CN202752330U - 一种电池极片轧制设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种电池极片轧制设备，包括底座和安装在所述底座两端的机架，所述机架上方安装有顶座，所述机架上依次嵌套设置有第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊，所述第一轧辊和第二轧辊之间形成辊缝，所述第二轧辊和第三轧辊之间形成辊缝，所述第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊由电机驱动。相对于现有技术，本实用新型利用三辊的组合形成的两条辊缝、连续轧制极片，降低了电池极片厚度的反弹率、提高了电池极片的压实密度、提高了电池极片厚度的一致性。而且使用电池极片三辊连轧设备进行连续两次轧制工艺取代现有的两辊或四辊设备的反复、多次轧制工艺，可提高生产效率、降低制造成本。

Description

一种电池极片轧制设备

技术领域

本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种电池极片三辊连轧的轧制设备。

背景技术

近年来，锂离子电池广泛应用于智能手机、笔记本电脑和电动汽车等设备中。随着低碳经济的兴起，锂离子电池制造行业及锂离子电池生产设备行业获得了很好的发展机遇，同时也面临着激烈的竞争。一方面，消费者要求锂离子电池有更高的能量密度，这就要求电池极片有更大的压实密度、更小的厚度反弹率及更好的厚度一致性；另一方面，企业要求不断提高生产效率、降低制造成本。

极片能否获得大的压实密度、小的厚度反弹率和好的厚度一致性，很大程度上取决于极片的轧制设备。目前，电池极片轧制设备多为两个轧辊，极少数为四个轧辊。申请号为CN200810054790.6和CN201020661700.2等中国专利公开了两个轧辊的电池极片轧制设备；申请号为CN200580045705.4的中国专利则公开了四个轧辊的电池极片轧制设备。上述几种极片轧制设备的共同特征为：只能同时对轧件实施一次轧制过程，而不能实施两次或两次以上的轧制过程。

在钢铁轧制领域，申请号为CN200720187338.8和CN200920013648.7的中国专利公开了一种三辊轧机。两篇专利中的三辊轧机的共同特征为：三个轧辊呈三角形布局，共同组合成一个辊缝，轧件在这个唯一的辊缝中轧制。

电池极片为弹性材料，在轧制后，电池极片的厚度会反弹。为了得到电池极片的目标厚度与压实密度，会使电池极片厚度轧制到低于目标厚度，然后电池极片通过厚度反弹达到目标厚度与压实密度。但是，现有技术中的电池极片轧制设备只能进行一次轧制。这样的一次轧制设备与工艺，使得电池极片厚度的反弹率大、电池极片厚度一致性差、电池极片的压实密度低。很多企业为了降低电池极片厚度的反弹率、提高电池极片的压实密度、提高电池极片厚度的一致性，采用多次轧制工艺。即利用现有的轧制设备，对电池极片先后反复进行轧制。但是，多次轧制工艺，生产效率低、制造成本高。

有鉴于此，确有必要提供一种能够连续两次轧制极片，使极片具有更大的压实密度、更小的厚度反弹率及更好的厚度一致性，同时能够提高生产效率的电池极片轧制设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够连续两次轧制极片，使极片具有更大的压实密度、更小的厚度反弹率及更好的厚度一致性，同时能够提高生产效率的电池极片轧制设备。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电池极片轧制设备，包括底座和安装在所述底座两端的机架，所述机架上方安装有顶座，所述机架上依次嵌套设置有第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊，所述第一轧辊和所述第二轧辊之间形成辊缝，所述第二轧辊和所述第三轧辊之间形成辊缝，所述第一轧辊、所述第二轧辊和所述第三轧辊由电机驱动。极片经过其中一条狭缝（称之为第一轧制工位，相应的，极片经过另一条狭缝则称之为第一轧制工位）的轧制过程为电池极片预轧制过程，将电池极片的厚度轧制到接近目标厚度。电池极片在第一轧制工位与第二轧制工位之间有一个极片厚度反弹过程，反弹后的电池极片厚度接近目标厚度。第二工位轧制过程为电池极片的轧制成形过程，使电池极片厚度达到目标厚度。经过分级、两次连续轧制，降低了电池极片厚度的反弹率、提高了电池极片的压实密度、提高了电池极片厚度的一致性。使用电池极片三辊连轧设备进行连续两次轧制工艺取代现有的两辊或四辊设备的反复、多次轧制工艺，可提高生产效率、降低制造成本。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第一轧辊、所述第二轧辊和所述第三轧辊呈立式直线排列、卧式直线排列或者三角形排列。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第一轧辊、所述第二轧辊和所述第三轧辊的直径大小为100 mm～1500mm。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第一轧辊、所述第二轧辊和所述第三轧辊的直径相同或不同。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第一轧辊和所述第三轧辊分别与第一位置调节装置和第三位置调节装置连接。即第二轧辊在机架中的位置保持固定，第一轧辊和第三轧辊在机架中的位置可以调节。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第一位置调节装置包括用于嵌套第一轧辊及第一轴承的第一轴承座、安装在所述机架上的第一液压缸、安装在所述顶座上的第二液压缸，以及安装在所述第一轴承座下的导轨，所述第二液压缸上安装有横梁，所述横梁与第一轧辊的中心轴之间安装有吊环。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第一轴承座和机架之间还设置有第一斜铁。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第三位置调节装置包括用于嵌套第三轧辊及第三轴承的第三轴承座、安装在所述机架上的第三液压缸，安装在所述第三轴承座下的导轨，以及设置在所述第三轴承座和机架之间的第二斜铁。轧辊间辊缝的宽窄及压力可以单独调节，通过吊环、横梁、第一液压缸、第二液压缸和第一斜铁可以调节第一轧辊与第二轧辊之间的辊缝宽窄与压力大小，通过第三液压缸、第二斜铁调节第三轧辊与第二轧辊之间的辊缝宽窄与压力大小。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述第二轧辊嵌套在第二轴承中，所述第二轴承嵌套在第二轴承座中，所述第二轴承座嵌套且固定在所述机架与连接板之间。

作为本实用新型电池极片轧制设备的一种改进，所述电机设置有三个，并且三个所述电机分别与所述第一轧辊、所述第二轧辊和所述第三轧辊电连接。当然，第一轧辊、第二轧辊和第三轧辊也可以配置一个电机，然后通过齿轮传动，驱动三个轧辊旋转工作；电机也可以使用由电机、减速机、联轴器组合成的电机套件。

此外，也可以在本实用新型电池极片轧制设备的前后选择配置放卷装置、接带装置、纠偏检测控制装置、张力检测控制装置、边料切除装置、除尘装置、静电消除装置、加热装置、刮料装置、厚度检测装置、收卷装置、电池极片托辊及防护罩等。

相对于现有技术，本实用新型利用三辊的组合形成的两条辊缝、连续轧制极片，降低了电池极片厚度的反弹率、提高了电池极片的压实密度、提高了电池极片厚度的一致性。而且使用电池极片三辊连轧设备进行连续两次轧制工艺取代现有的两辊或四辊设备的反复、多次轧制工艺，可提高生产效率、降低制造成本。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行详细说明。

图1为本实用新型的侧面主体结构示意图。

图2为本实用新型的正面主体结构示意图。

图3为本实用新型三个轧辊呈立式排列的结构示意图。

图4为本实用新型三个轧辊呈卧式排列的结构示意图。

图5为本实用新型三个轧辊呈三角形排列的结构示意图。

图6为本实用新型三辊连续轧制极片的原理示意图。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型一种电池极片轧制设备，包括底座11和安装在底座11两端的机架10，机架10上方安装有顶座12，机架10上依次嵌套设置有第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3，第一轧辊1和第二轧辊2之间形成辊缝26，第二轧辊2和第三轧辊3之间形成辊缝26，第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3由电机29驱动，具体的，第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3分别和第一电机23、第二电机24和第三电机25连接。

第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3呈立式直线排列（如图3所示），且第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3的直径大小为100 mm～1500mm，三个轧辊的直径可以相同，也可以不同。

第一轧辊1和第三轧辊3分别与第一位置调节装置27和第三位置调节装置28连接。

第一位置调节装置27包括用于嵌套第一轧辊1及第一轴承4的第一轴承座7、安装在机架10上的第一液压缸17、安装在顶座12上的第二液压缸16，以及安装在第一轴承座7下的导轨21，第二液压缸16上安装有横梁15，横梁15与第一轧辊1的中心轴之间安装有吊环14，第一轴承座7和机架10之间还设置有第一斜铁19。

第三位置调节装置28包括用于嵌套第三轧辊3及第三轴承6的第三轴承座9、安装在机架10上的第三液压缸18，安装在第三轴承座9下的导轨22，以及设置在第三轴承座9和机架10之间的第二斜铁20。

第二轧辊2嵌套在第二轴承5中，第二轴承5嵌套在第二轴承座8中，第二轴承座8嵌套且固定在机架10与连接板13之间。

电机29设置有三个，并且三个电机分别与第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3电连接，并且这三个电机分别称之为第一电机23、第二电机24和第三电机25。

如图6所示，极片经过其中一条狭缝（称之为第一轧制工位，相应的，极片经过另一条狭缝则称之为第一轧制工位）的轧制过程为电池极片预轧制过程，将电池极片的厚度轧制到接近目标厚度。电池极片在第一轧制工位与第二轧制工位之间有一个极片厚度反弹过程，反弹后的电池极片厚度接近目标厚度。第二工位轧制过程为电池极片的轧制成形过程，使电池极片厚度达到目标厚度。经过分级、两次连续轧制，降低了电池极片厚度的反弹率、提高了电池极片的压实密度、提高了电池极片厚度的一致性。使用电池极片三辊连轧设备进行连续两次轧制工艺取代现有的两辊或四辊设备的反复、多次轧制工艺，可提高生产效率、降低制造成本。

安装时，在两个机架10上方安装顶座12，固定顶座12与机架10；在顶座12上安装第二液压缸16，在第二液压缸16上安装横梁15，在横梁15与第一轧辊1的中心轴之间安装吊环14。将第一轧辊1的中心轴、第二轧辊2的中心轴、第三轧辊3的中心轴分别与第一电机23、第二电机24、第三电机25相连。

第一轧辊1部分的主要安装过程为：在两个机架10上安装第一斜铁19，并且调节第一斜铁19的上下两个斜面的相对位置，使第一斜铁19的厚度达到较大值；第一轧辊1的中心轴与第一轴承4嵌套在第一轴承座7中间，从上方将第一轴承座7安装在两个机架10中。

第二轧辊2部分的主要安装过程为：第二轧辊2的中心轴嵌套在第二轴承5中间，第二轴承5嵌套在第二轴承座8中间，第二轴承座8嵌套并且固定在机架10与连接板13之间，第二轧辊2在机架10中的位置保持固定。

第三轧辊3部分的主要安装过程为：第三轧辊3的中心轴与第三轴承6嵌套在第三轴承座9中间；在机架10上安装第三液压缸18；固定底座11，在底座11上固定机架10，将第三电机25侧边的机架10推到底座11上的合适位置，在两个机架10中间安装第三轴承座9，将第三电机25侧边的机架10推到安装位置，在底座11上固定第三电机25侧边的机架10。

轧辊间压力和辊缝26设定与调节实施方式说明如下：请参阅图1和图2第一轧辊1和第二轧辊2之间的压力和辊缝26的设定与调节方式如下。

调大第一轧辊1与第二轧辊2之间辊缝26的方式有两种。

第一种：第一轧辊1的中心轴与第一轴承4嵌套在第一轴承座7中间，第一液压缸17卸压后，第二液压缸16升压，第二液压缸16的柱塞顶着横梁15，横梁15托着吊环14，吊环14托着第一轧辊1的中心轴带动第一轧辊1和第一轴承座7在第一导轨21的导向下向上运动，达到调大第一轧辊1与第二轧辊2之间辊缝26的目的。

第二种：第一斜铁19设置在第一轴承座7与机架10之间，通过电机驱动第一斜铁19，第一斜铁19上下部件做横向相对运动，形成不同高度的第一斜铁19的组合，达到设定、调节第一轧辊1与第二轧辊2之间辊缝26的目的。

调小第一轧辊1与第二轧辊2之间辊缝26的方式如下：第二液压缸16卸压后，第一液压缸17升压，第一液压缸17的柱塞顶住顶座12，因为顶座12位置固定不动，则第一轧辊1及第一轴承座7下降，朝第二轧辊2靠近，达到调小第一轧辊1与第二轧辊2辊缝26的目的。

当第一轴承座7、第一斜铁19、机架10紧密接触时，第一轧辊1与第二轧辊2之间的辊缝26达到设定的目标值不再变化。

此外，通过液压系统调节第一液压缸17的压力可实现第一轧辊1与第二轧辊2之间的压力设定与调节。 

调节第三轧辊3与第二轧辊2之间辊缝26的方式有两种。

第一种：第三液压缸18卸压后，第三轧辊3与第三轴承座9在自身重力作用下下降，第三轧辊3与第二轧辊2之间的辊缝26变大；而增加第三液压缸18的压力，第三轧辊3与第三轴承座9在第二导轨22导向下朝第二轧辊2靠近，第三轧辊3与第二轧辊2之间的辊缝26变小。

第二种，第二斜铁20设置在第三轴承座9与机架10之间，通过电机驱动第二斜铁20，第二斜铁20上下部件做横向相对运动，形成不同高度的斜铁组合，达到调节第三轧辊3与第二轧辊2之间辊缝26的目的。当第三轴承座9、第二斜铁20及机架10紧密接触时，第三轧辊3与第二轧辊2之间的辊缝26达到设定的目标值不再变化。通过第二斜铁20控制第三轧辊3与第二轧辊2之间的辊缝26；通过液压系统调节第三液压缸18的压力实现第三轧辊3与第二轧辊2之间的压力设定与调节；最终实现第三轧辊3与第二轧辊2之间压力、辊缝26的设定与调节。

参阅图4本实用新型的工作方式为：电池极片依次经过第一轧辊1与第二压辊2之间的辊缝26、第三轧辊3与第二压辊2之间的辊缝26进行连续两次轧制或者电池极片可以依次经过第三轧辊3与第二压辊2之间的辊缝26、第一轧辊1与第二轧辊2之间的辊缝26进行连续两次轧制。

其中，第一轧辊1、第二轧辊2和第三轧辊3除了可以呈本具体实施方式所示的立式直线排列（如图3所示）外、还可以呈卧式直线排列（如图4所示）或者三角形排列（如图5所示），卧式直线排列和三角形排列的结构与立式直线排列相似，这里不再赘述。

需要说明的是：第一，本实用新型对第一轧辊1、第二轧辊2、第三轧辊3的驱动方式没有特别限制，可以选用常用配件，通过联轴器、减速机、电机相连接。电机数量也没有特别限制，可以为第一轧辊1、第二轧辊2、第三轧辊3单独配置三个电机，即第一电机23、第二电机24、第三电机25，也可以配置一个电机29，然后通过齿轮传动，驱动三个轧辊旋转工作。

第二、本实用新型对第一轧辊1、第二轧辊2、第三轧辊3的直径没有特别限制，三个轧辊的直径大小为100mm～1500mm，并且直径可以相等也可以不相等。

第三，在本实用新型的轧辊主体结构前后可以选择配置放卷装置、接带装置、纠偏检测控制装置、张力检测控制装置、边料切除装置、除尘装置、静电消除装置、加热装置、刮料装置、厚度检测装置、收卷装置、电池极片托辊，以及防护罩。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池极片轧制设备，其特征在于：包括底座（11）和安装在所述底座（11）两端的机架（10），所述机架（10）上方安装有顶座（12），所述机架（10）上依次嵌套设置有第一轧辊（1）、第二轧辊（2）和第三轧辊（3），所述第一轧辊（1）和所述第二轧辊（2）之间形成辊缝（26），所述第二轧辊（2）和所述第三轧辊（3）之间形成辊缝（26），所述第一轧辊（1）、所述第二轧辊（2）和所述第三轧辊（3）均由电机（29）驱动。

2.根据权利要求1所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第一轧辊（1）、第二轧辊（2）和第三轧辊（3）呈立式直线排列、卧式直线排列或者三角形排列。

3.根据权利要求1所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第一轧辊（1）、所述第二轧辊（2）和所述第三轧辊（3）的直径大小为100mm～1500mm。

4.根据权利要求3所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第一轧辊（1）、所述第二轧辊（2）和所述第三轧辊（3）的直径相同或不同。

5.根据权利要求1所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第一轧辊（1）和所述第三轧辊（3）分别与第一位置调节装置（27）和第三位置调节装置（28）连接。

6.根据权利要求5所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第一位置调节装置（27）包括用于嵌套第一轧辊（1）及第一轴承（4）的第一轴承座（7）、安装在所述机架（10）上的第一液压缸（17）、安装在所述顶座（12）上的第二液压缸（16）以及安装在所述第一轴承座（7）下的导轨（21），所述第二液压缸（16）上安装有横梁（15），所述横梁（15）与第一轧辊（1）的中心轴之间安装有吊环（14）。

7.根据权利要求6所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第一轴承座（7）和机架（10）之间还设置有第一斜铁（19）。

8.根据权利要求5所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第三位置调节装置（28）包括用于嵌套第三轧辊（3）及第三轴承（6）的第三轴承座（9）、安装在所述机架（10）上的第三液压缸（18），安装在所述第三轴承座（9）下的导轨（22），以及设置在所述第三轴承座（9）和机架（10）之间的第二斜铁（20）。

9.根据权利要求1所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述第二轧辊（2）嵌套在第二轴承（5）中，所述第二轴承（5）嵌套在第二轴承座（8）中，所述第二轴承座（8）嵌套且固定在所述机架（10）与连接板（13）之间。

10.根据权利要求1所述的电池极片轧制设备，其特征在于：所述电机（29）设置有三个，并且三个所述电机分别与所述第一轧辊（1）、所述第二轧辊（2）和所述第三轧辊（3）电连接。

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