CN212695185U - 一种极片辊压装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产技术领域，尤其涉及一种极片辊压装置，包括具有加热功能的辊压机组和加热组件，所述辊压机组用于辊压极片且加热极片的涂布区，所述加热组件设置于所述极片的走带方向上，用于加热所述极片的非涂布区。相比于现有技术，本实用新型解决了极片热压时非涂布区因延展不足而导致的极片断带问题。

Description

一种极片辊压装置

技术领域

本实用新型属于电池生产技术领域，尤其涉及一种极片辊压装置。

背景技术

目前，锂离子电池极片制备工艺包括搅拌、涂布、辊压、分条、极耳区成型等工序，以制备出满足用于装配要求的极片。辊压的目的在于使活性物质与基材结合更加紧密、厚度更加均匀，从而提升极片的压实密度以提高电池能量密度。锂电池辊压机的结构通常包括收放卷系统，纠偏系统，辊压系统，测厚系统等几部分。

目前，锂离子电池制造过程是采用铝箔或者铜箔作为基材，在预定位置涂覆活性物质，形成涂布区和非涂布区。为了提高锂离子电池的能量密度，在极片辊压过程中采用热压工艺，辊压系统对涂布区进行加热拉伸再辊压，但是，由于辊压系统无法对非涂布区加热或加热温度达不到箔材可以被拉伸的温度，从而导致非涂布区延展不足，当涂布区与非涂布区延展差距过大时会导致极片辊压断带，降低生产效率，增加生产成本。

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，而提供一种极片辊压装置，用以解决极片热压时非涂布区因延展不足而导致的极片断带问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种极片辊压装置，包括具有加热功能的辊压机组和加热组件，所述辊压机组用于辊压极片且加热极片的涂布区，所述加热组件设置于所述极片的走带方向上，用于加热所述极片的非涂布区。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述辊压机组包括依次传动连接的第一张力辊、第一过辊、第二过辊、压辊对、第三过辊、第四过辊和第二张力辊。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述加热组件设置于所述第一张力辊与所述压辊对之间的任意一处和/或所述第二张力辊与所述压辊对之间的任意一处。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述加热组件设置于所述第二过辊与所述压辊对之间和/或所述第三过辊与所述压辊对之间。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述加热组件包括控制器、加热件和温度传感器，所述加热件和所述温度传感器均与所述控制器连接，所述加热件用于加热极片的非涂布区，所述温度传感器用于获取极片的非涂布区的温度。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述加热件设置于所述极片的非涂布区的至少一面。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述加热件的加热温度为60～300℃。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述加热件为磁感应加热件、热风加热件、辐射加热件、红外加热件或微波加热件。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述第一张力辊的最高点高于所述第一过辊的最低点，所述第一过辊和所述第二过辊的最低点位于同一平面上，所述第三过辊和所述第四过辊的最低点位于同一平面上，所述第二张力辊的最高点高于所述第四过辊的最低点。

作为本实用新型所述的极片辊压装置的一种改进，所述压辊对包括相对设置的上压辊和下压辊，所述下压辊的最高点高于所述第二过辊的最低点和所述第三过辊的最低点。

相比于现有技术，本实用新型至少具有以下有益效果：本实用新型的极片辊压装置结构简单，在常规的辊压机组的基础上，在极片的走带方向上增设加热组件，加热组件在极片的辊压过程中对极片的非涂布区进行加热，使之达到箔材的延展温度，提高非涂布区的延展性，从而减小辊压过程中涂布区与非涂布区的延展差，以此来优化因提高极片压实密度导致的断带问题，可以明显减少极片断带频次，提高生产效率。

附图说明

图1是本实用新型中具体实施例一所述的极片辊压装置的结构示意图。

图2是本实用新型中具体实施例二所述的极片辊压装置的结构示意图。

图3是本实用新型中具体实施例三所述的极片辊压装置的结构示意图。

图4是本实用新型中图1～3中极片的结构示意图。

其中：100-辊压机组，200-加热组件，300-极片，301-涂布区，302-非涂布区，1-第一张力辊，2-第一过辊，3-第二过辊，4压辊对，5-第三过辊，6-第四过辊，7-第二张力辊，41-上压辊，42-下压辊。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

极片300生产过程中，为了提高生产效率，采用斑马条纹涂布，即沿极片基材的宽度方向(如图2所示)间隔涂布活性物质，从而使得该极片300在宽度方向W上具有间隔分布的涂布区301和非涂布区302。

由于涂布区301的厚度大于非涂布区302的厚度，辊压过程中，首先辊压涂布区301，即涂布区301发生延展(即辊压过程中涂布区301伸长)，而非涂布区302无延展(辊压过程中非涂布区302长度基本不变)，导致二者存在延展差(延展差指的是涂布区301与非涂布区302变形尺寸或变形程度有差距)。当延展差过大时会导致极片300辊压断带。

本申请主要通过减小极片300的涂布区301与非涂布区302延展性参数之间的差值，来解决上述技术问题。

请参考图1～4，需要说明的是，图1～3中箭头所示的方向为极片300在极片辊压装置中的运动方向。同时，图4所示的上下方向表示极片300的长度方向(L)，也即图1～3中极片300的运动方向，左右方向表示极片300的宽度方向(W)。

本申请的提供一种极片辊压装置，用于加工极片300，如图4所示，极片300经涂布工艺后，沿宽度方向包括间隔分布的涂布区301和非涂布区302。

在具体实施例一中，如图1所示，极片辊压装置包括具有加热功能的辊压机组100和加热组件200，辊压机组100用于辊压极片300且加热极片300的涂布区301，加热组件200设置于极片300的走带方向上，用于加热极片300的非涂布区302。其中，具有加热功能辊压机组100的具体实施方式有多种，包括但不限于以下方式：将加热后的油传输到辊压机组的辊里，从而实现辊的加热。

在本实施例中，辊压机组100包括依次传动连接的第一张力辊1、第一过辊2、第二过辊3、压辊对4、第三过辊5、第四过辊6和第二张力辊7。加热组件200设置于第一张力辊1与压辊对4之间的任意一处。优选的，加热组件200设置于第二过辊3与压辊对4之间。

发明人出乎意料地发现，将加热组件200设置在第二过辊3和压辊对4之间时，此处张力值最大，在该处对极片300的非涂布区302进行加热，能快速的使非涂布区302达到与涂布区301一样的延展效果，减少延展差。

在具体实施例二中，如图2所示，极片辊压装置包括具有加热功能的辊压机组100和加热组件200，辊压机组100用于辊压极片300且加热极片300的涂布区301，加热组件200设置于极片300的走带方向上，用于加热极片300的非涂布区302。其中，具有加热功能辊压机组100的具体实施方式有多种，包括但不限于以下方式：将加热后的油传输到辊压机组的辊里，从而实现辊的加热。

在本实施例中，辊压机组100包括依次传动连接的第一张力辊1、第一过辊2、第二过辊3、压辊对4、第三过辊5、第四过辊6和第二张力辊7。加热组件200设置于第二张力辊7与压辊对4之间的任意一处。优选的，加热组件200设置于第三过辊5与压辊对4之间。

发明人出乎意料地发现，将加热组件200设置在第三过辊5和压辊对4之间与将加热组件200设置在第二过辊3和压辊对4之间的效果雷同，此处张力值也达到最大，在该处对极片300的非涂布区302进行加热，同样能快速的使非涂布区302达到与涂布区301一样的延展效果，减少延展差。

在具体实施例三中，如图3所示，极片辊压装置包括具有加热功能的辊压机组100和加热组件200，辊压机组100用于辊压极片300且加热极片300的涂布区301，加热组件200设置于极片300的走带方向上，用于加热极片300的非涂布区302。其中，具有加热功能辊压机组100的具体实施方式有多种，包括但不限于以下方式：将加热后的油传输到辊压机组的辊里，从而实现辊的加热。

在本实施例中，辊压机组100包括依次传动连接的第一张力辊1、第一过辊2、第二过辊3、压辊对4、第三过辊5、第四过辊6和第二张力辊7。加热组件200设置于第一张力辊1与压辊对4之间的任意一处和第二张力辊7与压辊对4之间的任意一处。优选的，加热组件200设置于第二过辊3与压辊对4之间和第三过辊5与压辊对4之间。

发明人出乎意料地发现，将加热组件200设置在两个张力值最大的区域，对极片300的非涂布区302进行双重加热，更进一步对极片的非涂布区302进行延展，从而更加快速的使非涂布区302达到与涂布区301一样的延展效果，显著地减少延展差。

在以上实施例中，第一张力辊1的最高点高于第一过辊2的最低点，第一过辊2和第二过辊3的最低点位于同一平面上，第三过辊5和第四过辊6的最低点位于同一平面上，第二张力辊7的最高点高于第四过辊6的最低点。

在以上实施例中，压辊对4包括相对设置的上压辊41和下压辊42，下压辊42的最高点高于第二过辊3的最低点和第三过辊5的最低点。

在以上实施例中，加热组件200包括控制器、加热件和温度传感器，加热件和温度传感器均与控制器连接，加热件用于加热极片300的非涂布区302，温度传感器用于获取极片300的非涂布区302的温度。控制器内预设温度(通常为60～300℃)，控制器控制加热件加热，温度传感器获取极片的非涂布区的温度并将其传达至控制器，当达到预设温度时，控制器控制加热件停止加热。

在以上实施例中，加热件设置于极片300的非涂布区302的至少一面。

在以上实施例中，加热件的加热温度为60～300℃。

在以上实施例中，加热件为磁感应加热件、热风加热件、辐射加热件、红外加热件或微波加热件。只要能够将非涂布区加热到预定温度即可。因此，本申请中对加热组件的具体结构不作限定。

在以上实施例中，辊压机组100设置有控制部件，用于控制辊压机组的开启、关闭、运行速度和加热温度，例如，控制各个张力辊、各个过辊、上压辊和下压辊的转速以及加热温度。通常的，控制部件内预定的转速为0～200m/min、加热温度为25～300℃。

以上实施例中，采用所述的极片辊压装置的极片辊压方法包括以下步骤：

将需辊压的极片300安装于辊压机组100上，调整极片300位置，使得极片300的非涂布区302对应于加热组件200位置，再调整辊压机组100和加热组件200的工艺参数；

先开启辊压机组100，辊压机组100对极片300进行辊压并对极片300的涂布区301进行加热，加热温度为25～200℃，再打开加热组件200，加热组件200对极片300的非涂布区302进行加热，加热温度为60～300℃，使得极片300的涂布区301和非涂布区302延展性相接近；

辊压结束时，先关闭加热组件200，再停止辊压机组100。

需要说明的是，辊压机组100先启动且后关闭，即加热组件200后启动先关闭，确保不会因加热组件200的瞬间加热而导致极片300的非涂布区302被熔断。

性能测试

分别采用以上三种实施例的极片辊压装置分别进行极片辊压，每组取100张涂布完成的极片进行试验，观察记录辊压后获得的极片的良率，其中，断带的则记为不良品。计算公式为：良率＝(100-不良品数量)/100*100％。测试结果如表1所示。

表1测试结果

	实施例一	实施例二	实施例三
				良率(％)	95	93	99

由以上测试结果可以看出，采用本实用新型的极片辊压装置对极片进行辊压，得到的极片良率较高，有利于提高生产效率，降低生产成本。

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能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。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)

1.一种极片辊压装置，其特征在于，包括具有加热功能的辊压机组和加热组件，所述辊压机组用于辊压极片且加热极片的涂布区，所述加热组件设置于所述极片的走带方向上，用于加热所述极片的非涂布区。

2.根据权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于：所述辊压机组包括依次传动连接的第一张力辊、第一过辊、第二过辊、压辊对、第三过辊、第四过辊和第二张力辊。

3.根据权利要求2所述的极片辊压装置，其特征在于：所述加热组件设置于所述第一张力辊与所述压辊对之间的任意一处和/或所述第二张力辊与所述压辊对之间的任意一处。

4.根据权利要求3所述的极片辊压装置，其特征在于：所述加热组件设置于所述第二过辊与所述压辊对之间和/或所述第三过辊与所述压辊对之间。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的极片辊压装置，其特征在于：所述加热组件包括控制器、加热件和温度传感器，所述加热件和所述温度传感器均与所述控制器连接，所述加热件用于加热极片的非涂布区，所述温度传感器用于获取极片的非涂布区的温度。

6.根据权利要求5所述的极片辊压装置，其特征在于：所述加热件设置于所述极片的非涂布区的至少一面。

7.根据权利要求5所述的极片辊压装置，其特征在于：所述加热件的加热温度为60～300℃。

8.根据权利要求5所述的极片辊压装置，其特征在于：所述加热件为磁感应加热件、热风加热件、辐射加热件、红外加热件或微波加热件。

9.根据权利要求2所述的极片辊压装置，其特征在于：所述第一张力辊的最高点高于所述第一过辊的最低点，所述第一过辊和所述第二过辊的最低点位于同一平面上，所述第三过辊和所述第四过辊的最低点位于同一平面上，所述第二张力辊的最高点高于所述第四过辊的最低点。

10.根据权利要求2所述的极片辊压装置，其特征在于：所述压辊对包括相对设置的上压辊和下压辊，所述下压辊的最高点高于所述第二过辊的最低点和所述第三过辊的最低点。

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