CN219520007U - 一种极片辊压装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种极片辊压装置，包括：机体；第一压延组件，包括第一主动辊和第一胶压轮，第一主动辊与第一驱动源连接，第一胶压轮与第一主动辊相对设置，极片夹设于第一主动辊与第一胶压轮之间；第二压延组件，包括第二主动辊和第二胶压轮，第二主动辊与第二驱动源连接，第二主动辊与第二胶压轮相对设置，极片夹设于第一主动辊与第一胶压轮之间；第一主动辊具有直径R₁和角速度α₁；第二主动辊具有直径R₂和角速度α₂；1≤R₁/R₂≤2；α₁/α₂＝1。该装置通过设置不同直径的第二主动辊和第一主动辊，使第二主动辊获得更大的线速度，确保对极片进行拉伸和压延，增加了极片表面张力，提高了极片的延展比，避免极片发生断带和开裂。

Description

一种极片辊压装置

技术领域

本申请实施例涉及锂电池组装技术领域，特别涉及一种极片辊压装置。

背景技术

锂离子电池作为一种清洁的绿色能源，具有工作电压高、比能量高、循环寿命长等优点，目前已广泛应用于储能系统、电动工具、消费类电子设备、电动汽车等。随着锂离子电池的发展，市场对其性能有更高要求。目前，锂离子正极主要通过提高压实密度(目前商业化正极材料的压实密度有三元材料：3.4～3.7g/cm³、钴酸锂：4.1～4.3g/cm³、磷酸铁锂：2.2～2.3g/cm³，锰酸锂：2.9～3.2g/cm3)或降低基材厚度(～10μm)来提升电池能量密度，随着更薄的基材≤10μm铝箔及更高的极片压实密度，大幅提高了箔材缺陷的断带风险；目前市场上的辊压装置无法做到对极片进行有效的压延拉伸，使得正极辊压工序裂口、打皱、断带等问题更加显著，直接导致优率及产能的降低。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种极片辊压装置，以解决现有技术中极片压延拉伸效果差容易断带的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

第一方面，提供了一种极片辊压装置，包括：

机体，包括第一驱动源和第二驱动源；

第一压延组件，包括第一主动辊和第一胶压轮，所述第一主动辊与所述第一驱动源连接，以使所述第一主动辊转动，所述第一胶压轮与所述第一主动辊相对设置，所述极片夹设于所述第一主动辊与所述第一胶压轮之间，所述第一主动辊能够转动并带动所述极片移动；

第二压延组件，包括第二主动辊和第二胶压轮，所述第二主动辊与所述第二驱动源连接，以使所述第二主动辊转动，所述第二主动辊与所述第二胶压轮相对设置，所述极片夹设于所述第一主动辊与所述第一胶压轮之间，所述第二主动辊能够转动并带动所述极片移动；

其中，所述第一主动辊具有直径R₁和角速度α₁；所述第二主动辊具有直径R₂和角速度α₂；R₁和R₂满足，1≤R₁/R₂≤2；α₁和α₂满足,α₁/α₂＝1。

进一步的，所述第一压延组件还包括第一气缸，所述第一气缸与所述机体固定连接，所述第一胶压轮与所述第一气缸的输出轴转动连接。

进一步的，所述第二压延组件还包括第二气缸，所述第二气缸与所述机体固定连接，所述第二胶压轮与所述第二气缸的输出轴转动连接。

进一步的，所述装置还包括第一张力组件，所述第一张力组件与所述机体连接，所述第一张力组件靠近所述机体的进料口；

其中，所述第一张力组件包括第一过辊、第二过辊、第三过辊和第一浮辊，所述第一过辊、所述第二过辊、所述第三过辊和所述第一浮辊与所述机体转动连接。

进一步的，所述装置还包括第二张力组件，所述第二张力组件与所述机体连接；所述第二张力组件设于所述第一压延组件和所述第二压延组件之间；所述第二张力组件包括第四过辊、第五过辊、第六过辊、第七过辊和第二浮辊，所述第四过辊、所述第五过辊、所述第六过辊和所述第七过辊与所述机体转动连接，所述第二浮辊与所述机体活动连接。

进一步的，所述装置还包括第三张力组件，所述第三张力组件设于所述机体的出料口；

所述第三张力组件包括第八过辊、第九过辊、第三浮辊和第十过辊，所述第八过辊、所述第九过辊和所述第十过辊与所述机体转动连接，所述第三浮辊与所述机体活动连接。

进一步的，所述装置还包括加热组件，所述加热组件包括第一加热风刀和第二加热风刀。

进一步的，所述第一加热风刀与所述机体固定连接，所述第一加热风刀设于所述第三过辊远离所述第一主动辊的一侧。

进一步的，所述第二加热风刀与所述机体固定连接，所述第二加热风刀设于所述第六过辊远离所述第二主动辊的一侧。

进一步的，所述第一胶压轮具有直径R₃，所述第二胶压轮具有直径R₄，R₁和R₃满足，1.5＜R₁/R₃＜3；且R₂和R₄满足，1＜R₂/R₄＜4。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

本申请提供的一种极片辊压装置，包括：机体，该机体包括第一驱动源和第二驱动源；第一压延组件，第一压延组件包括第一主动辊和第一胶压轮，第一主动辊与第一驱动源连接，以使第一主动辊转动，第一胶压轮与第一主动辊相对设置，极片夹设于第一主动辊与第一胶压轮之间，第一主动辊能够转动并带动极片移动；第二压延组件，第二压延组件第二主动辊和第二胶压轮，第二主动辊与第二驱动源连接，以使第二主动辊转动，第二主动辊与第二胶压轮相对设置，极片夹设于第一主动辊与第一胶压轮之间，第二主动辊能够转动并带动极片移动；其中，第一主动辊具有直径R₁和角速度α₁；第二主动辊具有直径R₂和角速度α₂；R₁和R₂满足，1＜R₂/R₁≤2；α₁和α₂满足,α₁/α₂＝1。该装置主要通过设置不同直径的第二主动辊和第一主动辊，使得第二主动辊在转动时拥有与第一主动辊更大的线速度，通过比第一主动辊更大的线速度对极片进行拉伸，再对极片进行压延，通过第一主动辊和第二主动辊进行两级压延，加大极片表面张力，提高了极片涂膜区和留白区在辊压后的延展比，避免极片发生断带和开裂。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本申请实施例提供的极片辊压装置的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的第一主动辊的横截面结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第二主动辊的横截面结构示意图。

附图部件标识如下：

100-第一张力组件；110-第一过棍；120-第二过棍；130-第一浮辊；140-第三过辊；200-第一压延组件；210-第一钢辊；220-第一胶压轮；230-第一气缸；300-第二张力组件；310-第四过辊；320-第五过辊；330-第六过辊；340-第七过辊；350-第二浮辊；400-第二压延组件；410-第二钢辊；420-第二胶压轮；430-第二气缸；500-第三张力组件；510-第八过辊；520-第九过辊；530-第十过辊；540-第三浮辊；610-第一加热风刀；620-第二加热风刀；700-极片；800-机体。

具体实施方式

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。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下通过实施例部分进一步阐述本申请的具体实施方式：

请参阅图1，本申请实施例提供了一种极片辊压装置，包括机体800、第一压延组件200和第二压延组件400；机体800包括用于提供动力的第一驱动源和第二驱动源；第一压延组件200包括第一主动辊210和第一胶压轮220，第一主动辊210与第一驱动源连接，第一驱动源带动第一主动辊210转动，第一胶压轮220与第一主动辊210相对设置，极片被夹置在第一主动辊210与第一胶压轮220之间，第一主动辊转动时，由于极片700与第一主动辊210和第一胶压轮220产生的摩擦力为滑动摩擦力，摩擦很小，所以第一主动辊带动极片700朝预设方向移动；第二压延组件400包括第二主动辊410和第二胶压轮420，第二主动辊410与第二驱动源连接，第二驱动源能够带动第二主动辊410转动，第二主动辊410与第二胶压轮420相对设置，极片700夹置在第二主动辊410与第二胶压轮420之间，第二主动辊410转动时，由于极片700与第二主动辊410和第二胶压轮420产生的摩擦力为滑动摩擦力，摩擦很小，所以第二主动辊410带动极片700朝预设方向移动。可以理解的是，极片700设置在第一压延组件200和第二压延组件400之间，极片700的两端分别通过第一主动辊210和第一胶压轮220以及第二主动辊410和第二胶压轮420夹紧，当第二主动辊410转动时，带动第二胶压轮420转动，并同时带动夹紧的极片700向预设方向移动；同时，第一主动辊210转动时，带动第一胶压轮220转动，并且带动夹紧的极片700向预设方向移动，本实用新型中预设方向指的是装置转配好开启时，极片700按顺序从一个部件到下一个部件的运动方向。

请参阅图2和图3，第一主动辊210具有直径R₁和角速度α₁；第二主动辊410具有直径R₂和角速度α₂；R₁和R₂满足，1＜R₂/R₁≤2；α₁和α₂满足,α₁/α₂＝1。可以理解的是，第二主动辊410的直径R₂大于第一主动辊210的直径R₁，同时，第二主动辊410的角速度与第一主动辊210的角速度相同，通过直径和角速度的设计保证第二主动辊410具有比第一主动辊210更大的线速度，因此位于第二主动辊410和第一主动辊210之间的极片700会受到两个不同的速度。一个是来自第一主动辊210较慢的推动速度，一个是位于第二主动辊410较快的牵引速度，由于第二主动辊410的线速度更大，因此处于第二主动辊410会对极片700具有一个牵拉的力，从而使得极片700能够保持紧绷和平直。因此能够更好的对极片700进行压延，并且通过第一主动辊210和第二主动辊410进行两级压延，能够加大极片700的表面张力，提高极片700涂膜区和留白区在辊压后的延展比，避免极片700发生断带和开裂。需要说明的是，本申请实施例中通过设置不同的直径和相同的角速度来实现第一主动210和第二主动辊410线速度的不同。而在一些其他的实施例中，也可以采用相同的直径和不同的角速度来实现不同的线速度，或者采用不同的直径和不同的角速度来实现不同的线速度。

请参阅图1，在本申请实施例中，第一压延组件200还包括第一气缸230，第一气缸230与机体800固定连接，第一胶压轮220与第一气缸230的输出轴转动连接。可以理解的是，第一气缸230的基座与机体800固定连接，通过机体800给第一气缸230提供支撑。第一气缸230的输出轴指向第一主动辊210，并且第一胶压轮220转动连接在第一气缸230输出轴的末端，第一胶压轮220与第一主动辊210接触，第一气缸230收缩后可以带动第一胶压轮220离开第一主动辊210的表面或者第一气缸230延伸将第一胶压轮220与第一主动辊210贴紧。通过第一气缸230与第一胶压轮220的配合使得第一胶压轮220能够将极片700进行压延，从而提高极片700的表面张力。可以想到的是，本申请中的第一胶压轮220通过第一气缸230进行带动，在一些其他的实施例中，第一气缸230也可以替换成液压缸、直线模组或其它可以驱动第一胶压轮220进行往返运动的机构。

请参阅图1，在本申请实施例中，第二压延组件400还包括第二气缸430，第二气缸430与机体800固定连接，第二胶压轮420与第二气缸430的输出轴转动连接。可以理解的是，第二气缸430的基座与机体800固定连接，通过机体800对第二气缸430提供支撑。第二气缸430的输出轴指向第二主动辊410，并且第二胶压轮420转动连接在第二气缸430的输出轴末端，第二胶压轮420与第二主动辊410接触连接，当第二气缸430收缩时，第二胶压轮420将被带离第二主动辊410的表面，当第二气缸430延伸时，第二胶压轮420将被带动压紧在第二主动辊410的表面。通过第二气缸430带动第二胶压轮420进行往复运动，可以确保第二胶压轮420和第二主动辊410的能够互相配合，从而对极片700进行压延。可以想到的是，本申请中的第二胶压轮420通过第二气缸430进行带动，在一些其他的实施例中，第二气缸430也可以替换成液压缸、直线模组或其它可以驱动第二胶压轮420进行往返运动的机构。

请继续参阅图1，在本申请实施例中，装置还包括第一张力组件100，第一张力组件100与机体800连接，第一张力组件100靠近机体800的进料口；其中，第一张力组件100包括第一过辊110、第二过辊120、第三过辊140和第一浮辊130，第一过辊110、第二过辊120、第三过辊140和第一浮辊130与机体800转动连接。可以理解的是，图1中的A为极片700的进料口，第一过辊110设置在进料口处，用于引导极片700进入到装置中，避免极片700发生缠绕。第二过辊120靠近第一过辊110，第二过辊120继续引导极片700至装置内部。第三过辊140设置在装置内部且位置高于第一过辊110和第二过辊120，第三过辊140通过与第一过辊110和第二过辊120形成高度差，确保极片700在运动过程中不会发生缠绕或折叠。第一浮辊130设置在第二过辊120和第三过辊140之间，第一浮辊130可以是单浮动辊或双浮动辊，可以想到的是，单浮动辊主要由浮动辊、低摩擦缸和电位器等组成。当气缸上腔接入压缩空气时作用于极片700上的张力为辊重力垂直分力与气缸垂自作用力之差。由于浮动辊摆角较小，摆动过程中垂直分力基本不变因此直接改变气缸的压力就能调整极片700的张力，张力大小与极片700卷材直径无关。在卷绕过程中，当张力发生变化时，浮动辊相应摆动电位器间接检测出张力变化，经调整后控制卷取速度，保持极片700张力恒定。而双浮动辊相对于单浮动辊来说，辊摆动幅度为单根的一半，同时由于每根浮动辊重量可以做得较轻。惯量引起的张力变化也小。如每根浮动辊重量为原来1/2，可使得张力变化量为原来的1/4，使极片700收卷过程中张刀更为稳定。因此第一浮辊130能够根据极片700的松紧度进行调节，当第二过辊120和第三过辊140之间的极片700受到的拉力太大时，第一浮辊130通过调节减小极片700之间张力，避免极片700之间受力过多导致断裂。同时，当第二过辊120和第三过辊140之间的极片700的张力过小出现极片700松弛时，第一浮辊130通过调节绷紧极片700，避免极片700在松弛状态下出现折叠。

在本申请实施例中，装置还包括第二张力组件300，第二张力组件300与机体800连接；第二张力组件300设于第一压延组件200和第二压延组件400之间；第二张力组件300包括第四过辊310、第五过辊320、第六过辊330、第七过辊340和第二浮辊350，第四过辊310、第五过辊320、第六过辊330和第七过辊340与机体800转动连接，第二浮辊350与机体800活动连接。可以理解的是，第四过辊310与第一主动辊210的上表面平行，用于将压延后的极片700进行引导，第五过辊320的位置位于第四过辊310下方，用于对极片700进行拉伸，第七过辊340位于第五过辊320的下方，用于对极片700进行限制，并将其输出至第六过辊330，第六过辊330的位置高于第七过辊340的位置，并且第六过辊330的位置与第四过辊310和第二主动辊410的位置高度相同。在第六过辊330和第四过辊310之间设置有第二浮辊350，第二浮辊350用于调整第四过辊310和第六过辊330之间极片700的张力，当位于第四过辊310和第六过辊330之间的极片700张力过大时，为了避免极片700出现断裂，第二浮辊350同调节减小极片700的张力；当位于第四过辊310和第六过辊330之间极片700过于松弛时，第二浮辊350受通过调节绷紧极片700，避免极片700出现缠绕或折叠的情况。第二浮辊350与第一浮辊130相同均可以是单浮动辊或双浮动辊。

请继续参阅图1，在本申请实施例中，装置还包括第三张力组件500，第三张力组件500设于机体800的出料口；第三张力组件500包括第八过辊510、第九过辊520、第三浮辊540和第十过辊530，第八过辊510、第九过辊520和第十过辊530与机体800转动连接，第三浮辊540与机体800活动连接。可以理解的是，第三张力组件500用于将压延后的极片700从装置中输出，因此第三张力组件500需要保证压延后的极片700能够顺利的从机体800中输出。在第三张力组件500中，第八过辊510靠近第二主动辊410，并与第二主动辊410的高度相同，用于将经过第二主动辊410和第二胶压轮420压延后的极片700引导出来，同时将引导出的极片700输送至第九过辊520，并通过第十过辊530将极片700导出至机体800外侧。在第八过辊510和第九过辊520之间设置的第三浮辊540的作用与第一过辊130和第二过辊350的作用相同，都是用于调整极片700的张力，在此不做赘述。

请继续参阅图1，在本申请实施例中，装置还包括加热组件，加热组件包括第一加热风刀610和第二加热风刀620；第一加热风刀610与机体800固定连接，第一加热风刀610设于第三过辊140远离第一主动辊210的一侧；第二加热风刀620与机体800固定连接，第二加热风刀620设于第六过辊330远离第二主动辊410的一侧。可以理解的是，在第三过辊140靠近第一浮辊130的一侧设置第一加热风刀610，用于第一主动辊210和第一胶压轮220进行拉伸压延前对极片700进行加热，经过加热后的极片700会软化并获得更好的延展性，便于第一主动辊210和第一胶压轮220对极片700进行拉伸压延，可以避免在拉伸和压延过程中极片700出现断带开裂的情况。同时在第六过辊330上设置第二加热风刀620，用于在第二主动辊410和第二胶压轮420对极片700进行第二次拉伸压延前对极片700进行加热。第一加热风刀610和第二加热风刀620均由热风机、加热包和加热风嘴构成，加热包用于加热周围的空气，热风机将加热后的空气输送至加热风嘴，最后通过加热风嘴将热风吹向极片700，从而对极片700进行加热。根据极片700的种类，第一加热风刀610和第二加热风刀620的加热温度可以做适应性的调节，确保极片700在出现软化并同时保持完整的结构，且具有一定的韧性。

请参阅图2和图3，在本申请实施例中，第一胶压轮220具有直径R₃，第二胶压轮420具有直径R₄，R₁和R₃满足，1.5＜R₁/R₃＜3；且R₂和R₄满足，1＜R₂/R₄＜4。可以理解的是，第一主动辊210和第二主动辊410均具有较大的直径，而第一胶压轮220和第二胶压轮420需要通过气缸进行带动，为了能够尽量减少气缸的负担可以将第一胶压轮220和第二胶压轮420的直径设置较小的尺寸。同时小尺寸的第一胶压轮220和第二胶压轮420便于更换。

以上对本申请实施例所提供的一种极片辊压装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种极片辊压装置，用于对极片(700)辊压，其特征在于，包括：

机体(800)，包括第一驱动源和第二驱动源；

第一压延组件(200)，包括第一主动辊(210)和第一胶压轮(220)，所述第一主动辊(210)与所述第一驱动源连接，以使所述第一主动辊转动，所述第一胶压轮(220)与所述第一主动辊(210)相对设置，所述极片(700)夹设于所述第一主动辊(210)与所述第一胶压轮(220)之间，所述第一主动辊能够转动并带动所述极片(700)移动；

第二压延组件(400)，包括第二主动辊(410)和第二胶压轮(420)，所述第二主动辊(410)与所述第二驱动源连接，以使所述第二主动辊(410)转动，所述第二主动辊(410)与所述第二胶压轮(420)相对设置，所述极片(700)夹设于所述第一主动辊(210)与所述第一胶压轮(220)之间，所述第二主动辊(410)能够转动并带动所述极片(700)移动；

其中，所述第一主动辊(210)具有直径R₁和角速度α₁；所述第二主动辊(410)具有直径R₂和角速度α₂；R₁和R₂满足，1＜R₂/R₁≤2；α₁和α₂满足,α₁/α₂＝1。

2.如权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述第一压延组件(200)还包括第一气缸(230)，所述第一气缸(230)与所述机体(800)固定连接，所述第一胶压轮(220)与所述第一气缸(230)的输出轴转动连接。

3.如权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述第二压延组件(400)还包括第二气缸(430)，所述第二气缸(430)与所述机体(800)固定连接，所述第二胶压轮(420)与所述第二气缸(430)的输出轴转动连接。

4.如权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述装置还包括第一张力组件(100)，所述第一张力组件(100)与所述机体(800)连接，所述第一张力组件(100)靠近所述机体(800)的进料口；

其中，所述第一张力组件(100)包括第一过辊(110)、第二过辊(120)、第三过辊(140)和第一浮辊(130)，所述第一过辊(110)、所述第二过辊(120)、所述第三过辊(140)和所述第一浮辊(130)与所述机体(800)转动连接。

5.如权利要求4所述的极片辊压装置，其特征在于，所述装置还包括第二张力组件(300)，所述第二张力组件(300)与所述机体(800)连接；所述第二张力组件(300)设于所述第一压延组件(200)和所述第二压延组件(400)之间；所述第二张力组件(300)包括第四过辊(310)、第五过辊(320)、第六过辊(330)、第七过辊(340)和第二浮辊(350)，所述第四过辊(310)、所述第五过辊(320)、所述第六过辊(330)和所述第七过辊(340)与所述机体(800)转动连接，所述第二浮辊(350)与所述机体(800)活动连接。

6.如权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述装置还包括第三张力组件(500)，所述第三张力组件(500)设于所述机体(800)的出料口；

所述第三张力组件(500)包括第八过辊(510)、第九过辊(520)、第三浮辊(540)和第十过辊(530)，所述第八过辊(510)、所述第九过辊(520)和所述第十过辊(530)与所述机体(800)转动连接，所述第三浮辊(540)与所述机体(800)活动连接。

7.如权利要求5所述的极片辊压装置，其特征在于，所述装置还包括加热组件，所述加热组件包括第一加热风刀(610)和第二加热风刀(620)。

8.如权利要求7所述的极片辊压装置，其特征在于，所述第一加热风刀(610)与所述机体(800)固定连接，所述第一加热风刀(610)设于所述第三过辊(140)远离所述第一主动辊(210)的一侧。

9.如权利要求7所述的极片辊压装置，其特征在于，所述第二加热风刀(620)与所述机体(800)固定连接，所述第二加热风刀(620)设于所述第六过辊(330)远离所述第二主动辊(410)的一侧。

10.如权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述第一胶压轮(220)具有直径R₃，所述第二胶压轮(420)具有直径R₄，R₁和R₃满足，1.5＜R₁/R₃＜3；且R₂和R₄满足，1＜R₂/R₄＜4。