[发明专利]一种正负极电极片碾压设备及其碾压工艺

说明书

一种正负极电极片碾压设备及其碾压工艺，包括放卷装置、卷料加热装置、热轧机组件、冷轧机组件和收卷装置，放卷装置与卷料加热装置连接，卷料加热装置与热轧组件连接，热轧机组件与冷轧机组件连接，收卷装置与冷轧机组件连接，通过在热轧机组件的前端设置卷料加热装置，采用高频加热原理，对两边铝箔基材极耳进行涡流加热，从而减少多道极耳区的电池极片在辊压生产作业中出现褶皱的情况，提高电池极片的生产良品率。

技术领域

本发明涉及电池电极片加工领域，具体涉及一种正负极电极片碾压设备及其碾压工艺。

背景技术

极片在涂布、干燥完成后，活物质与集流体箔片的剥离强度很低，需要对其进行辊压，以增强活物质与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电池使用过程中剥落。极片辊压是锂离子电池制造过程中必经的一道工序，辊压的目的是获得符合设计参数的极片。通常通过监控极片辊压后压实密度、厚度、活物质与箔材的剥离强度等来确保极片符合制造要求。同时，极片辊压可以压缩电芯体积，提高电芯能量密度，降低极片内部活物质、导电剂、粘结剂之间的孔隙率，降低电池的电阻提高电池性能。

极片辊压压实密度的选择非常重要，不同材料的压实密度不同。目前商业化正极材料的真密度大小约为：钴酸锂(5.1g/cm3)三元材料(4.8/cm3)锰酸锂(4.2g/cm3)磷酸铁锂(3.6g/cm3)，和这几种材料的压实密度规律一致，材料的真密度对压实密度的影响是无法改变的。压实密度既对电池能量密度有影响，也对极片的电阻率、极片制造过程中的辊压打皱、分切毛刺数量、大小有重要影响。

目前锂离子动力电池企业竞争愈演愈烈，企业必须快速的开发适用于各个工况下的产品，例如三元材料体系，磷酸铁锂材料体系，高压实密度要求；例如NCM体系压实密度正极3.2～3.8g/cm3，负极1.4～1.7g/cm3；LFP体系压实密度正极2.4～2.7g/cm3，负极1.4～1.8g/cm3等。增大压实密度，势必需要更大的碾压轧制力，大压力会极大增加加工难度，容易出现极耳褶皱，严重时候甚至出现频繁断带等品质问题。现有的大多数中试线设备功能过于单一，无法全面满足产品从研发A样、B样，投入到量产线阶段多样化需求，经常需要重复开发设备或者转换产线进行生产，投资成本高。

发明内容

针对以上不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种正负极电极片碾压设备及其碾压工艺，本碾压设备可以多种功能应对多种产品开发的需求，从而达到了缩短产品开发的进度，从而达到了满足多种工艺的产品样品开发的可能性的目的。

为解决以上技术问题，本发明采用的技术方案是，

一种正负极电极片碾压设备，包括放卷装置、卷料加热装置、热轧机组件、冷轧机组件和收卷装置，放卷装置与卷料加热装置连接，卷料加热装置与热轧组件连接，热轧机组件与冷轧机组件连接，收卷装置与冷轧机组件连接，热轧机组件内布设有热轧前端拉伸装置、热轧后端拉伸装置，冷轧机组件内包括冷轧前端拉伸装置、冷轧后端拉伸装置。

进一步的，卷料加热装置包括加热机架、加热进料辊、加热导向辊、加热出料辊和涡流加热器，加热进料辊、加热导向辊、加热出料辊分别转动安装在加热进料辊上，涡流加热器固定安装在加热机架上，且与加热导向辊适配。

进一步的，热轧机组件包括热轧机和热轧激光测厚仪，热轧前端拉伸装置、热轧后端拉伸装置分别固定安装在热轧机上，热轧激光测厚仪与热轧后端拉伸装置连接。

进一步的，热轧前端拉伸装置包括热轧前机架、热轧进料辊、辊压前展平辊和热轧前端导向辊，热轧前机架固定安装在热轧机上，热轧进料辊、辊压前展平辊、热轧前端导向辊分别依次转动安装在热轧前机架上，在辊压前展平辊的外侧套设有预热套筒。

进一步的，热轧后端拉伸装置包括热轧后机架、热轧后展平辊和热轧后出料辊，热轧后机架固定安装在热轧机上，热轧后展平辊、热轧后出料辊依次安装在热轧后机架上。