電池極片多級軋輥機制造技術

一種電池極片多級軋輥機，包括定厚裝置，定厚裝置包括第一軋輥和第二軋輥，在第一軋輥和第二軋輥兩端的軸承座之間各設有一個調縫機構，液壓裝置作用于第一軋輥或第二軋輥的兩端，保持兩軋輥之間的輥縫基本恒定，還包括至少一個預壓裝置，每個預壓裝置包括第一預壓輥、第二預壓輥，以及一對預壓輥彈性液壓裝置，第一預壓輥與第二預壓輥之間構成預壓輥縫，預壓輥彈性液壓裝置分別作用于第一預壓輥或第二預壓輥的兩端，保持第一預壓輥或第二預壓輥的壓力基本恒定。本實用新型專利技術具有適用面廣，無論單面、雙面或普通極片，均可在不做任何結構調整的情況下使用，提高了的軋輥機的通用性。（*該技術在2024年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種對電池極片，尤其是鋰離子電池極片的電池極片多級軋輥 機。 電池極片多級軋輥機
技術介紹
鋰離子電池由鋰離子電芯、電解液、保護電路（PCM)及外殼部分組成。電芯則由正 極、負極以及隔膜組成。正極的組成部分為正極材料(如磷酸鐵鋰)+導電劑+粘合劑（PVDF) +集流體(鋁箔)，負極的組成部分為石墨+導電劑+增稠劑（CMC) +粘結劑（SBR) +集流體 (銅箔)。正極和負極在業界內一般稱為電池極片，為了提高電池極片表面材料的密度及厚 度的一致性，正負極片在涂布工序之后須進行滾壓，此工序稱為電池極片的軋制。 電池極片軋制的過程是電池極片由軋輥與電池極片間產生的摩擦力拉進旋轉的 軋輥之間，電池極片受壓變形的過程。電池極片的軋制不同于鋼塊的軋制，乳鋼的過程是 一個鐵分子沿縱向延伸和橫向寬展的過程，其密度在軋制過程中不發生變化；而電池極片 的軋制是一個正負極板上電池材料壓實的過程，其目的在于增加正極或負極材料的壓實密 度，合適的壓實密度可增大電池的放電容量，減小內阻，減小極化損失，延長電池的循環壽 命，提高鋰離子電池的利用率。經過試驗，合適的正極材料壓實密度約在2. 8g/cm3-3. 4g/cm3 之間，負極的約為1. 5g/cm3。壓實密度的過大或過小，都不利于鋰離子的嵌入或脫嵌。因此， 電池極片實施滾壓時，乳制力不宜過大也不宜過小，應符合電池極片材料的特征。 現有的電池極片軋輥機，最常用的兩輥軋機，它包括上輥和下輥，在所述上軋輥和 下軋輥的兩端軸承座之間各設有用于調節軋縫的一對楔塊(調隙裝置)，在下軋輥的兩端下 部設有將下軋輥向上頂的液壓裝置，所述液壓裝置保證軋縫的穩定，行業內稱之為定軋縫 軋制；還有就是見諸于專利文獻的三輥軋機，如中國專利文獻CN202411090U公開的交替 式電池極片軋機，包括上軋輥和下軋輥，在上軋棍和下軋輥之間又設置有中間軋輥；在下軋 輥下面設有下壓力裝置，下壓力裝置采用液壓傳動方式；在上軋輥上面設有上壓力裝置，上 壓力裝置采用螺桿傳動方式；在上軋輥和中間軋輥之間設有上調隙裝置，在下軋輥和中間 軋輥之間設有下調隙裝置。交替式軋機在中間軋輥同下軋輥之間完成第一道次軋制后，在 最短距離內把電池極片送入中間軋輥同上軋輥之間完成第二道次軋制，這種三輥式軋機其 實質也是定軋縫軋制。還有見諸于專利文獻的四輥軋機，如中國專利文獻CN公開的四輥 連軋電熱式電池極片軋機，包括機架、設置在機架上的電機和與電機傳動連接的軋制裝置， 所述軋制裝置包括水平并列設置的兩組對輥，每組對輥包括兩支上下并列設置的電磁加熱 輥；此電磁加熱輥包括中空的輥筒、設置在輥筒內部的芯棒和均勻纏繞在芯棒上的電磁線 圈；所述輥筒通過軸承I安裝在機架上；所述芯棒固定設置在機架上，芯棒一端端部延伸 出輥筒腔體并與機架固定連接，芯棒與輥筒之間通過軸承II活動連接。這種四輥軋機也是 定軋縫軋制。 現有定軋縫軋機它是利用基本恒定的軋縫來軋制電池極片的，它存在如下幾個方 面的問題，一是當基片兩面上的活性物質涂層面積不等時，在定軋縫壓制過種中，面積大的 多余部分的基本不被壓實，影響電池的容量，如圖1所示，在基片100的兩面分別設第一活 性物質涂層200和第二活性物質涂層300,其中第二活性物質涂層300的長度比第一活性 物質涂層200的長H，假設基片厚度為1〇μ，初始的第一活性物質涂層和第二活性物質涂層 的厚度各為12〇μ，壓縮比為70%，那么被壓縮后的電池極片厚度應為24〇μΧ70%+1〇μ-178μ， 為了防止電池極片在被壓縮后的反彈，一般將軋縫設的小于被壓縮后的電池極片厚度，即 小于178μ，一般為170_175μ，當設軋縫為170_175μ時，顯然，本例中的第二活性物質涂層 300的比第一活性物質涂層200的長出部分，即Η所對應部分，其厚度只有12〇μ，在通過 170_175μ的軋縫時，是沒有被壓縮的，這勢必影響到最后電池的容量；二是雙輥軋機單次 變形量過大，會造成活性物質涂層壓死、流延或向四周擴展，不利于活性物質涂層的壓實， 雖然，現有三輥或四輥軋機采用二個軋縫先后壓軋，乳縫，但其軋制出來的電池極片也不是 十分理想(也就是Η所對應部分沒有被壓縮);三是這種定輥式軋機，其作用力是作用在下軋 輥的兩端的楔塊上的，其有效壓力遠遠小于作用力，造成液壓力的浪費。 中國專利文獻CN203155697U公開了一種單雙面電池極片軋機，它是將四套碟簧 組件安裝在上下輥軸承座之間，極片軋制時，斜鐵脫開，油缸上壓壓力抵消碟簧的預壓力， 上下輥處于浮動狀態。在軋制單雙面極片的單面和雙面時保持壓力恒定，從而保證了單面 和雙面材料相同的壓縮率。在軋制普通極片時，調整斜鐵使斜鐵起到調整軋縫的作用，也 可軋制普通極片。這種軋機在軋制普通極片和其他單面和雙面極片之間，需要在斜鐵與碟 簧之間調換才可以使用，使得在不同極片厚度之間的使用變得繁瑣，使用受到一定限制；另 夕卜，將碟簧設在上下輥軸承座之間，無法做到對碟簧的彈力進行控制，隨著碟簧壓縮次數的 增加，碟簧的蠕變造成彈性系數發生變化，導致作用在極片上的壓力變化，且壓力變化不可 控，因此，其壓縮比就難以精準的控制。
技術實現思路
為了克服上述問題，本技術提供一種通用性好，無論單面、雙面或普通極片均 可使用，且電池極片的壓縮比可精準控制的電池極片多級軋輥機。 本技術的技術方案是：提供一種一種電池極片多級軋輥機，包括定厚裝置，所 述定厚裝置包括第一軋輥和第二軋輥，在所述第一軋輥和第二軋輥兩端的軸承座之間各設 有一個調縫機構，液壓裝置作用于所述第一軋輥或第二軋輥的兩端，保持兩軋輥之間的軋 縫基本恒定，還包括至少一個預壓裝置，每個所述預壓裝置包括預壓輥和一對預壓輥彈性 液壓氣壓裝置，所述預壓輥與所述第一軋輥或第二軋輥之間構成預壓軋縫，所述預壓輥彈 性液壓氣壓裝置分別作用于所述預壓輥的兩端，保持所述預壓輥的壓力基本恒定，達到數 字化控制精度。 本技術還提供一種電池極片多級軋輥機，包括定厚裝置，所述定厚裝置包括 第一軋輥和第二軋輥，在所述第一軋輥和第二軋輥兩端的軸承座之間各設有一個調縫機 構，液壓裝置作用于所述第一軋輥或第二軋輥的兩端，保持兩軋輥之間的軋縫基本恒定，還 包括至少一個預壓裝置，每個所述預壓裝置包括第一預壓輥、第二預壓輥，以及一對預壓輥 彈性液壓氣壓裝置，所述第一預壓輥與所述第二預壓輥之間構成預壓軋縫，所述預壓輥彈 性液壓氣壓裝置分別作用于所述第一預壓輥或第二預壓輥的兩端，保持所述第一預壓輥或 第二預壓輥的壓力基本恒定。 作為對本技術的改進，所述預壓輥彈性液壓氣壓裝置包括缸體，在所述缸體 內設有第一活塞和第二活塞，頂桿與第一活塞相連，并伸出于所述缸體的一端，作用于所述 第一預壓輥的兩端；所述第一活塞和第二活塞之間為空氣區，所述第二活塞遠離空氣區的 一面與所述缸體構成液壓區，所述液壓區通過液壓進口與液壓站連接。 作為對本技術的改進，還包括壓力檢測閉環調節裝置，所述壓力檢測閉環調 節裝置包括壓強傳感器和控制電路，所述壓強傳感器通過檢測所述預壓裝置的軋縫的壓 力，并通過模數轉換后輸送給控制電路，所述控制電路根據壓力的變本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種電池極片多級軋輥機，包括定厚裝置（1），所述定厚裝置（1）包括第一軋輥（11）和第二軋輥（12），在所述第一軋輥（11）和第二軋輥（12）兩端的軸承座之間各設有一個調縫機構，液壓裝置作用于所述第一軋輥（11）或第二軋輥（12）的兩端，保持兩軋輥之間的軋縫基本恒定，其特征在于，還包括至少一個預壓裝置（2），每個所述預壓裝置（2）包括預壓輥（21）和一對預壓輥彈性液壓氣壓裝置（22），所述預壓輥（21）與所述第一軋輥（11）或第二軋輥（12）之間構成預壓軋縫（23），所述彈性液壓氣壓裝置（22）分別作用于所述預壓輥（21）的兩端，保持所述預壓輥（21）的壓力基本恒定。

【技術特征摘要】
1. 一種電池極片多級軋輥機，包括定厚裝置（1 )，所述定厚裝置（1)包括第一軋輥（11) 和第二軋輥（12)，在所述第一軋輥（11)和第二軋輥（12)兩端的軸承座之間各設有一個調 縫機構，液壓裝置作用于所述第一軋輥（11)或第二軋輥（12)的兩端，保持兩軋輥之間的軋 縫基本恒定，其特征在于，還包括至少一個預壓裝置（2)，每個所述預壓裝置（2)包括預壓 輥（21)和一對預壓輥彈性液壓氣壓裝置（22)，所述預壓輥（21)與所述第一軋輥（11)或第 二軋輥（12)之間構成預壓軋縫（23)，所述彈性液壓氣壓裝置（22)分別作用于所述預壓輥 (21) 的兩端，保持所述預壓輥（21)的壓力基本恒定。2. 根據權利要求1所述的電池極片多級軋輥機，其特征在于，所述預壓輥彈性液壓氣 壓裝置（22)包括缸體（221)，在所述缸體（221)內設有第一活塞（222)和第二活塞（223)，頂 桿（224)與第一活塞（222)相連，并伸出于所述缸體（221)的一端，作用于所述預壓輥（21) 的兩端；所述第一活塞（222)和第二活塞（223)之間為空氣區（225)，所述第二活塞（223)遠 離空氣區（225)的一面與所述缸體（221)構成液壓區（226)，所述液壓區（226)通過液壓進 口（227)與液壓站連接。3. 根據權利要求1或2所述的電池極片多級軋輥機，其特征在于，還包括壓力檢測閉環 調節裝置，所述壓力檢測閉環調節裝置包括壓強傳感器、控制電路和機械執行機構，所述壓 強傳感器通過檢測所述預壓裝置（2)的軋縫的壓強，并通過模數轉換后輸送給控制電路，所 述控制電路根據壓強的變化通過所述機械執行機構來調節所述預壓輥彈性液壓氣壓裝置 (22) 的液壓或氣壓的大小。4. 根據權利要求1或2所述的電池極片多級軋輥機，其特征在于，還包括厚度檢測閉環 調節裝置，所述厚度檢測閉環調節裝置包括極片厚度測量機構和控制電路，所述極片厚度 測量機構通過檢測所述預壓裝置或定厚裝置后的電池極片的厚度，并通過模數轉換后輸送 給控制電路，所述控制電路根據極片厚度的變化來反饋調節所述彈性液壓氣壓裝置（22)的 液壓或氣壓的大小。5.根據權利要求1或2所述的電池極片多級軋輥機，其特征在于，還包括活性物質層的 顆粒完整性檢測閉環調節裝置，所述顆粒完整性檢測閉環調節裝置包括數碼攝像頭或射線 成像和控制電路及執行機構，所述數碼攝像頭或射線成像拍攝在所述預壓裝置或定厚裝置 后的電池極片的活性物質層表面的圖像，輸送給控制電路，控制電路將拍攝得到的圖像與 預在控制電路中的標準圖像進行比較，且根據比較結果來反饋調節所述彈性液壓氣壓裝置 (22)的液壓或氣壓的大小。6. -種電池...

【專利技術屬性】
技術研發人員：楊志明，
申請(專利權)人：深圳市信宇人科技有限公司，
類型：新型
國別省市：廣東;44