一种多级辊压机及多级辊压工艺的制作方法

1.本技术涉及电池生产的技术领域，尤其是涉及一种多级辊压机及多级辊压工艺。


背景技术：

2.辊压机在电池生产之中，主要用于应用于锂电行业极片的辊压工序。辊压机对极片的辊压加工的主要原理是：极片在旋转方向相反的轧辊之间经过，轧辊对极片的力的作用使得极片表面的涂层达到一定的厚度。
3.极片在涂布、干燥完成后，活物质与集流体箔片的剥离强度很低，需要对其进行辊压，以增强活物质与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电池使用过程中剥落。同时，极片辊压可以压缩电芯体积，提高电芯能量密度，降低极片内部活物质、导电剂、粘结剂之间的孔隙率，降低电池的电阻提高电池性能。
4.目前，常见的辊压机包括主机机架、上辊、下辊、主油缸、前后拉伸等机构组成，将极片从上辊和下辊之间的间隙中穿过，通过上辊和下辊对极片实现辊压。
5.针对上述中的相关技术，现有极片的辊压工序之中，辊压机常辊压极片，使得极片一次性辊压成型。由于极片辊压前后，厚度差相对较大，因此需要很大的力才能完成极片的辊压，同时由于极片辊压前后的厚度变化大，进而导致极片所产生的形变较大，极片的延展率相对较大，也就导致极片的回弹也相对较大，容易使得极片表面的涂层造成断片，进而影响最终的电池性能。


技术实现要素：

6.本技术提供一种多级辊压机及多级辊压工艺，其目的是能够增加电池极片辊压后的良品率。
7.第一方面，本技术提供的一种多级辊压机采用如下的技术方案：一种多级辊压机，包括机架，所述机架内设置有若干辊压机构，若干所述辊压机构沿极片输送方向依次间隔设置；所述辊压机构包括第一轧辊和第二轧辊，所述第一轧辊轴向与所述第二轧辊轴向相互平行设置，所述第一轧辊侧壁与所述第二轧辊侧壁相互间隔设置，所述第一轧辊与第二轧辊均同轴连接有驱动电机，所述第一轧辊与所述第二轧辊之间设置有能够驱动所述第一轧辊与所述第二轧辊相互靠近或相互远离运动的驱动油缸。
8.通过采用上述技术方案，辊压机构内第一轧辊与第二轧辊相互间隔设置，因此能够让极片送入第一轧辊与第二轧辊之间，通过驱动电机的驱动，使得第一轧辊与第二轧辊转动，实现对极片的辊压与输送；并且驱动油缸的设置则能够改变第一轧辊与第二轧辊之间的距离，进而改变辊压机构对极片的辊压效果，改变辊压机构内输出的极片的厚度。
9.若干个辊压机构沿极片的输送方向依次间隔设置，使得极片能够依次经过若干辊压机构，每一个辊压机构都能够对极片进行依次辊压加工，因此通过若干辊压机构的设置能够对极片进行多级辊压。在多级辊压之中，通过对应的驱动油缸调节对应的辊压机构内第一轧辊与第二轧辊之间的间距，并沿极片的输送方向，使若干辊压机构内的第一轧辊与
第二轧辊之间的间隙依次变小，从而使得极片在经过多级辊压的过程之中，极片的厚度会依次变薄，使得极片每次辊压的形变较小，进而极片的回弹也较小，从而能够降低极片的表面涂层断裂的可能，进而能够提高最终电池的良品率。
10.可选的，相邻的两个所述辊压机构之间均设置有张力摆辊机构。
11.通过采用上述技术方案，张力摆辊机构的设置，一方面具有衔接作用，将上一个辊压机构内送出的极片进行承接，并输送至下一个辊压机构内；另一方面具有张力调节作用，调节极片的表面张力，便于极片的输送。
12.可选的，所述机架相对两侧分别设置有第一张力辊机构和第二张力辊机构，若干所述辊压机构均设置在所述第一张力辊机构与所述第二张力辊机构之间。
13.通过采用上述技术方案，第一张力辊机构和第二张力辊机构的设置，能够在辊压机构上料前将极片进行张力调节，便于极片上料至辊压机构内；而第二张力辊机构的设置，则能够将辊压机构输送出来的极片进行张力调节，便于极片的下料。
14.可选的，所述张力摆辊机构包括张力调节辊，所述张力调节辊外侧套设有若干铁氟龙胶环，若干所述铁氟龙胶环沿所述张力调节辊的轴向相互间隔设置。
15.通过采用上述技术方案，由于辊压工艺会导致极片表面的涂层变薄，因此涂层会在极片上向四周延伸扩散，从相邻两个涂层之间的间隙处的极片会在两个涂层扩散的过程之中，出现变形和褶皱。
16.在张力调节辊对极片进行张力调节时，铁氟龙胶环会嵌入至极片上相邻的两个涂层之间，从而铁氟龙胶环能够直接与极片进行接触，进而能够对极片进行承托，因此配合张力调节辊能够将极片进行拉伸展平，被承托的区域会产生一定延展，进而与辊压产生的极片形变差减小，甚至与形变一致，减缓或者消除因辊压形变差产生的褶皱和断片问题。
17.可选的，所述张力摆辊机构还包括第一辅助辊和第二辅助辊，所述第一辅助辊和所述第二辅助辊沿极片的输送方向间隔设置在所述张力调节辊两侧。
18.通过采用上述技术方案，第一辅助辊与第二辅助辊的设置，在极片依次穿过第一辅助辊、张力调节辊和第二辅助辊时，一方面能够辅助张力调节辊实现对极片表面张力的调节；另一方面，在张力调节辊进行极片张力调节的过程之中，从而第一辅助辊以及第二辅助辊上经过的极片会在自身长度方向上被拉伸，因此能够减弱或消除极片长度方向上相邻的两个涂层之间的极片形变。
19.第二方面，本技术提供的一种多级辊压工艺采用如下的技术方案：一种多级辊压工艺，利用上述的一种多级辊压机进行极片辊压，包括以下步骤：s1：上料：将极片送入设备内；s2：加工；s21：调节：调节辊压机构内第一轧辊与第二轧辊之间的间隙；s22：辊压：将极片依次经过若干个辊压机构内，对极片进行多次辊压；s3：下料：将极片从设备内输出。
20.通过采用上述技术方案，在极片带材经过四次辊压工艺，因此多级辊压的设置，每一级的辊压力远远小于一次辊压成型方式需要力，并且轧辊机构可以设计的较小，其加工费比大型轧辊加工费要低很多，而且安装运输也相对容易很多。最重要的是这种方式辊压做出来的产品，稳定性，一致性相对来讲，要比一次成型的方式好很多，其反弹率、皱片和断
带等瑕疵问题会得到大幅的改善。
21.可选的，在步骤s21中，沿极片的输送方向，若干个辊压机构内的第一轧辊与第二轧辊之间的间隙依次减小。
22.通过采用上述技术方案，沿极片的输送方向，若干辊压机构的第一轧辊与第二轧辊之间的间隙逐渐变小，从而使得极片能够在经过若干辊压机构之后，逐级变薄。
23.可选的，在步骤s22中，在相邻的两次辊压工艺之间，极片会经过张力调节。
24.通过采用上述技术方案，张力调节能够确保在若干辊压机构之间的极片能够稳定的输送。
25.可选的，在步骤s22中，在相邻的两次辊压工艺之间，沿极片的宽度方向或/和长度方向对极片进行拉伸。
26.通过采用上述技术方案，进而在极片进行辊压之后，由于涂层在辊压的过程之中会外扩，因此会导致相邻两个涂层之间的极片出现褶皱等形变。此时，通过拉伸能够消除或减小极片上产生的褶皱。
27.综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：1.通过若干个辊压机构的设置，实现极片的多级辊压，将极片的厚度逐级变薄，使得极片每次辊压的形变较小，进而极片的回弹也较小，能够提高极片的良品率。
28.2.辊压机构内均设置驱动油缸，因此能够调节辊压机构的辊压量，能够控制极片的辊压厚度。
29.3.张力摆辊机构能够对极片进行张力调节并将极片进行拉伸展平，从而减缓或者消除因辊压形变差产生的褶皱和断片问题，能够提高极片的良品率。
附图说明
30.图1是本技术中实施例1的辊压机的整体结构示意图。
31.图2是本技术中实施例1的辊压机的剖视结构示意图。
32.图3是本技术中实施例1的张力调节辊的整体结构示意图。
33.图4是本技术中实施例1的张力调节辊工作时的整体结构示意图。
34.图5是本技术中实施例2的张力摆辊机构的整体结构示意图。
35.图6是本技术中实施例1的张力调节辊工作时的剖面结构示意图。
36.图中，1、机架；2、辊压机构；21、第一轧辊；22、第二轧辊；23、驱动油缸；3、第一张力辊机构；4、第二张力辊机构；5、张力摆辊机构；51、第一辅助辊；52、第二辅助辊；53、张力调节辊；54、铁氟龙胶环；55、支撑条；6、极片；7、涂层。
具体实施方式
37.以下结合附图1-附图6，对本技术作进一步详细说明。
38.一种多级辊压机，参照图1和图2，包括机架1，机架1内设置有若干辊压机构2，若干辊压机构2沿水平方向依次间隔设置，使得沿极片6的输送方向，极片6能够依次经过若干个辊压机构2的辊压加工。本技术优选为4个辊压机构2。
39.参照图2，辊压机构2包括第一轧辊21和第二轧辊22，第一轧辊21轴向与第二轧辊22轴向相互平行且第一轧辊21的轴向与第二轧辊22的轴向均沿水平方向设置，第一轧辊21
与第二轧辊22沿竖直方向相互间隔设置，在第一轧辊21外侧面与第二轧辊22的外侧面之间形成有容纳极片6穿过的间隙。
40.参照图2，第一轧辊21设置在第二轧辊22上侧，第一轧辊21与第二轧辊22均同轴连接有驱动电机，因此在驱动电机驱动时，第一轧辊21与第二轧辊22能够转动，一方面实现对极片6的辊压，另一方面实现对极片6的主动输送。
41.参照图2，第二轧辊22下侧设置有驱动油缸23，驱动油缸23沿竖直方向设置且驱动油缸23与第二轧辊22相互连接，因此通过驱动油缸23的设置能够在竖直方向调节第二轧辊22的位置，进而通过驱动油缸23的驱动，能够调节第一轧辊21与第二轧辊22之间的间隙大小，由于第一轧辊21与第二轧辊22会对极片6进行辊压，因此通过调节第一轧辊21与第二轧辊22之间的间隙，能够改变经过辊压后的极片6的厚度。
42.参照图2，机架1内沿水平方向两侧分别设置有第一张力辊机构3和第二张力辊机构4，第一张力辊机构3与第二张力辊机构4沿水平方向相互间隔设置且若干辊压机构2均设置在第一张力辊机构3与第二张力辊机构4之间。
43.第一张力辊机构3内设置有放卷辊以及第一调节辊，放卷辊同轴连接驱动电机，实现极片6的放卷，而第一调节辊则用于将极片6导入对应的辊压机构2内。
44.第二张力辊机构4内设置有收卷辊以及第二调节辊，收卷辊同轴连接驱动电机，实现极片6的收卷，而第二调节辊则用于将辊压机构2内输送出来的极片6进行导向，便于收卷。
45.因此，通过第一张力辊机构3的设置能够放卷同时调节进入到若干辊压机构2内的极片6的表面张力，而第二张力辊机构4的设置能够收卷同时调节从若干辊压机构2内送出的极片6的表面张力，通过第一张力辊机构3与第二张力辊机构4的配合，能够保证极片6在辊压前后的表面张力以及输送的稳定性。
46.参照图2，机架1内还设置有若干张力摆辊机构5，若干张力摆辊机构5沿水平方向依次间隔设置，且每个张力摆辊机构5沿极片6的输送方向均设置在对应的两个相邻的辊压机构2之间。从而使得极片6从一个辊压机构2内送出后会经过对应的张力摆辊机构5送入相邻的另一个辊压机构2内，因此，张力摆辊机构5的设置能够调节辊压机构2与辊压机构2之间的极片6的张力，调节极片6的位置，能够保持极片6的张力以及输送的稳定性。
47.参照图2，张力摆辊机构5包括第一辅助辊51、第二辅助辊52和张力调节辊53，第一辅助辊51、第二辅助辊52以及张力调节辊53均平行设置且第一辅助辊51、第二辅助辊52以及张力调节辊53的轴向均沿水平方向设置。第一辅助辊51与第二辅助辊52沿水平方向相互间隔设置，张力调节辊53设置在第一辅助辊51与第二辅助辊52之间，且张力调节辊53沿竖直方向设置在第一辅助辊51和第二辅助辊52下侧。因此，第一辅助辊51用于承接辊压机构2内输出的极片6，张力调节辊53用于对极片6进行张力调节，第二辅助辊52则用于将极片6重新导向送入下一个相邻的辊压机构2内部。
48.参照图2和图3，张力调节辊53的外侧套设有若干个铁氟龙胶环54，铁氟龙胶环54为采用铁氟龙材料的胶带缠绕在张力调节辊53上制成.若干铁氟龙胶环54沿张力调节辊53的轴向依次间隔设置。
49.参照图3和图4，若干铁氟龙胶环54的设置，确保在张力调节辊53输送极片6时，沿张力调节辊53的轴向，极片6上的每一块涂层7的两侧均存在一个铁氟龙胶环54。铁氟龙胶
环54将涂层7之间的极片6悬空区域进行承托，同时将两侧涂层7沿张力调节辊53的轴向朝张力调节辊53对应的端部外推，消减涂层7因辊压变形而导致的涂层7之间的极片6出现的褶皱。本技术中铁氟龙胶环54优选为采用特氟龙材料制成的胶带。
50.本技术实施例的实施原理为：设备在运行时，极片6经过设备入口端的第一张力辊机构3进入第一个辊压机构2内，通过第一轧辊21与第二轧辊22分别由驱动电机驱动旋转运行，第二轧辊22由驱动油缸23驱动并上下运动，实现辊压操作，此时可设辊压后延展率为a1。
51.在经过第一辊压机构2之后，极片6送入第一个张力摆辊机构5，张力调节与极片6拉伸和展平(此时可设拉伸展平率为b1)。
52.之后，极片6进入到第二个辊压机构2内，辊压后极片6延展率为a2。
53.依次类推，极片6经过四个辊压机构2进行辊压后，成为我们需要的极片6延展率为a4。
54.上述各级辊压厚度a1、a2、a3、a4，可通过对应辊压机构2内驱动油缸23的伸出行程，来进行单独调节；而展平率b1、b2、b3则可通过对应的张力摆辊机构5进行单独调节。
55.极片6在辊压机构2的压力作用下，会产生形变，形变方向为周围空余区域扩散，并且使得极片6厚度变薄，但是在没有锂材料的铜箔区域，由于上述形变的堆积，使得未受压力作用的铜箔与压力区域存在形变差，造成极片6褶皱等缺陷。
56.极片6在经过对应辊压机构2辊压后都会有进入对应的张力摆辊机构5中，张力摆辊机构5可调整一定的张力，将极片6进行拉伸展平，其展平原理为，张力摆辊机构5根据需要，在张力调节辊53的表面贴有特氟龙胶带，对极片6悬空区域进行承托，再经过张力的拉伸作用，被承托的区域会产生一定延展；与辊压产生的极片6形变差减小，甚至与形变一致，减缓或者消除因辊压形变差产生的褶皱和断片问题。
57.一种多级辊压工艺，利用上述多级辊压设备进行极片6的辊压加工，包括以下步骤：s1：上料：将涂有涂层7的极片6带材通过第一张力辊机构3送入设备内。
58.s2：加工：s21：调节：通过若干辊压机构2内的驱动油缸23调节第一轧辊21与第二轧辊22之间的间隙，并且沿极片6的输送方向，辊压机构2内第一轧辊21与第二轧辊22之间的间隙依次减小。
59.s22：一级辊压：将极片6带材送入第一个辊压机构2内，实现对极片6的辊压。
60.s23：一级张力调节：将极片6带材送入第一个张力摆辊机构5内，对极片6进行张力调节，同时将极片6进行拉伸展平，消减辊压对极片6造成的形变。
61.s24：二级辊压：将极片6带材送入第二个辊压机构2内，实现对极片6的辊压。
62.s25：二级张力调节：将极片6带材送入第二个张力摆辊机构5内，对极片6进行张力调节，同时将极片6进行拉伸展平，消减辊压对极片6造成的形变。
63.s26：三级辊压：将极片6带材送入第三个辊压机构2内，实现对极片6的辊压。
64.s27：三级张力调节：将极片6带材送入第三个张力摆辊机构5内，对极片6进行张力调节，同时将极片6进行拉伸展平，消减辊压对极片6造成的形变。
65.s28：四级辊压：将极片6带材送入第四个辊压机构2内，实现对极片6的辊压。
66.具体的，在对极片6带材进行张力调节的过程之中，张力调节辊53上的铁氟龙胶环54会支撑在极片6带材上相邻的两个极片6之间，对极片6带材的基带进行承托，在极片6的宽度方向上将相邻的两个涂层7外推，从而实现对极片6的拉伸展平，消减辊压对极片6带材的基带造成的形变。
67.s3：下料：将经过辊压后的极片6带材通过第二张力辊实现下料。
68.具体的，在实际使用生产过程之中，能够根据实际需要选择辊压机构2与张力摆辊机构5的数量，确保极片6生产的稳定性。本技术中优选的辊压机构2为4个，张力摆辊机构5为3个，因此会经过4次辊压工艺和3次张力调节工艺。
69.本技术实施例的实施原理为：在极片6带材经过四次辊压工艺，使得极片6带材上的涂层7厚度能够逐渐变小，而在两次辊压工艺之间设置有一个张力调节的工艺对极片6带材的延展性进行调整。因此多级辊压的设置，每一级的辊压力远远小于一次辊压成型方式需要力，并且辊压机构2能够设计的较小，其加工费比大型轧辊加工费要低很多，而且安装运输也相对容易很多。最重要的是这种方式辊压做出来的产品，稳定性，一致性相对来讲，要比一次成型的方式好很多，其反弹率、皱片和断带等瑕疵问题会得到大幅的改善。
70.实施例2：本实施例与实施例1的区别在于：一种多级辊压机，参照图5和图6，张力调节辊53上设置有若干支撑条55，若干支撑条55分为若干组，支撑条55的长度方向沿张力调节辊53的轴向设置，每组支撑条55均沿张力调节辊53的轴向设置在两个相邻的铁氟龙胶环54之间， 每组支撑条55沿张力调节辊53的轴向均匀间隔围绕在张力调节辊53的外侧。沿极片6的输送方向，支撑条55嵌入极片6上相邻的两个涂层7之间。
71.本技术实施例的实施原理为：在极片6的输送过程之中，沿极片6的输送方向，对应支撑条55嵌入相邻的两个涂层7之间，在第一辅助辊51和第二辅助辊52的张力调节的作用下，使得支撑条55两侧的极片6会受到一辅助辊和第二辅助辊52的张力调节，使得极片6得到拉伸，从而减小因为辊压导致的两个涂层7之间极片6的变形或褶皱。因此，铁氟龙胶环54和支撑条55的配合设置，能够分别沿极片6的宽度方向以及沿极片6的输送方向的涂层7之间的极片6变形或褶皱。
72.本具体实施方式的实施例均为本技术的较佳实施例，并非依此限制本技术的保护范围，其中相同的零部件用相同的附图标记表示。故：凡依本技术的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本技术的保护范围之内。

技术特征：
1.一种多级辊压机，包括机架（1），其特征在于，所述机架（1）内设置有若干辊压机构（2），若干所述辊压机构（2）沿极片（6）输送方向依次间隔设置；所述辊压机构（2）包括第一轧辊（21）和第二轧辊（22），所述第一轧辊（21）轴向与所述第二轧辊（22）轴向相互平行设置，所述第一轧辊（21）侧壁与所述第二轧辊（22）侧壁相互间隔设置，所述第一轧辊（21）与第二轧辊（22）均同轴连接有驱动电机，所述第一轧辊（21）与所述第二轧辊（22）之间设置有能够驱动所述第一轧辊（21）与所述第二轧辊（22）相互靠近或相互远离运动的驱动油缸（23）。2.根据权利要求1所述的一种多级辊压机，其特征在于，相邻的两个所述辊压机构（2）之间均设置有张力摆辊机构（5）。3.根据权利要求1所述的一种多级辊压机，其特征在于，所述机架（1）相对两侧分别设置有第一张力辊机构（3）和第二张力辊机构（4），若干所述辊压机构（2）均设置在所述第一张力辊机构（3）与所述第二张力辊机构（4）之间。4.根据权利要求2所述的一种多级辊压机，其特征在于，所述张力摆辊机构（5）包括张力调节辊（53），所述张力调节辊（53）外侧套设有若干铁氟龙胶环（54），若干所述铁氟龙胶环（54）沿所述张力调节辊（53）的轴向相互间隔设置。5.根据权利要求4所述的一种多级辊压机，其特征在于，所述张力摆辊机构（5）还包括第一辅助辊（51）和第二辅助辊（52），所述第一辅助辊（51）和所述第二辅助辊（52）沿极片（6）的输送方向间隔设置在所述张力调节辊（53）两侧。6.一种多级辊压工艺，利用上述权利要求1-5任意一项所述的一种多级辊压机进行辊压加工，其特征在于，包括以下步骤：s1：上料：将极片（6）送入设备内；s2：加工；s21：调节：调节辊压机构（2）内第一轧辊（21）与第二轧辊（22）之间的间隙；s22：辊压：将极片（6）依次经过若干个辊压机构（2）内，对极片（6）进行多次辊压；s3：下料：将极片（6）从设备内输出。7.根据权利要求6所述的一种多级辊压工艺，其特征在于，在步骤s21中，沿极片（6）的输送方向，若干个辊压机构（2）内的第一轧辊（21）与第二轧辊（22）之间的间隙依次减小。8.根据权利要求6所述的一种多级辊压工艺，其特征在于，在步骤s22中，在相邻的两次辊压工艺之间，极片（6）会经过张力调节。9.根据权利要求6所述的一种多级辊压工艺，其特征在于，在步骤s22中，在相邻的两次辊压工艺之间，沿极片（6）的宽度方向或/和长度方向对极片（6）进行拉伸。

技术总结
本申请涉及一种多级辊压机及多级辊压工艺，涉及电池生产的技术领域，多级辊压机包括机架，机架内设置有若干辊压机构，若干辊压机构沿极片输送方向依次间隔设置；辊压机构包括第一轧辊和第二轧辊，第一轧辊轴向与第二轧辊轴向相互平行设置，第一轧辊侧壁与第二轧辊侧壁相互间隔设置，第一轧辊与第二轧辊均同轴连接有驱动电机，第一轧辊与第二轧辊之间设置有能够驱动第一轧辊与第二轧辊相互靠近或相互远离运动的驱动油缸。本申请通过若干个辊压机构的设置，实现极片的多级辊压，将极片的厚度逐级变薄，使得极片每次辊压的形变较小，进而极片的回弹也较小，能够提高极片的良品率。能够提高极片的良品率。能够提高极片的良品率。


技术研发人员：焦军峰 赖伟防 蔡春亮
受保护的技术使用者：广东捷盟智能装备有限公司
技术研发日：2023.08.16
技术公布日：2023/10/15