一种压延辊温度控制方法及其装置与流程

本发明涉及锂电池极片制造设备技术领域，特别涉及一种压延辊温度控制方法及其装置。

背景技术：

锂电池极片制造一般工艺流程为：活性物质，粘结剂和导电剂等混合制备成浆料，然后涂敷在铜或铝集流体两面，经干燥后去除溶剂形成极片，极片颗粒涂层经过压实致密化，再裁切或分条。辊压是锂电池极片最常用的压实工艺，相对于其他工艺过程，辊压对极片孔洞结构的改变巨大，而且也会影响导电剂的分布状态，从而影响电池的电化学性能。一般采用对辊机连续辊压压实，两面涂敷颗粒涂层的极片被送入两辊的间隙中，在轧辊线载荷作用下涂层被压实，从辊缝出来后，极片会发生弹性回弹导致厚度增加。因此，辊缝大小和轧制载荷是两个重要的参数，一般地，辊缝要小于要求的极片最终厚度，或载荷作用能使涂层被压实。另外，辊压速度的大小直接决定载荷作用在极片上的保持时间，也会影响极片的回弹，最终影响极片的涂层密度和孔隙率。

在形成铜或铝集流体时，一般采用对辊压延机来实现的，在对辊差速压延工艺中，对辊的温升不均匀所造致对辊在纵向上的热膨胀值的差异，从而导致压延产品在纵向上的厚度差异。因此，为了获得厚度精度高的压延产品，需要克服压延产品在纵向上的厚度差异问题。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种压延辊温度控制方法及其装置，旨在解决由于对辊的温升不均匀所造致对辊在纵向上的热膨胀值的差异而导致压延产品在纵向上的厚度差异的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用技术方案的基本思路：对辊在压延工作过程中，温升不均匀所造致对辊在纵向上的热膨胀值，由于热膨胀引起的辊面直径的不均，因此，控制对辊的温度，保证对辊温度的均匀性，能够使得辊面直径的均匀性好。

基于上述思路，具体地，本发明提供了如下技术方案：

一种压延辊温度控制方法，该方法包括以下步骤：

根据压延材料的热膨胀特性，预设压延辊的表面的基准温度；

实时采集所述压延辊的表面的工作温度，将所述工作温度与所述基准温度进行比较；

当所述工作温度偏离所述基准温度时，通过设置在所述压延辊内的热交换回路使得所述工作温度回到所述基准温度。

进一步的，所述实时采集所述压延辊的表面的工作温度的步骤具体包括：

通过设置在所述压延辊一侧的多个红外温度探头，实时采集所述压延辊表面每一分段的工作温度。

进一步的，所述通过设置在所述压延辊内的热交换回路使得所述工作温度回到所述基准温度的步骤具体包括：

将所述压延辊的表面至少划分为中间温度段、左侧温度段以及右侧温度段；所述热交换回路的导热介质与所述中间温度段进行热交换后进入到所述左侧温度段和所述右侧温度段；从所述左侧温度段和所述右侧温度段离开所述压延辊。

进一步的，所述通过设置在所述压延辊内的热交换回路使得所述工作温度回到所述基准温度的步骤还包括：

对应所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段分别设置一所述红外温度探头，将所述红外温度探头获取的所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段的工作温度与所述基准温度进行比较；

当所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段的工作温度偏离所述基准温度时，通过伺服流量开关控制在进入所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段进行热交换的导热介质，使得所述工作温度回到所述基准温度。

基于同一发明构思，本发明的另一方面，提供了一种压延辊温度控制装置，包括设置在压延对辊组件中的多个热交换腔以及对应所述热交换腔的热交换回路；所述压延辊组件包括多腔室对辊和对辊轴，在所述多腔室对辊和所述对辊轴之间设置中间热交换腔、至少一个左热交换腔、至少一个右热交换腔，所述中间热交换腔分别与所述左热交换腔和所述右热交换腔连通，从外部进入到所述压延对辊组件的导热介质，先在所述中间热交换腔进行热交换，再分别进入到所述左热交换腔和所述右热交换腔进行热交换后离开所述压延对辊组件。

进一步的，所述对辊轴内开设有中心油孔，从所述对辊轴一端的开口向所述中心油孔插入一直径小于所述中心油孔的孔径的进油管，所述进油管的末端设置有出油孔，所述出油孔与所述中间热交换腔连通。

进一步的，所述出油孔两侧的所述中心油孔通过一组封堵件密封。避免进油管中导热介质进入到中心油孔内。

进一步的，所述对辊轴的一端设置有对辊安装座，所述对辊轴通过一组轴承设置在所述对辊安装座内，所述对辊安装座上设置有进油口，所述进油口与所述进油管连通，所述进油管与所述中心油孔的端部密封。

进一步的，所述左热交换腔和所述右热交换腔内的导热介质在热交换之后分别进入到所述封堵件两侧的所述中心油孔内，所述对辊轴的两侧分别设置有左出油口和右出油口，所述左出油口与所述左热交换腔通过所述封堵件左侧的所述中心油孔的导通，所述右出油口与所述右热交换腔通过所述封堵件右侧的所述中心油孔的导通。

进一步的，所述左出油口和所述右出油口分别通过一出油安装座设置在所述对辊轴上，所述出油安装座和所述对辊轴之间设置有出油密封圈。

进一步的，所述压延辊温度控制装置还包括红外温度探头，所述红外温度探头对应所述中间热交换腔、至少一个所述左热交换腔、至少一个所述右热交换腔设置。

进一步的，所述压延辊温度控制装置还包括伺服流量开关，所述伺服流量开关分别设置在所述进油口、所述左出油口和所述右出油口上，与所述红外温度探头形成温度闭合控制。

采用上述技术方案，通过在压延对辊组件内设置多个热交换腔，然后利用热交换介质，如冷却油、空气等，在多个热交换腔内与多腔室对辊进行热交换，从而能够控制压延辊的表面温度；进一步通过红外温度探头实时采集多腔室对辊表面的工作温度，然后利用伺服流量开关对每一个热交换腔内的导热介质的流量进行控制，从而控制热交换的效率，使得工作温度能够保持在基准温度上，实现压延辊温度的自动精确控制。

附图说明

图1为本发明的一种压延辊温度控制方法流程图；

图2为本发明的一种压延辊温度控制装置剖视结构图一；

图3为本发明的一种压延辊温度控制装置剖视结构图二；

图中，10-压延对辊组件，11-多腔室对辊，12-对辊轴，13-左热交换腔，14-中热交换腔，15-右热交换腔，16-中心油孔，17-进油管，18-出油孔，19-封堵件，110-进油口，111-对辊安装座，112-轴承，113-左出油口，114-右出油口，115-出油安装座，116-出油密封圈；20-红外温度探头，30-伺服流量开关。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

实施例1

如图1所示，一种压延辊温度控制方法，该方法包括以下步骤：

s101、根据压延材料的热膨胀特性，预设压延辊的表面的基准温度；

s102、实时采集所述压延辊的表面的工作温度，将所述工作温度与所述基准温度进行比较；

s103、当所述工作温度偏离所述基准温度时，通过设置在所述压延辊内的热交换回路使得所述工作温度回到所述基准温度。

其中，所述实时采集所述压延辊的表面的工作温度的步骤具体包括：

通过设置在所述压延辊一侧的多个红外温度探头，实时采集所述压延辊表面每一分段的工作温度。

其中，所述通过设置在所述压延辊内的热交换回路使得所述工作温度回到所述基准温度的步骤具体包括：

将所述压延辊的表面至少划分为中间温度段、左侧温度段以及右侧温度段；所述热交换回路的导热介质与所述中间温度段进行热交换后进入到所述左侧温度段和所述右侧温度段；从所述左侧温度段和所述右侧温度段离开所述压延辊。

其中，所述通过设置在所述压延辊内的热交换回路使得所述工作温度回到所述基准温度的步骤还包括：

对应所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段分别设置一所述红外温度探头，将所述红外温度探头获取的所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段的工作温度与所述基准温度进行比较；

当所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段的工作温度偏离所述基准温度时，通过伺服流量开关控制在进入所述中间温度段、所述左侧温度段以及所述右侧温度段进行热交换的导热介质，使得所述工作温度回到所述基准温度。

实施例2

基于同一发明构思，本发明的另一方面，如图2、3所示，提供了一种压延辊温度控制装置，包括设置在压延对辊组件10中的多个热交换腔以及对应所述热交换腔的热交换回路；所述压延辊组件10包括多腔室对辊11和对辊轴12，在所述多腔室对辊11和所述对辊轴12之间设置中间热交换腔14、至少一个左热交换腔13、至少一个右热交换腔15，所述中间热交换腔14分别与所述左热交换腔13和所述右热交换腔14连通，从外部进入到所述压延对辊组件10的导热介质，先在所述中间热交换腔14进行热交换，再分别进入到所述左热交换腔13和所述右热交换腔15进行热交换后离开所述压延对辊组件10。

其中，所述对辊轴12内开设有中心油孔16，从所述对辊轴12一端的开口向所述中心油孔16插入一直径小于所述中心油孔16的孔径的进油管17，所述进油管17的末端设置有出油孔18，所述出油孔18与所述中间热交换腔14连通。

其中，所述出油孔18两侧的所述中心油孔16通过一组封堵件19密封。避免进油管17中导热介质进入到中心油孔16内。

其中，所述对辊轴12的一端设置有对辊安装座111，所述对辊轴12通过一组轴承112设置在所述对辊安装座111内，所述对辊安装座111上设置有进油口110，所述进油口110与所述进油管17连通，所述进油管17与所述中心油孔16的端部密封。

其中，所述左热交换腔13和所述右热交换腔15内的导热介质在热交换之后分别进入到所述封堵件19两侧的所述中心油孔16内，所述对辊轴12的两侧分别设置有左出油口113和右出油口114，所述左出油口113与所述左热交换腔13通过所述封堵件19左侧的所述中心油孔16的导通，所述右出油口114与所述右热交换腔15通过所述封堵件19右侧的所述中心油孔16的导通。

其中，所述左出油口113和所述右出油口114分别通过一出油安装座115设置在所述对辊轴12上，所述出油安装座115和所述对辊轴12之间设置有出油密封圈116。

其中，所述压延辊温度控制装置还包括红外温度探头20，所述红外温度探头20对应所述中间热交换腔14、至少一个所述左热交换腔13、至少一个所述右热交换腔15设置。

其中，所述压延辊温度控制装置还包括伺服流量开关30，所述伺服流量开关30分别设置在所述进油口110、所述左出油口113和所述右出油口114上，与所述红外温度探头20形成温度闭合控制。

由于压延过程中所产生的热量都是中间高，两边低。所以降温冷却油必须直接进入中间热交换腔室14，跟中间高温辊面进行热交换使中间高温辊面降温，冷却油在热交换过程中温度升高，再分流到左右热交换腔室。此时的冷却油温度比左右腔室所对应的辊面的温度略高，所以在左右腔室环流的冷却油与辊面的热交换模式与中间腔室的冷却油与辊面的热交换模式正好相反：中间腔室是冷却油带走热量使辊面降温，左右腔室是冷却油放出热量使辊面升温。在此过程中使整个辊面的温度达到平衡，从而使整个压辊的外径因热膨胀引起的差值控制在最小范围内。

为了更精确的控制整个辊面的温度。本发明在辊面左中右相对位置各加了一个红外温度探头20，以及在进油油路和两个回油的油路上各加装了一个伺服自动流量开关30。

当中间红外温度探头20检测到中间辊面温度高出设定值时，信号反馈给系统，系统发出指令让进油路上的伺服流量开关30打开程度增大，流进辊子的冷却油流量增大，把热量带走使辊面温度降低。

当左右红外温度探头20检测到左右辊面温度有差异时，系统发出指令对高温一端的回油路上的伺服流量开关30的打开程度降低，使流经高温一端的热油流量降低，热交换值降低，辊面温度下降。同时对低温一端的回油路上的伺服流量开关30的打开程度增大，使流经低温端的热油流量增大，热交换值增大，辊面温度上升。最终达到整个辊面每一点上的温度基本平衡，从而保证整个辊子不会因热膨胀不均引起外径的大小的差异在工艺要求范围之外。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但本发明不限于所描述的实施方式。对于本领域的技术人员而言，在不脱离本发明原理和精神的情况下，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，仍落入本发明的保护范围内。