CN102723461B - 一种极片辊压机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极片辊压机，包括放卷机构、输送机构、辊压机构和收卷机构，所述辊压机构包括相对设置的上压辊和下压辊以及用于驱动上、下压辊相对运动以实施辊压的压辊驱动机构，还包括耦合到所述上压辊和/或下压辊的逆驱动机构，所述逆驱动机构可控地对上压辊和/或下压辊施加与压辊靠拢方向相反的作用力以消除或减弱压辊震动。本发明可使两压辊在间隙变化时保持平稳，避免在辊压极片时产生不希望的震动，从而提高辊压质量和设备使用寿命。

Description

一种极片辊压机

技术领域

本发明涉及电池极片制作设备，尤其是一种用于对涂覆完成的极片进行辊压的辊压机。

背景技术

锂电池极片的制备一般是先将活性物质及各种添加剂的混合物等涂覆在基材上，涂覆后的基材经辊压形成极片，极片辊压成型过程影响到极片的均匀性及厚度等，进而影响电池的性能，因此对辊压机的要求较高。业界对此技术的研究从未间断过。

中国专利文献200810054790.6公开了一种液压伺服电池极片轧机，采用在安装压辊的轴承座上面连接压下伺服液压缸，在上辊和下辊的轴承座外侧安装调整两辊间隙的弯辊液压缸，实现了两辊之间间隙的调整，但该结构在对间隙涂布的极片进行辊压时容易产生震动，例如由于间隙涂布的极片的厚度存在变化，因此在极片的间隙位将会使两辊有很大的震动，因而无法实现上下辊压力平衡，影响极片辊压质量，且影响设备使用和寿命。

中国专利文献200520128637.5所公开了一种电池极片轧机用测厚装置，采用丝杆螺母带动带有数字千分表的测量臂沿极片宽度方向移动，测试几个点的厚度值以确定极片的厚度。但该技术不能实现对极片进行在线测厚，测量效率较低，且采用数字千分表打点测厚，易损坏极片，影响电池质量。

另外，现有加热辊一般采用电加热，电加热不均匀，而采用油加热的极少。中国专利文献201010589992.8所公开了一种导热油加热辊，采用辊轴加轴套的油加热结构，在辊轴外圆周上设置有螺旋槽构成的油路，轴套套装在辊轴的外圆周上，油路为双向油路，此种结构增加了辊轴辊面的有效使用宽度，但其油路循环性能差，且轴套与辊轴配合的结构刚性较一体结构差。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种极片辊压机，可使两辊在间隙变化时保持平稳，避免在辊压极片时产生不希望的震动，以提高辊压质量和设备使用寿命。

本发明进一步的目的是准确、实时和高效地测量极片厚度，实现辊压的精确控制，确保极片辊压质量。

本发明进一步的目的是提高极片辊压的密度，且提升油路循环性能，降低能耗。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种极片辊压机，包括放卷机构、输送机构、辊压机构和收卷机构，所述辊压机构包括相对设置的上压辊和下压辊以及用于驱动上、下压辊相对运动以实施辊压的压辊驱动机构，还包括耦合到所述上压辊和/或下压辊的逆驱动机构，所述逆驱动机构可控地对上压辊和/或下压辊施加与压辊靠拢方向相反的作用力以消除或减弱压辊震动。

优选地，所述逆驱动机构为采用液压驱动或气压驱动的逆压缸。

更优选地，所述上、下压辊上下相对设置，所述逆驱动机构包括用于对所述上压辊施加向上压力的上逆压缸和用于对所述下压辊施加向下压力的下逆压缸。

更优选地，所述压辊驱动机构包括用于驱动所述上压辊升降的两个伺服电机和用于驱动所述下压辊升降的液压缸，其中所述两个伺服电机分别同步驱动所述上压辊的两端。

更优选地，所述上、下压辊为设置有油路的油加热压辊，所述压辊具有供油系统、回收系统和内部油路，所述内部油路包括中心油路和若干组辊面油路，各组辊面油路均包括第一斜向油路、第二斜向油路和靠近辊面设置的轴向油路，导热油经所述轴向油路的起始端流入尾端，所述第一斜向油路和所述第二斜向油路的一端分别与轴向油路的起始端和尾端相通，所述中心油路包括中心油孔、芯棒和循环油孔，所述芯棒紧配合嵌入所述中心油孔中，所述循环油孔贯通于所述芯棒中，所述第一斜向油路和所述第二斜向油路的另一端分别与由所述芯棒分隔开的所述中心油路连通，其中所述第二斜向油路通过所述中心油孔与所述循环油孔连通。

更优选地，所述压辊包括以所述压辊轴向为圆心的同一圆周上布置的3条所述轴向油路，各轴向油路之间首尾依次连通，导热油经第一条轴向油路的起始端流入第三条轴向油路的尾端，所述第一斜向油路和所述第二斜向油路的所述一端分别与第一条轴向油路的起始端和第三条轴向油路的尾端相通。

更优选地，所述压辊包括绕所述压辊的圆周均匀布置的10组所述辊面油路。

更优选地，还包括配合所述辊压机构设置的自动穿带机构，所述自动穿带机构包括链条、穿带辊、S辊、穿带杆以及若干穿带过辊，所述链条有相互平行的两条且绕经各辊而形成闭合路径，所述穿带辊通过电机驱动旋转，使所述链条沿所述闭合路径移动，所述穿带杆固定在两链条之间，在所述链条移动的过程中被所述链条带动沿链条路径移动，需辊压的极片的起始端固定在所述穿带杆上，优选地，所述S辊为可加热极片的加热辊。

更优选地，包括在线测厚机构，所述在线测厚机构包括使用激光测厚的第一测厚机构和第二测厚机构，所述第一测厚机构和所述第二测厚机构分别位于所述辊压机构之前和所述辊压机构之后，所述第一测厚机构用于测量辊压前极片的厚度，所述第二测厚机构用于测量辊压后极片的厚度，所述第一测厚机构和所述第二测厚机构设置成测量辊压前和辊压后极片的同一点，还可以在所述第二测厚机构之后设置用于手动测厚的第三测厚机构。

优选地，还包括张力控制机构、自动接带机构、切边料机构、刷粉机构中的一者或多者，所述张力控制机构用于控制被输送极片的张力稳定，所述自动接带机构用于将极片自动引导到输送机构，所述切边料机构用于在辊压之前切除极片的多余边料，所述刷粉机构用于在辊压之前将粉尘清除。

本发明有益的技术效果在于：

根据本发明，当上、下压辊被驱动相对运动进行辊压时，在上、下压辊之间极片的厚度发生变化的瞬间，可控制对上压辊和/或下压辊施加与辊压方向相反的作用力（或简称逆压），使得两辊在间隙变化时保持平稳，避免在辊压间隙涂布极片时产生不希望的震动，从而在最大限度上达到恒间隙辊压和恒压力辊压,保证辊压质量和设备使用寿命。优选地，可分别对上、下压辊施加逆压力，从而更为有效地避免震动。

进一步地，在辊压前和辊压后同点测量极片厚度，准确的计算厚度差值，不仅保证了极片辊压质量，也实现了辊压的精确控制。

进一步地，上、下压辊采用油加热的压辊，并采用前述的油路系统，能够获得在辊压的同时均匀加热极片且具有良好刚性的压辊。此压辊的油路设计能够循环利用导热油，节约能量，提高极片辊压的密度。

进一步地，采用前述的自动穿带机构，减少了人工操作，保证了穿带质量，使辊压过程方便、快捷。

本发明适用于各种电池极片例如锂离子极片制作过程中的辊压。

附图说明

图1 本发明极片辊压机一种实施例的示意图；

图2 本发明一种实施例中的穿带机构示意图；

图3 本发明一种实施例中的油加热轧辊示意图；

图4 本发明一种实施例中的油加热轧辊断面示意图。

具体实施方式

以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

请参阅图1，在一个实施例里极片辊压机可以包括放卷机构1、传送机构、辊压机构6、收卷机构7，其中辊压机构6包括可相对运动的上压辊、下压辊、逆压机构以及为上压辊和下压辊分别配置的驱动机构。逆压机构可以是液压缸或气缸，以下称为逆压缸。在一些优选的实施例里，极片辊压机还可以包括张力控制机构2、自动接带机构3、切边料机构4、刷粉机构5中的一者或多者。

辊压机构6的驱动机构可包括至少2个伺服电机、至少2个液压缸以及液压系统，其中所述伺服电机驱动所述上压辊升降，而所述液压缸驱动所述下压辊升降。

具体来说，逆压缸可以是至少8个逆压缸，例如，其中4个逆压缸对上压辊施加向上的压力，而另外4个逆压缸对所述下压辊施加向下的压力。

所述上压辊和所述下压辊可均为油加热压辊，其中设置有油路。

在如图1所示的一个具体实施例中，辊压机构6包括上压辊61、下压辊62、伺服电机63、液压缸64、逆压缸65以及液压系统，上压辊61和下压辊62上下相对设置，上压辊61由伺服电机控制快速升降，伺服电机包含两个，同步驱动上压辊的两端，下压辊62由液压缸64控制快速升降，上、下压辊分别由四个逆压缸65控制施加反向拉力，即逆压缸对上压辊施加向上的压力，逆压缸对下压辊施加向下的压力，防止两压辊间隙变化时产生较大的震动，使得两压辊在满足间隙变化时升降平稳方便。

参阅图1，极片辊压机还可以包括在线测厚机构。在线测厚机构可包括第一测厚机构8和第二测厚机构9。第一测厚机构8和第二测厚机构9可均为激光测厚，分别位于辊压机构之前和辊压机构之后，第一测厚机构8测量辊压前极片的厚度，第二测厚机构9测量辊压后极片的厚度，第一测厚机构8和第二测厚机构9设置成测量辊压前和辊压后极片的同一点，从而可根据两者的在先测量值，精确计算极片辊压前后的厚度差值。视需要，还可以在第二测厚机构9之后设置用于手动测厚的第三测厚机构10。

极片经辊压机构6的穿带过程可采用自动或手动穿带形式。参阅图2，极片辊压机还可以包括自动穿带机构11。自动穿带机构11可以包括链条111、穿带辊112、S辊113、穿带杆114以及若干穿带过辊。链条111设置有相互平行的两条且经各辊形成闭合路径，穿带辊112通过电机驱动旋转，使链条沿闭合路径移动，穿带杆114固定在两链条之间，可在链条移动的过程中被链条带动沿链条路径移动，需辊压的极片的起始端固定在穿带杆114上，极片由穿带杆带动沿链条的路径穿带。S辊可提供一定的张力控制，S辊也可以为加热辊，即还可加热极片。

参阅图3及图4，上压辊61和下压辊62可均为刚性好的油加热的压辊。压辊具有供油系统、回收系统和内部油路。其中内部油路包括中心油路和若干组辊面油路，各组辊面油路均包括第一斜向油路610、第二斜向油路611和靠近辊面设置的轴向油路612。轴向油路612例如是3条，各轴向油路间通过油槽及连接件首尾依次连通，导热油经第一条轴向油路的起始端流入第三条轴向油路的尾端，第一斜向油路610和第二斜向油路611的一端分别与第一条轴向油路的起始端和第三条轴向油路的尾端相通，中心油路包括中心油孔613、芯棒614、循环油孔615，芯棒614嵌入中心油孔613中，循环油孔615位于芯棒中心，第一斜向油路和第二斜向油路的另一端分别与由芯棒614分隔开的中心油路连通，其中第二斜向油路通过中心油孔与循环油孔连通。

上、下压辊的导热油流经内部油路的顺序为：导热油经供油系统进入中心油孔613，由于芯棒614的阻挡作用，经第一斜向油路610进入，再进入其中一轴向油路的起始端，经油槽进入另外2条轴向油路后由另外一条轴向油路的尾端流出，进入第二斜向油路，并经第二斜向油路进入中心油孔，而后由芯棒上的循环油孔返回供油系统循环加热压辊。

如图4所示，上、下压辊优选各包括沿圆周均匀布置的10组辊面油路，各组辊面油路均连通中心油路。

一个具体实施例的辊压机工作过程如下：

需辊压的极片在放卷机构自动纠偏放卷，经张力控制机构控制张力稳定、切边料机构切除多余边料，经刷粉机构清除极片表面的粉尘，并由第一测厚机构测量辊压前极片厚度后进入辊压机构，辊压时，上、下压辊快速升降保持缝隙恒定或恒压力，并各由4个逆压缸提供反向拉力，保持升降平稳，辊压后，第二测厚机构对辊压后的极片进行测厚，控制系统计算其与第一次测厚的厚度差，供操作人员观察，若需要可利用第三测厚机构进行手动测厚，测厚完成后稳定张力收卷。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。例如，对实现减小间隙、减弱震动来说，对一个压辊实施逆压控制即可达到其效果。又例如，本发明中所称的“上压辊”和“下压辊”并不意味两个压辊一定需要上下设置。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种极片辊压机，包括放卷机构、输送机构、辊压机构和收卷机构，所述辊压机构包括相对设置的上压辊和下压辊以及用于驱动上、下压辊相对运动以实施辊压的压辊驱动机构，其特征在于，还包括耦合到所述上压辊和/或下压辊的逆驱动机构，所述逆驱动机构为采用液压驱动或气压驱动的逆压缸,所述逆驱动机构可控地对上压辊和/或下压辊施加与压辊靠拢方向相反的作用力以消除或减弱压辊震动。

2.如权利要求1所述的极片辊压机，其特征在于,所述上、下压辊上下相对设置，所述逆驱动机构包括用于对所述上压辊施加向上压力的上逆压缸和用于对所述下压辊施加向下压力的下逆压缸。

3.如权利要求2所述的极片辊压机，其特征在于,所述压辊驱动机构包括用于驱动所述上压辊升降的两个伺服电机和用于驱动所述下压辊升降的液压缸，其中所述两个伺服电机分别同步驱动所述上压辊的两端。

4.如权利要求1至3任一项所述的极片辊压机，其特征在于,所述上、下压辊为设置有油路的油加热压辊，所述油加热压辊具有供油系统、回收系统和内部油路，所述内部油路包括中心油路和若干组辊面油路，各组辊面油路均包括第一斜向油路、第二斜向油路和靠近辊面设置的轴向油路，导热油经所述轴向油路的起始端流入尾端，所述第一斜向油路和所述第二斜向油路的一端分别与轴向油路的起始端和尾端相通，所述中心油路包括中心油孔、芯棒和循环油孔，所述芯棒紧配合嵌入所述中心油孔中，所述循环油孔贯通于所述芯棒中，所述第一斜向油路和所述第二斜向油路的另一端分别与由所述芯棒分隔开的所述中心油路连通，其中所述第二斜向油路通过所述中心油孔与所述循环油孔连通。

5.如权利要求4所述的极片辊压机，其特征在于,所述油加热压辊包括以所述油加热压辊轴向为圆心的同一圆周上布置的3条所述轴向油路，各轴向油路之间首尾依次连通，导热油经第一条轴向油路的起始端流入第三条轴向油路的尾端，所述第一斜向油路和所述第二斜向油路的所述一端分别与第一条轴向油路的起始端和第三条轴向油路的尾端相通。

6.如权利要求4所述的极片辊压机，其特征在于,所述油加热压辊包括绕所述油加热压辊的圆周均匀布置的10组所述辊面油路。

7.如权利要求1至3任一项所述的极片辊压机，其特征在于,还包括配合所述辊压机构设置的自动穿带机构，所述自动穿带机构包括链条、穿带辊、S辊、穿带杆以及若干穿带过辊，所述链条有相互平行的两条且绕经各辊而形成闭合路径，所述穿带辊通过电机驱动旋转，使所述链条沿所述闭合路径移动，所述穿带杆固定在两链条之间，在所述链条移动的过程中被所述链条带动沿链条路径移动，需辊压的极片的起始端固定在所述穿带杆上。

8.如权利要求7所述的极片辊压机，其特征在于,所述S辊为可加热极片的加热辊。

9.如权利要求1至3任一项所述的极片辊压机，其特征在于,还包括在线测厚机构，所述在线测厚机构包括使用激光测厚的第一测厚机构和第二测厚机构，所述第一测厚机构和所述第二测厚机构分别位于所述辊压机构之前和所述辊压机构之后，所述第一测厚机构用于测量辊压前极片的厚度，所述第二测厚机构用于测量辊压后极片的厚度，所述第一测厚机构和所述第二测厚机构设置成测量辊压前和辊压后极片的同一点。

10.如权利要求9所述的极片辊压机，其特征在于,在线测厚机构还包括在所述第二测厚机构之后设置用于手动测厚的第三测厚机构。

11.如权利要求1至3任一项所述的极片辊压机，其特征在于,还包括张力控制机构、自动接带机构、切边料机构、刷粉机构中的一者或多者，所述张力控制机构用于控制被输送极片的张力稳定，所述自动接带机构用于将极片自动引导到输送机构，所述切边料机构用于在辊压之前切除极片的多余边料，所述刷粉机构用于在辊压之前将粉尘清除。