CN217158294U - 压辊装置及补锂设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种压辊装置及补锂设备,压辊装置包括第一压辊和第二压辊。第二压辊用于与第一压辊配合辊压锂带。第一压辊包括用于辊压锂带的第一辊压面,第一辊压面向靠近第一压辊的轴线的方向凹陷,以使第一辊压面在第一压辊滚动挤压锂带时补偿第一压辊的膨胀量。第一压辊设有向靠近第一压辊的轴线方向凹陷的第一辊压面,相当于在第一压辊的表面设有一个凹部,凹陷的尺寸能够补偿第一压辊和第二压辊受热膨胀的尺寸,以使即使在第一压辊和第二压辊膨胀后,第一压辊和第二压辊之间的辊压间隙趋于一致,能够提高锂带延展的均匀性和降低因在第一压辊和第二压辊之间锂带堆积量过大而影响锂带传送的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种压辊装置及补锂设备。
背景技术
目前,锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长、绿色无污染等优势被广泛应用于消费类电子产品和电动汽车领域。然而锂离子电池在首次充放电过程中会形成固体电解质膜(SEI膜),而固体电解质膜会消耗部分锂,造成锂的损失,且此锂的损失直接导致锂离子电池容量的损失。
因此,如何弥补由于锂离子电池在首次充放电过程中的锂损失导致电池容量的降低,成为电池技术领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种压辊装置及补锂离设备,以提高补锂质量,从而降低由于锂离子电池在首次充放电过程中的锂损失导致电池容量的降低的可能性。
第一方面,本申请实施例提供一种压辊装置,包括第一压辊和第二压辊。所述第二压辊用于与所述第一压辊配合辊压锂带。其中,所述第一压辊包括用于辊压所述锂带的第一辊压面,所述第一辊压面向靠近所述第一压辊的轴线的方向凹陷,以使所述第一辊压面在所述第一压辊滚动挤压所述锂带时补偿所述第一压辊的膨胀量。
上述技术方案中,在对辊压锂带的过程中,沿锂带的宽度方向,锂带中部相对两侧容易形成堆积,且锂带中部区域相对宽度方向两侧的区域的散热能力差,使得锂带的中部区域对应的压辊位置容易受热膨胀,使得锂带中部区域对应的第一压辊和第二压辊之间的间隙变小,导致锂带中部区域延展厚度相对宽度方向的两侧的区域的厚度更小,从而使锂带延展不均匀,当堆积量过大还会出现卡带从而影响锂带的传送,因此第一压辊设有向靠近第一压辊的轴线方向凹陷的第一辊压面,相当于在第一压辊的表面设有一个凹部,凹陷的尺寸能够补偿第一压辊和第二压辊受热膨胀的尺寸,以使即使在第一压辊和第二压辊膨胀后,第一压辊和第二压辊之间的辊压间隙趋于一致,能够提高锂带延展的均匀性和降低因在第一压辊和第二压辊之间锂带堆积量过大而影响锂带传送的风险,以提高补锂质量,从而降低由于锂离子电池在首次充放电过程中的锂损失导致电池容量的降低的可能性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一辊压面的直径从在所述第一压辊的轴线方向两端至中间逐渐减小。
上述技术方案中,实际辊压过程中,锂带的宽度方向与第一压辊的轴线方向和第二压辊的轴线方向一致,沿锂带的宽度方向,越靠近锂带的中间堆积量越大,散热能力越差,第一压辊和第二压辊受热膨胀量越大,因此,第一辊压面的直径从在第一压辊的轴线方向两端至中间逐渐减小,能够补偿的量与第一压辊的膨胀量相对应,进一步提高锂带延展均匀性和降低因在第一压辊和第二压辊之间锂带堆积量过大而影响锂带传送的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一压辊具有经过所述第一压辊的轴线的第一横截面,所述第一横截面与所述第一辊压面相交形成两条第一相交线,所述第一相交线为圆弧线;所述第一辊压面为所述第一相交线绕所述第一压辊的轴线回转形成的回转面。
上述技术方案中,第一辊压面为圆弧形的第一相交线绕第一压辊的轴线回转形成的回转面,使得第一压辊绕自身轴线转动任何角度,第一辊压面滚动挤压锂带时补偿第一压辊的膨胀量是恒定的,进一步提高锂带延展均匀性和降低因在第一压辊和第二压辊之间锂带堆积量过大而影响锂带传送的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一辊压面延伸至所述第一压辊的轴向的两端。
上述技术方案中,第一辊压面延伸至第一压辊的轴向的两端,若是锂带的宽度尺寸不超过第一压辊的轴向尺寸,则沿锂带的宽度方向,第一辊压能够完全覆盖锂带,使得第一辊压面始终能够在第一压辊滚动挤压锂带时补偿第一压辊的膨胀量。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一辊压面的表面粗糙度大于等于0.3μm。
上述技术方案中,第一辊压面的表面粗糙度大于等于0.3μm,使得第一辊压面与锂带接触时,第一辊压面与锂带之间具有较大的摩擦力,大摩擦力可以使锂带被动带入第一压辊和第二压辊之间间隙,有利于锂带的传送,且还能在微观层面锂带每个区域被轧制更久更充分,从而可改善锂带辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一问题。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第二压辊的周面具有第二辊压面,所述第二辊压面向靠近所述第二压辊的轴线的方向凹陷,以使所述第二辊压面在所述第二压辊滚动挤压所述锂带时补偿所述第二压辊的膨胀量。
上述技术方案中,第二压辊具有向靠近第二压辊的轴线凹陷的第二辊压面,第二辊压面在第二压辊滚动挤压锂带时补偿第二压辊的膨胀量,在第一压辊和第二压辊的总的膨胀量恒定的情况下,第一压辊的第一辊压面和第二压辊的第二辊压面共同补偿第一压辊和第二压辊的膨胀量,能够在保证总的膨胀量的情况下,使得第一压辊和第二压辊具有较好的结构强度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一辊压面凹陷的最大深度H1、所述第二辊压面凹陷的最大深度H2、所述锂带的宽度L、所述第一压辊的最大直径D1、第二压辊的最大直径D2,满足如下关系式:
H1+H2=5L/((D1+D2)/2)2。
上述技术方案中,第一辊压面凹陷的最大深度H1、第二辊压面凹陷的最大深度H2、锂带的宽度L、第一压辊的最大直径D1、第二压辊的最大直径D2满足H1+H2=5L/((D1+D2)/2)2,使得第一辊压面和第二辊压面能够补偿的总的膨胀量与第一压辊和第二压辊的总的膨胀量匹配,从而有效改善锂带辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一的问题。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一辊压面凹陷的最大深度与所述第二辊压面凹陷的最大深度相同。
上述技术方案中,第一辊压面凹陷的最大深度与第二辊压面凹陷的最大深度相同,使得第一辊压面和第二辊压面在第一压辊和第二压辊滚动挤压锂带时补偿的补偿量相同,有利于提高锂带延展均匀性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一压辊和所述第二压辊中一者的最大直径小于另一者的最大直径。
上述技术方案中,第一压辊和第二压辊中一者的最大直径小于另一者的最大直径,既能实现锂带的传送,还能减小压辊装置的体积。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第二压辊的轴向,第二压辊的直径相等;第一压辊的最大直径小于第二压辊的最大直径。
上述技术方案中,设有第一辊压面的第一压辊的最大直径小于第二压辊的最大直径,有利于改善锂带辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一的问题,还有利于锂带的传送。
第二方面,本申请实施例提供一种补锂设备,包括供锂装置和第一方面实施例提供的压辊装置。所述供锂装置用于提供锂带。所述压辊装置被配置为对辊压锂带。
上述技术方案中,第一压辊设有向靠近第一压辊的轴线方向凹陷的第一辊压面,相当于在第一压辊的表面设有一个凹部,凹陷的尺寸能够补偿第一压辊和第二压辊受热膨胀的尺寸,以使即使在第一压辊和第二压辊膨胀后,第一压辊和第二压辊之间的辊压间隙趋于一致,能够提高锂带延展的均匀性和降低因在第一压辊和第二压辊之间锂带堆积量过大而影响锂带传送的风险,从而提高对极片的补锂质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一些实施例提供的补锂设备的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的第一脱模剂涂布装置;
图3为本申请一些实施例提供的第二脱模剂涂布装置;
图4为本申请一些实施例提供的压辊装置的结构示意图;
图5为本申请另一实施例提供的第一压辊的结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的压辊装置辊压锂带的示意图;
图7为本申请再一些实施例提供的压辊装置的第一视角的示意图;
图8为本申请再一些实施例提供的压辊装置的第二视角的示意图。
图标:1000-补锂设备;100-供锂装置;200-压辊装置;210-第一压辊;211-第一辊压面;220-第二压辊;221-第二辊压面;230-辊压间隙;240-支撑辊;300-第一预压装置;310-第一预压辊;320-第二预压辊;330-预压间隙;400-第一脱模剂涂布装置;410-背辊;420转移辊;430-料槽;440-刮刀;500-第二脱模剂涂布装置;510-纠偏器;520-第一边缘涂布辊;530-第二边缘涂布辊;540第一边缘料槽;550-第二边缘料槽;600-脱模剂漏涂检测装置;700-第三脱模剂涂布装置;800-牵引装置;810-牵引载体膜;900-极片放卷装置;1100-极片收卷装置;1200-清洁装置;2000-锂带;3000-极片;A-锂带的厚度方向;B-锂带的宽度方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
锂电池因其能量密度高,循环寿命长和适用温度范围广的优点而被广泛的应用于航空航天,计算机,移动通讯设备,机器人和电动汽车等领域。但是锂电池在首次充放电过程中会形成固体电解质膜(SEI膜)固体电解质膜会消耗部分锂,造成锂的损失,且此锂的损失直接导致锂离子电池容量的损失。
为了减小固体电解质膜消耗锂后带来的电池容量损失,普遍采用锂离子电池极片的补锂工艺,以补充被消耗的锂,以提高锂电池容量,补锂工艺是将一定厚度的锂带通过压辊装置辊压之后形成厚度较小的锂带,并将辊压后的锂带附接在极片的活性物质层的表面的一种工艺方法。
发明人发现,在压辊装置辊压锂带的过程中,沿锂带的宽度方向,锂带中部区域相对宽度方向的两侧区域容易形成堆积,容易造成卡带从而影响锂带的传送,且锂带中部区域相对宽度方向两侧的区域的散热能力差,使得锂带中部区域对应的压辊位置容易受热膨胀,使得压辊之间的间隙变小,导致锂带的中部区域的延展厚度相对宽度方向的两侧的厚度更小,从而使锂带延展不均匀。
基于此,为了解决目前压辊装置存在的延展不均匀和容易卡开的问题,本申请实施例提供一种压辊装置,包括配合辊压锂带的第一压辊和第二压辊,通过在第一压辊设置向靠近第一压辊的轴线方向凹陷的第一辊压面,以使第一辊压面在第一压辊滚动挤压锂带时补偿第一压辊的膨胀量,相当于在第一压辊的表面设有一个凹部,凹陷的尺寸能够补偿第一压辊和第二压辊受热膨胀的尺寸,以使即使在第一压辊和第二压辊膨胀后,第一压辊和第二压辊之间的辊压间隙趋于一致,能够提高锂带延展的均匀性和降低因在第一压辊和第二压辊220之间锂带堆积量过大而影响锂带传送的风险。
本申请实施例提供的压辊装置不但可以用于电池制造技术领域,还可以用于其他需要压辊装置参与辊压作业的领域。
本申请实施例以压辊装置用于电池制造技术领域中的补锂工艺为例对压辊装置进行介绍。
如图1所示,本申请实施例提供一种补锂设备1000,包括供锂装置100和压辊装置200。供锂装置100用于提供锂带2000。压辊装置200被配置为对辊压锂带2000。
在一些实施例中,补锂设备1000还包括第一预压装置300,第一预压装置300设置于供锂装置100的下游,且第一预压装置300设置于压辊装置200的上游,第一预压装置300包括第一预压辊310、第二预压辊320和第一机架(图中未示出),第一预压辊310和第二预压辊320均可转动地设置于第一机架,第一预压辊310的外圆周面和第二预压辊320的外圆周面之间形成预压间隙330,预压间隙330用于供锂带2000穿过,第一预压辊310和第二预压辊320配合以在压辊装置200对锂带2000进行辊压之前对锂带2000表面展平。第一预压辊310的轴线方向和第二预压辊320的轴线方向一致,第一预压辊310的轴线方向、第二预压辊320的轴线方向和锂带的宽度方向B一致。
需要说明的是,本申请实施例中上文、下文中所提及的“上游”以及“下游”指的是生产顺序的先后,上游是指生产顺序在先,下游是指生产顺序在后,并非限定各部件之间的空间位置。
在一些实施例中,补锂设备1000还包括第一脱模剂涂布装置400,第一脱模剂涂布装置400位于第一预压装置300的下游,且第一脱模剂涂布装置400位于压辊装置200的上游,第一脱模剂涂布装置400用于对锂带的厚度方向A的两个表面涂覆脱模剂。
在一些实施例中,补锂设备1000还包括第二脱模剂涂布装置500,第二脱模剂涂布装置500位于第一预压装置300的下游,且第二脱模剂涂布装置500位于压辊装置200的上游,第二脱模剂涂布装置500用于对锂带的宽度方向B的两个表面涂覆脱模剂。
在一些实施例中,补锂设备1000还包括脱模剂漏涂检测装置600和第三脱模剂涂布装置700,脱模剂漏涂检测装置600和第三脱模剂涂布装置700均位于第二脱模剂涂布装置500的下游,脱模剂漏涂检测装置600用于检测锂带2000是否有漏涂脱模剂的位置,第三脱模剂涂布装置700用于根据脱模剂漏涂检测装置600检测信号对锂带2000漏涂脱模剂的位置涂覆脱模剂。
本申请实施例中,图示中的空心箭头为对应辊可以的转动方向。
如图2所示,在一些实施例中,第一脱模剂涂布装置400包括背辊410、转移辊、料槽430和刮刀440。背辊410和转移辊分别位于锂带的厚度方向A的两侧,背辊410的轴线方向和转移辊的轴线方向一致,背辊410的轴线方向和转移辊的轴线方向均与锂带的宽度方向B一致,锂带2000经过背辊410和转移辊之间,料槽430中加入脱模剂,通过刮刀440控制转移辊上脱模剂厚度,锂带2000接触转移辊,将转移辊表面的脱模剂黏附在锂带2000表面,实现锂带2000表面脱模剂涂布;锂带2000表面脱模剂漏涂检测装置600通过CCD(Charge-coupledDevice,电荷耦合元件或者图像控制器)等方式,监控锂带2000表面漏涂面积,漏涂面积超规格,自动反馈到第三脱模剂涂布装置700,将漏涂区域补充脱模剂,实现锂带2000表面脱模剂在线漏涂补充功能。
如图3所示,在一些实施例中,第二脱模剂涂布装置500包括纠偏器510、第一边缘涂布辊520、第二边缘涂布辊530、第一边缘料槽430和第二边缘料槽550。第一边缘涂布辊520和第二边缘涂布辊530分别位于锂带2000宽度方向的两侧,第一边缘涂布辊520的轴线方向和第二边缘涂布辊530的轴线方向一致,第一边缘涂布辊520的轴线方向和第二边缘涂布辊530的轴线方向均垂直锂带的宽度方向B,锂带2000经过第一边缘涂布辊520和第二边缘涂布辊530之间。锂带2000经过第一边缘涂布辊520,锂带2000经过第二边缘涂布辊530,第一边缘料槽430和第二边缘料槽550加入脱模剂,第一边缘涂布辊520和第二边缘涂布辊530可以设计为凹槽辊,凹槽辊轮经过第一边缘料槽430和第二边缘料槽550,可将第一边缘料槽430和第二边缘料槽550中脱模剂带出,锂带2000经过第一边缘涂布辊520和第二边缘涂布辊530,将第一边缘涂布辊520的凹槽和第二边缘涂布辊530的凹槽内的脱模剂涂布在锂带的宽度方向B两侧的表面,实现锂带2000边缘涂布。
为了便于锂带2000的传送,在一些实施例中,补锂设备1000还包括牵引装置800,牵引装置800用于收卷或者释放牵引载体膜810,牵引载体膜810的一端与锂带2000的一端连接,牵引装置800收卷牵引载体膜810时,供锂装置100释放锂带2000。
补锂设备1000用于对极片3000补锂,因此,补锂设备1000还包括极片放卷装置900和极片收卷装置1100,极片放卷装置900用于释放极片3000,极片收卷装置1100用于收卷极片放卷装置900释放的极片3000。
极片放卷装置900将极片3000放卷经过压辊装置200,经压辊装置200辊压后的超薄锂带2000能够在压辊装置200的压辊转动的作用下转移至极片3000的厚度方向的表面,最终实现极片3000两面同时黏附超薄锂带2000的功能以实现极片3000补锂。
补锂设备1000还包括清洁装置1200和吸尘装置(图中未示出),清洁装置1200用于清洁压辊装置200的压辊的表面未完全转移至极片3000的表面的残留锂屑及残留脱模剂。清洁装置1200可以包括刮片,刮片用于刮落压辊装置200的压辊的表面未完全转移至极片3000的表面的残留锂屑及残留脱模剂。
清洁装置1200两侧设置有吸尘装置,用于将清洁装置1200的清理的残留锂膜吸收收集。
如图4所示,在一些实施例中,压辊装置200包括第一压辊210和第二压辊220。第二压辊220用于与第一压辊210配合辊压锂带2000。其中,第一压辊210包括用于辊压锂带2000的第一辊压面211,第一辊压面211向靠近第一压辊210的轴线的方向凹陷,以使第一辊压面211在第一压辊210滚动挤压锂带2000时补偿第一压辊210的膨胀量。
压辊装置200还包括第二机架(图中未示出),第一压辊210和第二压辊220均可转动地设置于第二机架,第一压辊210和第二压辊220分别位于锂带的厚度方向A的两侧,并形成辊压间隙230,锂带2000经过辊压间隙230的过程中被第一压辊210和第二压辊220配合辊压。第一压辊210的轴线方向和第二压辊220的轴线方向一致,第一压辊210的轴线方向、第二压辊220的轴线方向和锂带的宽度方向B(图3中示出)一致,极片3000的厚度方向与极片3000的宽度方向垂直。第一压辊210和第二压辊220的转动方向相反。
压辊装置200辊压锂带2000可以采用热辊轧制,也可以采用冷辊轧制。关于热辊轧制:第一压辊210和第二压辊220的温度可以保持在30℃-40℃之间,主要是为了将锂带2000软化,有利于锂带的宽度方向B轧制均匀,还有利于减少轧制过程中锂带2000硬颗粒轧制未软化而导致的局部锂轧制不开而形成的拉丝等轧制不良缺陷。但是第一压辊210和第二压辊220的温度不能过高,温度过高(比如第一压辊210和第二压辊220的温度超过45°),锂带2000的燃点为180℃,热辊的温度过高可能导致轧制出的超薄锂带2000自燃;第一压辊210和第二压辊220的温度≥50℃,对热辊高温下反弹控制难度大。关于冷辊轧制:冷辊轧制方式(比如第一压辊210和第二压辊220的温度≤20℃),可降低热辊轧制过程辊受热反弹不一致性风险;同时,冷辊轧制,对设备受热反弹要求降低,可显著压辊制造难度,降低压辊制造成本,此外,冷辊轧制可以迅速将高速轧制出的锂带2000降温,从而降低锂带2000受热易反应甚至起火自燃等风险。
在对辊压锂带2000的过程中,沿锂带的宽度方向B,锂带2000中部相对两侧容易形成堆积,且锂带2000中部区域相对宽度方向两侧的区域的散热能力差,使得锂带2000的中部区域对应的压辊位置容易受热膨胀,使得锂带2000中部区域对应的第一压辊210和第二压辊220之间的间隙变小,导致锂带2000中部区域延展厚度相对宽度方向的两侧的区域的厚度更小,从而使锂带2000延展不均匀,当堆积量过大还会出现卡带从而影响锂带2000的传送,因此第一压辊210设有向靠近第一压辊210的轴线方向凹陷的第一辊压面211,相当于在第一压辊210的表面设有一个凹部,凹陷的尺寸能够补偿第一压辊210和第二压辊220受热膨胀的尺寸,以使即使在第一压辊210和第二压辊220膨胀后,第一压辊210和第二压辊220之间的辊压间隙230趋于一致,能够提高锂带2000延展的均匀性和降低因在第一压辊210和第二压辊220之间锂带2000堆积量过大而影响锂带2000传送的风险。换句话说,锂带2000中间区域易堆积即因为锂带2000中间区域入料速度过小,通过设置第一辊压面211,可使锂带2000中间区域对应的压辊间隙增加,增加单位时间锂带2000入料量,从而解决锂带2000高速轧制堆积问题。第一辊压面211的设置可显著降低锂带2000堆积的风险,从而降低锂带2000张力(常规辊需要大张力以尽可能使锂带2000中间区域受力,从而减缓锂带2000轧制堆积),但锂带2000大张力会直接导致锂带的宽度方向B的边缘区域拉伸变形严重,导致锂带2000轧制出来的锂膜宽度一致性差,影响轧制后的锂带2000与极片3000之间覆合控制,进而影响电性能,第一辊压面211的设置补偿第一压辊210在辊压锂带2000时的膨胀量,从而提高锂带2000延展的均匀性,以提高补锂质量,从而降低由于锂离子电池在首次充放电过程中的锂损失导致电池容量的降低的可能性。
实际辊压过程中,锂带的宽度方向B与第一压辊210的轴线方向和第二压辊220的轴线方向一致,沿锂带的宽度方向B,越靠近锂带2000的中间堆积量越大,散热能力越差,第一压辊210和第二压辊220受热膨胀量越大,因此,在一些实施例中,第一辊压面211的直径从在第一压辊210的轴线方向两端至中间逐渐减小。
实现第一辊压面211的直径从在第一压辊210的轴线方向两端至中间逐渐减小的方式有很多,比如,在一些实施例中,第一辊压面211包括两个圆锥面,两个圆锥面的小端相连。
再比如,在一些实施例中,第一压辊210具有经过第一压辊210的轴线的第一横截面,第一横截面与第一辊压面211相交形成两条第一相交线,第一相交线为圆弧线;第一辊压面211为第一相交线绕第一压辊210的轴线回转形成的回转面。
沿第一压辊210的轴线方向,第一相交线的中点位于第一压辊210的中垂面上,其中,第一压辊210的中垂面垂直第一压辊210的轴线,第一压辊210包括关于第一压辊210的中垂面对称设置的第一轴段和第二轴段,由第一相交线绕第一压辊210的轴线回转形成的第一辊压面211包括关于第一压辊210的中垂面对称设置的第一部分和第二部分。
第一辊压面211为圆弧形的第一相交线绕第一压辊210的轴线回转形成的回转面,使得第一压辊210绕自身轴线转动任何角度,第一辊压面211滚动挤压锂带2000时补偿第一压辊210的膨胀量是恒定的,进一步提高锂带2000延展均匀性和降低因在第一压辊210和第二压辊220之间锂带2000堆积量过大而影响锂带2000传送的风险。
第一辊压面211的直径从在第一压辊210的轴线方向两端至中间逐渐减小,能够补偿的量与第一压辊210的膨胀量相对应,进一步提高锂带2000延展均匀性和降低因在第一压辊210和第二压辊220之间锂带2000堆积量过大而影响锂带2000传送的风险。
在一些实施例中,第一辊压面211延伸至第一压辊210的轴向的两端。
“第一辊压面211延伸至第一压辊210的轴向的两端”是指,沿第一压辊210的轴线方向,第一辊压面211的两端与第一压辊210的两端平齐,也可以理解为,第一压辊210的外周面为第一辊压面211。另一些实施例中,如图5所示,沿第一压辊210的轴线方向,第一压辊210的两端可以超出第一辊压面211的两端,第一辊压面211为第一压辊210的外周面的部分。
第一辊压面211延伸至第一压辊210的轴向的两端,若是锂带2000的宽度尺寸不超过第一压辊210的轴向尺寸,则沿锂带的宽度方向B,第一辊压能够完全覆盖锂带2000,使得第一辊压面211始终能够在第一压辊210滚动挤压锂带2000时补偿第一压辊210的膨胀量。
在一些实施例中,第一辊压面211的表面粗糙度大于等于0.3μm。
使第一辊压面211的表面粗糙度达到一定程度是为了保证第一辊压面211与锂带2000接触时不会打滑。在其他实施例中,还可以通过增加锂带2000表面脱模剂摩擦力,比如使锂带2000表面脱模剂摩擦力≥50N/m,以增大第一辊压面211和锂带2000接触时的摩擦力。
第一辊压面211的表面粗糙度大于等于0.3μm,使得第一辊压面211与锂带2000接触时,第一辊压面211与锂带2000之间具有较大的摩擦力,大摩擦力可以使锂带2000被动带入第一压辊210和第二压辊220之间间隙,有利于锂带2000的传送,且还能在微观层面锂带2000每个区域被轧制更久更充分,从而可改善锂带2000辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一问题。
如图6所示,在一些实施例中,第二压辊220的周面具有第二辊压面221,第二辊压面221向靠近第二压辊220的轴线的方向凹陷,以使第二辊压面221在第二压辊220滚动挤压锂带2000时补偿第二压辊220的膨胀量。
第一压辊210的轴向尺寸和第二压辊220的轴向尺寸可以相等,也可以不相等。第一辊压面211的轴向尺寸和第二辊压面221的轴向尺寸可以相等,也可以不相等。
第二压辊220具有向靠近第二压辊220的轴线凹陷的第二辊压面221,第二辊压面221在第二压辊220滚动挤压锂带2000时补偿第二压辊220的膨胀量,在第一压辊210和第二压辊220的总的膨胀量恒定的情况下,第一压辊210的第一辊压面211和第二压辊220的第二辊压面221共同补偿第一压辊210和第二压辊220的膨胀量,能够在保证总的膨胀量的情况下,使得第一压辊210和第二压辊220具有较好的结构强度。
第二辊压面221的结构可以参照第一辊压面211。
实际辊压过程中,锂带的宽度方向B与第一压辊210的轴线方向和第二压辊220的轴线方向一致,沿锂带的宽度方向B,越靠近锂带2000的中间堆积量越大,散热能力越差,第一压辊210和第二压辊220受热膨胀量越大,因此,在一些实施例中,第二辊压面221的直径从在第二压辊220的轴线方向两端至中间逐渐减小。
实现第二辊压面221的直径从在第二压辊220的轴线方向两端至中间逐渐减小的方式有很多,比如,在一些实施例中,第二辊压面221包括两个圆锥面,两个圆锥面的小端相连。
再比如,在一些实施例中,第二压辊220具有经过第二压辊220的轴线的第二横截面,第二横截面与第二辊压面221相交形成两条第二相交线,第二相交线为圆弧线;第二压面为第二相交线绕第二压辊220的轴线回转形成的回转面。
沿第二压辊220的轴线方向,第二相交线的中点位于第二压辊220的中垂面上,其中,第二压辊220的中垂面垂直第二压辊220的轴线,第二压辊220包括关于第二压辊220的中垂面对称设置的第三轴段和第四轴段,由第二相交线绕第二压辊220的轴线回转形成的第二辊压面221包括关于第二压辊220的中垂面对称设置的第三部分和第四部分。
第二相交线的中点和第一相交线的中点位于同一平面。
第二辊压面221为圆弧形的第二相交线绕第二压辊220的轴线回转形成的回转面,使得第二压辊220绕自身轴线转动任何角度,第二辊压面221滚动挤压锂带2000时补偿第二压辊220的膨胀量是恒定的,进一步提高锂带2000延展均匀性和降低因在第一压辊210和第二压辊220之间锂带2000堆积量过大而影响锂带2000传送的风险。
第二辊压面221的直径从在第二压辊220的轴线方向两端至中间逐渐减小,能够补偿的量与第二压辊220的膨胀量相对应,进一步提高锂带2000延展均匀性和降低因在第一压辊210和第二压辊220之间锂带2000堆积量过大而影响锂带2000传送的风险。
在一些实施例中,第二辊压面221延伸至第二压辊220的轴向的两端。
“第二辊压面221延伸至第二压辊220的轴向的两端”是指,沿第二压辊220的轴线方向,第二辊压面221的两端与第二压辊220的两端平齐,也可以理解为,第二压辊220的外周面为第二辊压面221。另一些实施例中,沿第二压辊220的轴线方向,第二压辊220的两端可以超出第二辊压面221的两端,第二辊压面221为第二压辊220的外周面的部分。
第二辊压面221延伸至第二压辊220的轴向的两端,若是锂带2000的宽度尺寸不超过第二压辊220的轴向尺寸,则沿锂带的宽度方向B,第二辊压能够完全覆盖锂带2000,使得第一辊压面211始终能够在第一压辊210滚动挤压锂带2000时补偿第一压辊210的膨胀量。
在一些实施例中,第二辊压面221的表面粗糙度大于等于0.3μm。
使第二辊压面221的表面粗糙度达到一定程度是为了保证第二辊压面221与锂带2000接触时不会打滑。在其他实施例中,还可以通过增加锂带2000表面脱模剂摩擦力,比如使锂带2000表面脱模剂摩擦力≥50N/m,以增大第二辊压面221和锂带2000接触时的摩擦力。
第二辊压面221的表面粗糙度大于等于0.3μm,使得第二辊压面221与锂带2000接触时,第二辊压面221与锂带2000之间具有较大的摩擦力,大摩擦力可以使锂带2000被动带入第一压辊210和第二压辊220之间间隙,有利于锂带2000的传送,且还能在微观层面锂带2000每个区域被轧制更久更充分,从而可改善锂带2000辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一问题。
在一些实施例中,第一辊压面211凹陷的最大深度H1、第二辊压面221凹陷的最大深度H2、锂带2000的宽度L、第一压辊210的最大直径D1、第二压辊220的最大直径D2,满足如下关系式:H1+H2=5L/((D1+D2)/2)2。
第一辊压面211凹陷的最大深度H1、第二辊压面221凹陷的最大深度H2可以是H1>H2,也可以是H1<H2,也可以是H1=H2。在一些实施例中,可以是H2=0,当H2=0,H1为实际辊压锂带2000过程中第一压辊210的最大膨胀量和第二压辊220的最大膨胀量之和。
第一辊压面211凹陷的最大深度H1是指从第一压辊210的直径最大的位置与第一辊压面211最靠近第一压辊210的轴线的位置在第一压辊210的径向的距离。第二辊压面221凹陷的最大深度H2是指从第二压辊220的直径最大的位置与第二辊压面221最靠近第二压辊220的轴线的位置在第二压辊220的径向的距离。
第一辊压面211凹陷的最大深度H1、第二辊压面221凹陷的最大深度H2、锂带2000的宽度L、第一压辊210的最大直径D1、第二压辊220的最大直径D2满足H1+H2=5L/((D1+D2)/2)2,使得第一辊压面211和第二辊压面221能够补偿的总的膨胀量与第一压辊210和第二压辊220的总的膨胀量匹配,从而有效改善锂带2000辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一的问题。
在一些实施例中,第一辊压面211凹陷的最大深度与第二辊压面221凹陷的最大深度相同。
第一辊压面211凹陷的最大深度位置与第二辊压面221凹陷的最大深度位置对齐,换句话说,第一辊压面211凹陷的最大深度位置与第二辊压面221凹陷的最大深度位置沿第一压辊210的轴向的距离为0。
第一辊压面211凹陷的最大深度与第二辊压面221凹陷的最大深度相同,使得第一辊压面211和第二辊压面221在第一压辊210和第二压辊220滚动挤压锂带2000时补偿的补偿量相同,有利于提高锂带2000延展均匀性。
在一些实施例中,第一压辊210和第二压辊220中一者的最大直径小于另一者的最大直径。
在其他实施例中,第一压辊210的最大直径和第二压辊220的最大直径可以相等。
第一压辊210和第二压辊220中一者的最大直径小于另一者的最大直径,既能实现锂带2000的传送,还能减小压辊装置200的体积。
在一些实施例中,沿第二压辊220的轴向,第二压辊220的直径相等;第一压辊210的最大直径小于第二压辊220的最大直径。
设有第一辊压面211的第一压辊210的最大直径小于第二压辊220的最大直径,有利于改善锂带2000辊压过程宽度方向的轧制不充分和不均一的问题,还有利于锂带2000的传送。
如图7、图8所示,在一些实施例中,压辊装置200还包括支撑辊240,支撑辊240固定安装于第二支架。第一支撑辊240设置于第一压辊210背离第二压辊220的一侧,以为第一压辊210提供径向支撑力。在另一些实施例中,第一支撑辊240可以设置于第二压辊220背离第一压辊210的一侧,以为第二压辊220提供径向支撑力。
如图8所示,本申请一些实施例提供一种压辊装置200,压辊装置200包括第一压辊210和第二压辊220,第一压辊210的表面具有第一辊压面211,第一辊压面211为圆弧形的第一相交线绕第一压辊210的轴线回转的回转面,第一辊压面211延伸至第一压辊210轴向的两端,第二压辊220的表面具有第二辊压面221,第二辊压面221为圆弧形的第二相交线绕第二压辊220的轴线回转的回转面,第二辊压面221延伸至第二压辊220轴向的两端。
本申请实施例还提供一种补锂设备1000,补锂设备1000包括供锂装置100和上述任意实施例提供的压辊装置200。供锂装置100用于提供锂带2000。压辊装置200被配置为对辊压锂带2000。
第一压辊210设有向靠近第一压辊210的轴线方向凹陷的第一辊压面211,相当于在第一压辊210的表面设有一个凹部,凹陷的尺寸能够补偿第一压辊210和第二压辊220受热膨胀的尺寸,以使即使在第一压辊210和第二压辊220膨胀后,第一压辊210和第二压辊220之间的辊压间隙230趋于一致,能够提高锂带2000延展的均匀性和降低因在第一压辊210和第二压辊220之间锂带2000堆积量过大而影响锂带2000传送的风险,从而提高对极片3000的补锂质量。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种压辊装置,其特征在于,包括:
第一压辊;以及
第二压辊,用于与所述第一压辊配合辊压锂带;
其中,所述第一压辊包括用于辊压所述锂带的第一辊压面,所述第一辊压面向靠近所述第一压辊的轴线的方向凹陷,以使所述第一辊压面在所述第一压辊滚动挤压所述锂带时补偿所述第一压辊的膨胀量。
2.根据权利要求1所述的压辊装置,其特征在于,所述第一辊压面的直径从在所述第一压辊的轴线方向两端至中间逐渐减小。
3.根据权利要求2所述的压辊装置,其特征在于,所述第一压辊具有经过所述第一压辊的轴线的第一横截面,所述第一横截面与所述第一辊压面相交形成两条第一相交线,所述第一相交线为圆弧线;
所述第一辊压面为所述第一相交线绕所述第一压辊的轴线回转形成的回转面。
4.根据权利要求1所述的压辊装置,其特征在于,所述第一辊压面延伸至所述第一压辊的轴向的两端。
5.根据权利要求1所述的压辊装置,其特征在于,所述第一辊压面的表面粗糙度大于等于0.3μm。
6.根据权利要求1-5任一项所述的压辊装置,其特征在于,所述第二压辊的周面具有第二辊压面,所述第二辊压面向靠近所述第二压辊的轴线的方向凹陷,以使所述第二辊压面在所述第二压辊滚动挤压所述锂带时补偿所述第二压辊的膨胀量。
7.根据权利要求6所述的压辊装置,其特征在于,所述第一辊压面凹陷的最大深度H1、所述第二辊压面凹陷的最大深度H2、所述锂带的宽度L、所述第一压辊的最大直径D1、第二压辊的最大直径D2,满足如下关系式:
H1+H2=5L/((D1+D2)/2)2。
8.根据权利要求6所述的压辊装置,其特征在于,所述第一辊压面凹陷的最大深度与所述第二辊压面凹陷的最大深度相同。
9.根据权利要求1所述的压辊装置,其特征在于,所述第一压辊和所述第二压辊中一者的最大直径小于另一者的最大直径。
10.根据权利要求9所述的压辊装置,其特征在于,沿所述第二压辊的轴向,所述第二压辊的直径相等;
所述第一压辊的最大直径小于所述第二压辊的最大直径。
11.一种补锂设备,其特征在于,包括:
供锂装置,用于提供锂带;以及
根据权利要求1-10任一项所述的压辊装置,所述压辊装置被配置为对辊压锂带。
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GR01 | Patent grant | ||
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