WO2023138712A1 - Temperierbare kalanderwalze zum herstellen einer elektrodenbahn im trockenelektrodenverfahren - Google Patents

Temperierbare kalanderwalze zum herstellen einer elektrodenbahn im trockenelektrodenverfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2023138712A1
WO2023138712A1 PCT/DE2022/100492 DE2022100492W WO2023138712A1 WO 2023138712 A1 WO2023138712 A1 WO 2023138712A1 DE 2022100492 W DE2022100492 W DE 2022100492W WO 2023138712 A1 WO2023138712 A1 WO 2023138712A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
roll
calender roll
temperature
central bore
fluid
Prior art date
Application number
PCT/DE2022/100492
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Marco STARTMANN
René WOLTERS
Christoph FASTRING
Stefan TERBILLE
Thomas Hackfort
Wildrich SCHWIETERS
Original Assignee
Matthews International Corporation
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 Matthews International Corporation filed Critical Matthews International Corporation
Priority to CN202280089098.5A priority Critical patent/CN118575291A/zh
Priority to TW112101964A priority patent/TW202346063A/zh
Publication of WO2023138712A1 publication Critical patent/WO2023138712A1/de

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
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/02—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means
    • B29C33/04—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam
    • B29C33/044—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor with incorporated heating or cooling means using liquids, gas or steam in rolls calenders or drums
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/22—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor of articles of indefinite length
    • B29C43/24—Calendering
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/44—Compression means for making articles of indefinite length
    • B29C43/46—Rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C43/00—Compression moulding, i.e. applying external pressure to flow the moulding material; Apparatus therefor
    • B29C43/32—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29C43/52—Heating or cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/04—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam
    • B29C35/041—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using liquids
    • B29C2035/042—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using liquids other than water
    • B29C2035/043—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using liquids, gas or steam using liquids other than water oil

Definitions

  • Temperable calender roller for producing an electrode track using the dry electrode process
  • the invention relates to a temperature-controlled calender roll for producing an electrode web using the dry electrode method, having a roll body and two roll necks extending away from the end face, with a fluid channel arrangement being provided inside the calender roll.
  • a hollow roller with a temperature control device is known from publication DE 33 21 122 A1. This has a plurality of passages running parallel to the roller surface for conducting a temperature control fluid and a central bore connected to the passages, by means of which the passages are supplied with the fluid.
  • Electrode tracks using the dry electrode method requires process temperatures above 100 °C. Therefore, it is necessary to heat the calender roll used to manufacture the electrode sheet.
  • One problem with heating a roll is that the roll surface may have a temperature gradient over its axial course, which, for example, generates a higher temperature in a central area of the roll than in the outer areas at the edge. The result of this is that the more heated roll material in the middle expands more than the less heated one in the edge areas, and therefore a crowning occurs, i.e. a cross-sectional thickening that deviates from the cylindrical shape.
  • Electrode tracks for battery cells have the requirement to have a thickness that is as homogeneous as possible across their width. Therefore, it is necessary to avoid the crowning that occurs when the roll is heated.
  • the calender roll has a fluid channel arrangement for tempering the roll body, which has a central bore extending axially at least in sections through the roll body and through at least one of the roll necks, as well as a plurality of temperature control channels distributed over the circumference of the roll body, below the surface of the roll body and running parallel to it, which are fluidically coupled to the central bore.
  • the calender roller has an inlet line and an outlet line for a thermal fluid, which are connected to the fluid channel arrangement, wherein the inlet line has a feed pipe that extends at least in sections into the central bore for introducing the thermal fluid into the fluid channel arrangement, and the outlet line is fluidically coupled to an outlet gap of the fluid channel arrangement formed between the outside of the feed pipe and the inner diameter of the central bore.
  • the fluid channel arrangement can be used, for example, to heat the roller to an intended process temperature by means of a thermal fluid such as oil.
  • a cooling medium possibly the same thermal fluid used for heating, is passed through the fluid channel arrangement, so that the cooling time of the roll can be reduced until it is ready for removal.
  • the inflow line and the outflow line open into the same roll neck of the calender roll and the temperature control channels are fluidically coupled to the feed pipe via a plurality of inflow channels and to the outflow gap via a plurality of outflow channels, with the inflow channels opening into the central bore on a side remote from the inflow line and the outflow channels opening out into the outflow gap.
  • the feed pipe extends axially into the central bore hole behind the openings of the inlet channels.
  • the feed tube can, for example, extend axially up to the opposite roll neck or into it.
  • better circulation of the thermal fluid in the roll neck is achieved compared to a shorter feed pipe.
  • an inlet gap may be formed on the inside of the central bore, through which the thermal fluid can flow in the direction of the mouth region of the inlet channels after leaving the outlet of the feed pipe.
  • the central bore is a through bore extending through both roll necks and the roll body and the feed pipe extends into the central bore into the area of the roll neck opposite the feed line.
  • a space through which thermal fluid can flow can be provided between the outlet of the feed pipe and the end of the central bore, which can be closed by a cover.
  • each inlet channel and this respectively assigned outlet channel there is an odd-numbered plurality of temperature control channels spaced parallel to one another in the direction of rotation of the rollers, through which the thermal fluid is guided in a serpentine manner in the axial direction corresponding to the number of temperature control channels.
  • the number of temperature control channels running below the roller surface can be maximized, since the maximum number of inlet and outlet channels opening into the central bore is limited by the diameter ratio of the central bore and the inlet and outlet channels.
  • the temperature control channels are each designed as through-bores guided through the roller body and adjacent temperature control channels are connected to one another by means of essentially tangentially running, axially sealed grooves introduced on the face side.
  • the roller body has an axial annular groove in the area of the temperature control channels on both end faces of the roller body, into which a cover cap having the grooves and bores is inserted, which is sealed axially with a sealing element.
  • the sealing elements can essentially completely cover the end faces of the roller body.
  • the sealing elements can also have a low thermal conductivity of less than 3 W/(m-K). Radiation of heat along the end faces or air convection can thereby be avoided, so that the heat gradient of the fluid flowing through the roller is as small as possible along the distance to be covered through the roller.
  • the bores can in each case adjoin the temperature control channels which are connected to an inlet or outlet channel, so that the contact area between the cover cap and the thermal fluid is enlarged.
  • the central bore is closed at the end with a cover on the side opposite the inlet line.
  • inlet channels extend axially in a first diagonal direction from the inlet side and radially away from the central bore and for the outlet channels to extend axially in a second diagonal direction toward the inlet side and radially away from the central bore.
  • the fluid channel arrangement has an insulating element for thermally shielding the fluid channel arrangement from the roll neck, at least in the region of the roll neck that has it.
  • the insulating element consists of a material with a thermal conductivity of less than 0.3 W/(m-K), such as PTFE.
  • the fluid channel arrangement extends at least in sections through both roll necks and the fluid channel arrangement has an insulating element in the region of both roll necks for thermally shielding the fluid channel arrangement from the respective roll neck. Provision can be made for the at least one insulating element to be inserted into the central bore in the form of an insulating sleeve lining the central bore.
  • the invention also relates to a method for producing an electrode track, comprising the steps:
  • the calender roll having a fluid channel arrangement for tempering the calender roll;
  • the fluid is an oil. It is conceivable that the fluid is maintained at a temperature of 30°C to 200°C. It is also conceivable that the fluid is kept at a temperature of 60°C to 150°C. It can also be provided that the fluid is kept at a temperature of 90°C to 120°C.
  • a cooling medium is passed through the fluid channel arrangement to cool the calender roll, the temperature of the cooling medium being kept at a temperature which is lower than the temperature of the calender roll.
  • the invention further relates to a dry electrode produced by a method according to any one of claims 17-22.
  • the dry electrode can have a thickness tolerance of less than 1 ⁇ m.
  • the invention also relates to a method for producing a calender roll, the method comprising:
  • the one or more calender roll parts comprise at least one feed pipe, at least one tempering channel and at least one discharge line; wherein the calender roll has a first end and a second end; and the at least one feed tube extends from the first end into the second end.
  • the one or more calender roll parts are manufactured by CNC machining, forging, investment casting, injection molding, die casting, additive manufacturing or combinations thereof.
  • the one or more calender roll parts are connected by metal gas welding, arc welding, tungsten inert gas welding, flux core welding, soldering, mixing, gluing or combinations thereof.
  • the production of at least one insulating sleeve and the connection of the insulating sleeve to the one or more calender roll parts can be provided, wherein the at least one insulating sleeve can be produced by transfer molding, injection molding, melt casting, compression molding, vacuum molding, pultrusion or combinations thereof; and the at least one insulating sleeve may be connected to the one or more calender roll parts by gluing, mechanical attachment, or combinations thereof.
  • the production of at least one insulating layer and the connection of the insulating layer to the one or more calender roll parts can be provided, wherein the at least one insulating layer can be produced by transfer molding, injection molding, melt casting, compression molding, vacuum molding, pultrusion or combinations thereof; and the at least one insulating layer may be bonded to the one or more calender roll parts by gluing, mechanical attachment, or combinations thereof.
  • the calender roll has a surface, further comprising treating the surface of the calender roll, wherein the surface of the calender roll is treated with a micro-etching treatment, a laser engraving treatment, a super-polishing treatment or combinations thereof.
  • 1 shows a cross-sectional view of an embodiment of the temperature-controlled calender roll according to the invention
  • 2 shows a perspective view of an embodiment of the temperature-controlled calender roll according to the invention
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of an embodiment of the temperature-controlled calender roll according to the invention with parallel temperature-control channels;
  • FIG. 6 shows a perspective view of a roll neck and a cover cap mounted on the end face of a roll body
  • FIG. 7 shows a flow chart of a method for manufacturing a dry electrode
  • FIG. Fig. 10 shows a diagram with measurement results of a thermal crowning test of a roll with an extended feed tube
  • FIG. I2 a diagram with measurement results of a thermal crowning test of a calender roll
  • FIG. 13 shows a diagram with measurement results of a thermal crowning test of a calender roll.
  • the temperature-controlled calender roll 1 shown in FIG. 1 has a roll body 2 with two roll necks 3 projecting from it in opposite directions.
  • a fluid channel arrangement 4 is arranged inside the roller 1, which comprises a central bore 5 running through the roller 1 in the axial direction X and a plurality of temperature control channels 6 distributed over the roller circumference and arranged parallel to the roller surface below it.
  • the central bore 5 is fluidically connected to the tempering channels 6 via a plurality of inlet channels 11 running diagonally and a plurality of outlet channels 12 running diagonally in the opposite direction.
  • the inlet channels 11 open into the central bore 5 in a first opening area 13 and the outlet channels 12 in a second opening area 14.
  • a feed pipe 9 is pushed into the central opening 5, which is fluidically coupled to an inlet line 7 and through which a thermal fluid is fed into the roller 1.
  • the length of the feed pipe 9 is dimensioned such that it protrudes beyond both mouth areas 13 , 14 and the outlet 24 of the feed pipe 9 protrudes beyond the first mouth area 13 of the inlet channels 11 .
  • the feed pipe 9 has such a difference in diameter compared to the central bore 5 that a gap is formed between the outside diameter of the feed pipe 9 and the inside diameter of the central bore 5, namely an inlet gap 30 between the outlet 24 and the first mouth area 13 and an outlet gap 10 between the second mouth area 14 to the axial end of the roll neck 3 on the right in the picture.
  • the feed pipe 9 is sealed off from the central bore 5 by means of two sealing bushings 15, so that thermal fluid is prevented from running back from the first to the second opening area 13, 14 through the central bore 5.
  • a section 16 enclosed between them is formed by the sealing bushings 15 .
  • the thermal fluid thus first flows through the supply line 7 into the feed pipe 9, then along the feed pipe 9 once across the central bore 5 to the outlet 24 of the feed pipe 9. Behind the outlet 24, the thermal fluid first flows into the section of the central bore 5 that extends into the left-hand roll neck 3, which is closed at the end with a cover 22.
  • This section also has an insulating sleeve 23 made of Teflon that lines the central bore 5 and thermally seals the central bore 5 with respect to the roll neck 3 .
  • the thermal fluid now flows in the opposite direction into the inlet gap 30 between the feed pipe 9 and the central bore 5 and from there into the individual inlet channels 11. Via the inlet channels opening into the tempering channels 6 11, the thermal fluid flows into the temperature control channels 6 and thus parallel below the roller surface, so that it is heated. After flowing through the temperature control channels 6, the thermal fluid flows into the drain channels 12 and via these into the drain gap 10, through which the thermal fluid is fed to a drain line 8, which is located on the same roll neck 3 as the supply line 7.
  • FIG. 2 shows a perspective view of a temperature-controlled calender roll 1.
  • Cover caps 20 can also be seen, each of which is arranged in an axial annular groove 18 which is introduced into the roller body 2 on the opposite end.
  • Fig. 2 also shows a detailed view of the feed pipe 9, once in the installed state in the roller 1 and once in a separate representation next to the roller 1.
  • the feed pipe 9 has on the input side, i.e. opposite the outlet 24, a connecting piece for coupling to the feed line 7.
  • two sealing bushes 15 are arranged at a distance from one another, which seal the feed pipe 9 with respect to the central bore.
  • the sealing bushings 15 also serve as sliding bushings in order to facilitate the assembly of the feed pipe 9 in the central bore 5.
  • Fig. 3 shows a detailed view of the temperature control channels 6 running below the roller surface and illustrates the course of the thermal fluid through the temperature control channels 6.
  • the thermal fluid flows into a first temperature control channel 6.1 running in the axial direction via an inlet 26, which is fluidically connected to an inlet channel 11 (not shown) assigned to it.
  • the thermal fluid then flows through a radially extending groove 17 (not shown) in the cover cap 20 opposite the inlet 26 into a second temperature control channel 6.2, which runs parallel to the first temperature control channel 6.1 and at a distance from it.
  • the thermal fluid now flows in the opposite direction towards the side of the inlet 26.
  • Another cover cap 20 is mounted on the opposite end, which has a corresponding groove 17 (not shown) running in the radial direction, which connects the second temperature control channel 6.2 to a third temperature control channel 6.3, which is also parallel to the first and second temperature control channels 6.1, 6.2 and in the circumferential direction of the roller 1 spaced from these is arranged.
  • the thermal fluid flows again from the inlet side away to an outlet 25 located at the end of the third temperature control channel 6.3, through which the thermal fluid drains into an outlet channel 12 (not shown) assigned to it.
  • FIG. 4 shows a detailed view of the opening area between a temperature control channel 6 and an inlet channel 11 of a fluid channel arrangement 4.
  • the temperature control channels 6 are each designed as through bores extending through the roller body 2.
  • FIG. The roller body has an axial annular groove 18 in the area in which the temperature control channels 6 open into the end faces of the roller body 2 .
  • An annular cover cap 20 is inserted into the annular groove 18 and is screwed to the respective end face of the roller body 2 and has a plurality of blind bores 19 or grooves 17 .
  • the blind holes 19 each represent end sections of the respective temperature control channels 6 which protrude into the cover cap 20 and adjoin the respective blind hole 19 .
  • the covering cap 20 has such a blind hole 19 on the inlet side of the first temperature control channel 6.1 and on the outlet side of the third temperature control channel 6.3.
  • the blind hole 19 increases the contact area between the thermal fluid and the cover cap 20 so that it can dissipate the heat to the roller body 2 more effectively. This means that wherever an inlet channel 11 or an outlet channel 12 opens into a temperature control channel 6 , a blind hole 19 is assigned to the temperature control channel 6 .
  • a flat gasket 27 for axial sealing is arranged between the cover cap 20 and the base of the axial annular groove 18 .
  • the tempering channels 6, shown only partially, are distributed at regular intervals over the circumference of the roll and each border at the end either in one of the Blind bores 19 or one of the grooves 17.
  • Each blind bore 19 is bordered by a temperature control channel 6 and each of the grooves 17 is bordered by two temperature control channels 6, with the groove 17 serving to deflect the thermal fluid from one temperature control channel adjacent to it into the other temperature control channel adjacent to it.
  • Each temperature control channel arrangement of three associated temperature control channels 6.1, 6.2 and 6.3, which share a common inlet channel 11 and a common outlet channel 12, is therefore assigned a blind hole 19 and an adjacent groove 17 in each of the opposite cover caps 20.
  • the cover cap 20 is inserted into the axial annular groove 18 introduced into the face of the roller body and screwed to the roller body 2 via bores 29 introduced into the cover cap 20 .
  • FIG. 6 shows a perspective view of a roll neck 3 with the roll body adjoining this and the cover cap 20 inserted therein, this being shown in a half section so that the rear grooves 17 and bores 19 are visible. It can be seen that alternately a bore 19 and a groove 17 are provided and these are regularly spaced from each other.
  • FIG. 7 shows a flowchart for producing an electrode track.
  • the method comprises providing 701 a dry electrode precursor material and a calender roll, which comprises at least one feed tube, at least one temperature control channel and at least one drain line, heating 702 the calender roll by passing a fluid through the at least one temperature control channel and bringing the calender roll into contact 703 with the dry electrode precursor material.
  • the calender roll 702 is heated by passing a fluid through the at least one tempering channel, wherein the fluid is maintained at a temperature higher than that of the environment immediately surrounding the calender roll.
  • the fluid can be any fluid that is suitable for heating the calender roll and is known to those skilled in the art.
  • the fluid is an oil.
  • the fluid is heated to a temperature of about 30°C, about 35°C, about 40°C, about 45°C, about 50°C, about 55°C, about 60°C, about 65°C, about 70°C, about 75°C, about 80°C, about 85°C, about 90°C, about 95°C, about 100°C, about 105 110 °C, approx. 115 °C, approx. 120 °C, approx. 125 °C, approx. 130 °C, approx. 135 °C, approx. 140 °C, approx. 145 °C, approx. 150 °C, approx. 160 °C, approx.
  • the method further includes cooling the calender roll by passing a cooling fluid through the at least one tempering channel, wherein the cooling fluid is maintained at a temperature lower than the temperature of the calender roll.
  • the cooling gas is air.
  • Methods for producing a calender roll can be put together, which comprises at least one feed pipe, at least one temperature control channel and at least one discharge line.
  • the method includes producing one or more calender roll parts, wherein the one or more calender roll parts comprise at least one feed pipe, at least one temperature control channel and at least one drain line, and connecting the one or more calender roll parts.
  • the calender roll has a first end and a second end, and the at least one feed tube extends from the first end into the second end.
  • the calender roll can be manufactured using any manufacturing method known in the art.
  • the calender roll is made by CNC machining, forging, investment casting, injection molding, die casting, additive manufacturing, or combinations thereof.
  • the one or more calender roll parts may be joined by any method deemed appropriate by one skilled in the art to join metal parts.
  • the one or more calender roll parts may be joined by gas metal arc welding, arc welding, tungsten inert gas welding, flux core welding, brazing, blending, gluing, or combinations thereof.
  • the method further includes fabricating at least one insulating sleeve.
  • the at least one insulating sleeve can be produced by any production method known to those skilled in the art.
  • the at least one insulating sleeve is made by transfer molding, injection molding, melt casting, compression molding, vacuum forming, pultrusion, or combinations thereof.
  • the at least one insulation sleeve is connected to the one or more calender roll parts tied together.
  • the at least one insulating sleeve can be connected to the one or more calender roll parts by any method known to a person skilled in the art.
  • the at least one insulating sleeve can be connected to the one or more calender roll parts by gluing, mechanical fastening, or combinations thereof.
  • the method further includes forming at least one insulating layer.
  • the at least one insulating layer can be produced by any production method known to those skilled in the art.
  • the at least one insulating layer is formed by transfer molding, injection molding, melt casting, compression molding, vacuum forming, pultrusion, or combinations thereof.
  • the at least one insulating layer is bonded to the one or more calender roll parts.
  • the at least one insulating layer may be bonded to the one or more calender roll members by any method known to those skilled in the art.
  • the at least one insulating layer can be connected to the one or more calender roll parts by gluing, mechanical fastening, or combinations thereof.
  • the method further comprises treating the surface of the calender roll after manufacture of the calender roll.
  • the surface of the calender roll is treated with a microetch treatment, a laser engraving treatment, a superpolishing treatment, or combinations thereof.
  • the surface of metals often has scratches and defects that can adversely affect the efficiency of the electrodes produced by the calender roll.
  • the combination of micro-etching and laser engraving removes material on the metal surface and eliminates the defects.
  • the super polishing treatment reduces the surface roughness of the roll by eliminating surface defects.
  • the entire surface of the roll is treated with the superpolish.
  • the super polishing treatment is applied to part of the roll surface.
  • the average surface roughness of the roll is less than about 0.1 pm, less than about 0.09 pm, less than about 0.08 pm, less than about 0.07 pm, less than about 0.06 pm, less than about 0.05 pm, less than about 0.04 pm, less than about 0.03 pm, less than about 0.02 pm, or less than about 0.01 pm.
  • the calender rolls were prepared by cleaning the surface of the rolls to remove contaminants and turning on the heating system and hydraulic units.
  • a first set of nickel foam strips was then placed on the surface of the calender rolls.
  • Each of the nickel foam strips had a width of 10 mm and a length of 300 mm.
  • the strips were applied along the entire length of the roll with a spacing of 50 mm between each strip. In this way, 31 stripes were distributed over the entire length of the roll, each stripe corresponding to a position on the roll.
  • a second set of nickel foam strips was similarly placed on the roller opposite the first set of nickel foam strips. Each roll was then placed next to a calender roll and rotated until each of the nickel foam strips passed through the nip.
  • the rolls were rotated at a speed of 2 m/min with a tensile force of 150 kN and a distance between the rolls of 350 ⁇ m. Each of the nickel foam strips was then removed from the roll and the thickness of the strips was measured.
  • the tests were conducted with three variations of rollers, including standard rollers, rollers with modified end caps and rollers with extended mandrels.
  • Example 2 The test was carried out on two standard rolls according to the parameters described in Example 1. The tests were carried out with the roller heated to 20 °C, 90 °C, 120 °C and 150 °C. The results from each of the nickel foam strips, the measurements from each roll were averaged and are shown in FIG. 8 shown.
  • Example 1 The tests were carried out on two rolls according to the parameters described in Example 1.
  • the first roll tested was a standard roll.
  • the second roller tested had a modified end cap.
  • the cap of the second roller was milled and the flat seal removed.
  • the roller was heated to 20 °C, 90 °C, 120 °C and 150 °C.
  • the results from each of the nickel foam strips and the measurements from each roll were averaged and are shown in FIG. 9 shown.
  • the average thickness variations between positions 8 and 25 were within the allowable tolerance of 1 pm, and for the rolls with modified end caps, the average thickness variations between positions 7 and 27 were within the allowable tolerance of 1 pm.
  • the results of testing at 120°C are shown in FIG. 12 shown.
  • the rolls with an extended feed tube had average thickness variations between positions 5 and 26 within the allowable tolerance of 1 pm.
  • the average thickness variations between positions 7 and 25 were within the allowable tolerance of 1 pm, and for the rolls with modified end caps, the average thickness variations between positions 7 and 27 were within the allowable tolerance of 1 pm.
  • the results of testing at 150°C are shown in FIG. 13 shown.
  • Flui dkanalano arrangement central bore temperature control channels .1 first temperature control channel .2 second temperature control channel -3 third temperature control channel inflow line outflow line feed pipe outflow gap inflow channels outflow channels

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Rolls And Other Rotary Bodies (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine temperierbare Kalanderwalze zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren; mit einem Walzenkörper und zwei sich stirnseitig von diesem wegerstreckenden Walzenzapfen; und mit einer Fluidkanalanordnung zum Temperieren des Walzenkörpers, die eine sich zumindest abschnittsweise durch den Walzenkörper und durch zumindest einen der Walzenzapfen axial erstreckende Zentralbohrung sowie eine Mehrzahl über den Umfang des Walzenkörpers verteilte, unterhalb der Walzenkörperoberfläche und parallel zu dieser verlaufende Temperierkanäle aufweist, welche fluidisch mit der Zentralbohrung gekoppelt sind; und mit einer Zulaufleitung und einer Ablaufleitung für ein Thermofluid, welche an die Fluidkanalanordnung angeschlossen sind, wobei die Zulaufleitung ein sich zumindest abschnittsweise in die Zentralbohrung hineinerstreckendes Speiserohr zum Einleiten des Thermofluids in die Fluidkanalanordnung aufweist und wobei die Ablaufleitung fluidisch an einen zwischen der Außenseite des Speiserohrs und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung gebildeten Ablaufspalt der Fluidkanalanordnung gekoppelt ist.

Description

Temperierbare Kalanderwalze zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren
Die Erfindung betrifft eine temperierbare Kalanderwalze zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren mit einem Walzenkörper und zwei sich stirnseitig von diesem wegerstreckenden Walzenzapfen, wobei im Innern der Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung vorgesehen ist.
Eine Hohlwalze mit einer Temperatursteuereinrichtung ist bekannt aus der Druckschrift DE 33 21 122 Al. Diese weist eine Mehrzahl parallel zur Walzenoberfläche verlaufende Durchgänge zum Leiten eines Temperatursteuerfluids sowie eine mit den Durchgängen verbundene zentrale Bohrung auf, mittels welcher die Durchgänge mit dem Fluid versorgt sind.
Das Herstellen von Elektrodenbahnen im Trockenelektrodenverfahren erfordert Prozesstemperaturen, welche oberhalb von 100 °C liegen. Daher ist es erforderlich, die zum Herstellen der Elektrodenbahn verwendeten Kalanderwalze zu beheizen. Eine Problematik beim Beheizen einer Walze besteht jedoch darin, dass die Walzenoberfläche unter Umständen über ihren axialen Verlauf einen Temperaturgradienten aufweist, welcher beispielsweise eine höhere Temperatur in einem Mittenbereich der Walze erzeugt als in den am Rand gelegenen äußeren Bereichen. Dies führt dazu, dass sich das stärker erhitzte Walzenmaterial in der Mitte stärker ausdehnt als das weniger erhitzte in den Randbereichen und daher eine Balligkeit entsteht, also eine von der zylindrischen Form abweichende Querschnittsverdickung. Elektrodenbahnen für Batteriezellen weisen allerdings die Anforderung auf, über ihre Breite eine möglichst homogene Dicke aufzuweisen. Daher ist es notwendig, die beim Beheizen der Walze auftretende Balligkeit zu vermeiden.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine temperierbare Kalanderwalze zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren derart zu verbessern, dass diese an ihrer Walzenoberfläche einen gleichmäßigen Temperaturverlauf aufweist.
Die Erfindung wird gelöst durch eine temperierbare Kalanderwalze mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Demgemäß ist vorgesehen, dass die Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung zum Temperieren des Walzenkörpers aufweist, die eine sich zumindest abschnittsweise durch den Walzenkörper und durch zumindest einen der Walzenzapfen axial erstreckende Zentralbohrung sowie eine Mehrzahl über den Umfang des Walzenkörpers verteilte, unterhalb der Walzenkörperoberfläche und parallel zu dieser verlaufende Temperierkanäle aufweist, welche fluidisch mit der Zentralbohrung gekoppelt sind. Ferner weist die Kalanderwalze eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung für ein Thermofluid auf, welche an die Fluidkanalanordnung angeschlossen sind, wobei die Zulaufleitung ein sich zumindest abschnittsweise in die Zentralbohrung hineinerstreckendes Speiserohr zum Einleiten des Thermofluids in die Fluidkanalanordnung aufweist und wobei die Ablaufleitung fluidisch an einen zwischen der Außenseite des Speiserohrs und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung gebildeten Ablaufspalt der Fluidkanalanordnung gekoppelt ist. Die Fluidkanalanordnung kann beispielsweise dazu verwendet werden, die Walze mittels eines Thermofluids wie beispielsweise Öl auf eine vorgesehene Prozesstemperatur aufzuheizen. Alternativ kann vorgesehen sein, beispielsweise für den Fall eines wartungsbedingt notwendigen Ausbaus der Kalanderwalze ein Kühlmedium, gegebenenfalls dasselbe wie zum Heizen verwendete Thermofluid, durch die Fluidkanalanordnung durchzuleiten, so dass die Abkühlzeit der Walze reduziert werden kann, bis diese bereit zum Ausbauen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Zulaufleitung und die Ablaufleitung in denselben Walzenzapfen der Kalanderwalze münden und die Temperierkanäle über eine Mehrzahl Zulaufkanäle fluidisch mit dem Speiserohr und über eine Mehrzahl Ablaufkanäle fluidisch mit dem Ablaufspalt gekoppelt sind, wobei die Zulaufkanäle an einer von der Zulaufleitung abgewandten Seite in die Zentralbohrung münden und die Ablaufkanäle in den Ablaufspalt münden.
Ferner kann vorgesehen sein, dass sich das Speiserohr axial bis hinter die Mündungsöffnungen der Zulaufkanäle in die Zentralbohrung hineinerstreckt. Das Speiserohr kann sich beispielsweise axial bis an den gegenüberliegenden Walzenzapfen oder in diesen hineinerstrecken. Dadurch wird gegenüber einem kürzen Speiserohr eine bessere Umwälzung des im Walzenzapfens befindlichen Thermofluids erzielt. Ferner kann im Bereich zwischen dem Auslass des Speiserohrs und dem Mündungsbereich der Zulaufkanäle zwischen der Außenseite des Speiserohrs und der Innenseite der Zentralbohrung ein Zulaufspalt gebildet sein, durch welchen das Thermofluid nach Verlassen des Auslasses des Speiserohrs in Richtung Mündungsbereich der Zulaufkanäle strömen kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zentralbohrung eine sich durch beide Walzenzapfen und den Walzenkörper hindurcherstreckende Durchgangsbohrung ist und sich das Speiserohr bis in den Bereich des der Zulaufleitung gegenüberliegenden Walzenzapfens in die Zentralbohrung hineinerstreckt. Zwischen dem Auslass des Speiserohrs und dem Ende der Zentralbohrung, welches durch einen Deckel verschlossen sein kann, kann ein Raum vorgesehen sein, welcher durch Thermofluid durchströmbar ist. Dadurch kann effektiv ein Erhitzen der gesamten Walze inklusive der Walzenzapfen erreicht werden, so dass ein Temperaturgradient zwischen Walzenkörper und den Walzenzapfen vermieden wird, so dass die Temperaturverteilung entlang der Oberfläche der Walze gleichmäßiger ist.
Es ist denkbar, dass der Mündungsbereich der Zulaufkanäle vom Mündungsbereich der Ablaufkanäle mittels zumindest einer zwischen diesen Bereichen auf der Außenseite des Speiserohrs angeordneten Dichtbuchse abgedichtet ist. Ferner ist denkbar, dass auf der Außenseite des Speiserohrs zwischen dem Mündungsbereich der Zulaufkanäle und dem Mündungsbereich der Ablaufkanäle zwei voneinander beabstandete Dichtbuchsen angeordnet sind, durch welche der zwischen den Dichtbuchsen eingeschlossene Abschnitt zwischen der Außenseite des Speiserohrs und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung frei von Thermofluid ist.
Außerdem ist denkbar, dass zwischen jedem Zulaufkanal und diesem jeweils zugeordneten Ablaufkanal eine ungeradzahlige Mehrzahl in Walzenumlaufrichtung parallel voneinander beabstandeter Temperierkanäle angeordnet ist, durch welche das Thermofluid in Axialrichtung entsprechend der Anzahl Temperierkanäle schlangenförmig durchgeführt wird. Dadurch kann die Anzahl an unterhalb der Walzenoberfläche verlaufenden Temperierkanäle maximiert werden, da die maximale Anzahl der in die Zentralbohrung mündenden Zulauf- bzw. Ablaufkanäle durch das Durchmesserverhältnis von Zentralbohrung und den Zulauf- bzw. Ablaufkanälen begrenzt ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Temperierkanäle jeweils als durch den Walzenkörper geführte Durchgangsbohrungen ausgebildet sind und benachbarte Temperierkanäle mittels stirnseitig eingebrachter im Wesentlichen tangential verlaufender, axial abgedichteter Nuten miteinander verbunden sind.
Ferner kann vorgesehen sein, dass der Walzenkörper im Bereich der Temperierkanäle auf beiden Stirnseiten des Walzenkörpers eine axiale Ringnut aufweist, in welche eine die Nuten und Bohrungen aufweisende Abdeckkappe eingesetzt ist, welche axial mit einem Dichtelement abgedichtet ist. Die Dichtelemente können die stirnseitigen Flächen des Walzenkörpers im Wesentlichen vollständig bedecken, Die Dichtelemente können ferner eine geringe Wärmeleitfähigkeit von weniger als 3 W/ (m-K) aufweisen. Dadurch kann ein Abstrahlen von Wärme entlang der Stirnseiten bz. Eine Luftkonvektion vermieden werden, so dass der Hitzegradient des durch die Walze strömenden Fluids entlang der zurückzulegenden Strecke durch die Walze möglichst gering ist. Die Bohrungen können jeweils an die mit einem Zulauf- oder Ablaufkanal verbundenen Temperierkanäle fluchtend angrenzen, so dass der Kontaktbereich zwischen der Abdeckkappe und dem Thermofluid vergrößert ist.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Zentralbohrung auf der der Zulaufleitung gegenüberliegenden Seite endseitig mit einem Deckel verschlossen ist.
Es ist denkbar, dass sich die Zulaufkanäle in einer ersten Diagonalrichtung axial von der Zulaufseite und radial von der Zentralbohrung wegerstrecken und sich die Ablaufkanäle in einer zweiten Diagonalrichtung axial auf die Zulaufseite zu erstrecken und radial von der Zentralbohrung wegerstrecken.
Ferner ist denkbar, dass die Fluidkanalanordnung zumindest im Bereich des diese aufweisenden Walzenzapfens ein Isolierelement zum thermischen Abschirmen der Fluidkanalanordnung gegenüber dem Walzenzapfen aufweist.
Außerdem ist denkbar, dass das Isolierelement aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,3 W/(m-K) wie beispielsweise PTFE besteht.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass sich die Fluidkanalanordnung zumindest abschnittsweise durch beide Walzenzapfen erstreckt und die Fluidkanalanordnung im Bereich beider Walzenzapfen ein Isolierelement zum thermischen Abschirmen der Fluidkanalanordnung gegenüber dem jeweiligen Walzenzapfen aufweist. Es kann vorgesehen sein, dass das zumindest eine Isolierelement in Form einer die Zentralbohrung auskleidende Isolierhülse in die Zentralbohrung eingeschoben ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn, aufweisend die Schritte:
Bereitstellen eines pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterials und zumindest einer Kalanderwalze, wobei die Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung zum Temperieren der Kalanderwalze aufweist;
Beheizen der Kalanderwalze mittels Durchleiten eines Fluids durch die Fluidkanalanordnung;
Kontaktieren der Kalanderwalze mit dem pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterial.
Es kann vorgesehen sein, dass das Fluid ein Öl ist. Es ist denkbar, dass das Fluid auf einer Temperatur von 3O°C bis 200°C gehalten wird. Es ist ferner denkbar, dass das Fluid auf einer Temperatur von 6o°C bis 15O°C gehalten wird. Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Fluid auf einer Temperatur von 9O°C bis 12O°C gehalten wird.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Kühlen der Kalanderwalze ein Kühlmedium durch die Fluidkanalanordnung geleitet wird, wobei die Temperatur des Kühlmediums auf einer Temperatur gehalten wird, welche kleiner als die Temperatur der Kalanderwalze ist.
Die Erfindung betrifft ferner eine Trockenelektrode, produziert durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 17-22. Die Trockenelektrode kann eine Dickentoleranz von weniger als 1 pm aufweisen.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer Kalanderwalze, wobei das Verfahren umfasst:
Herstellen eines oder mehrerer Kalanderwalzenteile; und
Verbinden des einen oder der mehreren Kalanderwalzenteile; wobei: das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfassen; wobei die Kalanderwalze ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; und das mindestens eine Speiserohr sich von dem ersten Ende bis in das zweite Ende hineinerstreckt. Es kann ferner vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile durch CNC-Bearbeitung, Schmieden, Feinguss, Spritzguss, Druckguss, additive Fertigung oder Kombinationen davon hergestellt werden.
Außerdem kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile durch Metallgasschweißen, Lichtbogenschweißen, Wolfram- Inertgasschweißen, Flussmittelkernschweißen, Löten, Mischen, Kleben oder Kombinationen davon verbunden werden.
Ferner kann die Herstellung mindestens einer Isolierhülse und das Verbinden der Isolierhülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen vorgesehen sein, wobei die mindestens eine Isolationshülse durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt werden kann; und die mindestens eine Isolationshülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden sein kann.
Ferner kann die Herstellung mindestens einer Isolierschicht und das Verbinden der Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen vorgesehen sein, wobei die mindestens eine Isolierschicht durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt werden kann; und die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden sein kann.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Kalanderwalze eine Oberfläche aufweist, ferner umfassend das Behandeln der Oberfläche der Kalanderwalze, wobei die Oberfläche der Kalanderwalze mit einer Mikroätzbehandlung, einer Lasergravurbehandlung, einer Superpolierbehandlung oder Kombinationen davon behandelt wird.
Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigt:
Fig. i eine Querschnittsansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Kalanderwalze; Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Kalanderwalze;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht von einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen temperierbaren Kalanderwalze mit parallel verlaufenden Temperierkanälen;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht eines Schnittpunkts zwischen einem Temperierkanal und einem Zulaufkanal;
Fig. 5 eine Detailansicht von Verbindungsnuten von Temperierkanälen im Halbschnitt und;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Walzenzapfens und einer stirnseitig an einem Walzenkörpers montierten Abdeckkappe;
FIG. 7 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zur Herstellung einer Trockenelektrode;
FIG. 8 ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Standardwalze;
Fig. 9 ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Walze mit modifizierten Endkappen;
FIG. io ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Walze mit verlängertem Speiserohr;
FIG. nein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Kalanderwalze;
FIG. I2ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Kalanderwalze;
FIG. 13 ein Diagramm mit Messergebnissen einer thermischen Bombierungsprüfung einer Kalanderwalze. Die in Fig. 1 gezeigte temperierbare Kalanderwalze 1 weist einen Walzenkörper 2 mit zwei von diesem in entgegengesetzte Richtungen abstehenden Walzenzapfen 3 auf. Im Innern der Walze 1 ist eine Fluidkanalanordnung 4 angeordnet, welche zum einen eine in Axialrichtung X durch die Walze 1 verlaufende Zentralbohrung 5 sowie eine Mehrzahl über den Walzenumfang verteilte und unterhalb der Walzenoberfläche parallel zu dieser angeordnete Temperierkanäle 6 umfasst. Die Zentralbohrung 5 ist über eine Mehrzahl diagonal verlaufender Zulaufkanäle 11 und einer Mehrzahl in entgegengesetzter Richtung diagonal verlaufender Ablaufkanäle 12 mit den Temperierkanälen 6 fluidisch verbunden. Die Zulaufkanäle 11 münden in einem ersten Mündungsbereich 13 und die Ablaufkanäle 12 in einem zweiten Mündungsbereich 14 in die Zentralbohrung 5. In die Zentralbohrung 5 ist ein Speiserohr 9 eingeschoben, welches mit einer Zulaufleitung 7 fluidisch gekoppelt ist und durch welches ein Thermofluid in die Walze 1 eingespeist wird. Die Länge des Speiserohrs 9 ist so bemessen, dass dieses beide Mündungsbereiche 13, 14 überragt und der Auslass 24 des Speiserohrs 9 über den ersten Mündungsbereich 13 der Zulaufkanäle 11 hinausragt. In dem ersten und dem zweiten Mündungsbereich 13, 14 weist das Speiserohr 9 gegenüber der Zentralbohrung 5 eine derartige Durchmesserdifferenz auf, dass zwischen dem Außendurchmesser des Speiserohrs 9 und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung 5 jeweils ein Spalt gebildet ist, nämlich ein Zulaufspalt 30 zwischen dem Auslass 24 und dem ersten Mündungsbereich 13 und ein Ablaufspalt 10 zwischen dem zweiten Mündungsbereich 14 bis zum axialen Ende des Walzenzapfens 3 rechts im Bild. Zwischen dem ersten und dem zweiten Mündungsbereich 13, 14 ist das Speiserohr 9 mittels zweier Dichtbuchsen 15 gegenüber der Zentralbohrung 5 abgedichtet, so dass ein Zurückläufen von Thermofluid vom ersten zum zweiten Mündungsbereich 13, 14 durch die Zentralbohrung 5 verhindert wird. Durch die Dichtbuchsen 15 wird ein dazwischen eingeschlossener Abschnittiö gebildet. Somit strömt das Thermofluid zunächst durch die Zulaufleitung 7 in das Speiserohr 9, anschließend entlang des Speiserohrs 9 einmal quer durch die Zentralbohrung 5 bis zum Auslass 24 des Speiserohrs 9. Hinter dem Auslass 24 strömt das Thermofluid zunächst in den sich in den linken Walzenzapfen 3 hineinerstreckenden Abschnitt der Zentralbohrung 5, welche endseitig mit einem Deckel 22 verschlossen ist. Dieser Abschnitt weist zudem eine die Zentralbohrung 5 auskleidende Isolierhülse 23 aus Teflon auf, welche die Zentralbohrung 5 gegenüber dem Walzenzapfen 3 thermisch abdichtet. Wenn dieser Raum gefüllt ist, strömt das Thermofluid in nun entgegengesetzter Richtung in den Zulaufspalt 30 zwischen Speiserohr 9 und Zentralbohrung 5 und von dort in die einzelnen Zulaufkanäle 11. Über die in die Temperierkanäle 6 mündenden Zulaufkanäle 11 strömt das Thermofluid in die Temperierkanäle 6 und somit parallel unterhalb der Walzenoberfläche, so dass diese beheizt wird. Nach dem Durchströmen der Temperierkanäle 6 strömt das Thermofluid in die Ablaufkanäle 12 und über diese in den Ablaufspalt 10, über welchen das Thermofluid einer Ablaufleitung 8 zugeführt wird, welche sich am selben Walzenzapfen 3 befindet wie die Zulaufleitung 7.
Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer temperierbaren Kalanderwalze 1. Diese weist im Gegensatz zur in Fig. 1 gezeigten Konfiguration keine Isolierhülse 23 auf, so dass beide sich innerhalb der Walzenzapfen 3 befindlichen Bereiche der Zentralbohrung 5 nicht thermisch gegenüber dem Walzenzapfen 3 abgedichtet sind. Ferner zu erkennen sind Abdeckkappen 20, welche jeweils in einer axialen Ringnut 18 angeordnet sind, welche gegenüberliegend stirnseitig in den Walzenkörper 2 eingebracht sind. Fig. 2 zeigt ferner eine Detailansicht des Speiserohrs 9, einmal im in die Walze 1 eingebauten Zustand sowie einmal in separater Darstellung neben der Walze 1. Das Speiserohr 9 weist eingangsseitig, das heißt dem Auslass 24 gegenüberliegend, ein Verbindungsstück zum Koppeln mit der Zulaufleitung 7 auf. Auf der Außenseite des Speiserohrs 9 sind beabstandet voneinander zwei Dichtbuchsen 15 angeordnet, welche das Speiserohr 9 gegenüber der Zentralbohrung abdichten. Die Dichtbuchsen 15 dienen ferner als Gleitbuchsen, um die Montage des Speiserohrs 9 in der Zentralbohrung 5 zu erleichtern.
Fig. 3 zeigt eine Detailansicht der unterhalb der Walzenoberfläche verlaufenden Temperierkanäle 6 und veranschaulicht den Verlauf des Thermofluids durch die Temperierkanäle 6. Über einen Zulauf 26, welcher mit einem diesem zugeordneten Zulaufkanal 11 (nicht dargestellt) fluidisch verbunden ist, strömt das Thermofluid in einen ersten in Axialrichtung verlaufenden Temperierkanal 6.1. Durch eine in Radialrichtung verlaufende Nut 17 (nicht dargestellt) in der dem Zulauf 26 gegenüberliegenden Abdeckkappe 20 strömt das Thermofluid anschließend in einen zweiten Temperierkanal 6.2, welcher parallel zum ersten Temperierkanal 6.1 und von diesem beabstandet verläuft. Im zweiten Temperierkanal 6.2 strömt das Thermofluid nun in entgegengesetzter Richtung wieder in Richtung der Seite des Zulaufs 26. Am gegenüberliegenden Ende ist eine weitere Abdeckkappe 20 montiert, welche eine entsprechende in Radialrichtung verlaufende Nut 17 (nicht dargestellt) aufweist, welche den zweiten Temperierkanal 6.2 mit einem dritten Temperierkanal 6.3 verbindet, welcher ebenfalls parallel zum ersten und zweiten Temperierkanal 6.1, 6.2 und in Umfangsrichtung der Walze 1 beabstandet von diesen angeordnet ist. Durch den dritten Temperierkanal 6.3 strömt das Thermofluid erneut von der Zulaufseite weg auf einen am Ende des dritten Temperierkanals 6.3 befindlichen Ablauf 25 zu, durch welchen das Thermofluid in einen diesem zugeordneten Ablaufkanal 12 (nicht dargestellt) abließt.
Fig. 4 zeigt eine Detailansicht des Mündungsbereichs zwischen einem Temperierkanal 6 und einem Zulaufkanal 11 einer Fluidkanalanordnung 4. Die Temperierkanäle 6 sind jeweils als sich durch den Walzenkörper 2 erstreckende Durchgangsbohrungen ausgebildet. In dem Bereich, in welchem die Temperierkanäle 6 in die Stirnseiten des Walzenkörpers 2 münden, weist der Walzenkörper eine axiale Ringnut 18 auf. In die Ringnut 18 ist eine ringförmige Abdeckkappe 20 eingesetzt, welche mit der jeweiligen Stirnseite des Walzenkörpers 2 verschraubt ist und eine Mehrzahl Sacklochbohrungen 19 beziehungsweise Nuten 17 aufweist. Die Sacklochbohrungen 19 stellen jeweils in die abdeckkappe 20 hineinragende Endabschnitte der jeweiligen Temperierkanäle 6 dar, welche an die jeweilige Sacklochbohrung 19 angrenzen. Mit Bezug auf Fig. 3 weist die Abdeckkappe 20 eingangsseitig des ersten Temperierkanals 6.1 sowie ausgangsseitig des dritten Temperierkanals 6.3 eine derartige Sacklochbohrung 19 auf. Die Sacklochbohrung 19 vergrößert den Kontaktbereich zwischen dem Thermofluid und der Abdeckkappe 20, so dass diese effektiver die Wärme an den Walzenkörper 2 abgeben kann. Das heißt, dass überall dort, wo ein Zulaufkanal 11 oder ein Ablaufkanal 12 in einen Temperierkanal 6 mündet, dem Temperierkanal 6 eine Sacklochbohrung 19 zugeordnet ist. Zwischen der Abdeckkappe 20 und dem Grund der axialen Ringnut 18 ist eine Flachdichtung 27 zum axialen Abdichten angeordnet. Ein erster O-Ring 28.1 ist in eine äußere Radialnut der Abdeckkappe 20 und ein zweiter O-Ring 28.2 ist in eine innere Radialnut der Abdeckkappe 20 eingesetzt, um diese radial abzudichten. Stirnseitig auf der Außenseite der Abdeckkappe 20 ist ein flächiges Dichtelement 21 angeordnet, um die Abdeckkappe 20 zusätzlich gegenüber äußeren Einflüssen abzudichten. Das Dichtelement 21 bedeckt einen möglichst großen Flächenanteil der Stirnseiten des Walzenkörpers 2, um den Wärmeverlust an den Stirnseiten zu minimieren. Das Dichtelement 21 besteht aus einem Isoliermaterial, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit aufweist.
Fig. 5 verdeutlicht noch einmal den Kontaktbereich zwischen den Temperierkanälen 6 und der Abdeckkappe 20 über den Umfang der Walze 1 betrachtet. Die nur teilweise dargestellten Temperierkanäle 6 sind in regelmäßigen Abständen über den Walzenumfang verteilt und grenzen stirnseitig jeweils entweder in eine der Sacklochbohrungen 19 oder eine der Nuten 17. An jede Sacklochbohrung 19 grenzt dabei ein Temperierkanal 6 und an jede der Nuten 17 jeweils zwei Temperierkanäle 6, wobei die Nut 17 zum Umlenken des Thermofluids von dem einen an diese angrenzenden Temperierkanal in den anderen an diese angrenzenden Temperierkanal dient. Jeder Temperierkanalanordnung aus drei einander zugeordneten Temperierkanälen 6.1, 6.2 und 6.3, welche einen gemeinsamen Zulaufkanal 11 und einen gemeinsamen Ablaufkanal 12 teilen, ist somit in jeder der gegenüberliegenden Abdeckkappen 20 eine Sacklochbohrung 19 und eine benachbarte Nut 17 zugeordnet. Die Abdeckkappe 20 ist in dabei in die stirnseitig in den Walzenkörper eingebrachte axiale Ringnut 18 eingesetzt und über in die Abdeckkappe 20 eingebrachte Bohrungen 29 mit dem Walzenkörper 2 verschraubt.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht auf einen Walzenzapfen 3 mit an diesen angrenzenden Walzenkörper sowie darin eingesetzte Abdeckkappe 20, wobei diese in einem Halbschnitt dargestellt ist, so dass die rückseitigen Nuten 17 und Bohrungen 19 sichtbar sind. Es ist zu erkennen, dass jeweils abwechselnd eine Bohrung 19 und eine Nut 17 vorgesehen sind und diese regelmäßig voneinander beabstandet sind.
FIG. 7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Herstellung einer Elektrodenbahn. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen 701 eines Trockenelektrodenvorläufermaterials und einer Kalanderwalze, die mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfasst, das Erhitzen 702 der Kalanderwalze durch Durchleiten eines Fluids durch den mindestens einen Temperierkanal und das Inkontaktbringen 703 der Kalanderwalze mit dem Trockenelektrodenvorläufermaterials. In einigen Ausführungsformen wird die Kalanderwalze 702 erhitzt, indem ein Fluid durch den mindestens einen Temperierkanal geleitet wird, wobei das Fluid auf einer Temperatur gehalten wird, die höher ist als die der Umgebung, die die Kalanderwalze unmittelbar umgibt. Bei dem Fluid kann es sich um ein beliebiges Fluid handeln, das zur Beheizung der Kalanderwalze geeignet ist und dem Fachmann bekannt ist.
In einigen Ausführungsformen ist das Fluid ein Öl. In einigen Ausführungsformen wird das Fluid auf einer Temperatur von etwa 30 °C, etwa 35 °C, etwa 40 °C, etwa 45 °C, etwa 50 °C, etwa 55 °C, etwa 60 °C, etwa 65 °C, etwa 70 °C, etwa 75 °C, etwa 80 °C, etwa 85 °C, etwa 90 °C, etwa 95 °C, etwa 100 °C, etwa 105 °C, ca. 110 °C, ca. 115 °C, ca. 120 °C, ca. 125 °C, ca. 130 °C, ca. 135 °C, ca. 140 °C, ca. 145 °C, ca. 150 °C, ca. 160 °C, ca. 170 °C, ca. 180 °C, ca. 190 °C, ca. 200 °C gehalten, oder auf einem Temperaturwert oder Wertebereich zwischen zweien dieser Werte. In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner das Kühlen der Kalanderwalze durch Leiten eines Kühlfluids durch den mindestens einen Temperierkanal, wobei das Kühlfluid auf einer Temperatur gehalten wird, die niedriger als die Temperatur der Kalanderwalze ist. In einigen Ausführungsformen ist das Kühlgas Luft.
Es können Verfahren zur Herstellung einer Kalanderwalze zusammengestellt werden, die mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfasst. Das Verfahren umfasst das Herstellen von einem oder mehreren Kalanderwalzenteilen, wobei das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile mindestens ein Speiserohr, mindestens einen Temperierkanal und mindestens eine Ablaufleitung umfassen, und das Verbinden des einen oder der mehreren Kalanderwalzenteile. In einigen Ausführungsformen hat die Kalanderwalze ein erstes Ende und ein zweites Ende, und das mindestens eine Speiserohr erstreckt sich vom ersten Ende in das zweite Ende hinein. Die Kalanderwalze kann mit jedem auf dem Gebiet der Technik bekannten Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird die Kalanderwalze durch CNC-Bearbeitung, Schmieden, Feingießen, Spritzgießen, Druckgießen, additive Fertigung oder Kombinationen davon hergestellt.
In einigen Ausführungsformen können die ein oder mehreren Kalanderwalzen-Teile durch ein beliebiges Verfahren verbunden werden, das für einen Fachmann auf dem Gebiet der Technik geeignet erscheint, um Metallteile zu verbinden. Zum Beispiel können die ein oder mehreren Kalanderwalzenteile durch Gas-Metall- Lichtbogenschweißen, Lichtbogenschweißen, Wolfram-Inertgasschweißen, Flussmittelkernschweißen, Löten, Mischen, Kleben oder Kombinationen davon verbunden werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Herstellung mindestens einer Isolierhülse. Die mindestens eine Isolierhülse kann durch jedes dem Fachmann bekannte Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolierhülse durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolationshülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen verbunden. Die mindestens eine Isolierhülse kann mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch jedes Verfahren verbunden werden, das einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Beispielsweise kann die mindestens eine Isolierhülse mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Herstellung mindestens einer Isolierschicht. Die mindestens eine Isolierschicht kann durch jedes dem Fachmann bekannte Herstellungsverfahren hergestellt werden. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolierschicht durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt. In einigen Ausführungsformen wird die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen verbunden. Die mindestens eine Isolierschicht kann mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch jedes Verfahren verbunden werden, das einem Fachmann auf diesem Gebiet bekannt ist. Beispielsweise kann die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden werden.
In einigen Ausführungsformen umfasst das Verfahren ferner die Behandlung der Oberfläche der Kalanderwalze nach der Herstellung der Kalanderwalze. In einigen Ausführungsformen wird die Oberfläche der Kalanderwalze mit einer Mikroätzbehandlung, einer Lasergravurbehandlung, einer Superpolierbehandlung oder Kombinationen davon behandelt. Die Oberfläche von Metallen weist häufig Kratzer und Defekte auf, die sich nachteilig auf die Effizienz der von der Kalanderwalze hergestellten Elektroden auswirken können. Durch die Kombination von Mikroätzung und Lasergravur wird Material auf der Metalloberfläche entfernt und die Defekte beseitigt.
Die Superpolierbehandlung verringert die Oberflächenrauheit der Walze durch die Beseitigung von Oberflächenfehlern. In einigen Ausführungsformen wird die gesamte Oberfläche der Walze mit der Superpolitur behandelt. In einigen Ausführungsformen wird die Super-Polierbehandlung auf einen Teil der Walzenoberfläche angewendet. In einigen Ausführungsformen beträgt die durchschnittliche Oberflächenrauheit der Walze weniger als etwa 0,1 pm, weniger als etwa 0,09 pm, weniger als etwa 0,08 pm, weniger als etwa 0,07 pm, weniger als etwa 0,06 pm, weniger als etwa 0,05 pm, weniger als etwa 0,04 pm, weniger als etwa 0,03 pm, weniger als etwa 0,02 pm, oder weniger als etwa 0,01 pm.
BEISPIELE
BEISPIEL 1: Herstellung von Kalanderwalzen
Die Kalanderwalzen wurden vorbereitet, indem die Oberfläche der Walzen gereinigt wurde, um Verunreinigungen zu entfernen, und das Heizsystem und die Hydraulikeinheiten eingeschaltet wurden. Ein erster Satz von Nickelschaumstreifen wurde dann auf die Oberfläche der Kalanderwalzen gelegt. Jeder der Nickelschaumstreifen hatte eine Breite von 10 mm und eine Länge von 300 mm. Die Streifen wurden über die gesamte Länge der Walze mit einem Abstand von 50 mm zwischen den einzelnen Streifen angebracht. Auf diese Weise wurden 31 Streifen über die gesamte Länge der Walze verteilt, wobei jeder Streifen einer Position auf der Walze entsprach. Ein zweiter Satz von Nickelschaumstreifen wurde in ähnlicher Weise auf der Walze gegenüber dem ersten Satz von Nickelschaumstreifen angebracht. Jede Walze wurde dann neben einer Kalanderwalze platziert und gedreht, bis jeder der Nickelschaumstreifen durch den Walzenspalt lief. Die Walzen wurden mit einer Geschwindigkeit von 2 m/min bei einer Zugkraft von 150 kN und einem Abstand zwischen den Walzen von 350 pm gedreht. Jeder der Nickelschaumstreifen wurde dann von der Walze entfernt und die Dicke der Streifen wurde gemessen. Die Tests wurden mit drei Variationen von Walzen durchgeführt, darunter Standardwalzen, Walzen mit modifizierten Endkappen und Walzen mit verlängerten Einzugsrohren.
BEISPIEL 2: Standard-Kalanderwalzen
Die Prüfung wurde an zwei Standardwalzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern durchgeführt. Die Versuche wurden mit einer Beheizung der Walze auf 20 °C, 90 °C, 120 °C und 150 °C durchgeführt. Die Ergebnisse von jedem der Nickelschaumstreifen, die Messungen von jeder Walze wurden gemittelt und sind in FIG. 8 dargestellt.
BEISPIEL 3: Kalanderwalzen mit modifizierter Endkappe
Die Tests wurden an zwei Walzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern durchgeführt. Bei der ersten getesteten Walze handelte es sich um eine Standardwalze. Die zweite getestete Walze hatte eine modifizierte Endkappe. Bei der zweiten Walze wurde die Kappe gefräst und die Flachdichtung entfernt. Bei den Tests wurde die Walze auf 20 °C, 90 °C, 120 °C und 150 °C erhitzt. Die Ergebnisse von jedem der Nickelschaumstreifen und die Messungen von jeder Walze wurden gemittelt und sind in FIG. 9 dargestellt.
BEISPIEL 4: Kalanderwalzen mit einem verlängerten Speiserohr
Die Tests wurden an zwei Walzen gemäß den in Beispiel 1 beschriebenen Parametern durchgeführt. Die erste Walze verfügte über ein längliches Speiserohr, wobei alle anderen Merkmale der Standardwalze entsprachen. Die zweite Walze enthielt ebenfalls ein längliches Speiserohr, wobei die Flachdichtung von der Walze entfernt wurde. Die Tests wurden bei einer Erwärmung der Walze auf 20 °C, 90 °C, 120 °C und 150 °C durchgeführt. Die Ergebnisse von jedem der Nickelschaumstreifen und die Messungen von jeder Walze wurden gemittelt und sind in FIG. 10 dargestellt.
BEISPIEL 5: Vergleich verschiedener Kalanderwalzen
Die Messungen der thermischen Bombierung jeder der drei Walzenvarianten wurden gemittelt und bei den verschiedenen Prüftemperaturen verglichen. Bemerkenswert ist, dass bei 90 °C nur die Walzen mit einem verlängerten Speiserohr durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der akzeptablen 1 pm Toleranz für die gesamte Arbeitszone zwischen Position 4 und Position 28 lieferten. Die Standardwalzen wiesen durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der zulässigen 1 pm-Toleranz zwischen den Positionen 8 und 26 auf, und die Walzen mit modifizierten Endkappen wiesen durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der zulässigen 1 pm-Toleranz zwischen den Positionen 5 und 27 auf. Die Ergebnisse der Prüfung bei 90 °C sind in FIG. 11 dargestellt. Bei 120 °C wiesen die Walzen mit einem verlängerten Zuführungsrohr durchschnittliche Dickenschwankungen innerhalb der akzeptablen 1- pm-Toleranz zwischen den Positionen 5 und 27 auf. Bei den Standardwalzen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 8 und 25 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm, und bei den Walzen mit modifizierten Endkappen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 7 und 27 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm. Die Ergebnisse der Prüfung bei 120 °C sind in FIG. 12 dargestellt. Bei 150 °C wiesen die Walzen mit einem verlängerten Speiserohr zwischen den Positionen 5 und 26 durchschnittliche Dickenabweichungen innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm auf. Bei den Standardwalzen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 7 und 25 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm, und bei den Walzen mit modifizierten Endkappen lagen die durchschnittlichen Dickenschwankungen zwischen den Positionen 7 und 27 innerhalb der zulässigen Toleranz von 1 pm. Die Ergebnisse der Prüfung bei 150 °C sind in FIG. 13 dargestellt. Die Abnahme der thermischen Bombierung aufgrund der Dehnung des Speiserohrs führte zu einer Vergrößerung des akzeptablen Bereichs der Dicke der Nickelschaumstreifen. Dies führt zu einer Vergrößerung der potenziellen Arbeitsfläche der Kalanderwalzen bei der Herstellung von Elektroden und zu einem größeren Verhältnis zwischen der potenziellen Arbeitsfläche der Kalanderwalze und der gesamten Länge der Kalanderwalze. Durch die Vergrößerung der potenziellen Arbeitsfläche auf die gesamte Arbeitszone entfällt die Notwendigkeit, die Kanten der hergestellten Elektroden abzuschneiden, die ansonsten eine schlechte Maßgenauigkeit aufweisen würden. Das Verhältnis zwischen dem potenziellen Arbeitsbereich und der Walzenlänge wurde berechnet, indem die Länge der akzeptablen Toleranzwerte der Walze durch die gesamte Walzenlänge von 1.600 mm geteilt wurde. Die Differenz des Verhältnisses zwischen der Arbeitsfläche der Kalanderwalze und der Gesamtlänge der Kalanderwalze für jede Walze bei jeder geprüften Temperatur ist nachstehend in TABELLE 1 dargestellt.
Figure imgf000018_0001
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Figuren sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung wesentlich sein. Bezugszeichenliste temperierbare Kalanderwalze Walzenkörper Walzenzapfen
Flui dkanalano rdnung Zentralbohrung Temperierkanäle .1 erster Temperierkanal .2 zweiter Temperierkanal -3 dritter Temperierkanal Zulaufleitung Ablaufleitung Speiserohr Ablaufspalt Zulaufkanäle Ablaufkanäle
Mündungsbereich Zulaufkanäle Mündungsbereich Ablaufkanäle Dichtbuchse
Eingeschlossener Abschnitt Nuten
Axiale Ringnut Sacklochbohrungen 0 Abdeckkappe 1 Dichtelement 2 Deckel 3 Isolierhülse 4 Auslass 5 Zulauf 6 Ablauf 7 Flachdichtung 8.1 O-Ring 8.2 O-Ring 9 Bohrung 0 Zulaufspalt X Axialrichtung

Claims

Ansprüche Temperierbare Kalanderwalze (1) zum Herstellen einer Elektrodenbahn im Trockenelektrodenverfahren; mit einem Walzenkörper (2) und zwei sich stirnseitig von diesem wegerstreckenden Walzenzapfen (3); und mit einer Fluidkanalanordnung (4) zum Temperieren des Walzenkörpers (2), die eine sich zumindest abschnittsweise durch den Walzenkörper (2) und durch zumindest einen der Walzenzapfen (3) axial erstreckende Zentralbohrung (5) sowie eine Mehrzahl über den Umfang des Walzenkörpers (2) verteilte, unterhalb der Walzenkörperoberfläche und parallel zu dieser verlaufende Temperierkanäle (6) aufweist, welche fluidisch mit der Zentralbohrung (5) gekoppelt sind; und mit einer Zulaufleitung (7) und einer Ablaufleitung (8) für ein Thermofluid, welche an die Fluidkanalanordnung (4) angeschlossen sind, wobei die Zulaufleitung (7) ein sich zumindest abschnittsweise in die Zentralbohrung (5) hineinerstreckendes Speiserohr (9) zum Einleiten des Thermofluids in die Fluidkanalanordnung (4) aufweist und wobei die Ablaufleitung (8) fluidisch an einen zwischen der Außenseite des Speiserohrs (9) und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung (5) gebildeten Ablaufspalt (10) der Fluidkanalanordnung (4) gekoppelt ist. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 1, wobei die Zulaufleitung (7) und die Ablaufleitung (8) in denselben Walzenzapfen (3) der Kalanderwalze (1) münden und die Temperierkanäle (6) über eine Mehrzahl Zulaufkanäle (11) fluidisch mit dem Speiserohr (9) und über eine Mehrzahl Ablaufkanäle (12) fluidisch mit dem Ablaufspalt (10) gekoppelt sind, wobei die Zulaufkanäle (11) in einem von der Zulaufleitung (7) abgewandten ersten Mündungsbereich (13) in die Zentralbohrung (5) münden und die Ablaufkanäle (12) in einem zweiten Mündungsbereich (14) in den Ablaufspalt (10) münden. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 2, wobei sich der Auslass (24) des Speiserohrs (9) axial bis hinter die Mündungsöffnungen (13) der Zulaufkanäle (11) in die Zentralbohrung (5) hineinerstreckt. - Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Zentralbohrung (5) eine sich durch beide Walzenzapfen (3) und den Walzenkörper (2) hindurcherstreckende Durchgangsbohrung ist und sich das Speiserohr (9) bis in den Bereich des der Zulaufleitung (7) gegenüberliegenden Walzenzapfens (3) in die Zentralbohrung (5) hineinerstreckt. . Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei der erste Mündungsbereich (13) vom zweiten Mündungsbereich (14) mittels zumindest einer zwischen diesen Bereichen auf der Außenseite des Speiserohrs (9) angeordneten Dichtbuchse (15) abgedichtet ist. . Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 5, wobei auf der Außenseite des Speiserohrs (9) zwischen dem ersten Mündungsbereich (13) und dem zweiten Mündungsbereich (14) zwei voneinander beabstandete Dichtbuchsen (15) angeordnet sind, durch welche der zwischen den Dichtbuchsen (15) eingeschlossene Abschnitt zwischen der Außenseite des Speiserohrs (9) und dem Innendurchmesser der Zentralbohrung (5) frei von Thermofluid ist. . Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei zwischen jedem Zulaufkanal (11) und diesem jeweils zugeordneten Ablaufkanal (12) eine ungeradzahlige Mehrzahl in Walzenumlaufrichtung parallel voneinander beabstandeter Temperierkanäle (6) angeordnet ist, durch welche das Thermofluid entsprechend der Anzahl Temperierkanäle (6) in und entgegen der Axialrichtung (X) durchgeführt wird. . Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 7, wobei die Temperierkanäle (6) jeweils als durch den Walzenkörper (2) geführte Durchgangsbohrungen ausgebildet sind und benachbarte Temperierkanäle (6) mittels stirnseitig eingebrachter im Wesentlichen tangential verlaufender, axial abgedichteter Nuten (17) miteinander verbunden sind. . Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 8, wobei der Walzenkörper (2) im Bereich der Temperierkanäle (6) auf beiden Stirnseiten des Walzenkörpers (2) eine axiale Ringnut (18) aufweist, in welche eine die Nuten (17) und Bohrungen (19) aufweisende Abdeckkappe (20) eingesetzt ist, welche axial mit einem Dichtelement (21) abgedichtet ist. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 9, wobei die Dichtelemente (21) die stirnseitigen Flächen des Walzenkörpers (2) im Wesentlichen vollständig bedecken, und wobei die Dichtelemente (21) eine Wärmeleitfähigkeit von weniger als 3 W/ (m-K) aufweisen. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 10, wobei die Zentralbohrung (5) auf der der Zulaufleitung (7) gegenüberliegenden Seite endseitig mit einem Deckel (22) verschlossen ist. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 11, wobei sich die Zulaufkanäle (11) in einer ersten Diagonalrichtung axial von der Zulaufseite und radial von der Zentralbohrung (5) wegerstrecken und sich die Ablaufkanäle (12) in einer zweiten Diagonalrichtung axial auf die Zulaufseite zu erstrecken und radial von der Zentralbohrung (5) wegerstrecken. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Fluidkanalanordnung (4) zumindest im Bereich des diese aufweisenden Walzenzapfens (3) ein Isolierelement (23) zum thermischen Abschirmen der Fluidkanalanordnung (4) gegenüber dem Walzenzapfen (3) aufweist. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach Anspruch 13, wobei das Isolierelement (23) aus einem Material mit einer Wärmeleitfähigkeit von weniger als 0,3 W/(m-K) wie beispielsweise PTFE besteht. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der Ansprüche 13 oder 14, wobei sich die Fluidkanalanordnung (4) zumindest abschnittsweise durch beide Walzenzapfen (3) erstreckt und die Fluidkanalanordnung (4) im Bereich beider Walzenzapfen (3) ein Isolierelement (23) zum thermischen Abschirmen der Fluidkanalanordnung (4) gegenüber dem jeweiligen Walzenzapfen (3) aufweist. Temperierbare Kalanderwalze (1) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das zumindest eine Isolierelement (23) in Form einer die Zentralbohrung (5) auskleidende Isolierhülse in die Zentralbohrung (5) eingeschoben ist. - Verfahren zum Herstellen einer Elektrodenbahn, aufweisend die Schritte: Bereitstellen eines pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterials und zumindest einer Kalanderwalze, wobei die Kalanderwalze eine Fluidkanalanordnung (4) zum Temperieren der Kalanderwalze (1) aufweist;
Beheizen der Kalanderwalze (1) mittels Durchleiten eines Fluids durch die Fluidkanalanordnung (4);
Kontaktieren der Kalanderwalze (1) mit dem pulverförmigen Elektrodenvorläufermaterial. . Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Fluid ein Öl ist. . Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Fluid auf einer Temperatur von 3O°C bis 200°C gehalten wird. . Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Fluid auf einer Temperatur von 6o°C bis 15O°C gehalten wird. . Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, wobei das Fluid auf einer Temperatur von 9O°C bis 12O°C gehalten wird. . Verfahren nach Anspruch 17, wobei zum Kühlen der Kalanderwalze (1) ein Kühlmedium durch die Fluidkanalanordnung (4) geleitet wird, wobei die Temperatur des Kühlmediums auf einer Temperatur gehalten wird, welche kleiner als die Temperatur der Kalanderwalze (1) ist. . Trockenelektrode, produziert durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 17-22. . Trockenelektrode nach Anspruch 23, welche eine Dickentoleranz von weniger als 1 pm aufweist. . Verfahren zur Herstellung einer Kalanderwalze (1), wobei das Verfahren umfasst:
Herstellen eines oder mehrerer Kalanderwalzenteile; und
Verbinden des einen oder der mehreren Kalanderwalzenteile; wobei: das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile mindestens ein Speiserohr (9), mindestens einen Temperierkanal (6) und mindestens eine Ablaufleitung (8) umfassen; wobei die Kalanderwalze (1) ein erstes Ende und ein zweites Ende aufweist; und das mindestens eine Speiserohr (9) sich von dem ersten Ende bis in das zweite Ende hineinerstreckt. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile durch CNC-Bearbeitung, Schmieden, Feinguss, Spritzguss, Druckguss, additive Fertigung oder Kombinationen davon hergestellt werden. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das eine oder die mehreren Kalanderwalzenteile durch Metallgasschweißen, Lichtbogenschweißen, Wolfram-Inertgasschweißen, Flussmittelkernschweißen, Löten, Mischen, Kleben oder Kombinationen davon verbunden werden. Verfahren nach Anspruch 25, das ferner die Herstellung mindestens einer Isolierhülse (23) und das Verbinden der Isolierhülse (23) mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen umfasst, wobei die mindestens eine Isolationshülse (23) durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt wird; und die mindestens eine Isolationshülse (23) mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden ist. Verfahren nach Anspruch 25, das ferner die Herstellung mindestens einer Isolierschicht und das Verbinden der Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen umfasst, wobei die mindestens eine Isolierschicht durch Transferformen, Spritzgießen, Schmelzgießen, Formpressen, Vakuumformen, Pultrusion oder Kombinationen davon hergestellt wird; und die mindestens eine Isolierschicht mit dem einen oder den mehreren Kalanderwalzenteilen durch Kleben, mechanische Befestigung oder Kombinationen davon verbunden ist. Verfahren nach Anspruch 25, wobei die Kalanderwalze (1) eine Oberfläche aufweist, ferner umfassend das Behandeln der Oberfläche der Kalanderwalze (1), wobei die Oberfläche der Kalanderwalze (1) mit einer Mikroätzbehandlung, einer Lasergravurbehandlung, einer Superpolierbehandlung oder Kombinationen davon behandelt wird.
PCT/DE2022/100492 2022-01-18 2022-07-08 Temperierbare kalanderwalze zum herstellen einer elektrodenbahn im trockenelektrodenverfahren WO2023138712A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202280089098.5A CN118575291A (zh) 2022-01-18 2022-07-08 用于使用干电极法制造电极轨道的温度可控压延辊
TW112101964A TW202346063A (zh) 2022-01-18 2023-01-17 用於以乾電極工藝製造電極軌道之可調溫的壓延輥

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US202263300310P 2022-01-18 2022-01-18
US63/300,310 2022-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023138712A1 true WO2023138712A1 (de) 2023-07-27

Family

ID=82701941

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2022/100492 WO2023138712A1 (de) 2022-01-18 2022-07-08 Temperierbare kalanderwalze zum herstellen einer elektrodenbahn im trockenelektrodenverfahren

Country Status (3)

Country Link
CN (1) CN118575291A (de)
TW (1) TW202346063A (de)
WO (1) WO2023138712A1 (de)

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2936158A (en) * 1958-12-24 1960-05-10 Kentile Inc Heat exchange rolls
DE4311008A1 (de) * 1993-03-31 1994-11-03 Ermafa Kunststofftechnik Chemn Beheizte Walze, insbesondere für Dichtungsplattenkalander
JPH06337599A (ja) * 1993-03-26 1994-12-06 Fuji Photo Film Co Ltd 電子写真カラー転写画像形成方法及び装置
JPH0835517A (ja) * 1993-10-20 1996-02-06 Valmet Paper Mach Inc 熱ローラ軸用断熱組立体及び断熱部材
CN1203127A (zh) * 1997-06-19 1998-12-30 衡阳市连铸机配件总厂 全水冷辊及其制造方法
US20050003939A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 New Castle Industries, Inc. Roll having multiple fluid flow channels for use in producing and processing sheet material
CN2685051Y (zh) * 2004-03-08 2005-03-16 上海泓阳机械有限公司 一种塑料炼胶机的内加热轧辊
US20140225300A1 (en) * 2011-08-31 2014-08-14 Zeon Corporation Powder molding device and production method for powder molded product
CN105619638A (zh) * 2016-01-25 2016-06-01 青岛科技大学 一种开炼机或压延机辊筒及其制造方法
CN205522063U (zh) * 2016-01-25 2016-08-31 青岛科技大学 一种开炼机或压延机的双向温控辊筒
CN107297851A (zh) * 2017-08-01 2017-10-27 双钱集团（江苏）轮胎有限公司 两辊压延机辊筒进回水管道系统装置
CN207301830U (zh) * 2017-07-11 2018-05-01 深圳市新伟创实业有限公司 一种压延辊温度控制装置
CN113619143A (zh) * 2021-10-14 2021-11-09 三一技术装备有限公司 干法电极膜制备装置及其电池生产线

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2936158A (en) * 1958-12-24 1960-05-10 Kentile Inc Heat exchange rolls
JPH06337599A (ja) * 1993-03-26 1994-12-06 Fuji Photo Film Co Ltd 電子写真カラー転写画像形成方法及び装置
DE4311008A1 (de) * 1993-03-31 1994-11-03 Ermafa Kunststofftechnik Chemn Beheizte Walze, insbesondere für Dichtungsplattenkalander
JPH0835517A (ja) * 1993-10-20 1996-02-06 Valmet Paper Mach Inc 熱ローラ軸用断熱組立体及び断熱部材
CN1203127A (zh) * 1997-06-19 1998-12-30 衡阳市连铸机配件总厂 全水冷辊及其制造方法
US20050003939A1 (en) * 2003-07-02 2005-01-06 New Castle Industries, Inc. Roll having multiple fluid flow channels for use in producing and processing sheet material
CN2685051Y (zh) * 2004-03-08 2005-03-16 上海泓阳机械有限公司 一种塑料炼胶机的内加热轧辊
US20140225300A1 (en) * 2011-08-31 2014-08-14 Zeon Corporation Powder molding device and production method for powder molded product
CN105619638A (zh) * 2016-01-25 2016-06-01 青岛科技大学 一种开炼机或压延机辊筒及其制造方法
CN205522063U (zh) * 2016-01-25 2016-08-31 青岛科技大学 一种开炼机或压延机的双向温控辊筒
CN207301830U (zh) * 2017-07-11 2018-05-01 深圳市新伟创实业有限公司 一种压延辊温度控制装置
CN107297851A (zh) * 2017-08-01 2017-10-27 双钱集团（江苏）轮胎有限公司 两辊压延机辊筒进回水管道系统装置
CN113619143A (zh) * 2021-10-14 2021-11-09 三一技术装备有限公司 干法电极膜制备装置及其电池生产线

Also Published As

Publication number Publication date
TW202346063A (zh) 2023-12-01
CN118575291A (zh) 2024-08-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3332282C2 (de) Wärmetauschrohr
DE2837913C2 (de) Walze mit steuerbarer Durchbiegung, insbesondere für Maschinen zur Erzeugung und Verarbeitung von Bahnen aus Papier oder Kunststoff
DE2546444C3 (de) Wärmeaustauscherwand und Verfahren zu ihrer Herstellung
DE69515225T2 (de) Verfahren und Einrichtung zur Korrektion der Bombierung der Stranggiesswalzen für Metallband
DE112020000789B4 (de) Hochtemperaturbauteil und verfahren zur herstellung des hochtemperaturbauteils
EP1181991A2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum flexiblen Walzen eines Metallbandes
DE3427639A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum biegen laenglicher werkstuecke, insbesondere rohre
DE102020118216A1 (de) Plattenartiger Fluidbehälter
EP1240989B1 (de) Heizwalze für eine Heizeinrichtung zum Erwärmen einer Folienbahn aus thermoplastischem Kunststoff
DE102008023052A1 (de) Brennkammerwand bzw. Heißgaswand einer Brennkammer und Brennkammer mit einer Brennkammerwand
WO2023138712A1 (de) Temperierbare kalanderwalze zum herstellen einer elektrodenbahn im trockenelektrodenverfahren
DE3530454C2 (de)
DE19936077A1 (de) Temperierwalze
DE2552969A1 (de) Fuehrungsrolle fuer stranggussanlagen, mit auf einer mehrfach gelagerten achse angeordneten rollenabschnitten
DE202006005604U1 (de) Thermowalze
AT407720B (de) Giesswalze für kontinuierlichen guss mit gegenläufigen walzen für dünne stärken
EP3625511B1 (de) Vorrichtung zum kühlen, wärmen oder wärmeübertragen und verfahren zu deren herstellung
DE4209712A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Durchmesserbeeinflussung im Endbereich von Durchbiegungseinstellwalzen
DE102013101790A1 (de) Temperiervorrichtung, Anlage zur Temperierung und Verfahren zur Temperierung
DE2708434A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur herstellung von durchbruechen in bandmaterial
DE19744497C2 (de) Vorrichtung zur Herstellung von Formteilen aus Kunststoffmaterial
DE19845652C2 (de) Vorrichtung zum Glätten und Kühlen bzw. Kühlen einer extrudierten Materialbahn
DE102017221615B3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Wärmetauschers sowie Wärmetauscher
DE1752852C3 (de) Verfahren zum Herstellen eines Plattenwärmetauschers
DE19911963A1 (de) Verfahren zum Kalandern einer Papierbahn und ein Kalander nach diesem Verfahren

Legal Events

Date Code Title Description
REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R081

Owner name: MATTHEWS INTERNATIONAL CORPORATION, PITTSBURGH, US

Free format text: FORMER OWNER: MATTHEWS INTERNATIONAL GMBH, 48691 VREDEN, DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22747255

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

DPE1 Request for preliminary examination filed after expiration of 19th month from priority date (pct application filed from 20040101)
REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Representative=s name: JONES DAY RECHTSANWAELTE PATENTANWAELTE, DE

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022747255

Country of ref document: EP

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022747255

Country of ref document: EP

Effective date: 20240819

REG Reference to national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R082

Representative=s name: JONES DAY RECHTSANWAELTE PATENTANWAELTE, DE