锂离子电池极片碾压装置的制作方法

本实用新型属于电池极片生产设备领域，具体涉及一种电池极片的碾压装置。

背景技术：

随着锂离子电池技术逐渐趋向成熟，其比能量密度、比功率密度等得到了明显提高，加之锂离子电池具有电压高、寿命长、安全性好、比能量高、绿色环保等优点，使得市场对于离子电池的需求越来越大。目前，锂离子电池已经被广泛应用于移动电话、手提电脑、摄像机等小型电器，和电动工具、电动自行车、电动汽车等大中型电动设备，在可预见的将来，其需求还将进一步扩大。

锂离子电池由正极片、负极片、隔膜、电解液及钢壳等主要结构组成，正负极片对于锂离子电池的容量、安全性能至关重要。锂离子电池极片往往采用以下两种涂布方式：间歇涂布方式和条状涂布方式。间歇涂布方式由于在涂布的起始（头）与结束位置（尾）有边缘效应，在碾压时极片头、尾所受压力大，容易掉粉，由于碾压辊循环往复转动，所掉下的粉会粘接在碾压辊上，造成碾压辊被硌伤，造成极片质量下降；条形涂布的方式，由于极片是连续涂布的，极片没有头、尾的边缘效应，但是侧面同样会出现压力大的现象，同样出现碾压掉粉的现象。尤其锂离子电池负极极片中，由于负极为水性溶剂体系，其粘结强度小，与负极集流体的附着力不强，在碾压过程中容易出现粘辊掉料的现象；而且，碾压辊和负极片接触面小，压力大，接触面温度升高，增加了粘辊风险，加剧了粘辊出现的频次，导致连续生产被迫停止，直接影响负极片的质量和产能，以及电池的安全性能。

技术实现要素：

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种应用于锂离子电池制备工艺中的锂离子电池极片碾压装置，该极片碾压装置不仅克服了现有技术碾压机碾压电池极片中出现的粘辊、极片漏箔掉料的缺陷，而且无需耗费人工在极片碾压的工艺过程中擦拭碾压辊，节省人力，提升了效率。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本发明中体用的锂离子电池极片碾压装置，包括：

固定座；

设于固定座上的一对碾压辊，两碾压辊完成电池极片的碾压步骤；

设于固定座上的刮刀和辊面降温装置；所述刮刀刀片与碾压辊辊面相对设立，刮除碾压辊辊面上残留物；所述辊面降温装置与碾压辊辊面相对设立，包括辊面吸气管，吸取辊面上残留物。

进一步地，所述辊面吸气管设有抽气孔和吸气孔，所述抽气孔连接抽气设备，所述吸气孔相对辊面设立。

进一步地，所述辊面降温装置还包括设于固定座上的回风箱，所述回风箱为设于辊面吸气管与碾压辊之间、一侧敞开的闭合腔体结构，其敞开侧与碾压辊辊面相对，形状与碾压辊辊面相仿，与敞开侧相对的一侧则设有与辊面吸气管上的吸气孔相连的排气管；所述回风箱长度与碾压辊长度相同。

开启碾压装置之时，同时开启辊面降温装置，即开启抽气设备对抽气孔内进行抽气，在抽气设备的作用下吸气孔对碾压辊表面残留物进行吸取，将残留物吸出，由于存在回风箱，抽气的过程更加集中，能够更高效的完成吸取碾压辊表面残留物。同时由于对碾压辊表面进行了吸取的过程，使碾压辊表面持续存在气流，可有效降低工作过程中碾压辊和被碾压极片上的温度，两者接触面温度大幅下降后可减少因碾压而产生高温从而导致的极片粘结剂熔融附着于碾压辊表面的现象。在实际使用过程中，若碾压过程碾压辊上残留物比较少，仅设立吸气管即可，若残留物较多，则需增加回风箱，回风箱能够有效集中风力，提升吸取残留物的效率。

进一步地，所述吸气孔直径为8-12mm。

进一步地，所述吸气孔为多个，且在吸气管表面均匀分布，相邻两吸气孔之间的中心距为10-15mm。

进一步地，还包括设于固定座上的粘尘辊，所述粘尘辊设于刮刀上方，其长度与碾压辊长度相同，粘尘辊辊面与碾压辊辊面相接触。优选地，所述粘尘辊设于刮刀上方80-120mm处。

设于辊面上的刮刀可将粘附于碾压辊上的残留极片颗粒及时清除，避免已经粘附在碾压辊上的颗粒影响后续未碾压的极片。由于刮刀与辊面在长久使用过程中无法保证永远无缝接触，且随着碾压的进行，刀口本身也会逐渐磨损，导致与辊面的缝隙增大，刮刀的效能降低，此时粘尘胶辊可作为“二道防线”，将刮刀未及时清除的颗粒粘掉，从而保证生产的连续性、电池极片的质量以及电池的安全性能。

进一步优化实施例中的刮刀结构，本实施例中的刮刀采用软质不锈钢刮刀，其厚度优选为0.15-0.25mm，为提升刮除辊面粘附杂质的效率同时确保不伤害辊面，其刀片与碾压辊辊切面形成的角度优选为20-45°。

进一步地，所述辊面吸气管设于刮刀下方40-60mm处。

进一步地，所述刮刀、辊面吸气管与碾压辊长度相同。

本实用新型具有以下优点：

本实用新型提供了一种应用于锂离子电池制备工艺中的锂离子电池极片碾压装置，该极片碾压装置不仅克服了现有技术碾压机碾压电池极片中出现的粘辊、极片漏箔掉料的缺陷，而且无需耗费人工在极片碾压的工艺过程中擦拭碾压辊，节省人力，提升了效率。

附图说明

图1为本实用新型中锂离子电池极片碾压装置的立体结构示意图；

图2为本实用新型中锂离子电池极片碾压装置的正面结构示意图；

图3为本实用新型中刮刀结构示意图；

图4为本实用新型中辊面降温装置结构示意图。

其中，101为固定座，102为设于上碾压辊上端的粘尘辊，103为设于上碾压辊上的刮刀，104为上辊辊面降温装置中的辊面吸气管，105为上辊辊面降温装置中的回风箱，106为上碾压辊，107为电池极片，108为设于下碾压辊上端的粘尘辊，109为下辊辊面降温装置中的回风箱，110为下辊辊面降温装置中的辊面吸气管，111为设于下碾压辊上的刮刀，112为下碾压辊；

1031为刮刀上的刀片，1041为辊面降温装置上的抽气孔，1051为辊面降温装置上的排气管。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。

本实施例中的锂离子电池极片碾压装置如附图1-附图4所示。

本实施例中的锂离子电池极片碾压装置包括固定座101，固定座作为主体结构的框架，起到支撑其他组件的作用。还包括设于固定座上的一对碾压辊，包括上辊106和下辊112，与现有技术中的极片碾压装置相似，两碾压辊相对设立完成电池极片的碾压步骤，如附图1、2所示，极片107从两辊之间碾压，在本实施例中极片碾压方向如附图中极片箭头所指方向。

本实施例中的锂离子电池极片碾压装置还包括设于固定座101上的刮刀和辊面降温装置，上辊和下辊处均设有刮刀和辊面降温装置。上辊处设有上刮刀103，上刮刀103和下刮刀111的刀片分别与上辊106和下辊112的辊面相对设立，用于刮除碾压辊碾压完毕电池极片以后辊面上的残留物。

如附图3所示，附图3中以上刮刀为例，进一步优化刮刀结构，本实施例中的刮刀采用软质不锈钢刮刀，其厚度优选为0.15-0.25mm，为提升刮除辊面粘附杂质的效率同时确保不伤害辊面，其刀片1031与碾压辊辊切面形成的角度优选为20-45°。

上辊辊面降温装置包括上辊面吸气管104和上辊面回风箱105，下辊处设有下刮刀111，下辊辊面降温装置包括下辊面吸气管110和下辊面回风箱109。辊面降温装置与碾压辊辊面相对设立，辊面吸气管设有抽气孔和吸气孔，抽气孔连接抽气设备，吸气孔相对辊面设立，吸取碾压辊碾压完毕电池极片以后辊面上的残留物。附图4以上辊处辊面降温装置为例，该辊面降温装置设有抽气孔1041与抽气设备相连，还设有吸气孔，为保证吸取残留物的效率而且确保辊面上全部都能够被清理干净，吸气孔直径设为8-12mm，且吸气孔设为多个，且在吸气管表面均匀分布，相邻两吸气孔之间的中心距为10-15mm。

上辊处，回风箱105为设于辊面吸气管104与碾压辊106之间、一侧敞开的闭合腔体结构，其敞开侧与碾压辊106辊面相对，其敞开侧形状与碾压辊辊面相仿，与敞开侧相对的一侧则设有与辊面吸气管上的吸气孔相连的排气管1051，回风箱105长度与碾压辊106长度相同。与之相同的下辊处，回风箱109为设于辊面吸气管110与碾压辊112之间、一侧敞开的闭合腔体结构，其敞开侧与碾压辊112辊面相对，其敞开侧形状与碾压辊辊面相仿，与敞开侧相对的一侧则设有与辊面吸气管上的吸气孔相连的排气管，回风箱109长度与碾压辊112长度相同。其中，为保证吸气效率，排气管管径与吸气孔孔径优选设为相同。

开启碾压装置之时，同时开启辊面降温装置，即开启抽气设备对抽气孔内进行抽气，在抽气设备的作用下吸气孔对碾压辊表面残留物进行吸取，将残留物吸出，由于存在回风箱，抽气的过程更加集中，能够更高效的完成吸取碾压辊表面残留物。同时由于对碾压辊表面进行了吸取的过程，使碾压辊表面持续存在气流，可有效降低工作过程中碾压辊和被碾压极片上的温度，两者接触面温度大幅下降后可减少因碾压而产生高温从而导致的极片粘结剂熔融附着于碾压辊表面的现象。在实际使用过程中，若碾压过程碾压辊上残留物比较少，仅设立吸气管即可，若残留物较多，则需增加回风箱，回风箱能够有效集中风力，提升吸取残留物的效率。

进一步完善碾压装置的结构，实施例中锂离子电池极片碾压装置还包括于固定座上的粘尘辊，粘尘辊设于刮刀上方，其长度与碾压辊长度相同，粘尘辊辊面与碾压辊辊面相接触。如附图1、2所示，上辊106上方设有粘尘辊102，下辊112上方设有粘尘辊108。设于辊面上的刮刀可将粘附于碾压辊上的残留极片颗粒及时清除，避免已经粘附在碾压辊上的颗粒影响后续未碾压的极片。由于刮刀与辊面在长久使用过程中无法保证永远无缝接触，且随着碾压的进行，刀口本身也会逐渐磨损，导致与辊面的缝隙增大，刮刀的效能降低，此时粘尘胶辊可作为“二道防线”，将刮刀未及时清除的颗粒粘掉，从而保证生产的连续性、电池极片的质量以及电池的安全性能。

本实施例中的锂离子电池碾压装置应用于实际锂离子电池生产过程中需与实际产品尺寸以及产线实际情况相匹配，故进一步优化本实施例中锂离子电池碾压装置中各组件之间的位置设定关系，优选粘尘辊设于刮刀上方80-120mm处、辊面吸气管设于刮刀下方40-60mm处，且刮刀、辊面吸气管与碾压辊长度相同，上述设定能够保证实施例中的粘尘辊、刮刀、辊面吸气管结构最大程度地去除粘附于碾压辊表面的残留物。

以锂离子电池18650水溶剂体系负极极片碾压过程为例，在使用现有技术中的碾压装置进行碾压生产时，极片上的掉料和粘辊情况比较严重，极片表面外观不光滑，极片的不良率达到4％以上，无法进行连续生产，且耗费大量工时进人人工擦辊。使用本实施例中锂离子电池极片碾压装置后，碾压粘辊的频次减少，且粘在辊面的颗粒可以被及时清理掉，显著提高了碾压生产效率，有效降低了生产成本，极片的不良品降低至0.01%以下，同时极片外观得到改善。以下为极片批量生产过程中的良品及不良品比例：

从上述极片批量生产过程中的数据可以看出，使用本实施例中碾压装置与现有技术中碾压装置所生产的负极片的粘辊比例明显减小、良品率提升、极片外观得到明显改善。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。