CN203410045U

CN203410045U - 辊及辊压机

Info

Publication number: CN203410045U
Application number: CN201320567032.0U
Authority: CN
Inventors: 王婷婷; 魏建良; 邓平华; 阳超
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd; Dongguan Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd; Dongguan Amperex Technology Ltd
Priority date: 2013-09-12
Filing date: 2013-09-12
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2023-09-12

Abstract

本实用新型提供了一种辊及辊压机。所述辊包括：中间圆柱体辊体，具有与极片中间的涂覆区的宽度相同的用于对极片中间的涂覆区进行辊压的宽度；以及侧方圆柱体辊体，沿中间圆柱体辊体的轴向设置于中间圆柱体辊体的两侧且直径大于中间圆柱体辊体的直径，用于辊压对应的极片两侧的未涂覆区。所述辊压机包括：辊压机构，包括相对设置的压辊和背辊，极片从压辊和背辊中间的辊缝穿过；驱动机构，动力连接于辊压机构，以使压辊和背辊相对转动；以及压力加载机构，动力连接于压辊，以对压辊加压；其中，所述压辊和/或背辊采用上述的辊。可防止极片在长度方向上出现褶皱或波浪边；可适应不同厚度的极片；可适应具有不同涂覆区宽度的极片。

Description

辊及辊压机

技术领域

本实用新型涉及一种辊压设备，尤其涉及一种辊及辊压机。

背景技术

锂离子电池和超级电容器作为优秀的储能器件，已经广泛应用于移动电子设备、太空便携式设备、电动工具、电动汽车和电力储能领域。

目前锂离子电池和超级电容器的制备前工序中都包括制浆、浆料涂布和极片辊压三个步骤，其中极片辊压工序的主要目的是将极片压至目标厚度，从而提高锂离子电池和超级电容器的能量密度和膜片强度。参照图1，锂离子电池或超级电容器的极片P由集流体以及涂覆在集流体表面的膜片组成，因此极片P在厚度方向T上涂覆区C和未涂覆区N之间存在厚度差，在辊压过程中，圆柱形直筒的压辊11无法将压力均匀施加在集流体涂覆区C和未涂覆区N上，由于集流体主要采用具有延展性导电金属制成，如铜或铝，因此，集流体涂覆区C延展率较大而未涂覆区N延展率较小，最终造成极片P在长度方向L上出现褶皱或是波浪边。

现实中，为了尽量提高锂离子电池和超级电容器的能量密度，往往需要在单位体积的空间内储存更多的电极活性物质，因此膜片涂布厚度非常大，而膜片厚度的增加导致其在极片P长度方向L延展率更大，因此上述褶皱或是波浪边的现象更加明显，并且制约了膜片涂布厚度的进一步增加，从而间接影响到锂离子电池和超级电容器能量密度的提升。

有鉴于此，为了防止上述褶皱或是波浪边的产生，提高动力型锂离子电池极片的压实密度，有必要对现有的圆柱形直筒压辊进行改进。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种辊及辊压机，其能消除极片在厚度方向上因中间涂覆区和两侧未涂覆区之间存在厚度差而导致的压力不均衡问题，防止极片在长度方向上出现褶皱或波浪边。

本实用新型的另一目的在于提供一种辊及辊压机，其使压辊与背辊之间的距离可调节，从而适应不同厚度的极片。

本实用新型的另一目的在于提供一种辊及辊压机，其可适应具有不同涂覆区宽度的极片。

为了实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种辊，其包括：中间圆柱体辊体，具有与极片中间的涂覆区的宽度相同的用于对极片中间的涂覆区进行辊压的宽度；以及侧方圆柱体辊体，沿中间圆柱体辊体的轴向设置于中间圆柱体辊体的两侧且直径大于中间圆柱体辊体的直径，用于辊压对应的极片两侧的未涂覆区。

为了实现上述目的，在第二方面，本实用新型提供了一种辊压机，其包括：辊压机构，包括相对设置的压辊和背辊，极片从压辊和背辊中间的辊缝穿过；驱动机构，动力连接于辊压机构，以使压辊和背辊相对转动；以及压力加载机构，动力连接于压辊，以对压辊加压；其中，所述压辊和/或背辊采用根据本实用新型第一方面所述的辊。

本实用新型的有益效果如下：

消除极片在厚度方向上因中间涂覆区和两侧未涂覆区之间存在厚度差而导致的压力不均衡问题，防止极片在长度方向上出现褶皱或是波浪边；使压辊与背辊之间的距离可调节，从而适应不同厚度的极片；可适应具有不同涂覆区宽度的极片。

附图说明

图1为现有的压辊的立体图，其中示出待辊压的极片；

图2为根据本实用新型的辊的立体图，其中示出待辊压的极片；

图3为根据本实用新型的辊的一实施例的剖视图；

图4为根据本实用新型的辊的一实施例的剖视图；

图5为根据本实用新型的辊的一实施例的剖视图；

图6为图5的侧视图；以及

图7为根据本实用新型的辊压机的侧视图。

其中，附图标记说明如下：

1辊压机构 1631固定块

11压辊 16311一端

111辊轴 16312另一端

12背辊 1632丝杆

121辊轴 1633螺母

S辊缝 2驱动机构

13压辊承压座 21电机

14背辊承压座 22减速机

15基座 23啮合齿轮

16辊 3压力加载机构

161中间圆柱体辊体 31支撑板

W2宽度 32气缸

162侧方圆柱体辊体 321气缸传动轴

ΔR半径差 P极片

B倒角区 C涂覆区

W3宽度 W1宽度

163可调式活动连接结构 N未涂覆区

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本实用新型的辊及辊压机。

首先说明根据本实用新型第一方面所述的辊。

参照图2到图5，根据本实用新型第一方面的辊16包括：中间圆柱体辊体161，具有与极片P中间的涂覆区C的宽度W1相同的用于对极片P中间的涂覆区C进行辊压的宽度W2；以及侧方圆柱体辊体162，沿中间圆柱体辊体161的轴向设置于中间圆柱体辊体161的两侧且直径大于中间圆柱体辊体161的直径，用于辊压对应的极片P两侧的未涂覆区N。采用本实用新型的辊16对来料极片P进行辊压时，中间圆柱体辊体161可辊压来料极片P中间涂覆区C，侧方圆柱体辊体162可辊压来料极片P两侧未涂覆区N，从而消除来料极片P在厚度方向T上因中间涂覆区C和两侧未涂覆区N之间存在厚度差而导致的压力不均衡问题，使得极片P涂覆区C和两侧未涂覆区N之间延展率一致，防止极片P在长度方向L上出现褶皱或波浪边。

在根据本实用新型第一方面的辊16中，极片P可为锂离子电池或者超级电容器用极片。

在中间圆柱体辊体161的一实施例中，中间圆柱体辊体161的宽度W2可为300～1000mm。

在根据本实用新型第一方面的辊16中，参照图3，中间圆柱体辊体161与侧方圆柱体辊体162的半径差ΔR可为50～200μm。

在根据本实用新型第一方面的辊16中，中间圆柱体辊体161与侧方圆柱体辊体162之间设置有倒角区B。倒角区B能够防止极片P中间涂覆区C因与未涂覆区N之间存在的厚度差而导致被过度碾压。在一实施例中，倒角区B的宽度W3可为0mm～5mm。

在根据本实用新型第一方面的辊16的一实施例中，参照图3，中间圆柱体辊体161与侧方圆柱体辊体162可为一体成型结构。在一实施例中，中间圆柱体辊体161的材质可为硬质金属或者无机非金属。在另一实施例中，硬质金属或者无机非金属可选自镀铬合金、三氧化二铝、氧化锆、碳化硅中的一种。

在根据本实用新型第一方面的辊16的一实施例中，参照图4，侧方圆柱体辊体162中的半径和中间圆柱体辊体161半径相同的部分与中间圆柱体辊体161可为一体成型结构，侧方圆柱体辊体162中的半径超出中间圆柱体辊体161半径的部分可为聚合物或者为无机非金属材料。聚合物可选自聚四氟乙烯、改性聚乙烯、改性聚丙烯中的一种。无机非金属材料可为氧化铝陶瓷。考虑到来料极片P涂覆区C的厚度在辊压过程中会发生变化，侧方圆柱体辊体162可采用聚合物弹性材料，例如橡胶，由此可使辊16适应不同厚度的极片P。

在根据本实用新型第一方面的辊16的又一实施例中，参照图5，中间圆柱体辊体161与侧方圆柱体辊体162可分别为一体成型结构，侧方圆柱体辊体162可为中空的套辊并套设在中间圆柱体辊体161的外侧，中间圆柱体辊体161可与侧方圆柱体辊体162之间通过可调式活动连接结构163连接。通过上述设置，可对中间圆柱体辊体161的宽度W2进行调节，从而可适应具有不同涂覆区C宽度的来料极片P。可调式活动连接结构163的一实例中，参照图5和图6，所述可调式活动连接结构163可包括：固定块1631，其在一端16311固定连接于中间圆柱体辊体161的端部；丝杆1632，穿设侧方圆柱体辊体162的端部并穿设固定块1631的另一端16312；以及螺母1633，穿设固定块1631的另一端，并与丝杆1632形成丝杆传动。在一实施例中，侧方圆柱体辊体162的材质可为硬质金属或者无机非金属，或者为硬质金属或者无机非金属材质上涂覆聚合物的结构。在另一实施例中，硬质金属或者无机非金属可选自镀铬合金、三氧化二铝、氧化锆、碳化硅中的一种。在又一实施例中，聚合物可选自聚四氟乙烯、改性聚乙烯、改性聚丙烯中的一种。

下面说明根据本实用新型第二方面的辊压机。

参照图7，根据本实用新型第二方面的辊压机包括：辊压机构1，包括相对设置的压辊11和背辊12，极片P从压辊11和背辊12中间的辊缝S穿过；驱动机构2，动力连接于辊压机构1，以使压辊11和背辊12相对转动；以及压力加载机构3，动力连接于压辊11，以对压辊11加压；其中，所述压辊11和/或背辊12采用所述的辊16。

在根据本实用新型第二方面的辊压机中，双面涂覆的极片P从压辊11和背辊12中间的辊缝S穿过。压辊11和背辊12采用所述的辊16时，使压辊11和背辊12之间的距离可调节，从而可适应不同厚度的极片P。

在辊压机构1的一实施例中，参照图7，辊压机构1还可包括：两个压辊承压座13，分别支撑压辊11的辊轴111的两端；两个背辊承压座14，分别支撑背辊12的辊轴121的两端；以及基座15，支撑背辊承压座14。

在驱动机构2的一实施例中，参照图7，驱动机构2可包括：电机21，提供动力；减速机22，输入端连接于电机21而输出端连接于背辊12的辊轴121的一端；以及一对啮合齿轮23，分别固定于压辊11的辊轴111和背辊12的辊轴121的面向减速机22的同一端且相互啮合，以在电机21驱动减速机22调速后使背辊12带动压辊11转动。

在压力加载机构3的一实施例中，参照图7，压力加载机构3可包括：支撑板31；以及两个气缸32，固定于支撑板31且分别位于压辊11的辊轴111的两端上方，各气缸32具有穿设于支撑板31的气缸传动轴321，各气缸传动轴321与压辊承压座13固定并将压力施加到压辊11的辊轴111的对应一端上。通过如此设置的两个气缸32，可防止压辊11辊压不均衡，而造成单边压不实或压断。

Claims

1.一种辊（16），其特征在于，辊（16）包括：

中间圆柱体辊体（161），具有与极片（P）中间的涂覆区（C）的宽度（W1）相同的用于对极片（P）中间的涂覆区（C）进行辊压的宽度（W2）；以及

侧方圆柱体辊体（162），沿中间圆柱体辊体（161）的轴向设置于中间圆柱体辊体（161）的两侧且直径大于中间圆柱体辊体（161）的直径，用于辊压对应的极片（P）两侧的未涂覆区（N）。

2.根据权利要求1所述的辊（16），其特征在于，中间圆柱体辊体（161）的宽度（W2）为300～1000mm。

3.根据权利要求1所述的辊（16），其特征在于，中间圆柱体辊体（161）与侧方圆柱体辊体（162）的半径差（ΔR）为50～200μm。

4.根据权利要求1所述的辊（16），其特征在于，中间圆柱体辊体（161）与侧方圆柱体辊体（162）之间设置有宽度（W3）为0mm～5mm的倒角区（B）。

5.根据权利要求1所述的辊（16），其特征在于，中间圆柱体辊体（161）与侧方圆柱体辊体（162）为一体成型结构。

6.根据权利要求1所述的辊（16），其特征在于，侧方圆柱体辊体（162）中的半径和中间圆柱体辊体（161）半径相同的部分与中间圆柱体辊体（161）为一体成型结构，侧方圆柱体辊体（162）中的半径超出中间圆柱体辊体（161）半径的部分为聚合物或者为无机非金属材料。

7.根据权利要求6所述的辊（16），其特征在于，所述侧方圆柱体辊体（162）中的半径超出中间圆柱体辊体（161）半径的部分为橡胶材质。

8.根据权利要求1所述的辊（16），其特征在于，中间圆柱体辊体（161）与侧方圆柱体辊体（162）分别为一体成型结构，侧方圆柱体辊体（162）为中空的套辊并套设在中间圆柱体辊体（161）的外侧，中间圆柱体辊体（161）与侧方圆柱体辊体（162）之间通过可调式活动连接结构（163）连接。

9.根据权利要求8所述的辊（16），其特征在于，所述可调式活动连接结构（163）包括：

固定块（1631），其在一端（16311）固定连接于中间圆柱体辊体（161）的端部；

丝杆（1632），穿设侧方圆柱体辊体（162）的端部并穿设固定块（1631）的另一端（16312）；以及

螺母（1633），穿设固定块（1631）的另一端，并与丝杆（1632）形成丝杆传动。

10.一种辊压机，包括：

辊压机构（1），包括相对设置的压辊（11）和背辊（12），极片（P）从压辊（11）和背辊（12）中间的辊缝（S）穿过；

驱动机构（2），动力连接于辊压机构（1），以使压辊（11）和背辊（12）相对转动；以及

压力加载机构（3），动力连接于压辊（11），以对压辊（11）加压；

其特征在于，所述压辊（11）和/或背辊（12）采用根据权利要求1-9中任一项所述的辊（16）。