CN111916659A - 一种加热辊及锂电池极片开卷加热*** - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种加热辊及锂电池极片开卷加热***，该加热辊，包括一具有内腔的金属外辊以及一安装在所述内腔中的内辊，所述内辊的外圆周表面套设有导热金属套，且所述导热金属套的外圆周表面与所述金属外辊的内圆周表面接触，所述导热金属套上设置有多数个轴向的安装孔，每一所述安装孔内均安装有发热管。本发明的加热辊通过在导热金属套内均匀安装发热管，发热管发热后通过导热金属套导热，使导热金属套的圆周上的温度均衡，从而使金属外辊的温度均衡，实现发热管对极片的均匀加热，不仅结构更加简单，成本低，且容易控制。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产加工设备技术领域，具体的说，是涉及一种加热辊及锂电池极片开卷加热***。
背景技术
相比传统蓄电池，锂离子电池具有工作电压高，循环寿命好等卓越的性能优势；这些卓越的性能很大程度上源自于锂离子电池工作的体系属于一个非水电化学体系，因此想要制造出性能优良的锂离子电池，就必须做好电池特别是极片的干燥。常规的锂离子电池生产，其极片、卷芯都需要在烘箱内经过长达数小时到数十小时的烘烤，且往往电池最终注液前的含水量高于100ppm，费时费力，效果不佳。
为了改善锂电池极片的加热工艺，现有技术中有厂家采用油辊加循环热风加热的方式对锂电池极片进行干燥或者热处理，但是这种方式升温速度慢，加热时间较长，加热效率低，成本高，且设备体积大，不能满足现今对锂电池极片干燥或者热处理高效、节能及低成本的要求。
以上缺陷，有待改善。
发明内容
为了克服现有的技术的不足， 本发明提供一种加热辊。
本发明技术方案如下所述：
一种加热辊，包括一具有内腔的金属外辊以及一安装在所述内腔中的内辊，所述内辊的外圆周表面套设有导热金属套，且所述导热金属套的外圆周表面与所述金属外辊的内圆周表面接触，所述导热金属套上设置有多数个轴向的安装孔，每一所述安装孔内均安装有发热管。
根据上述方案的本发明，所述金属外辊的其中一个端轴上设置有通孔，所述通孔上设置有电旋转接头，所述发热管的导线穿过所述通孔与所述电旋转接头连接，并通过所述电旋转接头外接电源控制模块。
根据上述方案的本发明，多数个所述安装孔均匀设置在所述导热金属套上。
根据上述方案的本发明，所述金属外辊的材质为钢材质。
根据上述方案的本发明，所述导热金属套的材质为铝材质。
另一方面，一种锂电池极片开卷加热***，包括开卷机构、加热机构及收卷机构，所述开卷机构、所述加热机构及所述收卷机构依次排列，所述加热机构包括若干个上述任一所述的加热辊，极片经过若干个所述加热辊的表面加热。
进一步的，所述开卷机构包括开卷轴及开卷电机，所述开卷电机与所述开卷轴转动连接并驱动所述开卷轴旋转；
所述收卷机构包括收卷轴及收卷电机，所述收卷电机与所述收卷轴连接并驱动所述收卷轴旋转。
更进一步的，所述开卷轴和所述收卷轴均包括一端开口的中空轴体，所述中空轴体侧面相对位置设置有限位孔，所述限位孔内安设有胀紧块，相对的所述胀紧块内侧为楔形面，所述胀紧块与所述中空轴体弹性连接，所述中空轴体内设置有顶杆，所述顶杆对应所述胀紧块的位置设置有楔形推块，所述顶杆朝内的一端与所述中空轴体封闭端面内侧弹性连接。
进一步的，所述开卷机构与所述加热机构之间设置有第一接带机构，所述加热机构与所述收卷机构之间设置有第二接带机构。
更进一步的，所述第一接带机构与所述第二接带机构均包括用于压紧所述极片的压紧块和压紧气缸，所述压紧气缸与所述压紧块驱动连接以用于将所述极片压紧。
进一步的，所述开卷轴上设置有用于将所述极片的位置纠正的第一纠偏机构，所述开卷机构与所述第一接带机构之间设置有第一纠偏传感器，所述第一纠偏传感器与所述第一纠偏机构电性连接。
进一步的，所述收卷轴上设置有用于将所述极片的位置纠正的第二纠偏机构，所述收卷机构与所述第二接带机构之间设置有第二纠偏传感器，所述第二纠偏传感器与所述第二纠偏机构电性连接。
本发明的有益效果在于：
本发明的加热辊通过在导热金属套内均匀安装发热管，发热管发热后通过导热金属套导热，使导热金属套的圆周上的温度均衡，从而使金属外辊的温度均衡，实现发热管对极片的均匀加热；本发明与现有的油辊加循环热风的方式对裸电池极片或者极片基材进行干燥或者热处理相比，无需担心油的泄露问题以及换油等繁琐的操作，不仅结构更加简单，成本低，且容易控制；同时，采用发热管加热，升温速度快，可迅速升温到指定温度，且加热时间短，大大节省了干燥或者热处理时间，提高了工作效率，易于实现自动化工作，大大节省了人力物力；本发明的加热辊通过电旋转接头实现对发热管的供电与控制。
附图说明
图1为本发明一实施例加热辊的结构剖面图一；
图2为本发明一实施例加热辊的结构剖面图二；
图3为本发明一实施例的结构示意图。
在图中，
1、开卷机构；
2、加热机构；21、加热辊；211、金属外辊；212、内辊；213、导热金属套；2111、端轴；2112、通孔；2113、电旋转接头；2131、安装孔；
3、收卷机构。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
需要说明的是，当部件被称为“设置在”或“套设在”或“安装在”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“内”、“外”、“轴向”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干个”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1、图2，本发明实施例提供了一种加热辊21，包括一具有内腔的金属外辊211以及一安装在内腔中的内辊212，内辊212的外圆周表面套设有导热金属套213，且导热金属套213的外圆周表面与金属外辊211的内圆周表面接触，导热金属套213上设置有多数个轴向的安装孔2131，多数个安装孔2131均匀设置在导热金属套213上，每一安装孔2131内均安装有发热管（图未示出，下同）。本发明的加热辊21通过在导热金属套213内均匀安装发热管，发热管发热后通过导热金属套213导热，使导热金属套213的圆周上的温度均衡，从而使金属外辊211的温度均衡，实现发热管对极片的均匀加热；本发明的加热辊21与现有的热油辊相比，对裸电池极片或者极片基材进行干燥或者热处理时无需担心油的泄露问题以及换油等繁琐的操作，不仅结构更加简单，成本低，且容易控制；同时，采用发热管加热，升温速度快，可迅速升温到指定温度，且加热时间短，大大节省了干燥或者热处理时间，提高了工作效率，易于实现自动化工作，大大节省了人力物力。
请参阅图2，在一实施例中，金属外辊211的其中一个端轴2111上设置有通孔2112，通孔2112上设置有电旋转接头2113，发热管的导线穿过通孔2112与电旋转接头2113连接，并通过电旋转接头2113外接电源控制模块（图未示出，下同），从而实现对发热管的供电与控制。
在一实施例中，发热管的长度大于安装孔2131的长度，发热管的两端分别设置有固定板（图未示出，下同），通过固定板固定发热管及其导线，防止多个发热管的导线缠绕发生危险。
在一实施例中，导热金属套213上还设置有温度传感器（图未示出，下同）或者热电偶（图未示出，下同），通过温度传感器或者热电偶实时监控发热管的加热温度，便于调节加热辊21表面的温度。具体的，温度传感器或者热电偶的导线穿过通孔2112与电旋转接头2113连接，并通过电旋转接头2113外接电源控制模块，从而实现对温度传感器或者热电偶的供电与控制。
在一实施例中，金属外辊211的材质为钢材质，钢材质的金属外辊211能够使辊体具有较强的机械强度，同时具有较佳的导热性能。
在一实施例中，导热金属套213的材质为铝材质或者其他导热率高的金属材质，导热金属套213采用铝材质或者其他导热率高的金属材质，使得发热管产生的热量能够快速传递到导热金属套213上，进而通过导热金属套213将热量传递给金属外辊211。
请参阅图3，一种锂电池极片开卷加热***，包括开卷机构1、加热机构2及收卷机构3，开卷机构1、加热机构2及收卷机构3依次排列，开卷机构1的开卷速度与收卷机构3的收卷速度一致。加热机构2包括若干个上述任一的加热辊21，极片（图未示出，下同）经过若干个加热辊21的表面加热。使用时，人工将待加热极片料筒上的极片从开卷机构1依次经过加热机构2和收卷机构3将其拉至收卷料筒，然后将***启动，调整开卷机构1的开卷速度与收卷机构3的收卷速度到一致，该***即可实现重复高效的干燥或者热处理作业。
本发明与现有的油辊加循环热风的方式对裸电池极片或者极片基材进行干燥或者热处理相比，无需担心油的泄露问题以及换油等繁琐的操作，且采用本发明的加热辊21不仅结构更加简单，成本低，且容易控制；同时，本发明的加热辊21采用发热管加热，升温速度快，可迅速升温到指定温度，且加热时间短，大大节省了干燥或者热处理时间，提高了工作效率，易于实现自动化工作，大大节省了人力物力。
在一实施例中，若干个加热辊21呈上下间隔分布，极片依次交叉间隔的经过若干个加热辊21的表面加热，由于极片是交叉间隔的经过加热辊21的，每一个加热辊21的加热面积均大于加辊侧面积的2/3，充分利用了热量，保证了足够的热交换率。
在一实施例中，开卷机构1包括开卷轴（图未示出，下同）及开卷电机（图未示出，下同），极片料筒套设于开卷轴上，开卷电机与开卷轴转动连接并驱动开卷轴旋转。另外，为了方便推出空料筒，开卷轴上设置有用于推出空料筒的料筒推出机构。
收卷机构3包括收卷轴（图未示出，下同）及收卷电机（图未示出，下同），收卷料筒套设于收卷轴上，加热后的极片收卷于收卷料筒上，收卷电机与收卷轴连接并驱动收卷轴旋转。
在一实施例中，开卷轴和收卷轴均包括一端开口的中空轴体，中空轴体侧面相对位置设置有限位孔，限位孔内安设有胀紧块，相对的胀紧块内侧为楔形面，胀紧块与中空轴体弹性连接，中空轴体内设置有顶杆，顶杆对应胀紧块的位置设置有楔形推块，顶杆朝内的一端与中空轴体封闭端面内侧弹性连接。
在一实施例中，收卷机构3还可以包括收卷压辊（图未示出，下同），收卷压辊包括胶辊及摆轴，摆轴位于收卷轴上方，胶辊与摆轴之间通过一摆杆连接且与收卷轴相互作用压实极片。
在一实施例中，开卷机构1与加热机构2之间设置有第一接带机构（图未示出，下同），加热机构2与收卷机构3之间设置有第二接带机构（图未示出，下同）。第一接带机构与第二接带机构均包括用于压紧极片的压紧块和压紧气缸，压紧气缸与压紧块驱动连接以用于将极片压紧。
在一实施例中，开卷轴上设置有用于将极片的位置纠正的第一纠偏机构（图未示出，下同），开卷机构1与第一接带机构之间设置有第一纠偏传感器（图未示出，下同），第一纠偏传感器与第一纠偏机构电性连接。收卷轴上设置有用于将极片的位置纠正的第二纠偏机构（图未示出，下同），收卷机构3与第二接带机构之间设置有第二纠偏传感器（图未示出，下同），第二纠偏传感器与第二纠偏机构电性连接。因极片料筒在开卷或者收卷过程中由于机械结构的振动或者其他因素导致极片位置产生偏差，不能很好的保证极片的加热，因此设置纠偏传感器和纠偏机构能够很好的解决这一问题，当纠偏传感器感应到极片位置产生偏差时，纠偏机构就能调整开卷轴位置进行纠偏。
在一实施例中，锂电池极片开卷加热***更包括真空仓（图未示出，下同）和真空装置（图未示出，下同），抽真空装置通过真空管道（图未示出，下同）与真空仓连通，开卷机构1、加热机构2及收卷机构3均设置在真空仓内。开始干燥或者热处理作业前，通过真空装置用于抽空真空仓内的空气，使得极片能够在一个真空环境中加热，加热效果更好，且更加稳定。其中，抽真空装置采用常用的真空泵即可，优选为水环泵或者罗茨泵，本发明中提到的真空管道采用不漏气的金属管或者塑料管制作均可，抽真空装置和真空管道的选用不应作为本发明的限制，由于其适用的普遍性，在此不加赘述。
本发明的有益效果在于：
1、本发明的加热辊21通过在导热金属套213内均匀安装发热管，发热管发热后通过导热金属套213导热，使导热金属套213的圆周上的温度均衡，从而使金属外辊211的温度均衡，实现发热管对极片的均匀加热；
2、本发明与现有的油辊加循环热风的方式对裸电池极片或者极片基材进行干燥或者热处理相比，无需担心油的泄露问题以及换油等繁琐的操作，不仅结构更加简单，成本低，且容易控制；
3、本发明的加热辊21采用发热管加热，升温速度快，可迅速升温到指定温度，且加热时间短，大大节省了干燥或者热处理时间，提高了工作效率，易于实现自动化工作，大大节省了人力物力；
4、本发明的加热辊21通过电旋转接头2113实现对发热管的供电与控制；
5、本发明在开卷轴和收卷轴上设置有纠偏机构和纠偏传感器，因极片料筒在开卷或者收卷过程中由于机械结构的振动或者其他因素导致极片位置产生偏差，不能很好的保证极片的加热，而设置纠偏传感器和纠偏机构能够很好的解决这一问题，当纠偏传感器感应到极片位置产生偏差时，纠偏机构就能调整开卷轴位置进行纠偏。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种加热辊，包括一具有内腔的金属外辊以及一安装在所述内腔中的内辊，其特征在于，所述内辊的外圆周表面套设有导热金属套，且所述导热金属套的外圆周表面与所述金属外辊的内圆周表面接触，所述导热金属套上设置有多数个轴向的安装孔，每一所述安装孔内均安装有发热管。
2.根据权利要求1所述的加热辊，其特征在于，所述金属外辊的其中一个端轴上设置有通孔，所述通孔上设置有电旋转接头，所述发热管的导线穿过所述通孔与所述电旋转接头连接，并通过所述电旋转接头外接电源控制模块。
3.根据权利要求1所述的加热辊，其特征在于，多数个所述安装孔均匀设置在所述导热金属套上。
4.根据权利要求1所述的加热辊，其特征在于，所述金属外辊的材质为钢材质。
5.根据权利要求1所述的加热辊，其特征在于，所述导热金属套的材质为铝材质。
6.一种锂电池极片开卷加热***，其特征在于，包括开卷机构、加热机构及收卷机构，所述开卷机构、所述加热机构及所述收卷机构依次排列，所述加热机构包括若干个权利要求1-5任一所述的加热辊，极片经过若干个所述加热辊的表面加热。
7.根据权利要求6所述的锂电池极片开卷加热***，其特征在于，所述开卷机构包括开卷轴及开卷电机，所述开卷电机与所述开卷轴转动连接并驱动所述开卷轴旋转；
所述收卷机构包括收卷轴及收卷电机，所述收卷电机与所述收卷轴连接并驱动所述收卷轴旋转。
8.根据权利要求7所述的锂电池极片开卷加热***，其特征在于，所述开卷轴和所述收卷轴均包括一端开口的中空轴体，所述中空轴体侧面相对位置设置有限位孔，所述限位孔内安设有胀紧块，相对的所述胀紧块内侧为楔形面，所述胀紧块与所述中空轴体弹性连接，所述中空轴体内设置有顶杆，所述顶杆对应所述胀紧块的位置设置有楔形推块，所述顶杆朝内的一端与所述中空轴体封闭端面内侧弹性连接。
9.根据权利要求6所述的锂电池极片开卷加热***，其特征在于，所述开卷机构与所述加热机构之间设置有第一接带机构，所述加热机构与所述收卷机构之间设置有第二接带机构。
10.根据权利要求9所述的锂电池极片开卷加热***，其特征在于，所述第一接带机构与所述第二接带机构均包括用于压紧所述极片的压紧块和压紧气缸，所述压紧气缸与所述压紧块驱动连接以用于将所述极片压紧。
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2020
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