CN207038626U - 压延机构及极片补锂装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种压延机构及极片补锂装置。压延机构包括压延组件、第一隔膜收放卷组件以及锂带放卷组件。压延组件包括相对设置的第一压延辊和第二压延辊;第一隔膜收放卷组件用于设置第一隔膜,且能够带动第一隔膜从第一压延辊和第二压延辊之间穿过;锂带放卷组件用于设置待压延的锂带,并能够将锂带输送到第一压延辊和第二压延辊之间,且锂带在第一压延辊和第二压延辊的辊压下附着到第一隔膜上。其中,压延组件还包括至少一个第一辅助辊和至少一个第二辅助辊;各第一辅助辊与第一压延辊的辊面紧贴,且第一辅助辊的辊径大于第一压延辊的辊径;各第二辅助辊与第二压延辊的辊面紧贴,且第二辅助辊的辊径大于第二压延辊的辊径。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池生产领域,尤其涉及一种压延机构及极片补锂装置。
背景技术
锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长、绿色无污染、安全性能等优势被广泛应用于消费类电子产品和电动汽车领域。在提高锂电池能量密度方面,补锂工艺作为其中一个关键技术。而在面临大批量生产的前提下,目前补锂速度较低<18m/min,出于整线设备成本,提高单位面积厂房产出率,需要进一步提升设备产能。目前速度较低原因,1.压延压不到需求3~5um,高速时进锂量增加,压延出的厚度增加,需要更大压力实现压薄,但是配合单辊结构,大压力下辊变形严重,不能够实现厚度均匀的锂膜压延;传统降温方式为辊内部流道设计,由于可选择降温溶液热传导较慢,所以降温速度慢;2.高速时,覆膜后高速剥离,导致剥离惯性大,目前使用辊径300mm复合辊,剥离时会产生脱膜现象(极片表面的涂层会被带到有锂的隔膜上)。
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压延机构及极片补锂装置,其能实现锂带的高速压延和极片的高速补锂,保证锂带厚度的一致性以及极片补锂的均匀性。
为了实现上述目的,在第一方面,本实用新型提供了一种压延机构,其包括压延组件、第一隔膜收放卷组件以及锂带放卷组件。压延组件包括相对设置的第一压延辊和第二压延辊;第一隔膜收放卷组件用于设置第一隔膜,且能够带动第一隔膜从第一压延辊和第二压延辊之间穿过;锂带放卷组件用于设置待压延的锂带,并能够将锂带输送到第一压延辊和第二压延辊之间,且锂带在第一压延辊和第二压延辊的辊压下附着到第一隔膜上。其中,压延组件还包括至少一个第一辅助辊和至少一个第二辅助辊;各第一辅助辊与第一压延辊的辊面紧贴,且第一辅助辊的辊径大于第一压延辊的辊径;各第二辅助辊与第二压延辊的辊面紧贴,且第二辅助辊的辊径大于第二压延辊的辊径。
为了实现上述目的,在第二方面,本实用新型提供了一种极片补锂装置,其包括:本实用新型第一方面所述的压延机构、辊压机构以及极片收放卷机构。辊压机构包括相对设置的两个压辊,且第一隔膜先从第一压延辊和第二压延辊之间穿出后再从两个压辊之间穿过。极片收放卷机构用于设置待补锂的极片,且能够带动极片从两个压辊之间穿过。
本实用新型的有益效果如下:
在根据本实用新型的压延机构及极片补锂装置中,小辊径的第一压延辊和第二压延辊可以减小锂带与第一压延辊和第二压延辊的接触面积,增大锂带在相同的辊压压力下受到的压强,从而能够将高速运行的锂带压薄,实现锂带的高速压延。而由于各第一辅助辊的辊径大于第一压延辊的辊径、各第二辅助辊的辊径大于第二压延辊的辊径,因此,即使第一压延辊和第二压延辊的辊径较小且受到较大压力,第一辅助辊和第二辅助辊也能够降低第一压延辊和第二压延辊的变形量,保证锂带的厚度一致性。由于压延机构能够实现锂带的高速压延,保证锂带厚度的一致性,因此本实用新型的极片补锂装置中能够实现极片的高速补锂,并保证补锂的均匀性。另外,本实用新型的极片补锂装置将锂带的压延过程和极片的补锂过程结合在一起,结构紧凑,集成度高。
附图说明
图1为根据本实用新型的压延机构的一实施例的示意图;
图2为根据本实用新型的压延机构的另一实施例的示意图;
图3为根据本实用新型的压延机构的冷却组件的一示意图;
图4为根据本实用新型的压延机构的冷却组件的另一示意图;
图5为根据本实用新型的极片补锂装置的简化图;
图6为根据本实用新型的极片补锂装置的一实施例的示意图;
图7为根据本实用新型的极片补锂装置的另一实施例的示意图。
其中,附图标记说明如下:
1 压延机构 151 第一风冷单元
11 压延组件 152 第一测温单元
111 第一压延辊 16 第二冷却组件
112 第二压延辊 161 第二风冷单元
113 第一辅助辊 162 第二测温单元
114 第二辅助辊 2 辊压机构
12 第一隔膜收放卷组件 21 压辊
121 第一隔膜放卷辊 3 极片收放卷机构
122 第一隔膜收卷辊 31 极片放卷辊
13 锂带放卷组件 32 极片收卷辊
131 锂带放卷辊 P 极片
14 第二隔膜收放卷组件 L 锂带
141 第二隔膜放卷辊 F1 第一隔膜
142 第二隔膜收卷辊 F2 第二隔膜
15 第一冷却组件 R 导向辊
具体实施方式
下面参照附图来详细说明本实用新型的压延机构及极片补锂装置。
首先说明根据本实用新型第一方面的压延机构。
参照图1至图7,根据本实用新型的压延机构1包括压延组件11、第一隔膜收放卷组件12以及锂带放卷组件13。压延组件11包括相对设置的第一压延辊111和第二压延辊112;第一隔膜收放卷组件12用于设置第一隔膜F1,且能够带动第一隔膜F1从第一压延辊111和第二压延辊112之间穿过;锂带放卷组件13用于设置待压延的锂带L,并能够将锂带L输送到第一压延辊111和第二压延辊112之间,且锂带L在第一压延辊111和第二压延辊112的辊压下附着到第一隔膜F1上。其中,压延组件11还包括至少一个第一辅助辊113和至少一个第二辅助辊114;各第一辅助辊113与第一压延辊111的辊面紧贴,且第一辅助辊113的辊径大于第一压延辊111的辊径;各第二辅助辊114与第二压延辊112的辊面紧贴,且第二辅助辊114的辊径大于第二压延辊112的辊径。
具体地,首先,将待压延的锂带L设置到锂带放卷组件13,将第一隔膜F1设置到第一隔膜收放卷组件12;其次,牵引第一隔膜F1使其从第一压延辊111和第二压延辊112之间穿过,同时,牵引锂带L进入第一压延辊111和第二压延辊112之间的间隙;然后,第一压延辊111和第二压延辊112对锂带L和第一隔膜F1进行辊压,从而将锂带L压薄并使其附着在第一隔膜F1上,实现锂带L的压延;最后,第一隔膜收放卷组件12可以牵引附有锂带L的第一隔膜F1进入后续的工序。
在根据本实用新型的压延机构1中,小辊径的第一压延辊111和第二压延辊112可以减小锂带L与第一压延辊111和第二压延辊112的接触面积,增大锂带L在相同的辊压压力下受到的压强,从而能够将高速运行的锂带L压薄,实现锂带L的高速压延。而由于各第一辅助辊113的辊径大于第一压延辊111的辊径、各第二辅助辊114的辊径大于第二压延辊112的辊径,因此,即使第一压延辊111和第二压延辊112的辊径较小且受到较大压力,第一辅助辊113和第二辅助辊114也能够降低第一压延辊111和第二压延辊112的变形量,保证锂带L的厚度一致性。
在根据本实用新型的压延机构1中,第一压延辊111和第二压延辊112为主动辊,分别由独立的电机控制;通过实时调整第一压延辊111和第二压延辊112的转速来调整锂带L的入料速度,实现第一压延辊111和第二压延辊112的转速与锂带L入料速度的闭环反馈控制,保证锂带L入料速度的一致性。
第一辅助辊113和第二辅助辊114为被动辊,分别增强第一压延辊111和第二压延辊112的刚性,减小第一压延辊111和第二压延辊112的变形量。其中,支撑第一压延辊111的轴承座固定于支撑第一辅助辊113的轴承座,从而将第一压延辊111和第一辅助辊113装配在一起;支撑第二压延辊112的轴承座固定于支撑第二辅助辊114的轴承座,从而将第二压延辊112和第二辅助辊114装配在一起。
在根据本实用新型的压延机构1中,参照图图6和图7,锂带放卷组件13包括锂带放卷辊131和多个导向辊R。参照图1和图2,第一隔膜收放卷组件12包括第一隔膜放卷辊121、多个导向辊R以及第一隔膜收卷辊122。待压延的锂带L卷绕在锂带放卷辊131上,然后牵引锂带L绕过多个导向辊R后进入到压延组件11。第一隔膜F1卷绕在第一隔膜放卷辊121上,且第一隔膜F1穿过压延组件11后收卷在第一隔膜收卷辊122上,设置在第一隔膜放卷辊121与第一隔膜收卷辊122之间的导向辊R用于调整第一隔膜F1的走带方向。
在根据本实用新型的压延机构1中,参照图1和图2,所述压延机构1还包括第二隔膜收放卷组件14。第二隔膜收放卷组件14用于设置第二隔膜F2,且能够带动第二隔膜F2从第一压延辊111和第二压延辊112之间穿过。第二隔膜收放卷组件14包括第二隔膜放卷辊141、多个导向辊R以及第二隔膜收卷辊142。第二隔膜F2卷绕在第二隔膜放卷辊141上,且第二隔膜F2穿过压延组件11后收卷在第二隔膜收卷辊142上,设置在第二隔膜放卷辊141与第二隔膜收卷辊142之间的导向辊R用于调整第二隔膜F2的走带方向。
参照图1和图2,第二隔膜F2能够将锂带L与第二压延辊112(或第一压延辊111)隔开,避免锂带L在辊压作用下附着在第二压延辊112上。而为了保证锂带L附着在第一隔膜F1上,锂带L与第一隔膜F1分离所需的离型力应大于锂带L与第二隔膜F2分离所需的离型力。
在根据本实用新型的压延机构1中,第一压延辊111和第二压延辊112的辊径均小于150mm。第一压延辊111和第二压延辊112的表面粗糙度Ra<0.4,圆跳动≤4μm,装配精度≤4μm,第一压延辊111和第二压延辊112的主体硬度≥HRC65,第一压延辊111和第二压延辊112表面涂层硬度≥HRC70,装配平行度≤10μm。
在根据本实用新型的压延机构1中,第一辅助辊113和第二辅助辊114的数量依需求而定。在一实施例中,参照图1,第一辅助辊113为一个,第二辅助辊114为一个,且第一辅助辊113、第一压延辊111、第二压延辊112以及第二辅助辊114依次并排布置。这种布置方式简单,在保证压延效果的前提下能够简化设备的机构。在另一实施例中,参照图2,第一辅助辊113为两个,第二辅助辊114为两个,两个第一辅助辊113与第一压延辊111形成三角结构,两个第二辅助辊114与第二压延辊112形成三角结构。这种三角结构能够保证第一压延辊111和第二压延辊112的平行度,有利于提高压延的厚度一致性。
在根据本实用新型的压延机构1中,参照图1至图4,所述压延机构1还包括:第一冷却组件15,沿第一压延辊111的轴向布置且分别与第一压延辊111辊面的不同区域相对;第二冷却组件16,沿第二压延辊112的轴向布置且分别与第二压延辊112辊面的不同区域相对。通过设置多个第一冷却组件15来分别控制第一压延辊111不同区域的温度,避免第一压延辊111工作工程中局部温度过高,提高冷却的均匀性。通过设置多个第二冷却组件16来分别控制第二压延辊112不同区域的温度,避免第二压延辊112工作工程中局部温度过高,提高冷却的均匀性。
具体地,参照图3和图4,各第一冷却组件15包括:第一风冷单元151,向第一压延辊111辊面的对应区域输送干燥冷却气体;以及第一测温单元152,测量第一压延辊111辊面的对应区域的温度并反馈控制第一风冷单元151。第二冷却组件16包括:第二风冷单元161,向第二压延辊112辊面的对应区域输送干燥冷却气体;以及第二测温单元162,测量第二压延辊112辊面的对应区域的温度并反馈控制第二风冷单元161。
当第一测温单元152检测到第一压延辊111辊面的对应区域的温度过高时,会将温度信号反馈到控制系统,控制系统会调大对应的第一风冷单元151的阀门,以增大干燥冷却气体的输出量,降低该区域的温度。另外,由于第一风冷单元151喷出的冷却干燥气体直接作用在第一压延辊111的辊面上,冷却效率高。
同样地,当第二测温单元162检测到第二压延辊112辊面的对应区域的温度过高时,会将温度信号反馈到控制系统,控制系统会调大对应的第二风冷单元161的阀门,以增大干燥冷却气体的输出量,降低该区域的温度。另外,由于第二风冷单元161喷出的冷却干燥气体直接作用在第二压延辊112的辊面上,冷却效率高。第一风冷单元151可具有一个气体喷头,也可以具有多个沿第一压延辊111周向分布的多个气体喷头。第二风冷单元161可具有一个气体喷头,也可以具有多个沿第二压延辊112周向分布的多个气体喷头。
在根据本实用新型的压延机构1中,第一压延辊111和第二压延辊112内部还可设有供冷却液流动的冷却通道。在对第一压延辊111和第二压延辊112进行外部气冷的同时,也可以在第一压延辊111和第二压延辊112的内部通入冷却液,以进一步提高冷却效率。
压薄的锂带L与其附着的第一隔膜F1形成一体的锂膜,用于极片P的补锂。
其次说明根据本实用新型第二方面的极片补锂装置。
参照图1至图7,根据本实用新型的极片补锂装置包括:本实用新型第一方面所述的压延机构1、辊压机构2以及极片收放卷机构3。辊压机构2包括相对设置的两个压辊21,且第一隔膜F1先从第一压延辊111和第二压延辊112之间穿出后再从两个压辊21之间穿过。极片收放卷机构3用于设置待补锂的极片P,且能够带动极片P从两个压辊21之间穿过。
具体地,第一隔膜F1在从第一压延辊111和第二压延辊112之间穿出后,压延后的锂带L附着在第一隔膜F1上;然后,第一隔膜F1在第一隔膜收放卷组件12的牵引下继续从辊压机构2的两个压辊21之间穿过,同时,极片P从两个压辊21之间穿过;在两个压辊21的辊压下,第一隔膜F1、锂带L以及极片P层叠在一起,第一隔膜F1和极片P脱离辊压机构2时,锂带L与第一隔膜F1分离并附着在极片P上,完成极片的补锂。
牵引第一隔膜F1和极片P走带时,应注意极片P与第一隔膜F1上的锂带L相对。为了保证锂带L附着在极片P上,锂带L与极片P分离所需的离型力应大于锂带L与第一隔膜F1分离所需的离型力。
在根据本实用新型的极片补锂装置中,由于压延机构1能够实现锂带L的高速压延,保证锂带L厚度的一致性,因此本实用新型的极片补锂装置中能够实现极片P的高速补锂,并保证补锂的均匀性。另外,本实用新型的极片补锂装置将锂带L的压延过程和极片P的补锂过程结合在一起,结构紧凑,集成度高。
在根据本实用新型的极片补锂装置中,极片P的补锂量依需求而定,有的仅需要在极片P的一个表面补锂,而有的则需要在极片P的两个表面补锂。具体地,在一实施例中,参照图7,压延机构1为一组,也就是压延出一条用于补锂的锂膜,以实现极片P的单面补锂。在另一实施例中,参照图6,压延机构1为两组,也就是压延出两条用于补锂的锂膜,分别在极片P的两面补锂。
在根据本实用新型的极片补锂装置中,两个压辊21的辊径大于等于450mm。高速补锂时,锂带L需要从第一隔膜F1上高速剥离,因此剥离的惯性大,容易导致锂带L无法粘合到极片P。而由于两个压辊21的辊径较大(传统压辊的辊径为300mm),因此增加了第一隔膜F1与两个压辊21单位时间内的接触面积,更有利于锂带L与极片P的粘合。
在根据本实用新型的极片补锂装置中,参照图5至图7,极片收放卷机构3包括极片放卷辊31、多个导向辊R以及极片收卷辊32。待补锂的极片P卷绕在极片放卷辊31上,且极片P穿过辊压机构2后收卷在极片收卷辊32上,设置在极片放卷辊31与极片收卷辊32之间的导向辊R用于调整极片P的走带方向。
第一隔膜F1从两个压辊21之间穿出后收卷在第一隔膜收卷辊122上。
Claims (10)
1.一种压延机构(1),包括压延组件(11)、第一隔膜收放卷组件(12)以及锂带放卷组件(13);
压延组件(11)包括相对设置的第一压延辊(111)和第二压延辊(112);
第一隔膜收放卷组件(12)用于设置第一隔膜(F1),且能够带动第一隔膜(F1)从第一压延辊(111)和第二压延辊(112)之间穿过;
锂带放卷组件(13)用于设置待压延的锂带(L),并能够将锂带(L)输送到第一压延辊(111)和第二压延辊(112)之间,且锂带(L)在第一压延辊(111)和第二压延辊(112)的辊压下附着到第一隔膜(F1)上;
其特征在于,
压延组件(11)还包括至少一个第一辅助辊(113)和至少一个第二辅助辊(114);
各第一辅助辊(113)与第一压延辊(111)的辊面紧贴,且第一辅助辊(113)的辊径大于第一压延辊(111)的辊径;
各第二辅助辊(114)与第二压延辊(112)的辊面紧贴,且第二辅助辊(114)的辊径大于第二压延辊(112)的辊径。
2.根据权利要求1所述的压延机构(1),其特征在于,
第一辅助辊(113)为一个,第二辅助辊(114)为一个,且第一辅助辊(113)、第一压延辊(111)、第二压延辊(112)以及第二辅助辊(114)依次并排布置;或
第一辅助辊(113)为两个,第二辅助辊(114)为两个,两个第一辅助辊(113)与第一压延辊(111)形成三角结构,两个第二辅助辊(114)与第二压延辊(112)形成三角结构。
3.根据权利要求1所述的压延机构(1),其特征在于,
锂带放卷组件(13)包括锂带放卷辊(131)和导向辊(R);
第一隔膜收放卷组件(12)包括第一隔膜放卷辊(121)、导向辊(R)以及第一隔膜收卷辊(122)。
4.根据权利要求1所述的压延机构(1),其特征在于,
所述压延机构(1)还包括第二隔膜收放卷组件(14);
第二隔膜收放卷组件(14)用于设置第二隔膜(F2),且能够带动第二隔膜(F2)从第一压延辊(111)和第二压延辊(112)之间穿过;
第二隔膜收放卷组件(14)包括第二隔膜放卷辊(141)、导向辊(R)以及第二隔膜收卷辊(142)。
5.根据权利要求1所述的压延机构(1),其特征在于,所述压延机构(1)还包括:
第一冷却组件(15),沿第一压延辊(111)的轴向布置且分别与第一压延辊(111)辊面的不同区域相对;
第二冷却组件(16),沿第二压延辊(112)的轴向布置且分别与第二压延辊(112)辊面的不同区域相对。
6.根据权利要求5所述的压延机构(1),其特征在于,
各第一冷却组件(15)包括:
第一风冷单元(151),向第一压延辊(111)辊面的对应区域输送干燥冷却气体;以及
第一测温单元(152),测量第一压延辊(111)辊面的对应区域的温度并反馈控制第一风冷单元(151);
第二冷却组件(16)包括:
第二风冷单元(161),向第二压延辊(112)辊面的对应区域输送干燥冷却气体;以及
第二测温单元(162),测量第二压延辊(112)辊面的对应区域的温度并反馈控制第二风冷单元(161)。
7.根据权利要求1或6所述的压延机构(1),其特征在于,第一压延辊(111)和第二压延辊(112)内部设有供冷却液流动的冷却通道。
8.一种极片补锂装置,其特征在于,包括:
权利要求1-7中任一项所述的压延机构(1);
辊压机构(2),包括相对设置的两个压辊(21),且第一隔膜(F1)先从第一压延辊(111)和第二压延辊(112)之间穿出后再从两个压辊(21)之间穿过;以及
极片收放卷机构(3),用于设置待补锂的极片(P),且能够带动极片(P)从两个压辊(21)之间穿过。
9.根据权利要求8所述的极片补锂装置,其特征在于,压延机构(1)为一组或两组。
10.根据权利要求8所述的极片补锂装置,其特征在于,极片收放卷机构(3)包括极片放卷辊(31)、导向辊(R)以及极片收卷辊(32)。
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