CN108091821A - 锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池集流体箔材制造技术领域，尤其是一种锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，包括机架、相对设置在机架上的上均整模块和下均整模块，机架上设置有定位机构；上均整模块的下表面沿箔材的进给方向依次分为上导向段、上均整变形段及上平整段；下均整模块的上表面沿箔材的进给方向依次分为下导向段、下均整变形段及下平整段；上导向段与下导向段之间相对设置形成导向区，上均整变形段与下均整变形段之间相对设置形成变形区，上平整段与下平整段之间相对设置形成平整区，本发明的可实现在箔材压延工序后对箔材进行整形，采用对箔材进行捋顺和热处理提升性能，减少箔材制备工序和成本，提升生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池集流体箔材制造技术领域，尤其是一种锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置。
背景技术
在环境污染和能源危机的双重压力下,清洁的绿色能源是当今世界共同努力的方向。锂离子电池在清洁能源中占有很重要的一席之地，其具有能量密度大、循环寿命长、重量轻、无污染等优点，是新一代高效化学电源。随着数码产品和汽车技术的飞速发展，锂离子电池作为动力源，其高能比是目前锂电技术的主要攻关方向。而作为锂电池正负电极材料的集流体箔材，主要通过降低箔材厚度以减小在电池极片重量中的占比来提升电池的单位克容量。
锂电池集流体箔材制备的关键技术是压延成形，在现有技术中，将集流体箔材压延成超薄厚度时，往往需要经过一道以上压延变形，每次压延变形由于压延辊的精度问题会产生厚度不均等形状问题，压延变形次数越多导致形状误差叠加从而造成箔材成材率下降，并且每次压延变形会在箔材内部残留残余应力也会对后续锂电池极片的制备造成脆断等影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中集流体箔材在压延后由于压延辊的精度，会导致集流体箔材厚度不均的问题，现提供一种锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，包括机架、相对设置在机架上的上均整模块和下均整模块，所述机架上设置有用于调节上均整模块与下均整模块相对位置的定位机构；
所述上均整模块的下表面沿箔材的进给方向依次分为上导向段、上均整变形段及上平整段，所述上导向段沿箔材的进给方向向下倾斜，所述上均整变形段沿箔材的进给方向向下倾斜，所述上平整段沿箔材的进给方向向上倾斜；
所述下均整模块的上表面沿箔材的进给方向依次分为下导向段、下均整变形段及下平整段，所述下导向段沿箔材的进给方向向上倾斜，所述下均整变形段沿箔材的进给方向向上倾斜，所述下平整段沿箔材的进给方向向下倾斜；
所述上导向段与下导向段之间相对设置形成导向区，所述上均整变形段与下均整变形段之间相对设置形成变形区，所述上平整段与下平整段之间相对设置形成平整区。
本方案中通过在上导向段与下导向段之间形成的导向区将箔材咬入，在上均整变形段与下均整变形段之间形成的变形区对箔材进行微压力变形均整，在上平整段与下平整段之间形成的平整区使箔材进行弹性回复和平整。
具体地，所述上导向段、下导向段、上均整变形段及下均整变形段均为圆弧面，所述上平整段与下平整段均为斜面。
进一步地，所述上均整模块的下表面位于上导向段与上均整变形段之间通过第一上过渡段过渡连接，所述下均整模块的下表面位于下导向段与下均整变形段之间通过第一下过渡段过渡连接，所述第一上过渡段和第一下过渡段均为圆弧面。
进一步地，所述上均整模块的下表面位于上均整变形段与上平整段之间通过第二上过渡段过渡连接，所述下均整模块的下表面位于下均整变形段与下平整段之间通过第二下过渡段过渡连接，所述第二上过渡段和第二下过渡段均为圆弧面。
优选地，所述上均整模块的下表面与下均整模块的上表面均经镀铬耐磨处理。
具体地，所述定位机构包括均固定在机架上的上动力机构及下动力机构，所述上动力机构采用气缸或液压缸，所述下动力机构也采用气缸或液压缸。
为了便于对箔材的精确定位，进一步地，所述上动力机构的输出端与上均整模块铰接，所述机架上螺纹连接有两个上调节丝杆，两个上调节丝杆的端部分别抵在上均整模块的上表面的两端。
为了便于对箔材的精确定位，进一步地，所述下动力机构的输出端与下均整模块铰接，所述机架上螺纹连接有两个下调节丝杆，两个下调节丝杆的端部分别抵在下均整模块的下表面的两端，采用气缸或液压缸推动上均整模块和下均整模块实现对箔材的预定位，然后采用上调节丝杆或下调节丝杆对箔材进行精确定位。
为了便于消除箔材延延后残留在其内部的残余应力所形成的变形抗力，进一步地，所述上均整模块与下均整模块上均沿箔材的进给方向间隔设置有若干用于加热的油孔及加热电阻，通过采用间隔分布若干油孔或加热电阻实现分段式加热，从而可更好的消除箔材压延后所残留的残余应力，利于对箔材的均整。
本发明的有益效果是：本发明的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置可实现在箔材压延工序后对箔材进行整形，采用对箔材进行捋顺和热处理提升性能，减少箔材制备工序和成本，提升生产效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置的示意图；
图2是本发明中上均整模块的示意图；
图3是本发明中下均整模块的示意图。
图中：1、机架，2、上均整模块，2-1、上导向段，2-2、第一上过渡段，2-3、上均整变形段，2-4、第二上过渡段，2-5、上平整段，3、下均整模块，3-1、下导向段，3-2、第一下过渡段，3-3、下均整变形段，3-4、第二下过渡段，3-5、下平整段，4、上动力机构，5、下动力机构，6、上调节丝杆，7、下调节丝杆，8、油孔，9、箔材。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，方向和参照(例如，上、下、左、右、等等)可以仅用于帮助对附图中的特征的描述。因此，并非在限制性意义上采用以下具体实施方式，并且仅仅由所附权利要求及其等同形式来限定所请求保护的主题的范围。
实施例1
如图1-3所示，一种锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，包括机架1、相对设置在机架1上的上均整模块2和下均整模块3，机架1上设置有用于调节上均整模块2与下均整模块3相对位置的定位机构；
上均整模块2的下表面沿箔材9的进给方向依次分为上导向段2-1、上均整变形段2-3及上平整段2-5，上导向段2-1沿箔材9的进给方向向下倾斜，上均整变形段2-3沿箔材9的进给方向向下倾斜，上平整段2-5沿箔材9的进给方向向上倾斜；
下均整模块3的上表面沿箔材9的进给方向依次分为下导向段3-1、下均整变形段3-3及下平整段3-5，下导向段3-1沿箔材9的进给方向向上倾斜，下均整变形段3-3沿箔材9的进给方向向上倾斜，下平整段3-5沿箔材9的进给方向向下倾斜；
上导向段2-1与下导向段3-1之间相对设置形成导向区，上均整变形段2-3与下均整变形段3-3之间相对设置形成变形区，上平整段2-5与下平整段3-5之间相对设置形成平整区。
本发明中箔材9的进给方向指的是箔材9被动力辊拉着前进经过上均整模块2和下均整模块3之间时的方向。
具体实施时，上导向段2-1、下导向段3-1、上均整变形段2-3及下均整变形段3-3均为圆弧面，上平整段2-5与下平整段3-5均为斜面；
上均整模块2的下表面位于上导向段2-1与上均整变形段2-3之间通过第一上过渡段2-2过渡连接，下均整模块3的下表面位于下导向段3-1与下均整变形段3-3之间通过第一下过渡段3-2过渡连接，第一上过渡段2-2和第一下过渡段3-2均为圆弧面。
上均整模块2的下表面位于上均整变形段2-3与上平整段2-5之间通过第二上过渡段2-4过渡连接，下均整模块3的下表面位于下均整变形段3-3与下平整段3-5之间通过第二下过渡段3-4过渡连接，第二上过渡段2-4和第二下过渡段3-4均为圆弧面。
其中，上导向段2-1与下导向段3-1所在外接圆的半径均在100-500mm之间，上导向段2-1所在外接圆的圆心在上均整模块2的上方，下导向段3-1所在外接圆的圆心在下均整模块3的下方，即，为上导向段2-1和下导向段3-1均为外圆弧；
第一上过渡段2-2和第一下过渡段3-2所在外接圆的半径均在10-50mm之间，第一上过渡段2-2所在外接圆的圆心在上均整模块2的下方，第一下过渡段3-2所在外接圆的圆心在下均整模块3的上方，即第一上过渡段2-2和第一下过渡段3-2均为内圆弧；
上均整变形段2-3和下均整变形段3-3所在外接圆的半径均在50-200mm之间，上均整变形段2-3所在外接圆的圆心在上均整模块2的下方，下均整变形段3-3所在外接圆的圆心在下均整模块3的上方，即上均整变形段2-3和下均整变形段3-3均为内圆弧；
第二上过渡段2-4和第二下过渡段3-4所在外接圆的半径均在80-300mm之间，第一上过渡段2-2所在外接圆的圆心在上均整模块2的上方，第二下过渡段3-4所在外接圆的圆心在下均整模块3的下方，即第二上过渡段2-4和第二下过渡段3-4均为外圆弧；
上平整段2-5为与半径在200-800mm之间的外接圆相切的斜线。
作为优选，上均整模块2的下表面与下均整模块3的上表面均经镀铬耐磨处理。
定位机构包括均固定在机架1上的上动力机构4及下动力机构5，上动力机构4采用气缸或液压缸，下动力机构5也采用气缸或液压缸。
上动力机构4的输出端与上均整模块2铰接，具体为，如上动力机构4采用气缸，则气缸的伸出端与上均整模块2铰接，气缸的缸体固定在机架1上，如上动力机构4采用液压缸，则液压缸的伸出端与上均整模块2铰接，液压缸的缸体固定在机架1，机架1上螺纹连接有两个上调节丝杆6，两个上调节丝杆6的端部分别抵在上均整模块2的上表面的两端。
下动力机构5的输出端与下均整模块3铰接，如下动力机构5采用气缸，则气缸的伸出端与下均整模块3铰接，气缸的缸体固定在机架1上，如下动力机构5采用液压缸，则液压缸的伸出端与下均整模块3铰接，液压缸的缸体固定在机架1上，机架1上螺纹连接有两个下调节丝杆7，两个下调节丝杆7的端部分别抵在下均整模块3的下表面的两端，采用气缸或液压缸推动上均整模块2和下均整模块3实现对箔材9的预定位，然后采用上调节丝杆6或下调节丝杆7对箔材9进行精确定位。
上均整模块2与下均整模块3上均沿箔材9的进给方向间隔设置有若干用于加热的油孔8及加热电阻，通过采用间隔分布若干油孔8或加热电阻实现分段式加热，从而可更好的消除箔材9压延后所残留的残余应力，利于对箔材9的均整。
上述锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置工作原理如下：
通过气缸或液压缸调整上均整模块2与下均整模块3的位置，使上均整模块2和下均整模块3以固定压力接触箔材9上下表面，并将箔材9压合，将箔材9上下表面分别与上均整模块2和下均整模块3进行接触位置及接触面积的校正，然后使用上调节丝杆6和下调节丝杆7进行精确定位调整，且通过两端丝杆进行精确定位，可对箔材9的微均整变形进行实时调整；
然后箔材9在动力辊的作用下依次通过导向区、变形区及平整区，其中，通过在上导向段2-1与下导向段3-1之间形成的导向区将箔材9咬入，在上均整变形段2-3与下均整变形段3-3之间形成的变形区对箔材9进行微压力变形均整，在上平整段2-5与下平整段3-5之间形成的平整区使箔材9进行弹性回复和平整。
其中，在均整时，通过上均整模块2和下均整模块3上的油孔8或加热电阻，对箔材9进行分段式加热，上导向段2-1及下导向段3-1的温度为150～250℃，上均整变形段2-3及下均整变形段3-3的温度为250～500℃，上平整段2-5及下平整段3-5的温度为150～400℃，箔材9上下表面与上均整模块2和下均整模块3接触后热辐射升温，改善和消除箔材9前道压延变形的内部残余应力，从而消除箔材9内部残留残余应力以及在均整时所形成的变形抗力，利于下道压延变形，同时使均整变形更好实现。
上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：包括机架(1)、相对设置在机架(1)上的上均整模块(2)和下均整模块(3)，所述机架(1)上设置有用于调节上均整模块(2)与下均整模块(3)相对位置的定位机构；
所述上均整模块(2)的下表面沿箔材(9)的进给方向依次分为上导向段(2-1)、上均整变形段(2-3)及上平整段(2-5)，所述上导向段(2-1)沿箔材(9)的进给方向向下倾斜，所述上均整变形段(2-3)沿箔材(9)的进给方向向下倾斜，所述上平整段(2-5)沿箔材(9)的进给方向向上倾斜；
所述下均整模块(3)的上表面沿箔材(9)的进给方向依次分为下导向段(3-1)、下均整变形段(3-3)及下平整段(3-5)，所述下导向段(3-1)沿箔材(9)的进给方向向上倾斜，所述下均整变形段(3-3)沿箔材(9)的进给方向向上倾斜，所述下平整段(3-5)沿箔材(9)的进给方向向下倾斜；
所述上导向段(2-1)与下导向段(3-1)之间相对设置形成导向区，所述上均整变形段(2-3)与下均整变形段(3-3)之间相对设置形成变形区，所述上平整段(2-5)与下平整段(3-5)之间相对设置形成平整区。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述上导向段(2-1)、下导向段(3-1)、上均整变形段(2-3)及下均整变形段(3-3)均为圆弧面，所述上平整段(2-5)与下平整段(3-5)均为斜面。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述上均整模块(2)的下表面位于上导向段(2-1)与上均整变形段(2-3)之间通过第一上过渡段(2-2)过渡连接，所述下均整模块(3)的下表面位于下导向段(3-1)与下均整变形段(3-3)之间通过第一下过渡段(3-2)过渡连接，所述第一上过渡段(2-2)和第一下过渡段(3-2)均为圆弧面。
4.根据权利要求2所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述上均整模块(2)的下表面位于上均整变形段(2-3)与上平整段(2-5)之间通过第二上过渡段(2-4)过渡连接，所述下均整模块(3)的下表面位于下均整变形段(3-3)与下平整段(3-5)之间通过第二下过渡段(3-4)过渡连接，所述第二上过渡段(2-4)和第二下过渡段(3-4)均为圆弧面。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述上均整模块(2)的下表面与下均整模块(3)的上表面均经镀铬耐磨处理。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述定位机构包括均固定在机架(1)上的上动力机构(4)及下动力机构(5)，所述上动力机构(4)采用气缸或液压缸，所述下动力机构(5)也采用气缸或液压缸。
7.根据权利要求6所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述上动力机构(4)的输出端与上均整模块(2)铰接，所述机架(1)上螺纹连接有两个上调节丝杆(6)，两个上调节丝杆(6)的端部分别抵在上均整模块(2)的上表面的两端。
8.根据权利要求6所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述下动力机构(5)的输出端与下均整模块(3)铰接，所述机架(1)上螺纹连接有两个下调节丝杆(7)，两个下调节丝杆(7)的端部分别抵在下均整模块(3)的下表面的两端。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池集流体箔材压延成形均整装置，其特征在于：所述上均整模块(2)与下均整模块(3)上均沿箔材(9)的进给方向间隔设置有若干用于加热的油孔(8)及加热电阻。
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