辊压装置的制作方法

本实用新型涉及材料加工领域，尤其涉及一种辊压装置。

背景技术：

当下，各大车厂对电动汽车电池的要求越来越高，其中很重要的一点就是电池能量密度，电池能量密度越大，相同重量下电池容量越大，汽车单次充电所能行驶的里程也会相应增加。

在电池极片的生产过程中，通常需要对极片进行辊压，以提高极片的压实密度，进而提高电池的能量密度。参照图1，现有的极片(带材S的一种) 包括基材S1和设置在基材S1上的涂层S2，基材S1具有露出的空白区S11 以及被涂层S2覆盖的涂覆区S12。但是，在辊压极片的过程中，基材S1的空白区S11并未受到压力，也就不会伸长，而基材S1的涂覆区S12则会产生压延伸长，因此导致基材S1不同区域的延伸率不同，基材S1的空白区S11 容易打皱，且会造成极片的收卷不齐。

技术实现要素：

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种辊压装置，其能使基材整体的延伸率一致或接近，避免基材的空白区打皱或翘起。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种辊压装置，其用于辊压带材且包括放卷机构、辊压机构以及收卷机构。放卷机构用于设置带材，收卷机构用于牵引带材穿过辊压机构并收卷带材；辊压机构包括相对设置的第一压辊和第二压辊，且带材被配置为从第一压辊和第二压辊之间穿过并受到辊压。所述辊压装置还包括压延机构，设置于辊压机构的上游和/或下游。压延机构包括相对设置的第三压辊和第四压辊，第三压辊包括第三辊体和环绕在第三辊体外周的第三突部，第四压辊包括第四辊体和环绕在第四辊体外周的第四突部。带材被配置为从第三压辊和第四压辊之间穿过并受到第三突部和第四突部的辊压，且在辊压时，第三突部和第四突部的线速度不同。

第三突部为多个且沿第三辊体的轴向间隔布置；第四突部为多个且沿第四辊体的轴向间隔布置；第三突部和第四突部数量相同且位置对应。

压延机构还包括第五压辊和第六压辊，第五压辊位于第三压辊的远离第四压辊的一侧，第六压辊位于第四压辊的远离第三压辊的一侧；第五压辊与第三突部接触，第六压辊与第四突部接触。

压延机构还包括第一驱动器、第二驱动器及第三驱动器，第一驱动器连接于第五压辊并能够驱动第五压辊转动，第二驱动器连接于第六压辊并能够驱动第六压辊转动，第三驱动器连接于第五压辊和第六压辊并能够驱动第五压辊和第六压辊相对移动。

第三突部转动地连接于第三辊体，第四突部转动地连接于第四辊体。

第三突部和第四突部的材质为弹性材料。

带材包括基材和涂层，基材包括空白区以及被涂层覆盖的涂覆区，空白区和涂覆区沿横向交替设置。第三突部和第四突部被配置为辊压基材的空白区，且第三突部突出第三辊体的高度与第四突部突出第四辊体的高度之和大于涂层的厚度。

所述辊压装置还包括两个调速机构，一个调速机构设置于收卷机构和压延机构之间，另一个调速机构设置于放卷机构和辊压机构之间；各调速机构包括第七压辊和第八压辊，带材被配置为从第七压辊和第八压辊之间穿过，第八压辊为弹性辊。

所述辊压装置还包括张力调节机构，设置于调速机构和压延机构之间。

所述辊压装置还包括控制机构，被配置为检测带材的延伸率并反馈控制第三压辊和第四压辊的转速。

本实用新型的有益效果如下：当带材从第一压辊和第二压辊之间穿过时涂层被压薄，从而提高涂层的密度；同时，基材的涂覆区受压延伸。当带材从第三压辊和第四压辊之间穿过时，基材的空白区受到第三突部和第四突部的压力，同时，空白区的两个表面以不同的速度行进，所以空白区会在压力和差速的作用下延伸即差速压延。差速压延可以大大地降低对压力的要求，从而使空白区在小压力、高速度下达到目标延伸率，进而使基材整体的延伸率一致或接近，避免基材的空白区打皱或翘起。

附图说明

图1为带材的示意图。

图2为根据本实用新型的辊压装置的示意图。

图3为根据本实用新型的辊压装置的压延机构的示意图。

图4为压延机构在压延过程中的示意图。

其中，附图标记说明如下：

1放卷机构 45第一驱动器

2辊压机构 46第二驱动器

21第一压辊 47第三驱动器

22第二压辊 5调速机构

3收卷机构 51第七压辊

4压延机构 52第八压辊

41第三压辊 6张力调节机构

411第三辊体 7导向辊

412第三突部 S带材

42第四压辊 S1基材

421第四辊体 S11空白区

422第四突部 S12涂覆区

43第五压辊 S2涂层

44第六压辊

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”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”。下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

本实用新型的辊压装置用于辊压带材S。具体地，参照图1，带材S包括基材S1和涂层S2，基材S1包括空白区S11以及被涂层S2覆盖的涂覆区 S12，空白区S11和涂覆区S12沿横向交替设置。带材S可为电池的极片，基材S1可为金属箔材，涂层S2可包括活性物质(例如钴酸锂等)。

参照图2，本实用新型的辊压装置包括放卷机构1、辊压机构2、收卷机构3以及压延机构4。

放卷机构1用于设置带材S。具体地，放卷机构1可包括放卷辊，当需要辊压带材S时，可将带材S设置到放卷辊上。

收卷机构3用于牵引带材S穿过辊压机构2并收卷带材S。收卷机构3 可包括收卷辊，收卷辊为主动辊。

辊压机构2包括相对设置的第一压辊21和第二压辊22，且带材S被配置为从第一压辊21和第二压辊22之间穿过并受到辊压。其中，第一压辊21 和第二压辊22均为等径辊，当带材S从第一压辊21和第二压辊22之间穿过时，第一压辊21和第二压辊22辊压涂覆区S12和涂层S2，涂覆区S12 受压延伸。

压延机构4可设置于辊压机构2的下游，放卷机构1上的带材S在依次穿过辊压机构2和压延机构4后收卷于收卷机构3。可替代地，压延机构4 也可设置于辊压机构2的上游，或者，压延机构4为两组且分别设置于辊压机构2的上游和下游。

压延机构4包括相对设置的第三压辊41和第四压辊42，第三压辊41包括第三辊体411和环绕在第三辊体411外周的第三突部412，第四压辊42包括第四辊体421和环绕在第四辊体421外周的第四突部422。带材S被配置为从第三压辊41和第四压辊42之间穿过并受到第三突部412和第四突部 422的辊压，且在辊压时，第三突部412和第四突部422的线速度不同。

带材S从第三压辊41和第四压辊42之间穿过时，应使第三突部412和第四突部422与带材S的空白区S11相对，进而使第三突部412和第四突部 422辊压带材S的空白区S11；同时，第三辊体411和第四辊体421不对涂层S2施压。

在带材S的走带的过程中，通过辊压空白区S11，保证第三突部412的外周面与空白区S11紧密接触且不打滑、第四突部422的外周面与空白区S11 紧密接触且不打滑。参照图4，空白区S11的与第三突部412接触的表面的速度等于第三突部412的外周面的线速度V1，空白区S11的与第四突部422 接触的表面的速度等于第四突部422的外周面的线速度V2，也就是说，在压延机构4中，空白区S11的两个表面的速度不同。

当带材S从第一压辊21和第二压辊22之间穿过时涂层S2被压薄，从而提高涂层S2的密度；同时，基材S1的涂覆区S12受压延伸。当带材S从第三压辊41和第四压辊42之间穿过时，基材S1的空白区S11受到第三突部412和第四突部422的压力，同时，空白区S11的两个表面以不同的速度行进，所以空白区S11会在压力和差速的作用下延伸(同时受到法向轧制力和切向拉伸力，即差速压延)。差速压延可以大大地降低对压力的要求，从而使空白区S11在小压力、高速度下达到目标延伸率，进而使基材S1整体的延伸率一致或接近，避免基材S1的空白区S11打皱或翘起。

在电池极片的生产过程中，为了提高生产效率，基材S1上通常会涂覆多个涂层S2。参照图1，基材S1的空白区S11可为多个。因此，为了能够同时压延多个空白区S11，第三突部412为多个且沿第三辊体411的轴向间隔布置，第三辊体411的轴向平行于基材S1的横向，第三突部412的数量优选等于空白区S11的数量。第四突部422为多个且沿第四辊体421的轴向间隔布置，第三突部412和第四突部422数量相同且位置对应。

参照图3，第三突部412突出第三辊体411的高度与第四突部422突出第四辊体421的高度之和大于涂层S2的厚度(即基材S1两侧涂层S2的厚度和)，优选地，第三突部412突出第三辊体411的高度大于基材S1一侧的涂层S2的厚度，第四突部422突出第四辊体421的高度大于基材S1另一侧的涂层S2的厚度。当带材S从第三压辊41和第四压辊42之间穿过时，涂层S2不会受到第三辊体411和第四辊体421的辊压。

优选地，第三压辊41和第四压辊42上下布置，第四辊体421可从下侧支撑涂层S2，避免涂层S2塌陷。而第三压辊41的第三辊体411与涂层S2 之间留有较小的间隙，从而避免涂层S2受到辊压；所述间隙可为 0.5mm～5mm，由于间隙较小，所以第三辊体411可以限制涂层S2的振动，避免空白区S11打皱。可替代地，也可同时在第三辊体411与涂层S2之间以及第四辊体421与涂层S2之间保留间隙。

参照图3，压延机构4还包括第五压辊43和第六压辊44，第五压辊43 位于第三压辊41的远离第四压辊42的一侧，第六压辊44位于第四压辊42 的远离第三压辊41的一侧；第五压辊43与第三突部412接触，第六压辊44 与第四突部422接触。第五压辊43和第六压辊44均为主动辊，第三压辊41 和第四压辊42为从动辊。第五压辊43与第三突部412紧贴，从而驱动第三突部412以恒定的线速度转动；第六压辊44与第四突部422紧贴，从而驱动第四突部422以恒定的线速度转动。

第五压辊43和第六压辊44均优选为等径的不锈钢辊，不锈钢辊精度高、耐磨损，可精确地将角速度转换为线速度，也就可以精确的控制第三突部412 和第四突部422的线速度。另外，在压延过程中，第三压辊41和第四压辊 42受到较大的反作用力，容易产生挠度变形；而本申请的第五压辊43和第六压辊44可以限制第三压辊41和第四压辊42的挠度变形，保证压延效果的均匀性。

压延机构4还包括第一驱动器45、第二驱动器46及第三驱动器47，第一驱动器45连接于第五压辊43并能够驱动第五压辊43转动，第二驱动器 46连接于第六压辊44并能够驱动第六压辊44转动，第三驱动器47连接于第五压辊43和第六压辊44并能够驱动第五压辊43和第六压辊44相对移动。第一驱动器45和第二驱动器46可为伺服电机，伺服电机能够控制第五压辊 43和第六压辊44的转速。第三驱动器47可为压力气缸，气缸可同步驱动第五压辊43和第六压辊44相对运动，并通过挤压第三压辊41和第四压辊42 来控制第三突部412和第四突部422之间的辊压力。

第三突部412转动地连接于第三辊体411，例如，第三突部412可通过轴承连接于第三辊体411。第三突部412为从动件，并在第五压辊43的带动下转动。第三突部412长期使用后会出现磨损，导致各第三突部412的外径不同；如果所有的第三突部412与第三辊体411固定连接，那么在同样的角速度下，多个第三突部412的外周面的线速度会出现差异，导致第三突部412 相对于空白区S11滑动。而在本申请中，第三突部412转动地连接于第三辊体411，所述多个第三突部412的角速度相互独立，所以即使第三突部412 出现磨损，也可以保证多个第三突部412线速度的一致性(即均等于第五压辊43的线速度)，避免第三突部412相对于空白区S11滑动。

同样地，第四突部422也可通过轴承转动地连接于第四辊体421，以保证多个第四突部422线速度的一致性。

本申请利用差速压延工艺，可减小对第三突部412与第四突部422之间的辊压力的要求，但是空白区S11上下表面需要长时间维持一定速差和压力，所以第三突部412和第四突部422的材质可选择高摩擦系数、耐磨的弹性材料，例如硅胶或橡胶。参照图4，第三突部412和第四突部422在辊压空白区S11时变形，从而可以增大第三突部412与空白区S11的接触面积以及第四突部422与空白区S11的接触面积，提高空白区S11两个表面受到的切向摩擦力，避免空白区S11相对于第三突部412或第四突部422滑动。

在带材S的成型过程中，空白区S11可能会存在微小缺口。而在本申请中，空白区S11压延时间短，切向拉伸力小，同时缺口能够被第三突部412 和第四突部422固定(第三突部412和第四突部422受压变形，与空白区S11 之间具有较大的接触面，所以可以固定缺口)，所以可以避免过度恶化，防止断带。

参照图2，所述辊压装置还包括两个调速机构5，一个调速机构5设置于收卷机构3和压延机构4之间，另一个调速机构5设置于放卷机构1和辊压机构2之间；各调速机构5包括第七压辊51和第八压辊52，带材S被配置为从第七压辊51和第八压辊52之间穿过，第八压辊52为弹性辊。第七压辊51和第八压辊52均为等径辊，第七压辊51为主动辊，第八压辊52为从动辊。当带材S从第七压辊51和第八压辊52之间穿过时，第七压辊51 和第八压辊52辊压涂层S2。通过调整第七压辊51的转速，可以精确的控制带材S的走带速度，保证带材S以恒定速度走带，避免带材S堆积褶皱。

所述辊压装置还包括张力调节机构6，设置于调速机构5和压延机构4 之间。张力调节机构6可包括张力检测传感器和张力调节辊，张力检测传感器实时检测带材S的张力并反馈控制张力调节辊，以调整带材S的张力，保证带材以恒张力走带。当然，放卷机构1和辊压结构2之间也可设置张力调节机构6。

所述辊压装置还包括控制机构(未示出)，被配置为检测带材S的延伸率并反馈控制第三压辊41和第四压辊42的转速。控制机构包括检测模块和处理模块，检测模块实时检测空白区S11以及涂覆区S12在单位时间内的走带长度，处理模块采集检测模块的数据并计算出空白区S11与涂覆区S12的延伸率差异；如果得到的延伸率满足要求，则保持第三压辊41和第四压辊 42的转速以及第三压辊41和第四压辊42之间的压力；如果延伸率出现偏差，则反馈控制第三压辊41和第四压辊42的转速以及第三压辊41和第四压辊 42之间的压力，以实时调整空白区S11的延伸率。

所述辊压装置还包括导向辊7，设置于带材S的走带路径上。导向辊7 可以调整带材S进入压延机构4的高度，实现入料角度控制。