本發(fā)明涉及電池極片軋膜設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種氣浮式軋膜機(jī)。

背景技術(shù)：

鋰離子電池的正極、負(fù)極極片是鋰離子電池關(guān)鍵器件。正極、負(fù)極極片，分別由正極、負(fù)極活性物質(zhì)粉體材料先制備漿料，然后，通過涂布機(jī)涂布在集流體銅箔或鋁箔的兩個(gè)表面，形成一層均勻厚度的涂布涂層。由于活性物質(zhì)粉體顆粒粒徑大小不一致的影響以及涂層漿料中的大小不等的氣泡存在，涂布涂層的堆密度和均勻性難于保證一致性，為了提高活性物質(zhì)涂層的密實(shí)度，需要通過一道軋膜工藝，軋膜的質(zhì)量與鋰離子電池的性能有著十分密切的關(guān)系，軋膜后的涂層不均勻或軋膜導(dǎo)致涂層與集流體粘合強(qiáng)度不一致，將導(dǎo)致鋰離子電池內(nèi)阻不一致，涂布涂層的各區(qū)域內(nèi)阻不一致，就會(huì)導(dǎo)致內(nèi)阻大的區(qū)域發(fā)熱，嚴(yán)重時(shí)，甚至導(dǎo)致熱失控。現(xiàn)有的鋰離子電池極片軋膜機(jī)的軋膜過程是：上軋輥與下軋輥之間的間隙是電池極片的軋膜工位，鋰離子電池涂層極片隨著上軋輥順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和下軋輥同步逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)通過“咬入”拽拖水平移動(dòng)，其被拽拉過程，也是軋壓的過程，涂層極片兩面涂層活性物質(zhì)隨拽拖水平移動(dòng)平行滑移流動(dòng)，以及上軋輥與下軋輥的擠壓作用，使活性物質(zhì)顆粒之間的間隙被擠壓，起到增加密實(shí)度的效果；但是，一部分涂層中的顆粒隨涂層極片拽拖水平移動(dòng)卻是以平行滑移的方式流動(dòng)，這些平行滑移流動(dòng)顆粒并沒有起到增加涂層的密實(shí)度效果。軋膜動(dòng)力學(xué)研究表明：鋰離子電池涂層極片軋壓過程需要經(jīng)過“咬入”→“拽拖”→“軋壓”三個(gè)階段。集流體表面涂層平行滑移實(shí)質(zhì)是涂層與集流體的粘附結(jié)構(gòu)形成抗拉的效應(yīng)。平行滑移量越大，抗拉效應(yīng)越明顯，這種抗拉效應(yīng)使涂層與集流體的粘合結(jié)構(gòu)受到破壞，涂層顆粒與集流體粘合強(qiáng)度下降之后，鋰離子電池的導(dǎo)電內(nèi)阻增加，甚至造成極片兩面涂層與集流體的粘合結(jié)構(gòu)發(fā)生機(jī)械性剝離。

有些軋膜機(jī)為了減輕涂層隨拽拖水平移動(dòng)的平行滑移流動(dòng)問題，采用大直徑軋輥，采用大直徑軋輥的大圓弧擠壓涂層，雖然大直徑軋輥的大圓弧擠壓涂層比小直徑軋輥的小圓弧擠壓涂層能適當(dāng)改善軋壓過程“咬入”接觸角的接觸面積，但是拽拖水平移動(dòng)，集流體表面涂層平行滑移、集流體與涂層兩相界面層的抗拉效應(yīng)沒有改變。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明提供能克服軋機(jī)軋膜過程中的出現(xiàn)“咬入”導(dǎo)致極片亮面涂層與集流體的粘合機(jī)構(gòu)發(fā)聲機(jī)械性剝離的一種氣浮式軋膜機(jī)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種氣浮式軋膜機(jī)，沿放卷帶料移動(dòng)方向依次設(shè)有放卷裝置、熱軋裝置和收卷裝置，所述放卷裝置的一側(cè)設(shè)置有用于放卷上隔離膜覆蓋于帶料上方的上隔離膜放卷機(jī)構(gòu)、其另一側(cè)設(shè)置有用于放卷下隔離膜覆蓋于帶料下方的下隔離膜放卷機(jī)構(gòu)。

其中，還包括設(shè)置于收卷裝置一側(cè)用于拖動(dòng)、收取上隔離膜的上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)，設(shè)置于收卷裝置另一側(cè)用于拖動(dòng)、收取下隔離膜的下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)。

其中，所述熱軋裝置包括電熱箱和軋機(jī)，所述電熱箱設(shè)置于軋機(jī)的進(jìn)料端，所述軋機(jī)包括設(shè)置于與帶料移動(dòng)方向同一垂面上的的下壓氣浮機(jī)構(gòu)和上推氣浮機(jī)構(gòu)。

其中，所述下壓氣浮機(jī)構(gòu)包括下壓驅(qū)動(dòng)單元和下壓軋輥，所述上推氣浮機(jī)構(gòu)包括上推驅(qū)動(dòng)單元和承壓軋輥，所述下壓軋輥和承壓軋輥之間留有供帶料通過的間隙。

其中，所述下壓軋輥通過高彈性聯(lián)軸器連接有減速電機(jī)，所述下壓軋輥安裝有主動(dòng)齒輪，所述承壓軋輥安裝有從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與從動(dòng)齒輪嚙合。

其中，所述下壓驅(qū)動(dòng)單元和上推驅(qū)動(dòng)單元均包括推動(dòng)油缸和氣浮壓瓦，所述推動(dòng)油缸的輸出端與氣浮壓瓦連接，所述氣浮壓瓦開設(shè)有與下壓軋輥和承壓軋輥圓周契合的弧型槽。

其中，所述弧型槽的弧面設(shè)有氣流槽和注氣孔，所述注氣孔與氣流槽連通。

其中，所述氣流槽包括在弧型槽內(nèi)對(duì)稱布置的第一u型槽和第二u型槽，所述第一u型槽和第二u型槽相切，所述注氣孔設(shè)于第一u型槽和第二u型槽的切點(diǎn)。

其中，所述放卷裝置和收卷裝置均包括氣脹軸和伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)與氣脹軸傳動(dòng)連接。

其中，所述放卷裝置、上隔離膜放卷機(jī)構(gòu)、下隔離膜放卷機(jī)構(gòu)、收卷裝置、上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)和下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)均設(shè)有張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，所述張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)由若干根導(dǎo)輥組成。

本發(fā)明的有益效果為:

本發(fā)明通過在極片帶料軋膜前在極片帶料的兩側(cè)覆蓋上隔離膜和下隔離膜，使上隔離膜和下隔離膜隨著極片帶料進(jìn)入軋機(jī)進(jìn)行軋膜，防止軋機(jī)走料過程中“咬入”拽拖涂層極片的方式，克服了“咬入”拽拖走料引起涂層中的顆粒隨“咬入”拽拖水平移動(dòng)平行滑移，能有效克服涂層與集流體膠體粘合結(jié)構(gòu)受到破壞的問題，有利于提高極片熱壓品質(zhì)，進(jìn)一步提高電池品質(zhì)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明的另一視角的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明軋機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明軋機(jī)的左視圖；

圖5為本發(fā)明氣浮壓瓦的主視圖；

圖6為本發(fā)明氣浮壓瓦的剖面圖；

圖7為本發(fā)明氣浮壓瓦另一位置的剖面圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

如圖1～圖2所示，一種氣浮式軋膜機(jī)，沿放卷帶料移動(dòng)方向依次設(shè)有放卷裝置1、熱軋裝置和收卷裝置2，放卷裝置1的一側(cè)設(shè)置有用于放卷上隔離膜覆蓋于帶料上方的上隔離膜放卷機(jī)構(gòu)11、其另一側(cè)設(shè)置有用于放卷下隔離膜覆蓋于帶料下方的下隔離膜放卷機(jī)構(gòu)12。本發(fā)明通過在極片帶料軋膜前在極片帶料的兩側(cè)覆蓋上隔離膜和下隔離膜，使上隔離膜和下隔離膜隨著極片帶料進(jìn)入軋機(jī)32進(jìn)行軋膜，防止軋機(jī)32走料過程中“咬入”拽拖涂層極片的方式，克服了“咬入”拽拖走料引起涂層中的顆粒隨“咬入”拽拖水平移動(dòng)平行滑移，能有效克服涂層與集流體膠體粘合結(jié)構(gòu)受到破壞的問題，有利于提高極片熱壓品質(zhì)，進(jìn)一步提高電池品質(zhì)。

還包括設(shè)置于收卷裝置2一側(cè)用于拖動(dòng)、收取上隔離膜的上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)21，設(shè)置于收卷裝置2另一側(cè)用于拖動(dòng)、收取下隔離膜的下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)22，使用上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)21和下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)22對(duì)上隔離膜和下隔離膜進(jìn)行收卷的同時(shí)拽拖上隔離膜和下隔離膜，使上隔離膜和下隔離膜穩(wěn)定移動(dòng)，且上隔離膜和下隔離膜的表面張力較平穩(wěn)，提高軋膜過程的穩(wěn)定性。

熱軋裝置包括電熱箱31和軋機(jī)32，電熱箱31設(shè)置于軋機(jī)32的進(jìn)料端，軋機(jī)32包括設(shè)置于與帶料移動(dòng)方向同一垂面上的的下壓氣浮機(jī)構(gòu)4和上推氣浮機(jī)構(gòu)5，下壓氣浮機(jī)構(gòu)4和上推氣浮機(jī)構(gòu)5分別與極片帶料接觸的點(diǎn)在同一直線上，有效對(duì)極片帶料進(jìn)行壓軋，提高軋膜質(zhì)量和穩(wěn)定性。

如圖3～5所示，下壓氣浮機(jī)構(gòu)4包括下壓驅(qū)動(dòng)單元41和下壓軋輥42，上推氣浮機(jī)構(gòu)5包括上推驅(qū)動(dòng)單元51和承壓軋輥52，下壓軋輥42和承壓軋輥52之間留有供帶料通過的間隙，通過下壓軋輥42和承壓軋輥52對(duì)極片帶料進(jìn)行壓軋，減小極片帶料在下壓軋輥42和承壓軋輥52之間移動(dòng)的摩擦力，提高軋膜效率和軋膜質(zhì)量。

下壓軋輥42通過高彈性聯(lián)軸器連接有減速電機(jī)6，下壓軋輥42安裝有主動(dòng)齒輪7，承壓軋輥52安裝有從動(dòng)齒輪8，主動(dòng)齒輪7與從動(dòng)齒輪8嚙合，使下壓軋輥42和承壓軋輥52同步轉(zhuǎn)動(dòng)，防止下壓軋輥42和承壓軋輥52圓周線速度不同導(dǎo)致極片帶料兩側(cè)涂層受壓不均勻，影響軋膜質(zhì)量。

下壓驅(qū)動(dòng)單元41和上推驅(qū)動(dòng)單元51均包括推動(dòng)油缸9和氣浮壓瓦10，推動(dòng)油缸9的輸出端與氣浮壓瓦10連接，氣浮壓瓦10開設(shè)有與下壓軋輥42和承壓軋輥52圓周契合的弧型槽101，在推動(dòng)油缸9的作用下，兩個(gè)氣浮壓瓦10相向推動(dòng)下壓軋輥42和承壓軋輥52，使下壓軋輥42和承壓軋輥52相向的推理壓軋涂層極片帶料、上隔離膜、下隔離膜，由于涂層極片帶料的涂層受熱軟化，上隔離膜、下隔離膜的材質(zhì)優(yōu)選不銹鋼，在上隔離膜和下隔離膜雙向受壓作用下，涂層極片的涂層在垂直方向被壓縮達(dá)到軋膜的效果。

如圖5～7所示，弧型槽101的弧面設(shè)有氣流槽和注氣孔102，注氣孔102與氣流槽連通，軋膜過程中，氣浮壓瓦10的注氣孔102中注入高壓壓縮空氣，高壓壓縮空氣進(jìn)入弧型槽101，弧型槽101內(nèi)高高壓縮空氣分布在氣浮壓瓦10與下壓軋輥42、承壓軋輥52之間，形成一層氣膜層，高壓壓縮空氣形成的氣膜層，起到了氣浮壓瓦10與下壓軋輥42、承壓軋輥52之間的潤(rùn)滑作用，避免了氣浮壓瓦10與軋輥旋轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磨損損壞，提高了下壓軋輥42、承壓軋輥52和氣浮壓瓦10的使用壽命。

氣流槽包括在弧型槽101內(nèi)對(duì)稱布置的第一u型槽103和第二u型槽104，第一u型槽103和第二u型槽104相切，注氣孔102設(shè)于第一u型槽103和第二u型槽104的切點(diǎn)，通過對(duì)稱的第一u型槽103和第二u型槽104，使從注氣孔102中噴出的高壓壓縮空氣能均勻分布于弧型槽101與下壓軋輥42、承壓軋輥52之間的接觸面，提高下壓軋輥42和承壓軋輥52在氣浮壓瓦10的弧型槽101中轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性。

放卷裝置1和收卷裝置2均包括氣脹軸13和伺服電機(jī)14，伺服電機(jī)14與氣脹軸13傳動(dòng)連接，通過伺服電機(jī)14精確控制氣脹軸13放卷和收卷，設(shè)備工作效率以及穩(wěn)定性更高。

放卷裝置1、上隔離膜放卷機(jī)構(gòu)11、下隔離膜放卷機(jī)構(gòu)12、收卷裝置2、上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)21和下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)22均設(shè)有張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15，張力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)15由若干根導(dǎo)輥151組成，各通過各導(dǎo)輥151與極片帶料之間徑向表面的接觸摩擦起到減輕晃動(dòng)，提高走帶穩(wěn)定性的作用。

本發(fā)明的工作原理為：

第一步，上隔離膜放卷機(jī)構(gòu)11、放卷裝置1、收卷裝置2、下隔離膜放卷機(jī)構(gòu)12、上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)22、下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)21與軋機(jī)32同步工作，伺服電機(jī)14驅(qū)動(dòng)收卷裝置2的氣脹軸13收卷，牽引涂層極片，上隔離膜收卷機(jī)構(gòu)牽引上隔離膜，下隔離膜收卷機(jī)構(gòu)牽引下隔離膜，同步進(jìn)入電熱箱31加熱涂層極片、上隔離膜、下隔離膜。

第二步，涂層極片、上隔離膜、下隔離膜被加熱之后，涂層極片、上隔離膜、下隔離膜同步進(jìn)入下壓軋輥42、承壓軋輥52之間，下壓軋輥42受推動(dòng)油缸9往下推力，承壓軋輥52受到推動(dòng)油缸9的推力作用，使下壓驅(qū)動(dòng)單元4的氣浮壓瓦10和上推驅(qū)動(dòng)單元5的氣浮壓瓦10產(chǎn)生相向的推力軋壓涂層極片、上隔離膜、下隔離膜，由于涂層極片的涂層受熱軟化，上隔離膜、下隔離膜的材質(zhì)采用不銹鋼且保持其硬度，在上隔離膜、下隔離膜雙向受壓作用下，涂層極片的涂層在垂直方向被壓縮達(dá)到軋膜的效果。

軋膜過程中，氣浮壓瓦10壓緊下壓軋輥42和承壓軋輥52，氣浮壓瓦10的注氣孔102，注入高壓壓縮空氣，高壓壓縮空氣進(jìn)入弧型槽101，弧型槽101內(nèi)高壓壓縮空氣分布在氣浮壓瓦10與下壓軋輥42之間、分布在氣浮壓瓦10與承壓軋輥52之間的壓縮空氣，形成一層氣膜層，高壓壓縮空氣形成的氣膜層，起到了氣浮壓瓦10與下壓軋輥42、氣浮壓瓦10與承壓軋輥52潤(rùn)滑作用，避免了氣浮壓瓦10與軋輥旋轉(zhuǎn)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的磨損損壞。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。