TW202347849A - 用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機、用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之配置以及以多輥壓延機製造電極幅面之方法 - Google Patents

用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機、用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之配置以及以多輥壓延機製造電極幅面之方法 Download PDF

Info

Publication number
TW202347849A
TW202347849A TW112104833A TW112104833A TW202347849A TW 202347849 A TW202347849 A TW 202347849A TW 112104833 A TW112104833 A TW 112104833A TW 112104833 A TW112104833 A TW 112104833A TW 202347849 A TW202347849 A TW 202347849A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
roller
rollers
electrode
calender
gap
Prior art date
Application number
TW112104833A
Other languages
English (en)
Inventor
烏維 保羅 施特納特
伯克哈德 卡爾 威森
Original Assignee
美商馬修斯國際有限公司
德商馬修斯國際有限責任公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商馬修斯國際有限公司, 德商馬修斯國際有限責任公司 filed Critical 美商馬修斯國際有限公司
Publication of TW202347849A publication Critical patent/TW202347849A/zh

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/04—Processes of manufacture in general
    • H01M4/043—Processes of manufacture in general involving compressing or compaction
    • H01M4/0435—Rolling or calendering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/34—Electrical apparatus, e.g. sparking plugs or parts thereof
    • B29L2031/3468—Batteries, accumulators or fuel cells

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本發明係有關於一種用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機，該多輥壓延機具有多個大體沿待製造的電極幅面之主輸送方向相繼佈置的輥筒，其中相鄰且相向轉動的輥筒之間分別構建有供該電極幅面穿過之輥隙，其中該等多個輥筒中之至少兩個相鄰的輥筒係如此地佈置，使其外半徑相對於主輸送方向重疊。本發明還有關於一種配置，其具有兩個用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之多輥壓延機。本發明還有關於一種以多輥壓延機製造電極幅面之方法。

Description

用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機、用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之配置以及以多輥壓延機製造電極幅面之方法
本發明係有關於一種用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機，該多輥壓延機具有多個大體沿待製造的電極幅面之主輸送方向相繼佈置的輥筒，其中相鄰且相向轉動的輥筒之間分別構建有供該電極幅面穿過之輥隙。
電極可應用在蓄電單體中，蓄電單體被廣泛地用於為電子設備、機電設備、電化學設備以及其他有用的設備供電。此類單體包括諸如一次化學電池及(可再充電之)二次電池的電池、燃料電池以及含超級電容器在內的不同類型的電容器。電極亦可應用在水處理裝置中。特別是電動交通取得了明顯增長。其中，電驅動車輛中之能量載體，即電池，佔據成本之一大部分。這與電池之生產直接相關。有鑒於此，需要實現高效且低成本的生產，並且同時提昇能量密度。決定性因素在於用於製造鋰離子電池單體的過程鏈內的壓延過程。
對於儲能器之儲存電勢而言，核心組件為電極。電極之電化學能力，例如電池電極之電容以及效率，由各種因素決定。其中包括：活性材料、黏著劑以及添加劑之分佈，包含於其中之材料的物理特性，如活性材料之粒度以及表面積，活性材料之表面特性，以及電極膜之物理特性，如密度、孔隙度、內聚性以及在傳導元件上之附著力。就乾式處理系統以及乾式處理法而言，傳統的方案為採用具有高剪切力及/或高壓力的處理步驟，用以將電極膜材料打碎及混合。此類系統及方法有助於實現較之於濕式製造之電極膜的結構優勢。然而，為了製造自承式乾電極膜以及乾電極，需要高處理壓力以及較大之設備尺寸(空間需求進而亦較大)，故仍有改進空間。
US 2020 / 0 227 722 A1揭示過一種用於製造針對儲能裝置的乾電極的多輥壓延機。此系統包括針對乾電極材料的第一輸送系統、多個相繼佈置之壓延輥以及控制系統。此等壓延輥係以在其之間形成各一間隙的方式佈置。第一輥隙適於自該針對乾電極材料的第一輸送系統接收乾電極材料，並且自此乾電極材料形成乾電極膜。
先前技術中習知之多輥壓延機的缺點在於，在此多輥壓延機中，壓延輥沿主輸送方向相繼線性佈置，使得在此多輥壓延機中，形成此輥隙之輥筒中的一個可能因在輥隙中起作用之力而側移，並且導致待製造之電極幅面之厚度的不精確性或導致設備中之振動。選擇的輥寬愈大，問題便愈發嚴重。然而，在對鋰離子電池單體的需求攀升的過程中，為了提昇設備產率，需要使用具有較大寬度之輥子。因此，存在對克服上述問題的解決方案的需求。
有鑒於此，本發明之目的在於，如此改進多輥壓延機，使其實現更高的過程穩定性並且適於製造更加均勻的電極幅面。據此，本發明之多輥壓延機實現有所簡化且成本效益更高的製造電極之方法。
據此提出，該等多個輥筒中之至少兩個相鄰的輥筒係如此地佈置，使其外半徑相對於主輸送方向重疊。由此，在電極幅面穿過輥隙之瞬間，可針對性地截住穿過輥隙所需之壓緊力。此點透過輥筒之外半徑相對於主輸送方向重疊來實現，因為由此，輥筒並非線性地相互支撐，而是彼此錯開。如此便能透過支撐的輥筒將一力分量引入形成輥隙之輥筒，電極幅面在該瞬間穿過該輥隙，該力分量與輥隙之輥筒可能偏移之方向相抵消。其中，輥隙中之力特別是可自輸入至輸出因材料增厚而增大，使得形成輥隙之輥筒相應地試圖特別是反向於電極幅面之輸送方向地偏移。主輸送方向係指電極幅面自多輥壓延機之一側至另一側的進給方向，且大體相當於壓延機之各輥筒並排佈置之方向。
此外，本發明之多輥壓延機之優點在於，透過壓延機形成之電極幅面毋需自承，因為該電極幅面若非在所有過程步驟期間，便是至少在若干過程步驟期間能夠定位在壓延輥上並由此壓延輥承載。該電極幅面例如可以在處於多輥壓延系統內之所有過程步驟(含將電極幅面層壓至金屬箔上以形成電極的層壓步驟在內)期間由至少一個壓延輥承載。
藉由本發明之多輥壓延機製造之儲能裝置可以具有任意適合的配置，例如呈平面狀、螺旋捲繞、紐扣狀、鋸齒狀或建構為軟包。該儲能器可為系統之組件，例如為發電系統之組件、不間斷電源系統(UPS)之組件、光電伏打發電系統之組件、用於應用在工業機械及/或運輸業中之能量回收系統之組件。該儲能裝置可用於運行各種電子設備以及/或者機動車輛，含混合式電動車輛(HEV)、插電式混合式電動車輛(PHEV)以及/或者電動車輛(EV)在內。
此外，該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒可如此地佈置，使得其中一個輥筒相對於主輸送方向與另一個垂直錯開佈置。就零線而言，輥筒中的一個相對於零線可具有至少1 mm、較佳2 mm、尤佳2.5 mm之偏移量。就該零線而言，輥筒中的另一個相對於該零線可具有至少1 mm、較佳2 mm、尤佳2.5 mm之偏移量。其中，第一及第二輥筒可在相反方向上與零線錯開。
此外，該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒可如此地相對佈置，使得前一輥筒之中心軸相對於一主輸送方向之一橫向方向而言佈置在輥隙前方，後一輥筒之中心軸相對於該主輸送方向之該橫向方向而言佈置在輥隙後方，從而使得受導引穿過輥隙之電極幅面至少局部地被反向於主輸送方向地輸送。例如，若主輸送方向為水平的，且大體豎直向下地輸送電極幅面穿過輥隙，則前一輥筒之中心軸在豎向上處於輥隙上方，後軸線之中心軸處於輥隙下方。在相反的情形下，若大體豎直向上地輸送電極幅面穿過輥隙，則前一輥筒之中心軸在豎向上處於輥隙下方，後軸線之中心軸處於輥隙上方。輥隙前及/或後之給定的尺寸特別是指電極幅面穿過相應輥隙之進給方向。換言之，形成輥隙之前後輥筒可具有相向的轉動方向，該等轉動方向定義電極幅面穿過輥隙之穿過方向，其中相對於主輸送方向之大體橫向方向而言，前一輥筒之中心軸佈置在輥隙前方，後一輥筒之中心軸佈置在輥隙後方。
多輥壓延機之輥筒可如此地相對佈置，使得電極幅面在兩個相鄰的輥隙間之路徑為大於相應輥筒之圓周的180°。
所有輥筒皆可相對零線偏移，其外半徑可相對於主輸送方向彼此重疊。所有輥筒皆可如此地佈置，使其外半徑相對於主輸送方向重疊，且所有相鄰的輥筒可如此地相對佈置，使得前一輥筒之中心軸相對於主輸送方向之一橫向方向而言佈置在輥隙前方，後一輥筒之中心軸相對於該主輸送方向之該橫向方向而言佈置在輥隙後方。由此，該多輥壓延機例如可具有第三輥筒，其在其與第二輥筒之間形成第二輥隙，該第二輥筒與第三輥筒相鄰且佈置在其上游，其中第二輥隙如此地構建，從而接收環繞第二輥筒之電極幅面。第三輥筒可如此地佈置，使其外半徑相對於主輸送方向與第二輥筒之外半徑重疊，且第二及第三輥筒可如此地相對佈置，使得第二輥筒之中心軸相對於主輸送方向之一橫向方向而言佈置在第二輥隙前方，第三輥筒之中心軸相對於該主輸送方向之該橫向方向而言佈置在該輥隙後方。該壓延機可以相應的方式具有第四、第五、第六及/或第七輥筒。可單獨地調節/設定各輥隙間之間距。該多輥壓延機還可具有一或多個測量裝置，如伽瑪測量儀，用於測量電極幅面厚度或測量用於厚度控制/測量之比質量。為此，可設有控制系統，其根據測得的電極幅面厚度調節輥隙大小。亦可對各輥筒之溫度進行控制。例如可對該多輥壓延機之最後一個輥筒進行溫度調節，以協助將乾電極箔層壓至集電器或金屬箔。
所有輥隙可具有相同的間隙高度。此外，至少一在主輸送方向上佈置在後方的輥隙之高度可小於至少一佈置在其前方的輥隙之高度。間隙高度可自第一輥隙至最後一個輥隙逐漸減小。
輥隙中之若干者可在一共用的壓緊平面內相對佈置。該多輥壓延機可具有多個直徑相同的輥筒。該等輥筒可如此地佈置，使其間，即直徑相同的輥筒之間構建有至少兩個輥隙。直徑相同的輥對之該等輥隙可相對於主輸送方向處於一共用的平面內。
該多輥壓延機可具有用於輸送電極前驅體材料之輸入側，及用於輸出該電極前驅體材料所形成之電極幅面的輸出側。其中，可垂直於主輸送方向地輸送電極前驅體材料。
可設有用於接收所輸送的電極前驅體材料之輸入側的輥隙，該輥隙由兩個輥筒形成，該等輥筒之直徑小於各自鄰接的其他兩個輥筒。通過使用直徑較小的輥筒來輸送特別是粉末狀的電極前驅體材料，可在輥隙中產生所需的高剪力及/或高壓力來打碎並混合電極前驅體材料。直徑較小之輥筒可在同一方向上相對零線錯開。其中，輥筒中之前一個可與零線具有至少3 mm、較佳4 mm、尤佳4.45 mm之偏移量。輥筒中之另一個可與零線具有至少8 mm、較佳9 mm、尤佳10 mm之偏移量。由此，該二輥筒彼此間可具有至少3 mm、較佳4 mm、尤佳5 mm之偏移量。
因此，用於接收電極前驅體材料之輥筒可為該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒。
在主輸送方向上佈置在用於接收電極前驅體材料之輥筒前方且與該等輥筒鄰接之輥筒可為支撐輥，該支撐輥不與該等輥筒中直徑較小的前一個形成間隙，而是緊鄰該輥筒。
其中，該支撐輥可如此地相對用於接收電極前驅體材料之輥筒中的前一個佈置，使得該支撐輥之中心軸相對於一主輸送方向之一橫向方向而言佈置在形成在該等輥筒之間的輥筒接觸區域後方，該等用於接收電極前驅體材料之輥筒中之前一個的中心軸相對於該主輸送方向之該橫向方向而言佈置在該輥筒接觸區域前方。該支撐輥可相對於零線與佈置在直徑較小的第二輥筒後方的輥筒，即該複合結構中之第四個輥筒，相對佈置。該支撐輥相對於零線可具有至少1 mm、較佳2 mm、尤佳2.5 mm之偏移量。該支撐輥相對於該第四輥筒可具有至少2 mm、較佳4 mm、尤佳5 mm之偏移量。
該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒可以不同的環行速度受驅動。輥筒中的每個皆可在速度、加速度、轉速等方面單獨受控。
後一輥筒之環行速度可大於前一輥筒之環行速度。若該多輥壓延機具有多個輥筒，則第一輥筒之環行速度最小，第二輥筒之環行速度大於第一輥筒之環行速度，第三輥筒之環行速度大於第二輥筒之環行速度，以此類推。該等不同的速度可在箔內提供剪力及/或產生力，該剪力或該等力用於改善箔在快速行進之輥筒上的附著。
用於接收電極前驅體材料之輥筒的輥隙可對應一用於輸送電極前驅體材料之輸送裝置。該第一輥隙可如此地構建，使得該輥隙自輸送裝置接收電極前驅體材料並且由該電極前驅體材料形成電極幅面。該輸送裝置可為漏斗狀的裝料斗。可藉由抽吸式或螺旋輸送機為該漏斗供應散裝物料。散裝物料可均勻分佈在進料斗內部，料位在輸送過程中保持恆定。可透過專門的攪拌器來防止形成空腔或材料分解。料斗底側可緊固有一轉動的計量輥。該計量輥之小室可根據散裝物料之粒度來選擇。散裝物料可由計量輥收集，並且在撓性刮刀上被蹭掉。如此便能將精確計量的散裝物料輸送至振盪的刷子裝置。刷拂過程後，可對散裝物料進行檢查並且轉移至下方的基板生產線。
輥筒可以無間隙軸承固設在預定位置。為無間隙地固設輥筒，可使用錐形軸承或其他軸承結構，從而減小期望的幅面厚度之公差。輥筒對每個輥隙或輥隙內之輥筒而言皆可具有相同的直徑。替代地，輥筒對每個輥隙或輥隙內之輥筒而言可具有不同的直徑。為提高表面硬度，可例如用鉻或硬質陶瓷對輥筒之表面進行塗佈。
本發明還有關於一種配置，具有兩個如前述請求項中任一項之用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之多輥壓延機，該等多輥壓延機係如此地佈置，使得其中形成之電極幅面被沿相反的主輸送方向輸送，其中該兩個多輥壓延機之下游末端輥形成末端輥隙且相向轉動，從而以該等被送入該末端輥隙之電極幅面雙面塗佈被輸往該末端輥隙之金屬箔。
下游末端輥可不彼此錯開，使得層壓箔大體垂直於電極幅面之主輸送方向地穿過末端輥隙。
該配置還可具有佈置在第一與第二多輥壓延機之間的輸送裝置，其適於將金屬箔連續送入末端間隙。末端間隙可如此地構建，從而接收金屬箔，且一電極幅面層壓至金屬箔之一側，另一電極幅面層壓至金屬箔之另一側。其中，一電極幅面可為陰極幅面，另一電極幅面可為陽極幅面。形成末端間隙之輥筒可具有一或多個間隙控制執行器。該一或該等多個間隙控制執行器可如此地配置，使其能夠在層壓期間在形成末端間隙之第一與第二輥筒之間產生反作用力並且對其進行控制。可在送入末端間隙之前以黏合劑對該金屬箔進行預塗佈，或者可透過多輥壓延機上的獨立粉末漏斗將該黏合劑施覆至箔之一側，如此便能在不事先對材料進行預塗佈的情況下直接層壓至箔。在層壓步驟之後，該配置可具有切割裝置，以將經層壓的幅面切割成最終的電極寬度並且捲繞成若干電極卷。
本發明還有關於一種以如請求項1至15中任一項之多輥壓延機或如請求項16至17中任一項之配置製造電極幅面之方法，包括以下步驟： 將電極前驅體材料送入該多輥壓延機之由一上游及一下游的輥筒形成之輸入的側輥隙； 導引該電極前驅體材料穿過該輸入側的輥隙，在此過程中形成電極幅面； 導引該電極幅面環繞該下游的輥筒； 導引該電極幅面穿過至少另一輥隙； 將該電極幅面自該多輥壓延機導出； 其中當導引該電極前驅體材料及/或該電極幅面穿過該至少一個輥隙時，該電極幅面之輸送裝置具有與該電極幅面之主輸送方向相反的運動分量。
在該方法中，可導引電極幅面環繞下游的輥筒超過180°。
該下游的輥筒之環行速度特別是可大於該上游輥筒之環行速度。
電極幅面自多輥壓延機之導出可包括將該電極幅面層壓至金屬箔。
該方法可包括製造兩個電極幅面，沿相向的主輸送方向輸送該等電極幅面，其中在將電極幅面自相應的多輥壓延機導出時，將該等電極幅面雙面層壓至金屬箔。
在該方法之前實施一製備電極前驅體材料之過程，該電極前驅體材料可為粉末。該過程以乾燥的活性材料顆粒、乾燥的導電顆粒與乾燥的黏合劑顆粒之乾式混合開始，以形成第一乾混合物。此外，亦可將乾燥的導電顆粒與乾燥的黏合劑顆粒乾式混合，以形成第二乾混合物，可將其送往乾式原纖維化步驟。在乾式原纖維化步驟中，可以噴射磨機將該乾式混合物原纖維化。在乾式原纖維化步驟期間，對乾混合物施加較大的剪力，以對其進行物理拉伸，並且由較薄的幅面狀纖維形成網。在乾式輸送步驟中，可將獨立形成的第一及第二乾混合物放入相應的容器，以形成乾膜。隨後，可將該乾膜送往多輥壓延機並在其中進行壓縮及壓延，以得到夾層式/充分攪拌的電極幅面，或自承式的電極幅面。隨後，將該電極幅面緊固在集電器(例如金屬箔)上。
該方法之優點在於，由此製成之自承式電極幅面與濕法製成之電極幅面相比具有改善的特性。乾電極幅面例如可具有以下特性中之一或多個：改善的幅面強度、改善的內聚性、改善的附著力、改善的電功率或缺陷減少。缺陷可包括電極幅面中之孔洞、裂紋、表面凹陷。附著力可指在集電器上之附著力。電功率可指比容量。幅面強度可指抗拉強度。
圖1示出本發明之多輥壓延機1之輥筒配置的一種例示性實施方式的側視圖。所示配置具有總共7個沿主輸送方向X並排定位之輥筒2，該等輥筒彼此錯開且與零線N或壓緊平面P錯開佈置。其中，輥筒2一方面在豎向上彼此錯開，另一方面在主輸送方向X上彼此錯開，使得輥筒2之外半徑R W在主輸送方向X上重疊。多輥壓延機1之輸入側5處於圖的左半部分。在該處經由未示出的輸送裝置9將電極前驅體材料7自上方輸往左側的第二與第三輥筒之輥隙，並且在預定的輥隙壓力下穿過具有直徑D 1之該二輥筒2，該二輥筒之直徑D 1小於具有更大直徑D 2之其餘輥筒2。在輥隙3之相對側，導引通過壓力產生之電極幅面4繞過第三輥筒2之下側並且穿過圖中所示第三與第四輥筒2之間的第二輥隙3，其中第三輥筒具有直徑D 1，第四輥筒具有直徑D 2。電極幅面4分別附著在下一輥筒2上，具體方式為，設在下游的輥筒2之環行速度總是大於該輥筒上游的相鄰輥筒2。設在下游的輥筒2之更大的速度引起輥隙3中之電極幅面4的剪力，使得電極幅面4附著在環行速度更大的輥筒2上。圖左的第一輥筒8不具備輸送電極幅面4之功能。替代地，該第一輥筒用於支撐具有較小直徑D 1之第二輥筒2或第一輥筒。因此，該二輥筒之間無輥隙3，輥筒2彼此直接接觸。如圖所示，相鄰的輥筒2相向轉動。在所示示例中，支撐輥8逆時針轉動，第二輥筒順時針轉動，第三輥筒又逆時針轉動，以此類推。供電極幅面4呈之字形在其間穿過的輥筒2如此地相對佈置，使得形成輥隙3之輥筒2中的前一個的中心軸M相對於垂直線而言佈置在輥隙3前方，輥筒2中的後一個的中心軸M佈置在輥隙3後方。例如，第二輥筒2順時針轉動且第三輥筒相向轉動，使得電極幅面4之進給方向穿過第二及第三輥筒2所形成之輥隙3大體豎直向下延伸。第二輥筒2之中心軸M現佈置在輥隙3上方，第三輥筒2之中心軸M佈置在輥隙3下方。在相鄰的第三與第四輥筒2之間的輥隙3中，進給方向大體豎直向上，使得相應地，第三輥筒2之中心軸M處於輥隙3下方，第四輥筒2之中心軸M處於輥隙3上方。輥筒2之該配置導致電極幅面4之運動方向B分別各具一豎向分量B Y及一水平分量B X，其中該水平分量B X與主輸送方向X相反。所示輥筒配置還具有以下特性：電極幅面4在輥筒表面上走過之路徑總是大於相應輥筒之圓弧的180°。在輸出側6將電極幅面自輥壓延機1導出。
圖2再次示出佈置在輸入側的前四個輥筒2之細節，其中中間的輥筒2形成用於接收所輸送的電極前驅體材料7之輥隙3。其中為清楚起見，各輥筒2之間的偏移量相對於輥筒直徑而言被大幅放大。第一輥筒或支撐輥8相對於零線N具有偏移量V Y8，該偏移量處於零線N下方。第二輥筒2相對於零線N具有偏移量V Y1，該偏移量同樣處於零線N下方且大於第一輥筒8之偏移量V Y8。第三輥筒2相對於零線N具有偏移量V Y2，該偏移量同樣處於零線N下方且大於第二輥筒2之偏移量V Y1。第三輥筒2相對於零線N具有偏移量V Y3，該偏移量處於零線N上方且相當於第一輥筒8之偏移量V Y8。在所示示例中，偏移量V Y8為2.5 mm，偏移量V Y1為4.45 mm，偏移量V Y2為10 mm，偏移量為V Y3為2.5 mm。在水平方向上，即沿主輸送方向X，第二與第三輥筒具有重疊V X1,2，第二與第三輥筒具有重疊V X2,3，該重疊大於V X1,2。就第二與第三輥筒之間的輥隙3而言，第二輥筒2為前輥筒2.1，第三輥筒2為後輥筒2.2。就第三與第四輥筒之間的輥隙3而言，第三輥筒2為前輥筒2.1，第四輥筒2為後輥筒2.2。
圖3示出佈置在輸入側的前四個輥筒2，其處於裝入狀態且尺寸符合實際。圖中特別是可看到輸送裝置9，其用來將粉末狀的電極前驅體材料7送入第二與第三輥筒2之間的輥隙3。輸送裝置9在豎向上佈置在輥隙3上方，從而在重力作用下將電極前驅體材料7輸入輥隙3。輥筒分別彼此獨立地支承在壓延機框架14內，且特別是在間隙調整及輥筒2之相應轉動速度方面彼此獨立受控。
圖4示出用於製造雙面塗佈電極之金屬箔的配置2。該配置2具有兩個在端側定位在彼此上之多輥壓延機1，其具有相向的主輸送方向X 1、X 2。該等多輥壓延機分別具有八個輥筒2，其中輸入側的末端輥構建為支撐輥8，輸出側的末端輥形成一共用的末端輥隙13。沿豎向自上方將金屬箔11輸送至末端輥隙13，藉由在該兩個多輥壓延機1中製成的電極幅面4對該金屬箔進行雙面塗佈，使得經塗佈之金屬箔11沿豎向向下離開末端輥隙13，且隨後可對該金屬箔進行定尺剪切以及/或者捲繞或進一步處理。
本發明披露於上述說明、圖式及申請專利範圍中之特徵，既可單獨地，亦可任意組合地用來實現本發明。
1:多輥壓延機 2:輥筒 2.1,2.2:重疊的輥筒 3:輥隙 4:電極幅面 5:輸入側 6:輸出側 7:電極前驅體材料 8:支撐輥 9:輸送裝置 10:配置 11:金屬箔 12:末端輥 13:末端輥隙 14:壓延機框架 B:輥隙中之運動方向 B X:反向於主輸送方向之運動分量 B Y:垂直於主輸送方向之運動分量 D 1:小直徑 D 2:大直徑 M:輥筒之中心軸 N:零線 P:壓緊平面 R W:外半徑 V Y8:支撐輥垂直於主輸送方向之偏移量 V Y1:第一輥筒垂直於主輸送方向之偏移量 V Y2:第二輥筒垂直於主輸送方向之偏移量 V Y3:第三輥筒垂直於主輸送方向之偏移量 V X1,2:第一及第二輥筒沿主輸送方向之偏移量 V X2,3:第二及第三輥筒沿主輸送方向之偏移量 X:主輸送方向
參照以下附圖對本發明之進一步的細節進行闡述。其中： ［圖1］為本發明之多輥壓延機的一個輥筒配置的側視示意圖； ［圖2］為本發明之多輥壓延機的輸入側輥筒複合結構的側視示意圖； ［圖3］為本發明之多輥壓延機的輸入側輥筒複合結構的一種實施方式的側視圖； ［圖4］為由兩個相向的多輥壓延機形成之配置的一種實施方式的側視圖。
1:多輥壓延機
2:輥筒
3:輥隙
4:電極幅面
5:輸入側
6:輸出側
7:電極前驅體材料
8:支撐輥
B:輥隙中之運動方向
BX:反向於主輸送方向之運動分量
BY:垂直於主輸送方向之運動分量
D1:小直徑
D2:大直徑
M:輥筒之中心軸
N:零線
P:壓緊平面
RW:外半徑
X:主輸送方向

Claims (20)

  1. 一種用於以一乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機(1)， 具有多個大體沿待製造的電極幅面之一主輸送方向(X)相繼佈置的輥筒(2)， 其中相鄰且相向轉動的輥筒(2)之間分別構建有供該電極幅面(4)穿過之一輥隙(3)， 其特徵在於，該等多個輥筒(2)中之至少兩個相鄰的輥筒係如此地佈置，使其外半徑(R W)相對於該主輸送方向(X)重疊。
  2. 如請求項1之多輥壓延機(1)，其中該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒(2.1，2.2) 係如此地佈置，使得其中一個輥筒相對於該主輸送方向(X)與另一個垂直錯開佈置。
  3. 如請求項1或2之多輥壓延機(1)，其中該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒(2.1，2.2) 係如此地相對佈置，使得該前一輥筒(2.1)之中心軸(M)相對於一該主輸送方向(X)之一橫向方向而言佈置在該輥隙前方(3)，該後一輥筒(2.2)之中心軸(M)相對於該主輸送方向(X)之該橫向方向而言佈置在該輥隙(3)後方，從而使得受導引穿過該輥隙(3)之電極幅面(4)至少局部地被反向於該主輸送方向(X)地輸送。
  4. 如請求項1至3中任一項之多輥壓延機(1)，其中該電極幅面(4)在兩個相鄰的輥隙(3)間之路徑為大於該相應輥筒(2)之圓周的180°。
  5. 如請求項4之多輥壓延機(1)，其中所有輥筒(2)皆如此地佈置，使其外半徑(R W)相對於該主輸送方向(X)重疊，且所有相鄰的輥筒(2)如此地相對佈置，使得該前一輥筒(2.1)之中心軸(M)相對於該主輸送方向(X)之一橫向方向而言佈置在該輥隙(3)前方，該後一輥筒(2.2)之中心軸(M)相對於該主輸送方向(X)之該橫向方向而言佈置在該輥隙(3)後方。
  6. 如請求項1至5中任一項之多輥壓延機(1)，其中所有輥隙(3)皆具有相同的間隙高度。
  7. 如請求項1至5中任一項之多輥壓延機(1)，其中至少一在主輸送方向(X)上佈置在後方的輥隙(3)之高度小於至少一佈置在其前方的輥隙之高度。
  8. 如請求項1至7中任一項之多輥壓延機(1)，其中該等輥隙(3)中之至少若干者在一共用的壓緊平面(P)內相對佈置。
  9. 如請求項1至8中任一項之多輥壓延機(1)，其中該多輥壓延機(1)具有用於輸送一電極前驅體材料(7)之一輸入側(5)，且其中該多輥壓延機(1)具有用於輸出該電極前驅體材料(7)所形成之電極幅面(4)的一輸出側(6)。
  10. 如請求項9之多輥壓延機(1)，其中設有一用於接收所輸送的該電極前驅體材料(7)之輸入側的輥隙(3)，該輥隙由兩個輥筒(2)形成，該等輥筒之直徑(D 1)小於各自鄰接的其他兩個輥筒(2)。
  11. 如請求項10之多輥壓延機(1)，其中用於接收該電極前驅體材料(7)之該等輥筒(2)為該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒(2.1，2.2)。
  12. 如請求項10或11中任一項之多輥壓延機(1)，其中在該主輸送方向(X)上佈置在用於接收該電極前驅體材料(7)之該等輥筒(2)前方且與該等輥筒鄰接之輥筒為一支撐輥(8)，該支撐輥不與該等輥筒(2)中直徑(D 1)較小的前一個形成間隙，而是緊鄰該輥筒。
  13. 如請求項12之多輥壓延機(1)，其中該支撐輥(8)如此地相對用於接收該電極前驅體材料(7)之該等輥筒(2)中的前一個佈置，使得該支撐輥(8)之中心軸(M)相對於一橫向於該主輸送方向(X)之方向而言佈置在形成在該等輥筒之間的輥筒接觸區域後方，該等用於接收該電極前驅體材料(7)之輥筒(2)中之前一個的中心軸(M)相對於該主輸送方向(X)之橫向方向而言佈置在該輥筒接觸區域前方。
  14. 如請求項1至13中任一項之多輥壓延機(1)，其中該等至少兩個相鄰且重疊的輥筒(2.1，2.2)以不同的環行速度受驅動。
  15. 如請求項10至14中任一項之多輥壓延機(1)，其中用於接收該電極前驅體材料(7)之輥筒的輥隙(3)對應一用於輸送該電極前驅體材料(7)之輸送裝置(9)。
  16. 一種配置(10)，具有兩個如請求項1至15中任一項之多輥壓延機(1)，用於以電極幅面(4)雙面層壓金屬箔(11)，該等多輥壓延機係如此地佈置，使得其中形成之該電極幅面(4)被沿相反的主輸送方向(X)輸送，其中該兩個多輥壓延機(1)之下游末端輥(12)形成一末端輥隙(13)且相向轉動，從而以該等被送入該末端輥隙(13)之電極幅面(4)雙面塗佈被輸往該末端輥隙(13)之一金屬箔(11)。
  17. 如請求項16之配置(10)，其中該等下游末端輥(12)彼此不錯開，使得該層壓金屬箔(11)大體垂直於該等電極幅面(4)之主輸送方向(X)地穿過該末端輥隙(13)。
  18. 一種以如請求項1至15中任一項之多輥壓延機(1)或如請求項16至17中任一項之配置(10)製造電極幅面(4)之方法，包括以下步驟： 將一電極前驅體材料(7)送入該多輥壓延機(1)之由一上游及一下游的輥筒(2)形成之輸入側的輥隙(3)； 導引該電極前驅體材料(7)穿過該輸入側的輥隙(3)，在此過程中形成電極幅面(4)； 導引該電極幅面(4)環繞該下游的輥筒(2)； 導引該電極幅面(4)穿過至少另一輥隙(3)； 將該電極幅面(4)自該多輥壓延機(1)導出； 其中當導引該電極前驅體材料(7)及/或該電極幅面(4)穿過該至少一個輥隙(3)時，該電極幅面(4)之輸送裝置具有與該電極幅面(4)之主輸送方向(X)相反的運動分量。
  19. 如請求項18之方法，其中導引該電極幅面(4)環繞該下游的輥筒(2)超過180°。
  20. 如請求項18或19之方法，其中該下游的輥筒(2)之環行速度大於該上游的輥筒(2)之環行速度。
TW112104833A 2022-02-16 2023-02-10 用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機、用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之配置以及以多輥壓延機製造電極幅面之方法 TW202347849A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/DE2022/100129 WO2023155944A1 (de) 2022-02-16 2022-02-16 Mehrwalzenkalander zur herstellung von elektroden in einem trockenbeschichtungsverfahren, anordnung zum beidseitigen laminieren einer metallfolie mit elektrodenbahnen und verfahren zum herstellen einer elektrodenbahn mit einem mehrwalzenkalander
WOPCT/DE2022/100129 2022-02-16

Publications (1)

Publication Number Publication Date
TW202347849A true TW202347849A (zh) 2023-12-01

Family

ID=80930205

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW112104833A TW202347849A (zh) 2022-02-16 2023-02-10 用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機、用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之配置以及以多輥壓延機製造電極幅面之方法

Country Status (2)

Country Link
TW (1) TW202347849A (zh)
WO (1) WO2023155944A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1714336B1 (en) * 2004-01-13 2018-03-21 Bathium Canada Inc. Method for making positive electrode films for polymer batteries
FI120594B (fi) * 2004-10-12 2009-12-15 Metso Paper Inc Telastosovitelma
KR101764469B1 (ko) * 2014-10-02 2017-08-02 주식회사 엘지화학 이차전지 전극 가공 시스템 및 이차전지 전극 가공 방법
EP3912207A1 (en) * 2019-01-16 2021-11-24 Maxwell Technologies, Inc. System and methods for manufacturing a dry electrode
JP7322796B2 (ja) * 2020-04-24 2023-08-08 トヨタ自動車株式会社 圧縮済み帯状電極板の製造方法及び製造システム
CN114039020A (zh) * 2021-09-26 2022-02-11 三一技术装备有限公司 电极合成装置、方法及电池

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023155944A1 (de) 2023-08-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI751476B (zh) 用以製造乾式電極之系統與方法
US20240274784A1 (en) Method for producing a dry film, rolling device, dry film, and substrate coated with the dry film
CN106471665B (zh) 制造锂离子二次电池电极板片的方法
US8927068B2 (en) Methods to fabricate variations in porosity of lithium ion battery electrode films
US9461291B2 (en) Embossed separators, batteries and methods
US20120219841A1 (en) Lithium ion cell design apparatus and method
CN108091820B (zh) 电极板制造设备、正极板的制造方法和负极板的制造方法
JP2020087695A (ja) 電極シート製造装置
CN217334143U (zh) 干法电极生产设备
CN104620423A (zh) 锂离子二次电池
KR102137656B1 (ko) Ev나 ess의 중대형 이차전지용 코팅 분리막 제조를 위한 단면 및 양면 겸용 코팅설비
TW202347849A (zh) 用於以乾法塗佈工藝製造電極之多輥壓延機、用於以電極幅面雙面層壓金屬箔之配置以及以多輥壓延機製造電極幅面之方法
CN219144219U (zh) 电极膜片加工装置及极片加工设备
US12136727B2 (en) Systems for manufacturing a dry electrode
CN116936722A (zh) 干法膜片及干法电极片的制备方法和制备装置
TW202437574A (zh) 用以製造用於能量儲存裝置之乾式電極的系統
JP7415255B2 (ja) 電極の製造方法
CN118339005A (zh) 用于用粉末状电极前驱体材料制造电极膜的砑光机，对应的方法以及对应的电极膜
WO2024070092A1 (ja) 合剤シートの製造装置
CN118299500A (zh) 用于制造电极的装置和方法
JP7229289B2 (ja) 二次電池用電極の製造方法
TW202332112A (zh) 電化學裝置用合劑片之製造裝置及合劑片之製造方法
KR20240101575A (ko) 분말형 전극 전구체 재료를 중력 구동 방식으로 건식 전극 캘린더의 닙에 공급하기 위한 분말 호퍼, 상응하는 조립체 및 상응하는 방법
CN117133869A (zh) 电极膜的制造设备与方法、电极膜、电极片、电池和汽车