鋰離子電池補鋰壓延溫控機構的製作方法

2023-07-13 06:03:16 2

本實用新型涉及一種鋰離子電池補鋰壓延溫控機構，尤其是一種鋰離子電池極片補鋰壓延的溫度控制機構，屬於鋰離子電池極片處理設備技術領域。

背景技術：

對於現有的負極材料而言，鋰離子電池在首次充電過程中不僅會因為形成固體電解質膜（SEI膜）而消耗一部分來自正極材料中的鋰離子，而且還因為一部分鋰離子在負極材料中的不可逆脫出，使得鋰離子電池的首次庫倫效率不能達到100%，例如石墨材料的首次庫倫效率在90%左右，而其他的負極材料如矽負極材料，雖然比容量較高，但其首次庫倫效率僅在65%-85%之間。因此，在鋰離子電池生產過程中，預先在負極片表面覆上一定量的金屬鋰以避免正極材料的損耗，就能夠大幅度提高鋰離子電池的能量密度。

現有技術中採用擠壓式金屬鋰供應方法（專利申請號：201310461257.2）進行極片補鋰。補鋰過程將金屬鋰絲擠壓到極片上表面，再經過冷壓將金屬鋰壓貼到極片表面，實現補鋰功能。鋰絲是由金屬鋰錠經過擠壓從擠出嘴擠出而成，因此對擠壓結構的要求高。

鋰離子電池的補鋰工藝對負極片表面補充金屬鋰的量需要嚴格控制，現有鋰離子電池補鋰工藝技術中，缺乏高效、穩定的適合工業生產的定量補鋰技術。

技術實現要素：

本實用新型的目的是克服現有技術中存在的不足，提供一種鋰離子電池補鋰壓延溫控機構，能夠確保壓延輥在壓管過程中溫度恆定可控，控溫精度高。

按照本實用新型提供的技術方案，所述鋰離子電池補鋰壓延溫控機構，其特徵是：包括溫控壓輥，溫控壓輥包括輥體和位於輥體兩端的安裝軸；在所述溫控壓輥的輥體上靠近輥面處加工多個油孔，在溫控壓輥兩端的安裝軸中分別加工輸入油孔和輸出油孔，輸入油孔和輸出油孔分別與溫控壓輥輥體上的油孔兩端連通。

進一步的，所述輸入油孔連接預熱油的輸入油管，輸出油孔連接輸出油管。

進一步的，所述輸入油孔的輸入端通過輸入旋轉接頭、連接預熱油的輸入油管，輸出油孔的輸出端通過輸出旋轉接頭、連接輸出油管。

進一步的，所述溫控壓輥輥體上的油孔沿軸線設置，並且多個油孔呈周向分布。

進一步的，所述溫控壓輥兩端的輸入油孔和輸出油孔沿軸線設置。

進一步的，在所述溫控壓輥輥體的兩端部分別設有多個徑向孔，溫控壓輥左端的徑向孔分別與輸入油孔以及輥體上油孔的一端連通，溫控壓輥右端的徑向孔分別與輸出油孔以及輥體上油孔的另一端連通。

進一步的，所述溫控壓輥通過兩端的安裝軸與溫控輥左支座和溫控輥右支座轉動安裝。

進一步的，在所述溫控壓輥一端的安裝軸與動力源連接。

進一步的，所述溫控壓輥的兩端分別設置左密封蓋和右密封蓋，左密封蓋和右密封蓋與溫控壓輥輥體兩端密封配合。

本實用新型具有以下優點：

（1）本實用新型採用溫控油對壓輥的溫度進行控制，壓輥上靠近壓輥工作表面周向分布有多個油路，輸入壓輥的溫控油的溫度恆定，溫控油循環通過油路將壓輥工作過程中產生的熱量帶走，從而保證了壓輥表面溫度的恆定，溫度精度保持在±0.5℃，以保證鋰粉在極片表面的附著。

（2）本實用新型適用於旋轉的冷壓工序，壓輥兩端使用旋轉接頭，使得油管不受壓輥轉動影響而產生攪擾。

附圖說明

圖1為本實用新型鋰離子電池補鋰壓延溫控機構的結構示意圖。

圖2為本實用新型所述鋰離子電池補鋰壓延溫控機構的剖視圖。

圖3為所述溫控壓輥的剖視圖。

圖4為所述溫控壓輥的左視圖。

具體實施方式

下面結合具體附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1～圖4所示：所述鋰離子電池補鋰壓延溫控機構包括伺服驅動單元1、電機座2、驅動齒輪3、溫控輥左支座4、左密封蓋5、溫控壓輥6、右密封蓋7、溫控輥右支座8、輸出旋轉接頭9、從動齒輪10、輸入旋轉接頭11、軸承12、O型密封圈13、階梯軸14、軸端沉孔15、軸向孔16、徑向孔17、螺紋孔18。

如圖1、圖2所示，本實用新型所述鋰離子電池補鋰壓延溫控機構能夠在壓輥旋轉過程中實現恆溫控制，包括溫控壓輥6，溫控壓輥6採用工具鋼製作，溫控壓輥6包括輥體和位於輥體兩端的階梯軸14，輥體的外圓周面為輥面；所述階梯軸14分別與軸承12的內圈過盈配合，軸承12的外圈分別與溫控輥左支座4和溫控輥右支座8配合；在所述溫控壓輥6一端的階梯軸14的軸端固定安裝從動齒輪10，從動齒輪10和驅動齒輪3嚙合；所述驅動齒輪3固定安裝於伺服驅動單元1的輸出軸端，伺服驅動單元1固定安裝在電機座2上。

如圖2、圖3所示，所述溫控壓輥6兩端的階梯軸中心沿軸線加工有軸端沉孔15，在溫控壓輥6的輥體靠近輥面處沿軸向加工12個軸向孔16，12個軸向孔16沿周向均勻分布；在所述溫控壓輥6的輥體的兩端分別設有12個徑向孔17，兩端的12個徑向孔17沿周向均勻分布，徑向孔17與軸端沉孔15和軸向孔16連通。

如圖2、圖3所示，所述溫控壓輥6的輥體兩端部設有O型圈安裝槽，在O型圈安裝槽中中設置O型密封圈13，在溫控壓控6的輥體兩端固定左密封蓋5和右密封圈7，左密封蓋5和右密封蓋7壓住溫控壓輥6輥體兩端的O型密封圈13。

如圖2、圖3所示，在所述溫控壓輥6兩端階梯軸14的端部加工有螺紋孔18，在螺紋孔18中分別螺接輸入旋轉接頭11和輸出旋轉接頭9，輸入旋轉接頭11和輸出旋轉接頭9分別與溫控壓輥6兩端的軸端沉孔15連通，輸入旋轉接頭11與預熱油的輸入油管連接，輸出旋轉接頭9與輸出油管連接，輸入旋轉接頭11和輸出旋轉接頭9不隨溫控壓輥6轉動。

本實用新型的工作過程：伺服驅動單元1驅動驅動齒輪3轉動，驅動齒輪3和從動齒輪10嚙合，從而帶動從動齒輪10轉動，由於從動齒輪10固定安裝於溫控壓輥6的一軸端，同時溫控壓輥6分別通過軸承12配合安裝於溫控輥左支座4和溫控輥右支座8上，從而溫控壓輥6隨從動齒輪10同步轉動。溫控壓輥6與另外一個壓輥配合壓延金屬鋰絲。

經過預熱的油從油管經輸入旋轉接頭11輸入，溫控油經過左端的軸端沉孔15、左端的徑向孔17、軸向孔16、右端的徑向孔17和右端的軸端沉孔15，從輸出旋轉接頭9輸出。溫控油的溫度為恆定的，並在溫控壓輥6中循環流通，同時循環油路在輥面附近沿周向均勻分布，從而將溫控壓輥6滾壓鋰絲產生的熱量帶走，並保證輥面表面溫度恆定。