一种电池极片成型设备及成型方法

技术领域

本发明涉及电池极片生产设备技术领域，尤其涉及一种电池极片成型设备及成型方法。

背景技术

锂离子电池的能量密度大，已被应用于手机、笔记本型电脑等领域，但伴随用途的扩大、发展，要求低电阻化、大容量化等进一步的提高性能。

锂离子电池电极能够以电池极片的形式获得，例如，为了由包含电极活性物质的粉体制造电池极片等压延片，已进行了使用粉体压延装置的粉体的压缩成型。在粉体压延装置中，在基材上用辊将粉体压缩成型而得到电池极片，容易使得基材上不同区域的粉体的厚度不同，这就使得在后期工作过程中，电池极片不同区域的膨胀情况不同而使得粉体容易从基材上脱落，影响后续锂离子电池的正常工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池极片成型设备及成型方法，以解决现有技术中存在的在基材上用辊将粉体压缩成型得到电池极片，容易使得电池极片的基材上不同区域的粉体厚度不同，影响后续锂离子电池正常工作的问题。

如上构思，本发明所采用的技术方案是：

一种电池极片成型设备，包括用于输送基材的输送机构、输料机构及辊压机构，所述辊压机构包括并排设置的第一压辊、第二压辊和第三压辊，所述基材沿竖直方向穿设于所述第二压辊和所述第三压辊之间，所述第一压辊和所述第二压辊能够辊压由所述输料机构输送的活性物质颗粒形成膜片，所述第二压辊和第三压辊能够将膜片辊压于所述基材。

进一步地，所述第一压辊的温度大于所述第二压辊的温度，所述第三压辊的温度与第二压辊的温度相同。

进一步地，所述电池极片成型设备还包括第一驱动机构和第一安装组件，所述第一压辊和所述第二压辊均安装于所述第一安装组件，所述第一驱动机构能够驱动所述第一压辊和/或所述第二压辊，以使所述第一压辊和所述第二压辊靠近或远离。

进一步地，所述第一安装组件包括两个相对设置的第一安装结构和两个相对设置的第二安装结构，所述第一压辊安装于两个所述第一安装结构之间，所述第二压辊安装于两个所述第二安装结构之间；所述第一驱动机构包括两个第一驱动结构，两个所述第一驱动结构能够分别驱动两个所述第一安装结构向靠近或远离所述第二压辊的方向移动。

进一步地，所述电池极片成型设备还包括第二驱动机构和第二安装组件，所述第三压辊安装于所述第二安装组件，所述第二驱动机构能够驱动所述第二安装组件向靠近或远离所述第二压辊的方向移动。

进一步地，所述第二安装组件包括两个相对设置的第三安装结构，所述第三压辊安装于两个所述第三安装结构之间；所述第二驱动机构包括两个第二驱动结构，两个所述第二驱动结构能够分别驱动两个所述第三安装结构向靠近或远离所述第二压辊的方向移动。

进一步地，每个所述第二安装结构朝向对应的所述第一安装结构的一侧具有两个上下设置的第一悬臂，所述第一安装结构滑动设置于对应的两个所述第一悬臂之间；

每个所述第二安装结构朝向对应的所述第三安装结构的一侧具有两个上下设置的第二悬臂，所述第三安装结构滑动设置于对应的两个所述第二悬臂之间。

进一步地，所述输送机构包括第一支撑件和第二支撑件，所述第一支撑件能够支撑基材卷材，所述第二支撑件上设置有卷绕辊，所述卷绕辊能够带动所述基材由所述第二压辊和所述第三压辊之间竖直穿过。

进一步地，所述输送机构还包括分别位于所述第二压辊上下两侧的第一支撑辊和第二支撑辊，所述第一支撑辊在三个压辊的排列方向上位置可调，所述第二支撑辊在竖直方向上的位置可调，所述基材先后经过所述第二支撑辊和所述第一支撑辊，且位于所述第一支撑辊和所述第二支撑辊之间的部分基材竖直位于所述第二压辊和所述第三压辊之间。

为实现上述目的，本发明还提供一种电池极片成型方法，适用于上述任一方案中的电池极片成型设备，该电池极片成型方法包括以下步骤：

S1、辊压活性物质颗粒形成膜片；

S2、将膜片辊压于基材

本发明的有益效果为：

本发明提供的电池极片成型设备及成型方法，该电池极片成型设备通过设置第一压辊、第二压辊和第三压辊，第一压辊和第二压辊共同辊压活性颗粒物质形成膜片，且第二压辊和第三压辊能够将膜片辊压于基材，相比现有技术，能够使得辊压成型的膜片的厚度均匀，从而使得形成的电池极片的厚度均匀，避免在电池极片膨胀时出现粉体掉落，保证锂离子电池正常工作。

附图说明

图1是本发明提供的极片成型设备的结构示意图；

图2是本发明提供的极片成型设备的剖视示意图；

图3是本发明提供的极片成型设备的局部结构示意图。

图中：

1、输送机构；11、第一支撑件；12、第二支撑件；13、第一支撑辊；14、第二支撑辊；15、第三支撑辊；16、第四支撑辊；

2、输料机构；

3、辊压机构；31、第一压辊；32、第二压辊；33、第三压辊；34、第一齿轮；35、第二齿轮；36、第三齿轮；

4、第一安装组件；41、第一安装结构；42、第二安装结构；421、第一悬臂；422、第二悬臂；43、第一固定件；

5、第二安装组件；51、第三安装结构；52、第二固定件；

6、第一驱动结构；61、第一转轮；62、第一连接杆；

7、第二驱动结构；71、第二转轮；72、第二连接杆；

8、支撑架；81、水平支撑板；811、延伸板；8111、第二滑孔；82、竖直支撑板；821、第一滑孔；

10、基材。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1至图3所示，本实施例提供一种电池极片成型设备，该电池极片成型设备包括用于输送基材10的输送机构1、输料机构2以及辊压机构3。辊压机构3包括并排设置的第一压辊31、第二压辊32和第三压辊33，基材10沿竖直方向穿设于第二压辊32和第三压辊33之间，第一压辊31和第二压辊32能够辊压由输料机构2输送的活性颗粒物质形成膜片，第二压辊32和第三压辊33能够将膜片辊压于基材10。

上述第一压辊31和第三压辊33的转动方向相同，第一压辊31和第二压辊32的转动方向相反，第一压辊31和第二压辊32辊压形成的膜片附在第二压辊32上，并通过第二压辊32将膜片辊压于基材10上，如此设置，能够将膜片的辊压成型与膜片和极片的辊压结合分开，保证辊压成型的膜片的厚度均匀，从而使得形成的电池极片的厚度均匀，避免在电池极片膨胀时出现粉体掉落，保证锂离子电池正常工作。

进一步地，为了使得膜片能够附在第二压辊32上，第一压辊31的温度大于第二压辊32的温度，具体地，在本实施例中，第一压辊31的温度为40℃-300℃，第二压辊32的温度为室温。此外，在本实施例中，第三压辊33与第二压辊32的温度相同，具体地，第三压辊33的温度为室温。

如图1所示，上述输料机构2包括输料斗，输料斗的输料口位于第一压辊31和第二压辊32之间的间隙上方，输料斗内的活性物质颗粒由输料口进入到第一压辊31和第二压辊32之间，经第一压辊31和第二压辊32辊压后形成膜片。在本实施例中，输料斗安装于辊压机构3上。

如图2所示，上述输送机构1包括第一支撑件11和第二支撑件12，第一支撑件11能够支撑基材卷材，第二支撑件12上设置有卷绕辊，卷绕辊能够带动基材10由第二压辊32和第三压辊33之间竖直穿过。进一步，输送机构1还包括分别位于第二压辊32和第三压辊33之间上下两侧的第一支撑辊13和第二支撑辊14，基材10先后经过第二支撑辊14和第一支撑辊13，且位于第一支撑辊13和第二支撑辊14之间的部分基材10竖直位于第二压辊32和第三压辊33之间，从而使得第二压辊32能够将膜片辊压于基材10。

进一步地，输送机构1还包括第三支撑辊15和第四支撑辊16，第一支撑件11和辊压机构3之间具有至少一个第三支撑辊15和至少一个第四支撑辊16，第二支撑件12和辊压机构3之间具有至少一个第三支撑辊15和至少一个第四支撑辊16。通过第三支撑辊15和第四支撑辊16能够对基材10进行支撑和张紧。具体地，在本实施例中，第一支撑件11和辊压机构3之间设置有一个第三支撑辊15和两个第四支撑辊16，第三支撑辊15位于两个第四支撑辊16之间，且在竖直方向上位于两个第四支撑辊16下方。第二支撑件12和辊压机构3之间设置有一个第三支撑辊15和两个第四支撑辊16，第三支撑辊15位于两个第四支撑辊16之间，且在竖直方向上位于两个第四支撑辊16下方。可以理解的是，在本实施例中，基材10绕设于两个第三支撑辊15的下方。

为了能够对基材10进行灵活地张紧，在本实施例中，第三支撑辊15在竖直方向上的位置可调。通过调整第三支撑辊15在竖直方向上的位置更灵活地张紧基材10。当然在其他实施例中，也可以将第四支撑辊16设置为在竖直方向上的位置可调，通过调整第四支撑辊16的位置来张紧基材10。

再次参照图1和图2，该极片成型设备还包括支撑架8，上述输送机构1和辊压机构3均设置于支撑架8上。具体地，上述支撑架8包括相连接的水平支撑板81和竖直支撑板82，上述第一支撑件11、第二支撑件12、第一支撑辊13、第三支撑辊15和第四支撑辊16均位于竖直支撑板82上。第二支撑辊14和辊压机构3位于水平支撑板81上。

进一步地，在本实施例中，竖直支撑板82上对应每个第三支撑辊15设置有沿竖直方向延伸的直线导轨(图中未示出)，第三支撑辊15滑动设置于直线导轨上，从而能够在竖直方向上进行移动。

进一步地，第一支撑辊13在水平方向上的位置可调，第二支撑辊14在竖直方向上的位置可调。通过调整第二支撑辊14在竖直方向上的位置来避免基材10与第一压辊31产生干涉，通过调整第一支撑辊13在水平方向上的位置，能够调整位于第一支撑辊13和第二支撑辊14之间的部分基材10的垂直度。并且调整第一支撑辊13和第二支撑辊14的位置还能够调整基材10的张紧度。具体地，竖直支撑板82上沿水平方向开设有第一滑孔821，第一支撑辊13滑动设置于第一滑孔821内。水平支撑板81上具有沿竖直方向延伸的延伸板811，延伸板811上开设有沿竖直方向延伸的第二滑孔8111，第二支撑辊14滑动设置于第二滑孔8111内。

如图1和图3所示，该电池极片成型设备还包括第一驱动机构和第一安装组件4，第一压辊31和第二压辊32均安装于第一安装组件4，第一驱动机构能够驱动第一压辊31和/或第二压辊32，以使第一压辊31和第二压辊32靠近或远离。

具体地，在本实施例中，第一安装组件4包括两个相对设置的第一安装结构41和两个相对设置的第二安装结构42，第一压辊31能够转动地安装于两个第一安装结构41之间，第二压辊32能够转地安装于两个第二安装结构42之间。第一驱动机构包括两个第一驱动结构6，两个第一驱动结构6能够分别驱动两个第一安装结构41向靠近或远离第二压辊32的方向移动。上述输料斗安装于两个第二安装结构42上。

进一步地，在本实施例中，每个第二安装结构42朝向对应的第一安装结构41的一侧具有两个上下设置的第一悬臂421，每个第一安装结构41滑动设置于对应的两个第一悬臂421之间。第一安装组件4还包括两个第一固定件43，两个第一固定件43分别连接于两个第二安装结构42的第一悬臂421。上述第一驱动结构6包括相连接的第一转轮61和第一连接杆62，第一连接杆62穿过对应的第一固定件43连接于第一安装结构41，第一连接杆62螺纹连接于第一固定件43。通过转动第一转轮61可驱动对应的第一安装结构41相对第二安装结构42滑动，从而实现对第一压辊31和第二压辊32之间距离的调整。在本实施例中，上述第二安装结构42安装于水平支撑板81。

具体地，在本实施例中，第一安装结构41包括第一安装块，进一步优选地，第一安装结构41包括一个第一安装块，第一压辊31安装于两个第一安装块之间。当然在其他实施例中，第一安装结构41还可包括多个第一安装块。此外，在本实施例中，第二安装结构42包括第二安装块，进一步优选地，第二安装结构42包括一个第二安装块，第二压辊32安装于两个第二安装块之间。当然在其他实施例中，第二安装结构42还可包括多个第二安装块。

当然在其他实施例中，也可以是第一驱动机构驱动第二压辊32向靠近或远离第一压辊31的方向移动。具体地，第一安装组件4包括两个相对设置的第四安装结构和两个相对设置的第五安装结构，其中，第一压辊31安装于两个第四安装结构之间，第二压辊32安装于两个第五安装结构之间。上述第一驱动机构包括两个第三驱动结构，两个第三驱动结构能够分别驱动两个第五安装结构向靠近或远离对应的第四安装结构的方向移动。第三驱动结构可以为气缸，电机丝杠等结构，能够实现对第五安装结构的驱动即可。

如图1和图3所示，该电池极片成型设备还包括第二驱动机构和第二安装组件5，第三压辊33安装于第二安装组件5，第二驱动机构能够驱动第二安装组件5向靠近或远离第二压辊32的方向移动。具体地，第二安装组件5包括两个相对的第三安装结构51，第三压辊33安装于两个第三安装结构51之间，第二驱动机构包括两个第二驱动结构7，两个第二驱动结构7能够分别驱动两个第三安装结构51向靠近或远离第二压辊32的方向移动。

进一步地，在本实施例中，每个第二安装结构42朝向对应的第三安装结构51的一侧具有两个上下设置的第二悬臂422，第三安装结构51滑动设置于对应的两个第二悬臂422之间。第二安装组件5还包括两个第二固定件52，两个第二固定件52分别连接于两个第二安装结构42的第二悬臂422。上述第二驱动结构7包括相连接的第二转轮71和第二连接杆72，第二连接杆72穿过对应的第二固定件52连接于第三安装结构51，第二连接杆72螺纹连接于第二固定件52。通过转动第二转轮71可驱动对应的第三安装结构51相对第二安装结构42滑动，从而实现对第二压辊32和第三压辊33之间距离的调整。

具体地，在本实施例中，第三安装结构51包括第三安装块，进一步优选地，第三安装结构51包括一个第三安装块，第三压辊33安装于两个第三安装块之间。当然在其他实施例中，第三安装结构51还可包括多个第三安装块。

再次参照图1，为了提高第一压辊31、第二压辊32和第三压辊33转动的一致性，第一压辊31一端连接有第一齿轮34，第二压辊32一端连接有第二齿轮35，第三压辊33一端连接有第三齿轮36。其中，第一齿轮34和第二齿轮35相啮合，第二齿轮35和第三齿轮36相啮合。

综上，本实施例提供的电池极片成型设备，通过设置第一压辊31、第二压辊32和第三压辊33，第一压辊31和第二压辊32共同辊压活性颗粒物质形成膜片，且第二压辊32能够将膜片辊压于基材10，相比现有技术，能够使得辊压成型的膜片的厚度均匀，从而使得形成的电池极片的厚度均匀，避免在电池极片膨胀时出现粉体掉落，保证锂离子电池正常工作。

本实施例还提供一种电池极片成型方法，该电池极片成型方法包括以下步骤：

S1：辊压活性物质颗粒形成膜片；

S2：将膜片辊压于基材。

可以理解的是，在本实施例中，将活性物质的辊压和电池极片的成型分步进行，首先将活性物质颗粒通过第一压辊31和第二压辊32辊压形成膜片，再通过第二压辊32将膜片辊压于基材10，能够提高膜片的厚度的一致性，从而保证形成的电池极片厚度均匀，避免后续在锂离子电池工作过程中出现活性物质掉落而导致短路的情况，提高锂离子电池的安全性能。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。