一种极片辊压机与极片辊压方法与流程

1.本发明涉及锂电池极片辊压设备技术领域，具体涉及一种极片辊压机与极片辊压方法。


背景技术：

2.锂电池具有充放电稳定、续航能力强等优点，在车辆、航空、电子产品等领域具有越来越广泛的应用，从而对锂电池的需求量也越来越大。随着锂电池技术的急速发展，对于锂电池极片的厚度均匀性也提出了越来越高的要求。
3.然而，锂电池极片的厚度在要求不断变薄的同时，对锂电池极片的辊压工艺及其设备也提出了前所未有的新高度要求。在锂电池极片的辊压过程中，不论是正极或负极都不可避免会出现中间厚两边薄的现象，这样厚度不均的极片会极大影响锂电池极片的使用，容易导致短路等缺陷。传动解决该厚薄不均的做法是，在辊压设备上均采用弯辊机构改变轧辊的轴向凸度来改善极片的宽度方向厚差均匀性。
4.但是，传统辊压设备上设置的弯辊机构结构简单，弯辊力通常为直接简单的作用在轧辊上，使得轧辊及轴承不合理受力，尤其是在轧辊的辊径较大时，弯缸力不能很好的得到想要的辊凸度。而且，现有的辊压设备在辊压过程中，由于轧制力以及弯辊力均直接作用在同一根轧辊上，力作用不合理，容易使得轧辊在辊颈处产生较大的挠度变形，而轧辊辊压处辊径却得不到需要的辊凸度，且因轧辊辊径处的挠度变形会影响轧机轴承的旋转精度，从而降低了辊压机的辊压精度。


技术实现要素：

5.为解决现有的辊压装置存在的弯辊作用与轧辊受力不合理、无法形成理想辊凸度，导致辊压精度低，无法满足新的生产需求的问题，本发明提供了一种极片辊压机。
6.本发明的目的还在于提供一种极片辊压方法，该极片辊压方法采用所述的极片辊压机进行辊压锂电池极片，使辊压的极片的厚薄均匀度高。
7.本发明的目的通过如下技术方案实现。
8.一种极片辊压机，包括：
9.第一支撑辊和第二支撑辊，所述第一支撑辊与所述第二支撑辊相对设置；
10.第一轧辊和第二轧辊，所述第一轧辊与所述第二轧辊相对设置，并设置位于所述第一支撑辊与所述第二支撑辊之间；
11.轧制驱动件，所述第一支撑辊及所述第二支撑辊可在所述轧制驱动件的驱使下进行相互靠近；在所述第一支撑辊与所述第二支撑辊相互靠近时，所述第一支撑辊与所述第二支撑辊可分别支撑所述第一轧辊及所述第二轧辊相互靠近进行轧制动作；
12.弯辊驱动件，所述第一轧辊和所述第二轧辊可在弯辊驱动件的驱使下产生弯辊动作，且弯辊的方向与轧制方向相反。
13.在优选的实施例中，所述第一支撑辊与所述第一轧辊抵接，并可由所述第一轧辊
带动进行同步旋转；和/或，所述第二支撑辊与所述第二轧辊抵接，并可由所述第二轧辊带动进行同步旋转。
14.在优选的实施例中，所述第二支撑辊为相对固定设置，所述轧制驱动件设置在所述第一支撑辊的背离所述第二支撑辊的一侧，所述轧制驱动件可驱使所述第一支撑辊靠近所述第二支撑辊。
15.在更优选的实施例中，所述轧制驱动件包括两个，两个的所述轧制驱动件分别与所述第一支撑辊的两端对应设置，可对所述第一支撑辊的两端进行传动作用。
16.在更进一步优选的实施例中，所述第一支撑辊的两端分别可自由转动的安装在两个支撑辊轴承座上；两个的所述轧制驱动件分别与两个的所述支撑辊轴承座对应设置，并可直接对所述支撑辊轴承座进行传动作用。
17.在优选的实施例中，所述弯辊驱动件包括第一弯辊驱动件以及第二弯辊驱动件；所述第一弯辊驱动件以及所述第二弯辊驱动件分别与所述第一轧辊以及所述第二轧辊作用连接。
18.在更优选的实施例中，所述第一弯辊驱动件包括两个，两个的所述第一弯辊驱动件分别与所述第一轧辊的两端对应设置，并可对所述第一轧辊的两端进行传动作用。
19.在更优选的实施例中，所述第二弯辊驱动件包括两个，两个的所述第二弯辊驱动件分别与所述第二轧辊的两端对应设置，并可对所述第二轧辊的两端进行传动作用。
20.在优选的实施例中，所述第一支撑辊、所述第二支撑辊、所述第一轧辊、所述第二轧辊、所述轧制驱动件以及所述弯辊驱动件均设置在机架上。
21.在优选的实施例中，所述轧制驱动件为油缸；和/或，所述弯辊驱动件为油缸。
22.在优选的实施例中，上述任一项所述的极片辊压机，所述第一轧辊以及所述第二轧辊均为小辊径的辊，且辊径均小于所述第一支撑辊的辊径和所述第二支撑辊的辊径。
23.在更优选的实施例中，所述第一轧辊与所述第二轧辊的辊径为100～300mm，所述第一支撑辊和所述第二支撑辊的辊径为400～600mm。
24.一种极片辊压方法，采用上述任一项所述的极片辊压机进行辊压，包括如下步骤：
25.s1、极片放卷经过所述第一轧辊与所述第二轧辊之间的间隙；
26.s2、驱动所述第一轧辊和所述第二轧辊旋转，且启动所述轧制驱动件，所述轧制驱动件动作并驱使所述第一支撑辊下压所述第一轧辊；所述第一轧辊下压贴紧极片，并与所述第二轧辊配合，对极片辊压；
27.s3、若辊压后的极片沿宽度方向出现厚薄不均，则进入s4；否则，直接进入s5；
28.s4、启动所述弯辊驱动件，所述弯辊驱动件驱使所述第一轧辊和所述第二轧辊产生轧制方向相反的弯辊凸度，继续进行极片辊压；
29.s5、完成极片辊压，对辊压后的极片进行收卷。
30.与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
31.本发明的极片辊压机，设置相对的两个轧辊以及相对的两个支撑辊，轧辊设置在两个支撑辊之间，由支撑辊在轧制驱动件的驱使下对轧辊进行支撑并形成轧制力，使得轧辊在受到弯辊力时不易发生大的挠度变形，从而确保轧辊之间的轧制厚度均匀，并且使得设置的轧辊可以为小辊径的轧辊。
32.而且，设置有弯辊驱动件，弯辊驱动件可对相应的各轧辊进行弯辊作用，精准对轧
辊的待弯辊部位进行弯辊补充，改善弯辊力对大辊径轧辊达不到所需辊凸度的影响，并改善因结构不合理引起的轧辊及轴承不合理受力而导致出现的异响及辊压精度变差的问题。同时，基于轧辊可设置为小辊径的轧辊，使得辊压机成本降低，且辊压生产时换辊所需时间减少，有效提高辊压生产效率。
33.本发明的极片辊压方法采用所述的极片辊压机进行辊压，在极片辊压出现宽度方向上的厚薄不均时，可通过弯辊驱动件对轧辊的待弯辊部位进行弯辊补充，提高辊压精度，确保生产的极片具有高的辊压厚薄均匀度，且辊压生产成本低，生产效率高。
附图说明
34.图1为具体实施例中本发明的极片辊压机的正视结构示意图；
35.图2为具体实施例中本发明的极片辊压机的侧视结构示意图；
36.图3为具体实施例中本发明的极片辊压方法的流程图；
37.附图标注：1-机架，2-第一支撑辊，3-第二支撑辊，4-第一轧辊，5-第二轧辊，6-支撑辊轴承座，7-轧制驱动件，8-弯辊驱动件，81-第一弯辊驱动件，82-第二弯辊驱动件。
具体实施方式
38.以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。
39.在具体的实施例描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“底部”、“顶部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及术语“第一”、“第二”等，是为了便于区分，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的结构或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。
40.除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。另外，本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
41.实施例一
42.本发明的极片辊压机，请参见图1和图2所示，该极片辊压机包括第一支撑辊2、第二支撑辊3、第一轧辊4以及第二轧辊5的四根辊。其中，第一支撑辊2、第二支撑辊3、第一轧辊4以及第二轧辊5均设置在机架1上，并可自由的进行旋转。如示出的具体实施例中，第一支撑辊2和第二支撑辊3均通过支撑辊轴承座6可自由旋转的设置在机架1上，自由旋转的动力可由外置的动力源提供，且进一步可选的，相应的动力源可以为电机等并可设置在机架1上。
43.具体的，第一支撑辊2与第二支撑辊3相互平行，第一支撑辊2与第二支撑辊3为上下分布的相对设置，并且所述第一支撑辊2与所述第二支撑辊3之间具有间距，第一支撑辊2
与第二支撑辊3之间可发生相互的移动靠近或远离。可选的，机架1上可设置供支撑辊轴承座6滑行的导轨，通过将第一支撑辊2和/或第二支撑辊3安装在机架1上的支撑辊轴承座6设置为在机架1上可上下滑行，以带动第一支撑辊2和/或第二支撑辊3可同步上下滑行，或者，安装的第一支撑辊2和/或第二支撑辊3可由外驱动力驱使而在机架1上进行上下移动，从而实现第一支撑辊2和第二支撑辊3在机架1上的可上下移动，进而实现第一支撑辊2与第二支撑辊3之间的可相互移动靠近或远离。
44.同样的，第一轧辊4和第二轧辊5为相互平行设置，且第一轧辊4与第二轧辊5均设置位于所述第一支撑辊2与所述第二支撑辊3之间，所述第一轧辊4与所述第二轧辊5同样为上下分布的相对设置，并可相互移动靠近贴紧或相互远离。可选的，机架1上可设置供轧辊轴承座滑行的导轨，通过将第一轧辊4和/或第二轧辊5安装在机架1上的轧辊轴承座设置为在机架1上可上下滑行，以带动第一轧辊4和/或第二轧辊5可同步上下滑行，或者，安装的第一轧辊4和/或第二轧辊5可由外驱动力驱使而在机架1上进行上下移动，从而实现第一轧辊4和第二轧辊5在机架1上的可上下移动，进而实现第一轧辊4与第二轧辊5之间的可相互移动贴紧或相互远离。
45.其中，第一轧辊4和第二轧辊5之间为非密接触，而是具有缝隙，第一轧辊4与第二轧辊5之间的缝隙为辊压工作位。辊压作业时，锂电池极片从第一轧辊4与第二轧辊5之间的缝隙放卷移动经过，并由相互靠近贴紧的第一轧辊4和第二轧辊5从上下两侧进行夹紧，第一轧辊4和第二轧辊5旋转滚动过程中即可对锂电池极片进行辊压，从而使锂电池极片获得均匀的厚度。
46.具体的，该极片辊压机的工作时，为第一支撑辊2与第二支撑辊3在外动力源驱动下相互靠近的过程中，第一支撑辊2和第二支撑辊3可分别对第一轧辊4和第二轧辊5进行相应的支撑，并进行驱使第一轧辊4和第二轧辊5相互靠近，由第一支撑辊2和第二支撑辊3为第一轧辊4和第二轧辊5的辊压提供轧制力，相互靠近的第一轧辊4和第二轧辊5即可对经过其中缝隙的极片进行辊压。
47.在进行辊压过程中，第一支撑辊2随第一轧辊4同步旋转，而第二支撑辊3随第二轧辊5同步旋转。其中，第一支撑辊2和第二支撑辊3的旋转可由外动力驱使进行旋转，或者，为无动力的从动旋转。如图1和图2示出的具体优选实施例中，进行辊压时，第一支撑辊2被驱使向下移动对第一轧辊4进行支撑时，使得第一支撑辊2的辊面与第一轧辊4的辊面相互抵接，第一轧辊4进行辊压旋转时，第一支撑辊2可由第一轧辊4通过摩擦力带动进行同步旋转；而第二支撑辊3对第二轧辊5的固定支撑作用中，第二支撑辊3的辊面向上与第二轧辊5的辊面相互抵接，第二轧辊5进行辊压旋转时，第二支撑辊3可由第二轧辊5通过摩擦力带动进行同步旋转。
48.如图1和图2示出的具体优选实施例中，第一支撑辊2及第二支撑辊3设置为由外动力驱使在机架1上进行相互移动靠近。具体的，采用轧制驱动件7驱使第一支撑辊2及第二支撑辊3进行相互靠近，而轧制驱动件7可选但不限于油缸，且轧制驱动件7设置在机架1上。其中，所述第二支撑辊3为相对固定设置在机架1的底部，即相对于机架1为不可移动，第一支撑辊2为可移动的相对设置位于第二支撑辊3的上方，所述轧制驱动件7设置在机架1的顶部并具体位于所述第一支撑辊2的背离所述第二支撑辊3的一侧，轧制驱动件7与第一支撑辊2直接传动连接，在所述轧制驱动件7的动作下，即可驱使所述第一支撑辊2向下移动靠近所
述第二支撑辊3。而在所述第一支撑辊2向下移动靠近所述第二支撑辊3时，所述第一支撑辊2与所述第二支撑辊3则可分别对所述第一轧辊4及所述第二轧辊5进行支撑，使第一轧辊4和第二轧辊5相互靠近进行轧制动作。
49.实施例二
50.本实施例与实施例一相同。进一步的，请再参见图1和图2所示，本实施例的极片辊压机中，轧制驱动件7在工作时为与安装设置第一支撑辊2的支撑辊轴承座6的直接作用，通过对支撑辊轴承座6的驱动而带动第一支撑辊2进行移动。
51.具体的，所述轧制驱动件7包括两个。两个的所述轧制驱动件7左右分布，并分别对应于所述第一支撑辊2的左右两端而设置。在所述第一支撑辊2的左右两端分别安装有支撑辊轴承座6，使第一支撑辊2的左右两端可自由转动，左右的两个所述轧制驱动件7分别与左右两个支撑辊轴承座6对应设置。且轧制驱动件7选用为油缸，油缸的输出端朝向下，工作时活塞杆可直接向下伸出并顶推支撑辊轴承座6。
52.当轧制驱动件7启动且活塞轴伸出时，活塞轴即可直接向下对支撑辊轴承座6进行顶推作用，从而对所述第一支撑辊2的左右两端进行作用，以驱使第一支撑辊2向下移动。
53.实施例三
54.本实施例与实施例一或实施例二相同。进一步的，请再参见图1和图2所示，本实施例的极片辊压机中，设置有弯辊机构，可对第一轧辊4和第二轧辊5进行弯辊动作。
55.具体的，弯辊机构包括设置在机架1上的弯辊驱动件8，所述弯辊驱动件8可选但不限于油缸。弯辊驱动件8与第一轧辊4和第二轧辊5作用连接，当第一轧辊4和第二轧辊5对锂电池极片进行辊压轧制存在局部均匀性精度较低时，所述第一轧辊4和所述第二轧辊5可在弯辊驱动件8的驱使下产生与轧制方向相反的弯辊动作，精准的对第一轧辊4和第二轧辊5的待弯辊部位进行弯辊补充。
56.可选的实施例中，仅第一轧辊4对应设置有弯辊机构或者仅第二轧辊5对应设置有弯辊机构，进行弯辊时，仅驱使第一轧辊4或第二轧辊5进行弯辊即可；或者，第一轧辊4和第二轧辊5可分别采用对应独立设置的弯辊机构进行弯辊驱动，进行弯辊时，第一轧辊4和第二轧辊5均可进行弯辊。
57.实施例四
58.本实施例与实施例三相同。进一步优选的，请再参见图1和图2所示，本实施例的极片辊压机中，第一轧辊4和第二轧辊5分别采用独立的弯辊驱动件8进行弯辊补充驱动；进行弯辊时，第一轧辊4和第二轧辊5均可实现弯辊，从而有效精准控制弯辊凸度。
59.具体的，如所述的弯辊驱动件8，该弯辊驱动件8包括相互独立进行弯辊动作的第一弯辊驱动件81以及第二弯辊驱动件82。其中，所述第一弯辊驱动件81与所述第一轧辊4对应设置，并与第一轧辊4作用连接，对第一轧辊4进行弯辊补充驱动；而所述第二弯辊驱动件82与所述第二轧辊5对应设置，并与第二轧辊5作用连接，对第二轧辊5进行弯辊补充驱动。
60.在优选的实施例中，请再参见图1和图2所示，所述第一弯辊驱动件81包括两个，两个的所述第一弯辊驱动件81左右分布，并分别与所述第一轧辊4的左右两端对应设置。第一轧辊4的左右两端分别安装在轧辊轴承座上，而第一弯辊驱动件81的输出端与轧辊轴承座连接，第一弯辊驱动件81动作时即可带动第一轧辊4的左右两端的轧辊轴承座进行动作，使轧辊轴承座向上移动，而轧辊轴承座向上移动时即可对所述第一轧辊4的两端进行传动作
用，从而带动第一轧辊4的左右端部向上移动，使第一轧辊4的左右两端相对于中间部位上翘而进行弯辊补充。
61.在优选的实施例中，请再参见图1和图2所示，所述第二弯辊驱动件82包括两个，两个的所述第二弯辊驱动件82左右分布，并分别与所述第二轧辊5的左右两端对应设置。第二轧辊5的左右两端分别安装在轧辊轴承座上，而第二弯辊驱动件81的输出端与轧辊轴承座连接，第二弯辊驱动件82动作时即可带动第二轧辊5的左右两端的轧辊轴承座进行动作，使轧辊轴承座向上移动，而轧辊轴承座向上移动时即可对所述第二轧辊5的两端进行传动作用，从而带动第二轧辊5的左右端部向上移动，使第二轧辊5的左右两端相对于中间部位下翘而进行弯辊补充。
62.其中，第一弯辊驱动件81和第二弯辊驱动件82可以为分别独立设置，相互间的作用互不干扰，第一弯辊驱动件81和第二弯辊驱动件82的壳体均固定设置在机架1上，而输出端分别与第一轧辊4和第二轧辊5直接连接；或者，第一弯辊驱动件81和第二弯辊驱动件82可以为一体设置，两个弯辊驱动件共用同一壳体，壳体固定设置在机架1上，在壳体上具有可分别向上及向下伸出的两个活塞轴，两个活塞轴分别与第一轧辊4和第二轧辊5直接连接或者在伸出时可分别直接顶推第一轧辊4和第二轧辊5，相互独立进行弯辊动作，且两个活塞轴的伸缩动力同源并为同步伸缩。
63.实施例五
64.本实施例与实施例一至实施例四相同。进一步的，请再参见图1和图2所示，本实施例的极片辊压机中，所述第一轧辊4以及所述第二轧辊5均为小辊径的辊，且第一轧辊4以及第二轧辊5辊径均小于所述第一支撑辊2的辊径和所述第二支撑辊3的辊径。
65.示出的具体实施例中，第一轧辊4与第二轧辊5的辊径相同，第一支撑辊2与第二支撑辊3的辊径相同，且第一轧辊4以及第二轧辊5均小于第一支撑辊2和第二支撑辊3的辊径。可选但不限的，如第一轧辊4与第二轧辊5的辊径为100～300mm，第一支撑辊2和第二支撑辊3的辊径为400～600mm。
66.基于第一轧辊4与第二轧辊5可设置为小辊径的轧辊，使得整体辊压机的成本降低，且辊压生产时换辊所需时间减少，有效提高辊压生产效率。
67.实施例六
68.本发明的极片辊压方法，采用上述实施例一至实施例五任一项所述的极片辊压机进行锂电池极片的辊压，请参见图3所示，该极片辊压方法包括如下步骤：
69.s1、完成涂布后的极片通过放卷的方式经过所述第一轧辊4与所述第二轧辊5之间的间隙。
70.s2、通过第一轧辊4和第二轧辊5的外力旋转驱动件驱动所述第一轧辊4和所述第二轧辊5旋转，使第一轧辊4和第二轧辊5达到与极片放卷速度相同的旋转速度。
71.此时，启动所述轧制驱动件7，由所述轧制驱动件7动作并驱使所述第一支撑辊2下压作用于所述第一轧辊4，从而使得第一轧辊4向下移动靠近第二轧辊5。其中，第一轧辊4通过摩擦力带动第一支撑辊2同步旋转，第二支撑辊3对第二轧辊5进行支撑并由第二轧辊5通过摩擦力带动同步旋转。
72.第一轧辊4在第一支撑辊2的下压作用下，下压移动贴紧放卷经过的极片，并与所述第二轧辊5配合，从极片的上下面对极片进行辊压。
73.s3、对完成辊压后的极片的厚薄均匀度进行检测，若辊压后的极片沿宽度方向出现厚薄不均，则进入s4；否则，直接进入s5。其中，完成辊压后并出现厚薄不均的极片进行回收，可进行返工涂布、辊压。
74.s4、辊压后的极片沿宽度方向出现厚薄不均，具体为中间厚两边薄的情况。此时，启动所述弯辊驱动件8，由所述弯辊驱动件8驱使所述第一轧辊4的左右两端向上翘和驱使所述第二轧辊5的左右两端向下翘，使第一轧辊4和第二轧辊5产生轧制方向相反的弯辊凸度，而后再继续进行极片辊压。
75.s5、直至辊压后的极片不再出现厚薄不均的情况，即获得辊压合格的锂电池极片，即完成对极片的辊压，对辊压后合格的极片进行收卷。
76.以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例，本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理上所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。