CN208797098U - 极片辊压装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种极片辊压装置，用于辊压极片，极片包括涂膜区和非涂膜区，极片辊压装置包括压辊组、加热部件和冷却部件，加热部件用于加热极片，冷却部件用于冷却极片；加热部件还包括拉伸组件，当加热部件对极片进行加热时，拉伸组件能够对非涂膜区进行拉伸；极片经过加热部件后，再经过冷却部件；加热部件与冷却部件，用于减小非涂膜区的延展性参数与涂膜区的延长性参数之间的差值。当该极片经过加热部件后再经过冷却部件时，温度降低，使得拉伸后的非涂膜区弹性回弹程度减小，使其保持拉伸状态，从而降低涂膜区与非涂膜区延展性参数的差值，降低极片拉伸过程中皱褶的风险，提高极片的性能，并防止极片因存在皱褶而无法收卷。

Description

极片辊压装置

【技术领域】

本申请涉及储能器件加工技术领域，尤其涉及一种极片辊压装置。

【背景技术】

目前，锂离子电池阴阳极极片制备工艺包括搅拌、涂布、辊压、分条、极耳区成型等工序，以制备出满足用于装配要求的极片。辊压的目的在于使活性物质与基材结合更加紧密、厚度更加均匀，从而提升极片的压实密度以提高电池能量密度。锂电池辊压机的结构通常包括收放卷系统，纠偏系统，轧制系统，测厚系统等几部分。

目前，采用复合基材(塑料层镀金属层)代替铜箔(或铝箔)基材，且在复合基材的预定位置涂布活性物质，形成涂布区和非涂布区。在辊压过程中，需对非涂布区进行加热拉伸，但是，由于非涂布区的塑料层加热后会发生弹性回弹现象，导致极片存在褶皱，褶皱严重时导致极片无法收卷。

【实用新型内容】

有鉴于此，本申请实施例提供了一种极片辊压装置，用以解决现有技术中加热拉伸时非涂布区因弹性回弹导致的极片褶皱问题。

本申请实施例提供了一种极片辊压装置，用于辊压极片，极片包括涂膜区和非涂膜区，其特征在于，所述极片辊压装置包括压辊组、加热部件和冷却部件，所述加热部件用于加热极片，所述冷却部件用于冷却极片；

所述加热部件还包括拉伸组件，当所述加热部件对极片进行加热时，所述拉伸组件能够对非涂膜区进行拉伸；

极片经过所述加热部件后，再经过所述冷却部件；

所述加热部件与所述冷却部件，用于减小非涂膜区的延展性参数与涂膜区的延长性参数之间的差值。

优选地，所述加热部件与所述冷却部件相互紧邻设置。

优选地，所述加热部件包括沿极片的宽度方向间隔分布的多个第一加热单元，所述第一加热单元用于直接加热对应的各非涂膜区；

所述冷却部件包括沿极片的宽度方向间隔分布的多个第一冷却单元，所述第一冷却单元用于直接冷却对应的各非涂膜区。

优选地，所述加热部件还包括沿极片的宽度方向间隔分布的第二加热单元，所述第二加热单元用于直接加热对应的涂膜区；

所述冷却部件还包括沿极片的宽度方向间隔分布的第二冷却单元，所述第二冷却单元用于直接冷却对应的涂膜区。

优选地，所述第一加热单元将非涂膜区加热至第一预定温度，所述第二加热单元将涂膜区加热至第二预定温度；

所述第一预定温度高于所述第二预定温度；

所述第一预定温度在室温至350℃之间，所述第二预定温度在室温至350℃之间。

优选地，所述加热部件为一体式结构；

所述冷却部件为一体式结构。

优选地，所述加热部件包括磁感应加热部件、热风加热部件、辐射加热部件、红外加热部件或微波加热部件中的一种或多种。

优选地，所述冷却部件包括风冷部件、冷风箱部件或液体冷却部件中的一种或多种。

优选地，所述加热部件与所述压辊组之间设置有过辊，极片绕于所述过辊，以使极片处于与加热部件相适配的位置。

优选地，所述拉伸组件包括设于所述冷却部件下游的拉伸辊以及张力监测部件，所述极片辊压装置的控制部件能够根据所述张力监测部件的监测结果，控制所述拉伸辊的转速。

本申请中，在辊压过程中，由于厚度的差异，涂膜区的延展性参数(例如伸长的长度)大于非涂膜区的延展性参数，且当加热部件加热极片、同时拉伸非涂膜区时，由于温度升高，非涂膜区的延展性参数增大，能够减小涂膜区与非涂膜区之间延展性参数的差距。同时，当该极片经过加热部件后再经过冷却部件时，温度降低，使得拉伸后的非涂膜区弹性回弹程度减小，使其保持拉伸状态，从而降低因非涂膜区弹性回弹而导致的涂膜区与非涂膜区延展性参数的差值，能够降低极片拉伸过程中皱褶的风险，进而提高极片的性能，并防止极片因存在皱褶而无法收卷。

【附图说明】

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请所提供极片辊压装置在一种具体实施例中的示意图；

图2为图1中极片的示意图。

附图标记：

1 压辊组

11 上压辊

12 下压辊

2 加热部件

3 冷却部件

4 第一过辊

5 第二过辊

6 第三过辊

7 极片

71 涂膜区

72 非涂膜区

【具体实施方式】

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。

应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

需要注意的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

锂电池极片生产过程中，为了提高生产效率，采用斑马条纹涂布，即沿极片7基材的宽度方向(如图2所示)间隔涂布活性物质，从而使得该极片7在宽度方向W上具有间隔分布的涂膜区71和非涂膜区72。且采用复合基材代替金属基材时，该极片7的非涂膜区72为塑料层镀金属层。

由于涂膜区71的厚度大于非涂膜区72的厚度，辊压过程中，首先辊压涂膜区71，即涂膜区71发生延展(即辊压过程中涂膜区71伸长)，而非涂膜区 72无延展(辊压过程中非涂膜区72长度基本不变)，导致二者存在延展差(延展差指的是涂膜区71与非涂膜区72变形尺寸或变形程度有差距)。为了减小辊压过程中涂膜区71与非涂膜区72的延展差，可在辊压的同时拉伸非涂膜区 72，且为了提高该非涂膜区72拉伸时的延展性(增大非涂膜区72拉伸时伸长的尺寸)，可在拉伸的同时加热非涂膜区72，以使其具有良好的延展性，进一步减小辊压过程中涂膜区71与非涂膜区72之间的延展差，即二者辊压过程中伸长的尺寸差距减小。

但是，由于非涂膜区72为塑料层镀金属层，加热拉伸后塑料层容易发生弹性回弹现象，导致非涂膜区72拉伸后的伸长尺寸减小，从而导致非涂膜区 72与涂膜区71之间的延展性差距增大，进而导致极片存在褶皱。

本申请主要通过减小拉伸时极片7的涂膜区71与非涂膜区72延展性参数之间的差值，来解决上述技术问题。

请参考附图1和2，其中，图1为本申请所提供极片辊压装置在一种具体实施例中的示意图；图2为图1中极片的示意图。

需要说明的是，图1中箭头所示的方向为极片7在极片辊压装置中的运动方向，且与极片7运动方向相同的方向为下游方向，与极片7运动方向相反的方向为上游方向。同时，图2所示的上下方向表示极片7的长度方向(L)，也即图1种极片7的运动方向，左右方向表示极片7的宽度方向(W)。

在一种具体实施例中，本申请提供一种极片辊压装置，该极片辊压装置用于加工锂电池的极片7，其中，该极片7经涂布工艺后，沿宽度方向包括间隔分布的涂膜区71和非涂膜区72，如图1所示，极片辊压装置包括压辊组1，压辊组1包括相适配的上压辊11和下压辊12，加工时，能够轧制通过的极片7。

同时，如图1所示，该极片辊压装置还包括加热部件和冷却部件，其中，加热部件用于加热极片7，冷却部件用于冷却极片7，且在该极片辊压装置中，极片 7经过加热部件进行加热后，再进入冷却部件进行冷却。且该加热部件还包括拉伸组件，当加热部件对极片7进行加热时，该拉伸组件能够对非涂膜区72进行拉伸，以使其具有预定的尺寸。上述加热部件与冷却部件，用于减小非涂膜区72 的延展性参数与涂膜区71的延长性参数之间的差值，即能够减小辊压过程中非涂膜区72的伸长尺寸与涂膜区71的伸长尺寸之间的差值。

本申请中，在辊压过程中，由于厚度的差异，涂膜区71的延展性参数(例如伸长的长度)大于非涂膜区72的延展性参数，且当加热部件加热极片、同时拉伸非涂膜区72时，由于温度升高，非涂膜区72的延展性参数增大，能够减小涂膜区71与非涂膜区72之间延展性参数的差距。同时，当该极片经过加热部件后再经过冷却部件时，温度降低，使得拉伸后的非涂膜区72弹性回弹程度减小，使其保持拉伸状态，从而降低因非涂膜区72弹性回弹而导致的涂膜区71与非涂膜区72延展性参数的差值，能够降低极片7拉伸过程中皱褶的风险，进而提高极片7的性能，并防止极片7因存在皱褶而无法收卷。

同时，本实施例中，设置加热部件2与冷却部件3后，因为二者之间的极片7温度上升，使得该部分非涂膜区72弹性模量减小，在拉伸组件的拉力作用下，该部分非涂膜区72产生塑性变形，而其它位置的非涂膜区72在相同大小的拉力作用下只能产生弹性变形，或者变形量较小；发生较大塑性变形的非涂膜区72经过冷却部件3时，弹性模量变大，只能发生弹性变形或变形量减小。因此，加热部件2和冷却部件3之间的该部分非涂膜区72能够发生明显拉伸变形，即设置加热部件2和冷却部件3后，不仅能够降低极片7发生褶皱的风险，还有助于极片7的拉伸成型。

具体地，在第一种具体实施例中，极片7运动过程中，如图2所示，该加热部件2用于加热非涂膜区72，即沿宽度方向间隔分布的非涂膜区72与涂膜区 71中，仅非涂膜区72的温度升高，涂膜区71的温度未改变(涂膜区71温度未改变指的是加热部件2未直接加热涂膜区71，但由于涂膜区71与非涂膜区72之间存在热传导，涂膜区71也存在一定程度的升温)，因此，该加热部件2包括沿极片7的宽度方向(如图2所示的宽度方向)间隔分布的多个第一加热单元，各第一加热单元与各非涂膜区72对应设置，以便直接加热各非涂膜区72。

同样地，该实施例中，冷却部件3用于冷却非涂膜区72，即沿宽度方向间隔分布的非涂膜区72与涂膜区71中，仅非涂膜区72的温度降低，涂膜区71的温度未降低(冷却部件3未直接冷却涂膜区71，但由于涂膜区71与非涂膜区72 之间存在热传导，涂膜区71也存在一定程度的降温)。因此，该冷却部件3沿极片7的宽度方向(如图2所示的宽度方向)间隔分布的多个第一冷却单元，各冷却单元与非涂膜区72对应设置，以便直接冷却各非涂膜区72。

进一步地，该加热部件2可用于加热非涂膜区72和涂膜区71，冷却部件3 可用于冷却非涂膜区72和涂膜区71，具体地，该加热部件2还包括沿极片7的宽度方向间隔分布的若干第二加热单元，且各第二加热单元与各涂膜区71对应设置，以便直接加热涂膜区71。因此，该实施例中，加热部件2包括沿极片7的宽度方向间隔分布的第一加热单元和第二加热单元。

同时，冷却部件3还包括间隔分布的若干第二冷却单元，各第二冷却单元与各涂膜区71对应设置，以便直接冷却涂膜区71。因此，该实施例中，冷却部件3包括沿极片7的宽度方向间隔分布的第一冷却单元和第二冷却单元。

具体地，本实施例中，第一加热单元将非涂膜区72加热至第一预定温度，第二加热单元将涂膜区71加热至第二预定温度，且第一预定温度高于第二预定温度。其中，该第一预定温度在室温至350℃之间，第二预定温度在室温至350℃之间。

因此，加热部件2包括间隔分布的第一加热部件和第二加热部件时，能够灵活控制涂膜区71与非涂膜区72的温度，即能够使得二者加热后具有不同的温度，从而能够灵活调整二者的延展性参数，降低二者延展性参数的差值。

在另一种具体实施例中，加热部件2为一体式结构，即极片7通过时，该加热部件2能够同时加热非涂膜区72和涂膜区71，同样地，冷却部件3也可为一体式结构，极片7通过时，该冷却部件3能够同时冷却非涂膜区72和涂膜区 71。

本实施例中，加热部件2将经过的非涂膜区72和涂膜区71加热至相同的温度，因此，二者的弹性模量均减小，延展性均提高，但是，由于非涂膜区72 和涂膜区71材料性质的区别，当二者具有相同、较高的温度时，非涂膜区72 的弹性模量减小量较小，因此，其延展性参数的增加量较小，从而能够减小非涂膜区72与涂膜区71之间延展性参数的差值。

以上各实施例中，加热部件2与压辊组1之间设置有若干过辊，极片7绕于各过辊，以使极片7处于与加热部件2相适配的位置。

如图1所示的实施例中，加热部件2与压辊组1之间设置有第一过辊4与第二过辊5，且极片7经过第二过辊5后，以近似水平的方向经过加热部件5，使得加热部件5的布置更加方便。因此，通过设置过辊，能够调整极片7的运动方向和位置。

同时，加热部件2的入口和出口、冷却部件3的入口和出口均可设置过辊，以便调整基材7的运动方向，以使基材7能够与加热部件2和冷却部件3适配，实现加热和冷却。

另一方面，上述各实施例中，拉伸组件(图1中未示出)可包括设于冷却部件3下游的若干拉伸辊，各拉伸辊能够对其上游的极片7施加拉力，以使加热部件2与冷却部件3之间的非涂膜区72和涂膜区71被拉伸。同时，该拉伸组件还可包括张力监测部件，用于监测该拉伸组件上游的极片7的张力。

该极片辊压装置还包括控制部件，用于控制各部件的开启、关闭和运行速度，例如，该控制部件能够控制上压辊11和下压辊12的转速、各过辊的转速、加热部件2中第一加热单元和第二加热单元预定加热温度以及冷却部件3 中第一冷却单元和第二冷却单元的预定冷却温度。同时，该控制部件还能够张力监测部件的监测结果控制拉伸辊的转速。

当控制部件判断张力监测部件监测到的极片7的张力较小时，控制拉伸辊转速增大，以增大极片7的张力，并增大施加于极片7的拉力；当控制部件判断张力监测部件监测到的极片7的张力过大时，控制拉伸辊转速减小，以减小极片7的张力和施加于极片7的拉力。

同时，图1所示的实施例中，冷却部件3与拉伸组件之间设置有第三过辊6。

以上各实施例中，加热部件2可为磁感应加热部件、热风加热部件、辐射加热部件、红外加热部件、微波加热部件中的一种或多种，只要能够将非涂膜区72加热到预定温度即可。另外，冷却部件3可为风冷部件、冷风箱部件、液体冷却部件中的一种或多种，只要能够将非涂膜区72冷却到预定温度即可。

因此，本申请中，对加热部件和冷却部件的具体结构不作限定。

以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种极片辊压装置，用于辊压极片，极片包括涂膜区和非涂膜区，其特征在于，所述极片辊压装置包括压辊组、加热部件和冷却部件，

所述加热部件用于加热极片，所述冷却部件用于冷却极片；

所述加热部件还包括拉伸组件，当所述加热部件对极片进行加热时，所述拉伸组件能够对非涂膜区进行拉伸；

极片经过所述加热部件后，再经过所述冷却部件；

所述加热部件与所述冷却部件，用于减小非涂膜区的延展性参数与涂膜区的延长性参数之间的差值。

2.根据权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述加热部件与所述冷却部件相互紧邻设置。

3.根据权利要求2所述的极片辊压装置，其特征在于，所述加热部件包括沿极片的宽度方向间隔分布的多个第一加热单元，所述第一加热单元用于直接加热对应的各非涂膜区；

所述冷却部件包括沿极片的宽度方向间隔分布的多个第一冷却单元，所述第一冷却单元用于直接冷却对应的各非涂膜区。

4.根据权利要求3所述的极片辊压装置，其特征在于，所述加热部件还包括沿极片的宽度方向间隔分布的第二加热单元，所述第二加热单元用于直接加热对应的涂膜区；

所述冷却部件还包括沿极片的宽度方向间隔分布的第二冷却单元，所述第二冷却单元用于直接冷却对应的涂膜区。

5.根据权利要求4所述的极片辊压装置，其特征在于，所述第一加热单元将非涂膜区加热至第一预定温度，所述第二加热单元将涂膜区加热至第二预定温度；

所述第一预定温度高于所述第二预定温度；

所述第一预定温度在室温至350℃之间，所述第二预定温度在室温至350℃之间。

6.根据权利要求1所述的极片辊压装置，其特征在于，所述加热部件为一体式结构；

所述冷却部件为一体式结构。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的极片辊压装置，其特征在于，所述加热部件包括磁感应加热部件、热风加热部件、辐射加热部件、红外加热部件或微波加热部件中的一种或多种。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的极片辊压装置，其特征在于，所述冷却部件包括风冷部件、冷风箱部件或液体冷却部件中的一种或多种。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的极片辊压装置，其特征在于，所述加热部件与所述压辊组之间设置有过辊，极片绕于所述过辊，以使极片处于与加热部件相适配的位置。

10.根据权利要求1～6中任一项所述的极片辊压装置，其特征在于，所述拉伸组件包括设于所述冷却部件下游的拉伸辊以及张力监测部件，所述极片辊压装置的控制部件能够根据所述张力监测部件的监测结果，控制所述拉伸辊的转速。