CN116685459A - 用于制造干电极的压延辊压机的压延辊 - Google Patents

Abstract

在本发明中，用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，所述压延辊成对设置以在两个方向上压制和拉伸电极片，该压延辊包括:安装成在电极片的宽度方向上延伸的圆柱辊主体；安装成在纵向方向上穿过辊主体的中心部分的辊驱动轴；以及形成在辊驱动轴外侧的多条油路，以形成油流经的流动路径，并形成为在纵向方向上穿过辊主体，其中油路与辊驱动轴之间的间隔形成为在纵向方向上在辊主体的两侧处最大，并且形成为在辊主体的中心部分处最小。

Description

用于制造干电极的压延辊压机的压延辊

技术领域

本申请要求基于2021年12月3日申请的第10-2021-0172114号韩国专利申请的优先权，通过引用将该韩国专利申请的全文并入于此。

本发明涉及一种用于制造干电极的压延辊压机的压延辊。

更具体地说，本发明涉及用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，能够通过改善压延辊中的油路来增加弯曲刚度，从而减少辊的变形偏差。

此外，本发明涉及用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，能够使干电极片的变形最小化。

背景技术

近年来，可充放电的二次电池作为无线移动设备的能源被广泛应用。

此外，二次电池不仅作为诸如移动电话、笔记本电脑、摄像机之类的便携式设备的能源引起了人们的注意，而且作为电动汽车、混合动力汽车等的能源也引起了人们的注意，电动汽车、混合动力汽车等已被提出用于解决现有汽油车、柴油车等使用化石燃料的空气污染问题。

因此，由于二次电池的优点，使用二次电池的应用类型变得非常多样化，在未来，预计二次电池将应用于比现在更多的领域和产品。

这些二次电池根据电极和电解质的组成可分为锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等，漏液可能性低、易于制造的锂离子聚合物电池的使用正在增加。

通常，根据电池壳体的形状，二次电池一般分为电极组件分别容纳在圆柱形金属罐和棱柱形金属罐中的柱形电池和电极组件容纳在铝层压板的袋式壳体中的袋式电池。

此外，容纳在电池壳体中的电极组件为发电元件，它们每个形成在具有正极、负极和置于正极和负极之间的隔膜的结构中，因此可以充电和放电，并分为其中隔膜置于涂有活性材料的长片状正负极之间并被卷起的果冻卷式和其中按预定尺寸形成的多个正极和负极依次堆叠并且正极和负极之间置入隔膜的堆叠式。

这里，由于电动汽车等使用高输出电能，需要多个电池模块，在该电池模块中串联或并联多个电池单元。

同时，在电极工艺中，电极通常是通过湿电极工艺制造的，该工艺将包括电极活性材料、粘结剂和导电材料在内的浆料施加到集流体上，然后通过干燥工艺去除浆料中的溶剂。

在上述湿电极工艺中，由于从施加于集流体的浆料中去除溶剂需要能量，制造成本高，因此很难提高生产率。

因此，提出了一种通过干电极工艺制造电极的方法，不将浆料施加于集流体。

干电极工艺是在没有诸如溶剂、分散介质等之类的液体介质的情况下，将电极活性材料、粘结剂、导电材料等混合制备粉末混合物，通过压延工艺将粉末混合物制造成干电极片，并将制造的干电极片层压在集流体上的制造电极的方法。

在该干电极工艺中，由于与现有湿电极工艺相比，提高了能量密度，改善了充放电特性，寿命比现有湿电极工艺至少提高了一倍，并且不需要现有湿电极工艺所需的干燥工艺，其优点是不需要干燥工艺所需的干燥室、空间和干燥能源成本。

这里，在干电极工艺中，制造干电极片的压延工艺是指通过压延辊压机对干电极片进行压延的工艺。

即如图1所示，压延辊压机100的压延辊101形成有圆柱形体，执行压延工序，将干电极片108从一对上下辊101之间推过以进行拉伸。

在这种情况下，压延辊101旋转成形，并且在两侧的中心部分处分别设有驱动轴103a和103b。

这里，该对压延辊具有静态压力被施加到每个驱动轴从而压延辊的中心部分弯曲的问题。

如上所述，由于施加到每个驱动轴的静压力使压延辊的中心部分弯曲，相比于中心部分，静压力强烈地作用于干电极的两侧上，从而阻碍了干电极片的均匀变形。

还有一个问题是，由于静压力反复施加到压延辊的驱动轴，压延辊的两侧发生了屈曲现象，因此，导致待制造的干电极片出现缺陷。

如上所述，为了抑制干电极片的缺陷，提出了另外施加反压来对施加到压延辊的静压力进行抵消的方法，但由于要另外安装产生抵消静压力的反压的反压设备，除了产生额外的成本外，存在在安装反压设备时压延辊压机的整个结构变得复杂的问题。

此外,已经提出了以压延冠状辊替代现有的以圆柱形状成型的压延辊的方法，所述压延冠状辊通过在中心部分处形成比在辊的两侧处更大的直径而形成为在纵向方向上的平缓凸曲线形状，以抑制由静压力引起的屈曲现象,但这也有一个问题在于,在干电极的中心部分处引起了屈曲现象。

同时，如图2所示，在具有形成在两侧上的驱动轴103a和103b的压延辊101中，形成油流经的多条油路105，用于温度控制，并且油路105在纵向方向上从压延辊101一侧到另一侧呈直线状形成。

然而，由于在压延辊内在纵向方向上形成多条油路，当静压力施加到两个驱动轴时，压延辊的中心部分的弯曲刚度变差。

因此，为了提高干电极片的生产质量，并且抑制干电极片的缺陷，需要将因施加于在干电极片的宽度内的压延辊的两端的静压力而引起的辊变形减到最小。

【相关技术文献】

【专利文献】

(专利文献1)韩国注册专利号10-2028611

发明内容

【技术问题】

本发明旨在解决上述问题，旨在提供一种用于制造干电极的压延辊机的压延辊，通过改善压延辊中油流经的油路形状来增加弯曲刚度，从而减少压延辊的变形偏差。

此外，本发明旨在提供一种用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，能够使干电极片的变形最小化。

【技术方案】

为了完成上述任务，本发明包括一种用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，所述压延辊成对布置以在两个方向上对电极片进行压制和拉伸，所述压延辊包括：安装成在电极片的宽度方向上延伸的圆柱辊主体；安装成在纵向方向上穿过辊主体的中心部分的辊驱动轴；以及在辊驱动轴外侧形成的多条油路，以形成油流经的流动路径，并且在纵向方向上穿过所述辊主体，其中油路与辊驱动轴之间的间隔在纵向方向上的辊主体的两侧处形成为最大，并且在辊主体的中心部分处形成为最小。

作为一个示例，油路可以形成为使得所述间隔可以从辊主体的纵向方向的一侧向中心部分线性变化。

具体地说，油路可以从辊主体的纵向方向的一侧向中心部分形成弯曲形状。

更具体地说，油路可以沿辊主体的纵向方向形成抛物线形状。

作为另一个示例，油路可形成在纵向方向上从辊主体的一侧向另一侧弯曲的形状。

具体地说，油路可以在纵向方向上从辊主体的两侧在彼此面对的方向上以恒定的间隔线性形成到预定位置，然后形成为使每个间隔都可以向中心部分线性变化。

更具体地说，油路可以在纵向方向上从辊主体的两侧在彼此面对的方向上以恒定的间隔线性形成到预定位置，然后每个油路向中心部分形成弯曲形状。

更具体地说，弯曲形状可以是抛物线形状。

作为另一个示例，油路可以在纵向方向上从辊主体的两侧在彼此相对的方向上以恒定的间隔线性形成到预定位置并朝向辊驱动轴弯曲，然后油路可以各自形成其中每个间隔朝向中心部分保持均匀的形状。

作为另一个例子，油路可以在纵向方向上从辊主体的两侧朝向辊驱动轴弯曲到预定位置，然后油路可以各自形成其中每个间隔朝向中心部分保持均匀的形状。

作为另一个例子，油路可以在纵向方向上从辊主体的两侧朝向辊驱动轴以预定角度倾斜，然后可以彼此相遇以在中心部分形成弯曲边界。

【有益效果】

根据本发明，仅通过改善压延辊中油流经的油路的形状即可充分提高弯曲刚度，从而减小辊的变形偏差。

此外，因为辊变形偏差得到改善，可以通过最大限度地减少干电极片的变形来提高干电极片的生产质量并抑制缺陷。

此外，当压延辊被静压力压制时，还可以防止在压延辊的两端和干电极片的中心部分处发生屈曲现象。

附图说明

图1是示意性地示出根据相关技术的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的压延工艺的视图。

图2是示意性地示出根据相关技术的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的侧截面视图。

图3是示意地示出根据本发明的第一实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

图4是示意性地示出通过根据该实施方式的压延辊进行压延工序的视图。

图5是示意地示出根据本发明第二实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

图6是示意地示出根据本发明第三实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

图7是示意地示出根据本发明第四实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

图8是示意地示出根据本发明第五实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

具体实施方式

【参考数字】

10a、10b、10c、10d、10e：压延辊

11：辊主体

13a、13b：辊驱动轴

15a、15b、15c、15d、15e：油路

21：干电极片

【最佳模式】

本发明提供了一种用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，所述压延辊成对布置以在两个方向上对电极片进行压制和拉伸，包括：安装成在电极片的宽度方向上延伸的圆柱辊主体；安装成在纵向方向上穿过辊主体的中心部分的辊驱动轴；以及在辊驱动轴的外侧形成的多条油路，以形成油流经的流动路径，并且在纵向方向上通过辊主体，其中油路与辊驱动轴之间的间隔在纵向方向上的辊主体的两侧形成为最大，并且在辊主体的中心部分形成为最小。

【发明模式】

以下对本发明进行详细描述。在此之前，本说明书和权利要求书中使用的术语和词语不应被解释为局限于普通术语或字典术语，而应基于发明人可以适当地定义术语的概念以最好的方式描述其发明的原则解释为与发明或所提议的技术精髓相一致的含义和概念。

应该理解的是，在整个说明书中使用的诸如“包括”和“有”这样的术语旨在表明说明书中描述的特征、数字、步骤、操作、组件、部件或其组合的存在，但不排除预先存在或添加一个或多个其他特征、数字、步骤、操作、组件或其组合的可能性。

此外，当诸如层、薄膜、区域、板等之类的部分被称为“在”另一部分上时，这不仅包括该部分“直接在”另一部分上的情况，而且还包括在这两者之间还有另一部分的情况。另一方面，当诸如层、薄膜、区域、板等之类的部分被称为“在”另一个部分之下时，这不仅包括该部分“直接在”另一个部分之下的情况，而且还包括在这两者之间还有另一个部分的情况。此外，在本发明的说明书中被放置“在”上可以意味着某物被放置在下部或上部上。

此外，当诸如层、膜、区域、板等之类的部分称为“在”另一个部分上时，这不仅包括该部分“直接在”另一个部分上的情况，而且还包括在这两者之间还有另一个部分的情况。当诸如层、膜、区域、板等之类的部分被称为“在”另一个部分之下时，这不仅包括该部分“直接在”另一个部分之下的情况，而且还包括在这两者之间还有另一个部分的情况。此外，在本发明的说明书中被放置“在”上可以意味着某物被放置在下部或上部上。

(第一实施方式)

图3是示意地示出根据本发明的第一实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。图4是示意性地示出通过根据该实施方式的压延辊进行压延工序的视图。

如图3所示，用于制造干电极的压延辊压机的压延辊10a包括成对设置的圆柱辊主体11、在辊主体11的中心部分的每个处形成的辊驱动轴13以及在辊主体11中形成油流经路径的油路15a。

如图4所示，辊主体11可旋转地成对设置，并形成为在干电极片21的宽度方向上延伸的圆柱形。

根据上述结构，插入一对压延辊10a的辊主体11之间的干电极片21在通过辊主体11之间时被拉伸。

辊驱动轴13以轴形状成型并且安装成在纵向方向上穿过辊主体11的中心部分，并且辊驱动轴13设置成分别自辊主体11的两侧的中心部分突出。

油路15a设置成使得用于压延辊10a的温度控制的油流动，从而油路15a形成在辊主体11中，油路15a在辊驱动轴13的外侧形成油流经的流动路径，并形成为在纵向方向上穿过辊主体11。

在这种情况下，多条油路15a径向形成在辊驱动轴13外侧。

这里，根据本发明的第一实施方式，油路15a与辊驱动轴13之间的间隔在纵向方向上的辊主体11的两侧处形成为最大，并且在辊主体11的中心部分处形成为最小。

每条油路15a的形状设置成为了增加辊主体11抵抗施加到每个辊驱动轴13a和13b的静压力的弯曲刚度，因此在辊主体11的两侧处的油路15a与辊驱动轴13之间形成大的间隔，从而远离辊驱动轴13设置，并且在辊主体11的中心部分处的油路15a与辊驱动轴13之间形成小的间隔，并靠近辊驱动轴13设置。

因此，油路15a与辊驱动轴13之间的间隔在纵向方向上的辊主体11的两侧处形成为最大，并且在辊主体11的中心部分处形成为最小。

这样，由于最大限度地保证了在纵向方向上的辊主体11的两侧处的油路15a与辊驱动轴13之间的间隔，从而提高了抵抗施加到各辊驱动轴13a和13b的静压力的弯曲刚度。

在第一实施方式中，油路15a形成为使得与辊驱动轴13的间隔从辊主体11的纵向方向的一侧向中心部分线性变化。即油路15a形成为使得油路15a与辊驱动轴13之间的间隔沿辊主体11的纵向方向的一侧向中心部分线性变化。

根据所示实施方式，油路15a从辊主体11的纵向方向的一侧向中心部分形成弯曲形状。

更具体地说，油路15a沿辊主体11的纵向方向呈抛物线状。

在所示的本发明的第一实施方式中，油路15a的弯曲形状以抛物线形状形成，但也可以形成圆弧形状或椭圆形，并且可以更改为其他各种弯曲形状。

根据上述结构，当静压力施加到从压延辊10a的两侧突出的每个辊驱动轴13a和13b时，归因于静压力而具有主要变形问题的压延辊10a的辊主体11的中心部分按照与在辊主体11的两侧处发生的变形量成比例的距离显著放大，并且由于在辊主体11的两侧处油路15a间距越大，抵抗静压弯曲刚度也就越大，从而解决了诸如压延辊10a的中心部分弯曲、辊主体11的两侧上承受强静压力之类的常规问题。

这样,因为油路15与辊驱动轴13之间的间隔配置成朝向辊主体11的中心部分更小,可以增加压延辊10a的弯曲刚度,因此,可以减小与干电极片21接触的辊主体11的中心部分的变形，并且可以将干电极片21从中心到端部的变形偏差减到最小。

同时，在本发明中，虽然描述了通过改进应用于压延工序的压延辊10a的油路15a来增加抵抗施加于形成在压延辊10a的两侧处的各辊驱动轴13a和13b的静压力的弯曲刚度的结构，但是通过将上述结构应用于二次电池制造工艺中应用的压制工序和层压工序的辊等也可以改善辊抵抗静压力的弯曲刚度。

(第二实施方式)

图5是示意地示出根据本发明第二实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

如图5所示，根据本实施方式的压延辊10b形成的形状是，在辊主体11中形成的油路15b在辊主体11的纵向方向上从一侧向另一侧弯曲。

这里，油路15b在纵向方向上从辊主体11的两侧向内线性地形成到预定位置，然后形成为使得到辊驱动轴13的间隔向中心部分线性地变化。

即，在第二个实施方式中，各油路15b在纵向方向上分别从辊主体11的两侧以直线状形成到预定位置，与辊驱动轴13具有恒定间隔，然后形成为从油路15b的端部向中心部分间隔线性变化的形状。

此外，油路15b在被线性形成到辊主体11的预定位置后，可朝着中心部分形成曲线形状。

例如，线性曲线形状可以是抛物线形状。

在本实施方式中，描述了油路15b的弯曲形状形成抛物线形状，但油路15b也可以形成圆弧形状或椭圆形，并且可以更改为其他各种形状。

(第三实施方式)

图6是示意地示出根据本发明第三实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

如图6所示,形成在根据该实施方式的压延辊的辊主体11中的油路15c在纵向方向上从辊主体11的两侧在彼此面对的方向上线性形成到预定位置并朝向辊驱动轴13弯曲，并且在弯曲之后，每条油路15c具有其中每个间隔朝向中心部分均匀保持的形状。

也就是说，第三实施方式的压延辊10c的油路15c在纵向方向上从辊主体11的两侧向内线性形成到预定位置的结构与第二实施方式类似，但不同之处在于，油路15c在油路15c中线性形成的部分后形成为向辊驱动轴13弯曲，然后油路15c从该结构中要弯曲形成的部分向中心部分形成为直线。

根据上述结构，本实施方式的油路15c形成为使得除要弯曲形成的部分外的其余部分与辊驱动轴13保持相同的间隔。

这里，在油路15c中，最好将向辊驱动轴13弯曲的部分倾斜形成为在对角线方向上弯曲以供油流动，并可以以其他各种方式改变。

(第四实施方式)

图7是示意地示出根据本发明第四实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

如图7所示，根据本实施方式的压延辊的辊主体11中形成的油路15d在纵向方向上从辊主体11的两侧向内弯曲到预定位置，然后每条油路具有均匀保持每个间隔的形状。

即，第四实施方式的压延辊10d的油路15d在纵向方向上从辊主体11的两侧向彼此面对的方向弯曲到预定位置，然后分别从油路15d的弯曲部分向中心部分形成为直线。

根据上述结构，本实施方式的油路15d形成为使得除辊主体11的两侧处弯曲部分外的其余部分与辊驱动轴13保持相同的间隔。

(第五实施方式)

图8是示意地示出根据本发明第五实施方式的用于制造干电极的压延辊压机的压延辊的视图。

如图8所示，在根据本实施方式的压延辊10e的辊主体11中形成的油路15e形成为在纵向方向上从辊主体11的两侧以预定角度在彼此面对的方向上倾斜，然后以曲线形状连接到中心部分。

也就是说，第五实施方式的压延辊10e的油路15e形成为在纵向方向上从辊主体11的两侧在彼此面对的方向上以预定角度向预定位置倾斜，从而形成为近似“V”形，并且由于油路15e的中心部分形成弯曲形状，从辊主体11的两侧倾斜延伸的油路15e相互平滑连接。

根据上述结构，如第一实施方式所述，由于本实施方式的油路15e设置在辊主体11的两侧处远离辊驱动轴13，另一方面，油路15e设置在辊主体11的中心部分靠近辊驱动轴13，所以可以提高辊主体11在承受施加在辊驱动轴13a和13b每个上的静压力时的弯曲刚度。

以下，虽然关于具体实施方式已经对本发明进行了说明和描述，但本领域技术人员可以很容易地理解，在不偏离所附权利要求书中所显示的本发明的精髓和范围的情况下，可以进行各种修改和变更。

Claims (11)

1.用于制造干电极的压延辊压机的压延辊，所述压延辊成对设置以在两个方向上压制和拉伸电极片，所述压延辊包括:

安装成在所述电极片的宽度方向上延伸的圆柱辊主体；

安装成在纵向方向上穿过所述辊主体的中心部分的辊驱动轴；

设置在所述辊驱动轴外侧的多条油路，具有油流经流动路径，并在纵向方向上穿过所述辊主体，

其中，所述油路与所述辊驱动轴之间的间隔在纵向方向上的所述辊主体的两侧处最大，并且在所述辊主体的中心部分处最小。

2.根据权利要求1所述的压延辊，其中所述间隔从所述辊主体的纵向方向上的一侧向所述中心部分线性变化。

3.根据权利要求2所述的压延辊，其中所述油路从所述辊主体的纵向方向上的一侧向所述中心部分具有弯曲形状。

4.根据权利要求3所述的压延辊，其中所述油路沿所述辊主体的纵向方向具有抛物线形状。

5.根据权利要求1所述的压延辊，其中所述油路具有从所述辊主体的纵向方向上的一侧向另一侧弯曲的形状。

6.根据权利要求5所述的压延辊，其中所述油路在纵向方向上从所述辊主体的两侧在彼此面对的方向上以恒定的间隔线性地形成到预定位置，然后使每个所述间隔向所述中心部分线性地变化。

7.根据权利要求6所述的压延辊，其中所述油路在纵向方向上从所述辊主体的两侧在彼此面对的方向上以恒定的间隔线性地形成到预定位置，然后每条所述油路具有向所述中心部分弯曲的形状。

8.根据权利要求7所述的压延辊，其中所述弯曲的形状是抛物线形状。

9.根据权利要求5所述的压延辊，其中所述油路在纵向方向上从辊主体的两侧在彼此面对的方向上以恒定的间隔线性地形成到预定位置并且朝向所述辊驱动轴弯曲，然后每条所述油路具有朝向所述中心部分均匀地保持每个所述间隔的形状。

10.根据权利要求5所述的压延辊，其中所述油路在纵向方向上从所述辊主体的两侧向所述辊驱动轴弯曲到预定位置，然后每条所述油路具有朝向所述中心部分均匀地保持每个所述间隔的形状。

11.根据权利要求5所述的压延辊，其中所述油路在纵向方向上必须以预定的角度从所述辊主体的两侧向所述辊驱动轴倾斜，然后彼此相遇以在所述中心部分具有弯曲的边界。