一种张力浮动辊及锂电池极片拉伸辊压装置的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池加工技术领域，尤其涉及一种张力浮动辊及锂电池极片拉伸辊压装置。

背景技术：

目前，锂离子电池极片制造一般工艺流程为：活性物质、粘结剂和导电剂等按一定重量比例混合制备成浆料，再将浆料按照一定极片面密度均匀地涂覆在铝或铜集流体的两面，经烘烤去除浆料中的溶剂制成极片，然后将成卷的极片经过对辊机连续辊压至指定厚度，再分条与极耳成型。辊压作为锂电池极片最常用的压实工艺，通过压缩电芯体积提高装配性而直接影响电池的能量密度。同时，极片辊压，直接影响了活性物质在电池集流体上的附着力，以及内部活性物质、导电剂、粘结剂之间的孔隙率，进而也就影响了电池的各项电性能。

在极片辊压过程中，两面涂覆层的极片被送入两辊的间隙中，涂层相互挤压，并对铝或铜集流体施加一定的的压力，从而引起涂覆区发生一定的延展，而非涂覆区基本未产生延展。这种极片辊压后涂覆区与非涂覆区延展的差异，在外观上造成了极片的不平整呈波浪形状与非涂覆区的褶皱，尤其对于需求高压实密度的极片，极片产生的这种波浪与褶皱更加明显，严重时极片无法收卷，并影响后工序的正常制备。授权号为cn208797098u专利提出了一种通过加热与冷却部件对极片进行加热与冷却的方式改善上述褶皱问题的辊压装置，该专利虽然可以改善极片辊压后涂覆区与非涂覆区延展的差异造成的褶皱，但此方案操作复杂、设备成本高并持续高能耗，同时为产生更有效的改善，加热部件需提供更高温度加热极片，并对极片辊压速度有一定的限制要求。

技术实现要素：

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种张力浮动辊及锂电池极片拉伸辊压装置。

本实用新型提出的一种张力浮动辊，所述张力浮动辊沿其轴向间隔设有若干个沿其周向设置的环形凸起，所述环形凸起与张力浮动辊一体成型，相邻两个环形凸起之间形成凹陷区。

优选地，所述环形凸起的高度为0.2-0.6mm。

优选地，所述环形凸起与张力浮动辊连接处设有倒角；所述倒角沿张力浮动辊轴向的长度为1-6mm；所述倒角为圆滑倒角。

一种锂电池极片拉伸辊压装置，用于辊压并拉伸极片，极片包括涂覆区和非涂覆区，所述极片拉伸辊压装置包括所述的张力浮动辊。

优选地，所述张力浮动辊的环形凸起与极片非涂覆区对应，相邻两个环形凸起之间形成的凹陷区与极片涂覆区对应。

优选地，所述极片拉伸辊压装置包括:前张力隔断单元、前张力浮动辊、辊压单元、张力浮动辊、后张力隔断单元，所述前张力隔断单元、前张力浮动辊、辊压单元、所述的张力浮动辊、后张力隔断单元沿极片输送方向依次设置。

优选地，所述前张力隔断单元包括第一张力隔断辊以及与第一张力隔断辊配合的第二过辊；所述后张力隔断单元包括第二张力隔断辊以及与第二张力隔断辊配合的第五过辊；所述第一张力隔断辊和第二张力隔断辊均采用橡胶辊。

优选地，所述前张力浮动辊和所述的张力浮动辊均与气缸连接，并均设有张力检测系统。

优选地，所述辊压单元包括上下布置的上压辊、下压辊，上压辊与下压辊之间形成辊压区。

优选地，所述前张力隔断单元的上游设有第一过辊，所述前张力浮动辊与辊压单元之间设有第三过辊，所述辊压单元与所述的张力浮动辊之间设有第四过辊，所述后张力隔断单元的下游设有第六过辊。

本实用新型的有益效果如下：

本实用新型提供的张力浮动辊采用环形凸起对应锂电池极片非涂覆区的设计，可以有效地对锂电池极片的非涂覆区进行拉伸延展，用于增大在拉伸张力作用下极片辊压后非涂覆区的延展长度，从而降低涂覆区与非涂覆区辊压后延展长度的差值，进而提高锂电池极片在加工中的平整性，防止极片在辊压后的不平整而无法收卷与非涂覆区产生褶皱，保障后续极耳成型的加工。

本实用新型的极片拉伸辊压装置通过将辊压与拉伸装置整合在一起，使辊压后极片的非涂覆区在拉伸张力下得到延展，从而减小辊压后涂覆区与非涂覆区之间之间延展的差异，又结合位于辊压单元下游的张力浮动辊采用环形凸起对应锂电池极片非涂覆区的设计，进一步有效地对非涂覆区进行拉伸延展，显著改善了极片辊压后的波浪与褶皱问题，提高极片的平整度，进而保障极片在制备过程中的加工性与质量。本实用新型结构简单，安装方便，适用于各类锂离子电池极片，尤其适用于高压实密度锂电池极片的加工。

附图说明

图1为本实用新型张力浮动辊的结构示意图。

图2为本实用新型锂电池极片拉伸辊压装置的结构示意图。

图3为本实用新型具体实施例中极片的示意图。

图4为本实用新型具体实施例中极片位于锂电池极片拉伸辊压装置辊压单元的示意图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1所示，图1为本实用新型张力浮动辊的结构示意图。

参照图1，本实用新型实施例提出的张力浮动辊9，所述张力浮动辊9沿其轴向间隔设有若干个沿其周向设置的环形凸起91，所述环形凸起91与张力浮动辊9一体成型，相邻两个环形凸起91之间形成凹陷区92。

在具体实施例中，所述环形凸起91的高度为0.2-0.6mm。

在具体实施例中，所述环形凸起91与张力浮动辊9连接处设有倒角。

在具体实施例中，所述倒角沿张力浮动辊9轴向的长度为1-6mm。

在具体实施例中，所述倒角为圆滑倒角。

如图2所示，图2为本实用新型锂电池极片拉伸辊压装置的结构示意图。

如图3所示，图3为本实用新型具体实施例中极片的示意图。

参照图2、图3，本实用新型实施例提出的锂电池极片拉伸辊压装置，用于辊压并拉伸极片13，极片13包括涂覆区131和非涂覆区132，所述极片拉伸辊压装置包括所述的张力浮动辊9。

在具体实施例中，所述张力浮动辊9的环形凸起91与极片13的非涂覆区132对应，相邻两个环形凸起91之间形成的凹陷区92与极片13的涂覆区131对应。

在具体实施例中，所述极片拉伸辊压装置包括:前张力隔断单元、前张力浮动辊4、辊压单元、张力浮动辊9、后张力隔断单元，所述前张力隔断单元、前张力浮动辊4、辊压单元、张力浮动辊9、后张力隔断单元沿极片13的输送方向依次设置。

在具体实施例中，所述前张力隔断单元包括第一张力隔断辊2以及与第一张力隔断辊2配合的第二过辊3；所述后张力隔断单元包括第二张力隔断辊11以及与第二张力隔断辊配合的第五过辊10；所述第一张力隔断辊2和第二张力隔断辊11均采用橡胶辊，其作用是用于隔断与保持拉伸张力。在前张力隔断单元中，通过使第二过辊3紧贴第一张力隔断辊2并夹紧极片13，使得第一张力隔断辊2两侧的极片13张力被隔断；在后张力隔断单元中，通过使第五过辊10紧贴第二张力隔断辊11并夹紧极片13，使得第二张力隔断辊11两侧的极片13张力被隔断。

在具体实施例中，所述前张力浮动辊4和张力浮动辊9均与气缸连接，并均设有张力检测系统；所述前张力浮动辊4用于提供前拉伸张力，对辊压前的极片13进行前拉伸，所述的张力浮动辊9用于提供后拉伸张力，对辊压后的极片13进行后拉伸。

在具体实施例中，参照图4，为本实用新型具体实施例中极片位于锂电池极片拉伸辊压装置辊压单元的示意图，所述辊压单元包括上下布置的上压辊7、下压辊6，上压辊7与下压辊6之间形成辊压区。所述辊压单元用于对极片13的涂覆区131进行辊压，其中上压辊7保持固定高度，下压辊6连接液压装置，通过设置辊缝或辊压压力提升下压辊6至固定高度，从而碾压极片13至一定厚度。

在具体实施例中，所述前张力隔断单元的上游设有第一过辊1，所述前张力浮动辊4与辊压单元之间设有第三过辊5，所述辊压单元与张力浮动辊9之间设有第四过辊8，所述后张力隔断单元的下游设有第六过辊12，用于输送极片13。

本实用新型是这样工作的：

极片13在放卷张力下通过第一过辊1、前张力隔断单元，其中前张力隔断单元包括第一张力隔断辊2以及与第一张力隔断辊2配合的第二过辊3，极片13位于第一张力隔断辊2与第二过辊3之间，通过将极片13夹紧以隔断张力，再通过前张力浮动辊4与第三过辊5，其中前张力浮动辊4用于对辊压前极片13进行前拉伸；然后通过辊压单元，辊压单元包括下压辊6与上压辊7，用于对极片13的涂覆区131进行辊压；辊压后的极片13通过第四过辊8与张力浮动辊9，其中张力浮动辊9，用于对辊压后极片13进行后拉伸；再通过后张力隔断单元，其中后张力隔断单元包括第二张力隔断辊11以及与第二张力隔断辊11配合的第五过辊10，极片13位于第二张力隔断辊11与第五过辊10之间，通过将极片13夹紧以隔断张力；最后，极片13在收卷张力下牵引至第六过辊12，再进行收卷。

成卷的极片13在放卷与收卷张力下，依次经过前张力隔断单元、前张力浮动辊4、辊压单元、张力浮动辊9、后张力隔断单元。前张力浮动辊4提供前拉伸张力对极片进行拉伸，张力浮动辊9提供后拉伸张力对碾压后的极片13，尤其是非涂覆区132进行拉伸。此外，张力浮动辊9设置环形凸起91对应极片13的非涂覆区132，相邻两个环形凸起91之间形成的凹陷区92对应极片13的涂覆区131，用于进一步提高后拉伸张力对辊压后极片13的非涂覆区132的延展效果，从而得到平整、非涂覆区132无褶皱或无明显褶皱辊压加工后的极片13。

图2中，箭头所示的方向为极片13在本实用新型实施例锂电池极片拉伸辊压装置中的运动方向。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。