轮41与第一轧辊31之间的间隙可调，即压延轮41与第一轧辊31对极片50的极耳区502施加的辊压力可调，从而能够适应不同的工艺要求。

可选的，压延轮41在驱动装置的驱动下沿第一轧辊31的径向方向移动，这是因为，沿第一轧辊31的径向方向，压延轮41与第一轧辊31之间的距离为最短距离，并且，该距离越小，压延轮41与第一轧辊31施加到极耳区502的辊压力越大，反之，该距离越大，则压延轮41与第一轧辊31施加到极耳区502的辊压力越小，因此，在移动过程中，可以控制压延轮41沿第一轧辊31的径向方向移动，从而更加直接得掌握压延轮41与第一轧辊31之间的间距变化，以控制两者之间的辊压力大小。

驱动装置包括但不限于气缸、液压缸或气液混合缸，以气缸为例，具体可以通过气缸的伸缩运动来驱动压延轮41沿第一轧辊31的径向方向靠近第一轧辊31或远离第一轧辊31。

进一步的，还可以设置传感器等检测装置来检测压延轮41与第一轧辊31之间的间距大小，从而对两者之间的间距进行精准的调节，以控制极耳区502的延展效果。

在一些实施例中，如图2所示，压延机构40还包括底座42，底座42上设置有支架43，支架43沿第一轧辊31的轴线方向（X轴方向）与底座42滑动连接，压延轮41设于支架43上。当支架43沿底座42滑动时，压延轮41相对于第一轧辊31的位置发生变化，如此，在极片50的极耳区502相对于第一轧辊31的位置发生变化的情况下，可以通过滑动支架43改变压延轮41的位置，从而使得压延轮41与极耳区502相对应，其中，可能是极片50的规格不同导致极片50的极耳区502相对于第一轧辊31的位置发生变化，也可能是极片50整体相对于第一轧辊31发生的错位导致了极片50的极耳区502相对于第一轧辊31的位置发生变化。并且，当压延轮41的数量为多个时，每个压延轮41通过支架43与底座42滑动连接，通过调节压延轮41的位置，可以使每个压延轮41与极片50的极耳区502相对应。

支架43与底座42之间还设置有锁紧件，锁紧件可以将支架43锁定在所需要的位置，使得支架43相对底座42固定不动，避免支架43随意滑动。

作为示例，底座42沿第一轧辊31的轴线方向设置有刻度线，在调节过程中，可以将刻度线作为参考，从而对压延轮41的位置进行粗调，然后再根据极片50中极耳区502的位置，对压延轮41的位置进行精调，使得压延轮41能够与极耳区502相对应。

由上述内容可知，压延轮41一方面可以在驱动装置的驱动下沿第一轧辊31的径向方向运动，从而实现对辊压力的调整，另一方面，还可以在支架43与底座42的滑动配合下沿第一轧辊31的轴线方向运动，从而能够始终保持与极耳区502的位置相对应，如此，提高了装置的适应性与灵活性。具体的，可以将驱动装置设于支架43上。

在压延轮41为多个的情况下，如图2所示，这些压延轮41可以相互独立，每个压延轮41通过一个支架43与底座42连接，压延轮41之间互不影响，比较灵活，并且，当其中某一个压延轮41出现故障时，可以单独进行更换。

除此之外，如图3所示，多个压延轮41还可以同时穿设在一根连接辊44上，连接辊44的两端通过支架43设置在底座42上，该连接辊44的位置可调，当该连接辊44相对于第一轧辊31靠近或远离时，多个压延轮41同时靠近第一轧辊31或同时远离第一轧辊31，这样，可以保证各个压延轮41施加到极耳区502的辊压力大小一致。可选的，压延轮41可以相对连接辊44发生转动，而连接辊44自身不发生转动，或者，压延轮41相对连接辊44不发生转动，但连接辊44能够绕自身轴线方向发生转动，从而带动压延轮41转动；压延轮41还可以相对连接辊44滑动，并被锁紧件等锁定在所需要的位置，从而保持与极片50的极耳区502相对应。

压延轮41具体为钢质辊轮，这样，钢质辊轮材质硬，不易发生变形，并可以向极耳区502施加较大的作用力，从而有利于对极耳区502进行辊压。

在一些实施例中，如图1、图5所示，该极片辊压设备还包括延展辊70，延展辊70包括与极片50的极耳区502对应设置的凸起部701，相对于凸起部701而言，延展辊70的其他部分形成凹陷部702，极片50在经过延展辊70时，极耳区502与凸起部701接触，涂覆区501与凹陷部702接触，凸起部701表面的线速度大于凹陷部702表面的线速度，从而进一步弥补极耳区502与涂覆区501之间的延展性差异，并且，由于极片50在到达延展辊70之前，在压延轮41与第一轧辊31的共同作用下极耳区502得到了初步的延展，内部的张力也提前得到了释放，因此，极片50通过延展辊70时，极耳区502可以承受较大的拉伸力，进一步降低了发生断带的可能。

通过对比可以看出，本发明实施例提供的极片辊压设备中，通过设置压延机构，并使压延轮与极片的极耳区相对应，从而当极片通过压延轮与第一轧辊之间的间隙时，压延轮能够压接于极片的极耳区，并在第一轧辊的配合下对极片的极耳区进行辊压，使得极片的极耳区也得到延展，如此，缩小了极片的涂覆区与极耳区之间的延展性差异，减小了极耳区内部承受的张力，避免了极片的断裂，提高了极片的成品率。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (13)

1.一种极片辊压设备，其特征在于，所述极片辊压设备用于对极片进行辊压，包括放卷机构、收卷机构、辊压机构和压延机构；

所述放卷机构用于释放所述极片，所述收卷机构用于收卷所述极片；

所述辊压机构和所述压延机构分别设置在所述极片的走带路径上，所述辊压机构包括第一轧辊和第二轧辊，所述第一轧辊和所述第二轧辊间隙设置，所述第一轧辊和所述第二轧辊共同作用，以对所述极片的涂覆区进行辊压；所述压延机构包括压延轮，所述压延轮与所述第一轧辊间隙设置，所述压延轮和所述第一轧辊共同作用，以对所述极片的极耳区进行辊压。

2.如权利要求1所述的极片辊压设备，其特征在于，沿所述极片的走带方向，所述第二轧辊和所述压延轮依次设置。

3.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述极片辊压设备还包括导向辊，所述导向辊和所述第一轧辊分别位于所述极片的不同侧，且所述导向辊被配置为将所述极片贴设至所述第一轧辊的周侧表面，所述压延轮压接于所述极片的极耳区贴设至所述第一轧辊表面的部分。

4.如权利要求3所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延轮的轴心和所述第二轧辊的轴心相对于所述第一轧辊的轴心所形成的圆心角小于或等于90°。

5.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延机构还包括驱动装置，所述驱动装置与所述压延轮连接，所述驱动装置被配置为驱动所述压延轮靠近所述第一轧辊或远离所述第一轧辊。

6.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延机构还包括底座，所述底座上设置有支架，所述支架沿所述第一轧辊的轴线方向与所述底座滑动连接，所述压延轮设于所述支架上。

7.如权利要求6所述的极片辊压设备，其特征在于，所述底座沿所述第一轧辊的轴线方向设置有刻度线。

8.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延轮在所述极片表面的正投影与所述涂覆区间隙设置。

9.如权利要求8所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延轮在所述极片表面的正投影与所述涂覆区之间的间隙沿所述第一轧辊的轴线方向的宽度大于等于0.5mm小于等于1.0mm。

10.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延轮在所述极片表面的正投影超出所述极耳区远离所述涂覆区设置的边缘之外。

11.如权利要求10所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延轮在所述极片表面的正投影超出所述极耳区远离所述涂覆区设置的边缘之外的部分大于等于所述极耳区宽度的20%，且小于等于所述极耳区宽度的50%。

12.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述压延轮为钢质滚轮。

13.如权利要求1或2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述极片辊压设备还包括延展辊，所述延展辊表面设置有与所述极片的极耳区相对应的凸起部。

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