CN219253666U - 一种极片辊压设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池制备设备技术领域，提出了一种极片辊压设备。该极片辊压设备包括：第一辊体，第一辊体包括主辊体和裹覆在主辊体表面的胶层；第二辊体，第二辊体与第一辊体间具有辊缝；温度调整件，温度调整件设于第一辊体和/或第二辊体，用以在极片进入极片辊压设备之前，调整胶层的体积膨胀系数的范围为(7.0～9.0)x10^‑4℃^‑1，以及，调整胶层的线膨胀系数的范围为(2.0～2.5)x10^‑4℃^‑1。本申请提供的极片辊压设备可以有效调整设备自身状态，以提升对极片或箔材的除皱压延效果。

Description

一种极片辊压设备

技术领域

本实用新型涉及电池制备设备技术领域，尤其涉及一种极片辊压设备。

背景技术

锂电池制造生产电极段设备在设备长期运行后，胶辊会因为极片摩擦导致升温，进而导致对极片或箔材施力不均，使得极片或箔材产生褶皱，而不满足工艺质量要求。

实用新型内容

本实用新型提供一种极片辊压设备，该极片辊压设备可以有效调整设备自身状态，以提升对极片或箔材的除皱压延效果。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种极片辊压设备，包括：

第一辊体，所述第一辊体包括主辊体和裹覆在主辊体表面的胶层；

第二辊体，所述第二辊体与所述第一辊体间具有辊缝；

温度调整件，所述温度调整件设于所述第一辊体和/或所述第二辊体，用以在极片进入所述极片辊压设备之前，调整所述胶层的体积膨胀系数的范围为(7.0～9.0)x10^-4℃^-1，以及，调整所述胶层的线膨胀系数的范围为(2.0～2.5)x10^-4℃^-1。

本申请提供的极片辊压设备通过在第一辊体和/或第二辊体设置温度调整件，可以在极片进入设备之前、调整第一辊体内胶层的体膨胀系数和线膨胀系数，具体的，可以调整胶层的体膨胀系数的范围为(7.0～9.0)x10^-4℃^-1，且调整胶层的线膨胀系数范围为(2.0～2.5)x10^-4℃^-1。

需要说明的是，本申请提供的极片辊压设备可以在极片进入设备之前、控制胶层的体膨胀系数与膨胀系数处于上述范围，可以控制第一辊体内胶层在整个长度范围内处于膨胀一致状态，以提升胶层各处的受力均匀性，使得经设备碾压的极片较为平整，可以提升制备形成的产品质量，减少报废率、避免浪费，提高生产效率、降低生产成本；以及，可以提升胶层在使用过程中的磨损一致性，进而提升胶层的使用寿命、提升本申请提供的极片辊压设备的使用寿命。

同时，由于胶层的体膨胀系数和线膨胀系数可以被温度调整件调整，所以第一辊体与第二辊体间辊缝不会因胶层磨损而变化，可提升辊缝的稳定性，降低调试次数，进而可以提升对电极段的制备效率。

因此，本申请提供的极片辊压设备可以有效调整设备自身状态，以提升对极片或箔材的除皱压延效果。

附图说明

为了更好地理解本申请，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本申请的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1为本申请实施例提供的极片辊压设备的结构示意图；

图2为图1中结构的局部剖视图；

图3为图1中第一辊体的立体结构示意图。

附图标记说明如下：

100、第一辊体；110、主辊体；120、胶层；200、第二辊体；300、加热件；400、测温件；500、旋转接头；600、水银滑环；A、辊缝；B、空腔。

具体实施方式

下面将结合本申请示例实施例中的附图，对本申请示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本申请的保护范围，因此应当理解，在不脱离本申请的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

进一步地，本申请的描述中，需要理解的是，本申请的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本申请实施例提供一种极片辊压设备。图1为本申请实施例提供的极片辊压设备的结构示意图；图2为图1中结构的局部剖视图。如图1和图2所示出的结构，本申请实施例提供的极片辊压设备包括：

第一辊体100，第一辊体100包括主辊体110和裹覆在主辊体110表面的胶层120；

第二辊体200，第二辊体200与第一辊体100间具有辊缝A；

温度调整件，温度调整件设于第一辊体100和/或第二辊体200，用以在极片进入极片辊压设备之前，调整胶层120的体积膨胀系数范围为(7.0～9.0)x10^-4℃^-1，以及，调整控制胶层120的线膨胀系数范围为(2.0～2.5)x10^-4℃^-1。

应理解，膨胀系数是表征物体热膨胀性质的物理量，即表征物体受热时其长度、面积、体积增大程度的物理量。长度的增加称“线膨胀”，面积的增加称“面膨胀”，体积的增加称“体膨胀”，总称之为热膨胀。单位长度、单位面积、单位体积的物体，当温度上升1℃时，其长度、面积、体积的变化，分别称为线膨胀系数、面膨胀系数和体膨胀系数，总称之为膨胀系数。

本申请实施例提供的极片辊压设备中，第一辊体100包括主辊体110和裹覆在其表面的胶层120，第一辊体100可以称为“胶辊”，第二辊体200表面未设胶层120。应理解，本申请实施例提供的极片辊压设备通过对第一辊体100和第二辊体200的结构进行差异化设置，可以将前后段张力进行区分，在极片或者箔材进入第一辊体100与第二辊体200间形成的辊缝A时，可使用张力对极片或箔材进行除皱压延，以保证制备形成的产品质量。

值得注意的是，本申请实施例提供的极片辊压设备通过在第一辊体100和/或第二辊体200设置温度调整件，可以调整第一辊体100内胶层120的体膨胀系数和线膨胀系数，具体的，可以调整胶层120的体膨胀系数的范围为(7.0～9.0)x10^-4℃^-1，且调整胶层120的线膨胀系数范围为(2.0～2.5)x10^-4℃^-1

需要说明的是，本申请实施例提供的极片辊压设备可以在极片进入设备之前、控制胶层120的体膨胀系数与膨胀系数处于上述范围，可以控制第一辊体100内胶层120在整个长度范围内处于膨胀一致状态，以提升胶层120各处的受力均匀性，使得经设备碾压的极片较为平整，可以提升制备形成的产品质量，减少报废率、避免浪费，提高生产效率、降低生产成本；以及，可以提升胶层120在使用过程中的磨损一致性，进而提升胶层120的使用寿命、提升本申请提供的极片辊压设备的使用寿命。

同时，由于胶层120的体膨胀系数和线膨胀系数可以被温度调整件调整，所以第一辊体100与第二辊体200间辊缝A不会因胶层120磨损而变化，可提升辊缝A的稳定性，可降低调试次数，进而可以提升对电极段的制备效率。

在具体应用本申请实施例提供的极片辊压设备时，第一辊体100会绕自身轴心线旋转，同样的，第二辊体200也会绕自身轴心线旋转，在第一辊体100和第二辊体200旋转过程中，箔材或极片经过辊缝A、被旋转的第一辊体100和第二辊体200碾压。值得注意的是，在使用本申请实施例提供的极片辊压设备时，基于不同涂膜条幅，调整一次间隙和压力即可，不受速度、外界温度等因素影响，通用性高。

此外，值得注意的是，由于辊缝A的稳定性得到提升，所以辊缝A对于极片或者箔材的除皱压延效果也可以提升，进而可以提升制备形成的产品质量，减少电极端报废率，避免浪费，以提高生产效率以及降低生产成本。

在具体设置本申请实施例提供的极片辊压设备时，第一辊体100中主辊体110和第二辊体200的制备材料可以为钢材，示例性的，可以选取为不锈钢。

需要说明的是，不锈钢可以保证第一辊体100和第二辊体200对极片或者箔材的压持力度，以及，可以延长设备的使用寿命。

胶层120作为包胶材料，其制备材料可以示意性地选取以下材料，如：三元乙丙橡胶(ethylene propylene diene monomer，EPDM)、氯化丁腈橡胶(hydrogenated nitrilerubber，HNBR)、硅橡胶、氟橡胶等。从性价比方面来看，多数采用硅胶作为包胶材料。

当然，第一辊体100中主辊体110和第二辊体200的制备材料还可以采用其他材料制备，具体不再赘述。

在一个实施例中，请参考图2示出的结构，温度调整件包括加热件300，加热件300设于第一辊体100。

需要说明的是，通过将加热件300设于温度调整件可以调整胶层120的体膨胀系数和线膨胀系数，以使得胶层120以较好的姿态被使用。

示例性的，可以通过加热件300控制第一辊体100的温度在30°～40°范围，以控制胶层120的线膨胀系数和体膨胀系数在上述范围。

在具体应用温度调整件时，可以在碾压极片或箔材前，通过加热件300将第一辊体100的温度调整至适宜温度，以保证装置可以更好的对极片或者箔材进行除皱压延，进而可以提升制备形成的产品质量，减少电极端报废率，提高生产效率。

值得注意的是，温度调整件通过加热的方式调整胶层120的热膨胀系数，由于胶层120的弹性也受温度影响，因而，在加热件300对第一辊体100进行加热时，胶层120的回弹性也会发生变化，优选胶层120的回弹性范围为50％～80％。

需要说明的是，当胶层的回弹性的范围为50％～80％时，可以使得包角回弹一致、受力均匀，从而提升对极片或箔材进行除皱压延，以保证制备形成的产品质量。

在具体设置加热件300时，加热件300的结构有多种设置形式。具体至少为以下几种形式中的一种。

在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，主辊体110具有空腔B，空腔B内设有加热件300。

需要说明的是，通过在主辊体110内部设置加热件300，可以有效利用主辊体110内空腔B，以提升装置整体的空间利用率。同时，由于加热件300设于主辊体110的空腔B内，所以可以较为均匀地加热主辊体110各处位置，以使得裹覆于主辊体110表面的胶层120各处受热均匀，各处的体膨胀系数和线膨胀系数一致性较好。

在一个实施例中，加热件300为液态介质。示例性的，该液体介质为温度较高的导热油，当然，液体介质还可以为可变温的其他液体介质，具体不再赘述。

需要说明的是，液态介质填充于主辊体110的空腔B内，可以提升液体介质分布地均匀性，以提升加热件300对于主辊体110的加热效果。

在一个实施例中，加热件300还包括循环装置，循环装置用以驱动液态介质在主辊体110内循环。示例性的，主辊体110内的液体介质以虚线箭头方向流动。

需要说明的是，循环装置可以使得空腔B内的液态介质的温度处于一个温度值，保证液态介质对于主辊体110的加热效果，从而保证胶层120的线膨胀系数与体膨胀系数处于一个稳定值，以提升胶层120各处的受力均匀性、提升胶层120在使用过程中的磨损一致性，以及，提升胶层120的使用寿命，进而提升本申请提供的极片辊压设备的使用寿命。

在另一个实施例中，加热件300为加热丝。

需要说明的是，可以将加热丝置于空腔B内，示例性的，可以将加热丝悬置于空腔B内部，或者，可以将加热丝贴附于空腔B内部，以保证加热丝对于主辊体110的加热效果，从而保证胶层120的线膨胀系数与体膨胀系数处于一个稳定值，可以提升胶层120各处的受力均匀性，提升胶层120在使用过程中的磨损一致性，以提升胶层120的使用寿命，进而提升本申请提供的极片辊压设备的使用寿命。

在另一个实施例中，还可以设置加热件300由液态介质和加热丝组合形成。

需要说明的是，可以将加热丝置于液态介质中，通过加热丝加热液态介质，以实现对于主辊体110内壁的加热效果，从而保证胶层120的线膨胀系数与体膨胀系数处于一个稳定值，可以提升胶层120各处的受力均匀性，提升胶层120在使用过程中的磨损一致性，以提升胶层120的使用寿命，进而提升本申请提供的极片辊压设备的使用寿命。

当然，加热件300可以设于主辊体110与胶层120之间，或者，加热件300可以仅设于胶层120，具体不再赘述。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，温度调整件还包括测温件400，测温件400设于第一辊体100，测温件400用于监测第一辊体100的温度。示例性的，测温件400为温度传感器。

需要说明的是，测温件400可以有效监测到第一辊体100的实际温度，以便于根据第一辊体100的实际温度动态调整加热件300的加热温度。

在一个具体的实施例中，测温件400监测主辊体110的温度；在另一个实施例中，测温件400监测胶层120的温度，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

在一个实施例中，测温件400与温度调整件(例如加热件300)电连接，以根据测温件400的监测的温度、调整加热件300的加热状态。

需要说明的是，设置测温件400与温度调整件电连接，可以反向控制第一辊体100的温度在预设范围内，以通过闭环控制第一辊体100始终保持在一定范围内，保证胶层120的体膨胀系数和线膨胀系数在预设范围内，进而保证胶层120对极片或箔材的碾压效果。

值得注意的是，在具体设置时，可以设置测温件400以一定时间间隔监测第一辊体100的温度，或者，可以设置测温件400实时监测第一辊体100的温度，以更好的调整加热件300的加热温度。

示例性的，第一辊体100的适宜范围在30℃～40℃。倘若测温件400监测到的实际温度为26℃，需提升加热件300的温度；倘若测温件400监测到的实际温度为45℃，需降低加热件300的温度。

应理解，第一辊体100的适宜温度范围与第一辊体100的配比材料、以及胶层120的厚度、材质等因素相关，该温度范围并不限于30℃～40℃，具体不再赘述。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，温度调整件还包括冷却件，冷却件设于第二辊体200。

需要说明的是，通过在第二辊体200上设置冷却件，可以带走电极段摩擦或热压带来的热量，以提升装置对于极片或者箔材的除皱压延效果，进而可以提升制备形成的产品质量，减少电极端报废率，提高生产效率。

此外，值得注意的是，由于碾压极片过程中产生的热量被第二辊体200有效带走，所以第一辊体100的温度调整完全受加热件300控制，使得加热温度可被有效控制，从而提升极片辊压设备对极片或者箔材的碾压效果。

在具体应用温度调整件时，可以在碾压极片或箔材前，通过冷却件将第二辊体200的温度调整至适宜温度，以保证第二辊体200可以及时带走电极段摩擦或热压带来的热量装置，进而使得装置可以更好的对极片或者箔材进行除皱压延，进而可以提升制备形成的产品质量，减少电极端报废率，提高生产效率。

当然，由于一开始第二辊体200的温度升温幅度较小，还可以在本申请实施例提供的极片辊压设备运行过程中、开启冷却件，具体可以根据需求进行设置，不再赘述。

在一个实施例中，冷却件为液体介质。示例性的，可以为冷却液，如水等。如图1所示出的结构，冷却介质示例性的沿虚线箭头方向流动。

需要说明的是，还可以设置循环装置，以控制第二辊体200内液态介质的温度处于一个温度值，以保证液态介质对于第二辊体200的降温效果，从而有效带走电极段摩擦或热压带来的热量。

在一个具体的实施例中，可以通过液体介质使得第二辊体200的温度控制在18℃～25℃，以保证第二辊体200对于极片或者箔材的碾压效果。

在一个实施例中，第一辊体100相对第二辊体200位置可调，以调整辊缝A大小。

需要说明的是，该设置形式可以提升适配性，使得本申请实施例提供的极片辊压设备可以碾压不同厚度的箔材或极片。同时，由于辊缝A大小可调，所以每次应用本申请实施例提供的极片辊压设备时，均可调整辊缝A至最优状态，可提升装置对于极片或箔材的碾压除皱效果，进而可以提升制备形成的产品质量，减少电极端报废率，提高生产效率。

请继续参考图1至图2所示出的结构，现提供一种本申请实施例提供的极片辊压设备的具体的结构示意图。示例性的，请参考图1所示出的结构，第一辊体100一端通过旋转接头500固定于支架，另一端通过水银滑环600固定于支架；同样的，第二辊体200一端通过旋转接头500固定于支架，另一端通过水银滑环600固定于支架。如图1中虚线箭头所示，当第一辊体100采用液态介质进行加热时，液态介质流经旋转接头500，之后进入主辊体110的空腔B内，且在流经空腔B后、流动至另一端的水银滑环600；如图1中虚线箭头所示，当第二辊体200采用液态介质进行冷却时，液态介质流经旋转接头500，之后进入第二辊体200内部，且在流经第二辊体200的空腔后、流动至另一端的水银滑环600。

值得注意的是，水银滑环600还可以实现对第一辊体100的电加热功能，在此不再赘述。

应理解，水银滑环600是以水银为流体介质的一种导电的旋转接头，是一种工业零部件。相比较其他滑环而言，由于介质是流体，造就了其结构紧凑，尺寸小的特性，这个特点，在特殊的微小精密仪器领域的主要角色非水银滑环600莫属。正是由于水银的特性，滑环转动的时候无磨损，寿命比一般的要长很多倍，在需要频繁转动的导电的旋转接头，它是非常合适的。由于转动部分无复杂的物理机械结构使得产品更可靠免维护，无杂讯，无噪音，转速高，价格低信号不失真，接触电阻小，传递更大电流。

当然，如图3所示，还可以通过两个旋转接头500将第一辊体100固定于支架，或者，可以采用两个旋转接头500件第二辊体200固定于支架，具体不再赘述。

值得注意的是，本申请实施例提供的电极段制备成型设备还可应用于可前段电极涂布及整个锂电池生产工序，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种极片辊压设备，其特征在于，包括：

第一辊体，所述第一辊体包括主辊体和裹覆在主辊体表面的胶层；

第二辊体，所述第二辊体与所述第一辊体间具有辊缝；

温度调整件，所述温度调整件设于所述第一辊体和/或所述第二辊体，用以在极片进入所述极片辊压设备之前，调整所述胶层的体积膨胀系数的范围为(7.0～9.0)x10^-4℃^-1，以及，调整所述胶层的线膨胀系数的范围为(2.0～2.5)x10^-4℃^-1。

2.如权利要求1所述的极片辊压设备，其特征在于，所述温度调整件包括加热件，所述加热件设于所述第一辊体。

3.如权利要求2所述的极片辊压设备，其特征在于，所述主辊体具有空腔，所述空腔内设有所述加热件。

4.如权利要求3所述的极片辊压设备，其特征在于，所述加热件为液态介质。

5.如权利要求4所述的极片辊压设备，其特征在于，所述加热件还包括循环装置，所述循环装置用以驱动所述液态介质在所述主辊体内循环。

6.如权利要求3所述的极片辊压设备，其特征在于，所述加热件为加热丝。

7.如权利要求1-6任一项所述的极片辊压设备，其特征在于，还包括测温件，所述测温件设于所述第一辊体，所述测温件用于监测所述第一辊体的温度。

8.如权利要求7所述的极片辊压设备，其特征在于，所述测温件与所述温度调整件电连接。

9.如权利要求1-6任一项所述的极片辊压设备，其特征在于，所述温度调整件还包括冷却件，所述冷却件设于所述第二辊体。

10.如权利要求9所述的极片辊压设备，其特征在于，所述冷却件为液体介质。

11.如权利要求1-6任一项所述的极片辊压设备，其特征在于，所述第一辊体相对所述第二辊体位置可调，以调整所述辊缝大小。

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