锂离子电池极片辊压就是将涂布完成的极片，经过一定间隙下、一定压力下的两个钢辊，将极片压实到指定厚度的过程。

图1 辊压示意图

1. 辊压设备的功能、原理、辊压质量影响因素

1.1 辊压设备的功能

辊压是一种用于涂布并烘干到一定程度的锂电池极片的工艺过程，旨在增加锂电池的能量密度，并使黏结剂将电极材料牢固地粘贴在极片的集流体上，以防止电极材料在循环过程中从极片集流体上脱落并造成锂电池能量的损失。 在辊压之前，必须将涂布后的极片烘干到一定的程度，否则在辊压时可能会使极片的涂层从集流体上脱落。 在辊压过程中，需要控制极片的压实量。如果压实量过大，会对集流体附近的电极材料产生影响，使其无法正常脱嵌锂离子，并导致活性物质相互紧密粘接，易于从集流体上脱落。严重时，还可能使极片的塑性过大，导致辊压后的极片无法进行卷绕，甚至发生断裂现象。

在锂电池极片的生产过程中，辊压是一项至关重要的工艺。它的精确程度对锂电池的性能产生了重大影响。

辊压的目的有以下几点：辊压工艺能够使极片的表面保持光滑和平整，从而可以防止因极片表面的毛刺刺穿隔膜而引起的电池短路隐患，提高电池的能量密度。辊压工艺可对涂覆在极片集流体的电极材料进行压实，从而使极片的体积减小，提高电池的能量密度，提高锂电池的循环寿命和安全性能。

辊压操作的目的如下：

① 保持极片表面的光滑和平整，避免毛刺刺穿隔膜，提高电池的能量密度。

② 对涂覆在极片集流体的电极材料进行压实，减小极片体积，提高电池的能量密度。

③ 提高锂电池的循环寿命和安全性能。

当然，上述信息仅代表一般性的描述，具体情况可能因电池类型、制造工艺和其他因素而有所不同。在实际操作中，应遵循相关的操作指南和安全规定。

1.2 电池极片辊压的原理

辊压的目的是使活性物质与箔片更紧密地结合，并使其厚度均匀。辊压过程必须在涂布完成且极片烘干之后进行，否则可能会出现掉粉、膜层脱落等问题。电池极片是在铜箔（或铝箔）的正反两面涂有电性浆料颗粒。在完成涂布和烘干两道工序后，电池极片将进行辊压。 在辊压之前，铜箔（或铝箔）上的电性浆料涂层是一种半流动、半固态的粒状介质，由不连接或弱连接的单独颗粒或团粒组成，具有一定的分散性和流动性。

电性浆料颗粒之间存在空隙，这使得在辊压过程中，电性浆料颗粒能够发生小位移运动，填补其中的间隙，使其在压实下进行相互定位。 电池极片的辊压可以将其视为一种在非封闭状态下的半固态电性浆料颗粒的连续辊压过程。电性浆料颗粒附着在铜箔（或铝箔）上，依靠摩擦力不断被咬入辊缝之中，并被辊压压实成具有一定致密度的电池极片。辊压原理如图2所示。

图2 辊压原理示意图

电池极片的辊压与钢材的辊压有着显著的差异。在轧钢过程中，轧件在外部力量的作用下，首先会产生弹性变形。然而，当外部力量达到某一特定极限时，轧件将开始产生塑性变形，并且外部力量的增加将导致塑性变形的增加。轧钢的纵向轧制旨在获得延伸效果。在轧制过程中，轧件在纵向和横向上的分子都会延伸和宽展，尽管轧件厚度会减小，但其密度不会发生变化。

电池极片的生产过程中，会将化合物浆料涂在铝箔或铜箔等基材上。极片的辊压操作则是为了将极片上的电性浆料颗粒压实，以增加电池极片的压实密度。合适的压实密度能够提高电池的放电容量、降低内阻，并延长电池的循环寿命。在辊压过程中，电性浆料颗粒会受到压力的作用而产生位移和变形，极片的密度也会随着压力的变化而遵循一定的规律。这一操作的顺利进行需要遵循特定的步骤和程序，以确保电池极片的质量和性能达到预期要求。如图3所示。

图3 极片相对密度随接触压力变化示意图

在区域Ⅰ内，随着接触压力的逐渐增大，电性浆料颗粒开始发生小范围的位移，而且这个位移逐渐增大。同时，电性浆料颗粒之间的空隙逐渐被填充。这种变化导致极片带的相对密度随着接触压力的增加而缓慢提高。

在区域Ⅱ内，电性浆料颗粒经过区域Ⅰ的密度提升后，随着接触压力的增加，颗粒开始填充彼此之间的空隙。经过区域Ⅱ的辊压后，颗粒之间的空隙被挤压密实，这导致极片带的相对密度随着接触压力的增加而迅速增加，相对密度的提高速度远高于区域Ⅰ阶段。同时，在区域Ⅱ中，电性浆料颗粒也发生了部分变形。

在区域Ⅲ内，当电性浆料颗粒之间的空隙被填满后，颗粒将不再移动。然而，随着接触压力的增加，电性浆料颗粒将开始经历大的变形。此时，极片带的相对密度将不再迅速增加，而是呈现硬化的现象，使得极片带的相对密度变化曲线变得平缓。

在辊压电池极片的过程中，电性浆料颗粒的变化十分复杂。在电性浆料颗粒的相对密度提高时，主要表现出颗粒的位置变动，通过位移填充颗粒之间的空隙。同时，小部分的颗粒发生变形。接下来，随着辊压力的提高，电性浆料颗粒在空隙被填充满之后，主要发生大幅度的变形，此阶段也会发生小范围的位移。

1.3 辊压质量影响因素

电池极片辊压设备可能会导致极片质量问题的，其中主要表现在辊压后极片厚度的均匀性方面。厚度的差异会导致电池极片压实密度的差异，而压实密度是影响电池一致性能的关键因素。极片厚度均匀性包括横向厚度均匀性和纵向厚度均匀性，两者形成不均匀性的原因不同。

极片横向厚度不均匀性的主要影响因素包括轧辊的弯曲变形、机座的刚度、主要受力件的弹性变形、辊压力以及极片宽度等。在轧机工作过程中，辊压力的作用会导致轧辊和机座等受力件变形，最终表现为轧辊的挠度变形，使极片在横向出现中间厚两边薄的现象。

另一方面，极片纵向厚度不均匀性的主要影响因素包括轧辊、轴承、轴承座等的加工精度以及安装精度。关键工件的加工误差会使轧辊转动时作用在极片上的辊压力出现周期性浮动，使极片纵向出现压实厚度不均匀的现象。

在进行操作时，需要全面考虑以上因素，确保电池极片辊压设备的正常运转，并生产出质量良好的电池极片。

图4 电池极片示意图

影响极片辊压质量的因素还有张力控制装置、纠偏装置、切片装置、除尘装置等。在辊压过程中，需要对极片施加一定的张紧力，以保持其平整度和形状。如果张紧力过小，极片可能会产生褶皱，从而影响其质量和外观。相反，如果张紧力过大，则极片可能过于脆弱，容易在拉力作用下断裂。因此，需要选择适当的张紧力，以同时保证极片的平整度和完整性。

除尘装置在辊压过程中也非常重要。这些装置可以去除极片上的杂质，从而避免因杂质引起的表面缺陷。这不仅可以提高产品的质量，还可以减少后续加工和清理的麻烦。

此外，纠偏装置和切边装置也是辊压过程中需要注意的问题。这些装置可以确保极片切割的尺寸精度，从而确保产品的的一致性和准确性。如果纠偏装置或切边装置出现故障，可能会导致切割尺寸偏差，使产品不符合要求。

综上所述，在辊压过程中，需要关注张紧力、除尘、纠偏和切边等几个方面，以确保产品的质量的稳定和一致性。

2. 辊压机结构组成及分类

2.1 辊压机基本结构

高精度辊压机采用立式安装口字形机架，两辊以水平方式上下布置。液压缸位于下方，向上施加压力。伺服电机减速器用于调整辊缝。整体底座和双输出轴减速机分速器通过万向联轴器传动，使高精度电池极片辊压机能够进行高精度的辊压操作。标准机型辊压机的结构示意图如图5所示。

图5 标准机型辊压机结构示意图

1—左机架；2—上辊系；3—右机架；4—万向联轴器；5—双输出轴减速机分速器；6—护罩；7—辊缝调整机构；8—下辊系；9—液压缸；10—底座

如图5所示，该辊压机主要由机架、轧辊、主传动等部分组成。机架是整个系统的基础，需要具备足够的刚度和强度，以减少变形。液压装置通过轴承座将辊压力施加到轧辊上，电机和减速机使两轧辊实现同步转动，为轧辊提供扭矩，以此保证连续辊压过程的实现。辊缝的调整机构由两个调隙斜铁组成，用于调整两轧辊之间的缝隙，以满足不同极片厚度的要求。

2.2 辊压机组成

电池极片轧机主要包括机械主体、液压系统、电气控制系统等。

机械主体是轧机的主要机械部分，包括支架、轧辊、机座以及其他辅助元件。机械主体的弹性变形和相互运动部件之间的摩擦力等因素，会对轧制过程的控制精度产生一定的影响。因此，在操作轧机时，需要特别注意机械主体的状态和性能，以确保轧制产品的质量和精度。

液压系统主要由以下组件构成：冷却循环系统、阀控缸动力元件、伺服缸有杆腔油压控制阀组、平衡缸压力控制阀组、油箱以及其他辅助元件。该系统采用恒压变量泵作为油源，这种配置比采用定量泵加溢流阀的方式更加节能。伺服液压缸的无杆腔通过伺服阀进行连接，在辊压过程中，有杆腔通过减压阀、溢流阀和蓄能器的组合来保持一个恒定的低压。上下轴承座之间装有四个柱塞缸，通过减压阀和溢流阀的组合来保持恒压，以平衡上辊系的重量。

电气控制系统主要由以下几部分组成：

①　低压供电系统：该系统主要提供直流电源，分别为位移传感器、液压伺服放大器、滤波器、液压阀电磁铁等设备提供电力。

②　信号测量反馈系统：主要包括位移传感器和压力传感器，用于监测液压伺服缸的位置以及系统中各个部分的油压。

③　信号处理显示控制系统：该系统负责对各种信号进行处理和显示，以实现对整个系统的控制。

④　控制信号的转换放大系统：该系统负责将各种信号进行转换和放大，以便更好地控制液压伺服系统。

通过以上几部分的协同工作，电气控制系统能够实现对液压伺服系统的精确控制，保证系统的稳定性和可靠性。

信号处理显示控制系统主要由PLC控制器和触摸屏组成，可通过触摸屏配置一些控制按钮和显示功能，用于控制轧机的动作，并实时展示轧机的运行参数。PLC主要负责模数与数模之间的转换、高速计数位移反馈信号、压力和位置闭环控制以及泵站控制等工作。

控制信号的转换和放大系统特指液压伺服放大器，其职责是将PLC输出的电压控制信号转换为直接控制伺服阀的电流信号。

2.3 辊压设备主机结构形式

①按轧辊形式划分。根据客户不同的工艺要求，辊压机主机轧辊分为两种形式，即有弯辊和无弯辊。如图6所示。无弯辊（标准机型）的结构是在轴承座内部设置消除主轴承径向游隙及轴向定位机构。而有弯辊结构则通过弯辊缸消除主轴承径向游隙及减小或消除辊面挠度变形。

在辊压极片宽度尺寸相对较窄、辊压机辊面宽度与辊面直径比接近1:1、辊压极片时的挠度变形量可忽略不计的情况下，推荐使用不配弯辊的标准机型。

在辊压极片宽度尺寸相对较宽、辊压机辊面宽度与辊面直径比大于1.2:1、辊压极片时的挠度变形量大于0.5μm的情况下，推荐使用弯辊的机型。

图6 按轧辊形式划分辊压机结构

②按驱动方式划分。按照驱动方式的不同，辊压机可以分为单电机驱动结构和双电机驱动结构两种类型，如图7所示。单电机驱动结构采用的是一种驱动电机、减速机、分速箱、万向联轴器和轧辊传动相结合的方式，通过分速箱实现轧辊的机械同步。而双电机驱动结构则采用的是驱动电机、减速机、万向联轴器和轧辊传动相结合的方式，采用同步电机通过电控实现轧辊的机械同步。 辊压机的驱动转矩与辊压速度、辊面宽度、辊间压力成正比。在辊面宽度、使用压力变化不大的情况下，使用速度越快，需要的驱动转矩就越大，电机功率也需要越大。所以在高速、需要较大电机功率的情况下，可以采用2台同步电机驱动的方案。

图7 按驱动方式划分辊压机结构

③按施压方式划分。通过顶紧液按照施压方式的不同，辊压机可分为机械螺杆压紧结构和液压油缸压紧结构两种。如图8所示。

机械螺杆压紧结构的设备主要通过设定辊缝值来使轧辊在极片上施加压力，无需额外的加压装置。因此，其实际压力一般较小，导致辊压极片的压实密度受到限制。

相比之下，液压油缸压紧结构采用的是柱塞缸向上顶起施压的方式，通过顶紧液压缸施加压力。这种方式压力稳定，可以施加较大的压力，因此是目前主流的施压方式。压缸施压，压力稳定，可以施加较大的压力，是目前主流使用的施压方式。

图8 按施压方式划分辊压机结构

2.4 热辊压机

在国内，通常在常温下对锂电池极片进行辊压，但这样极片的反弹率较大。为了解决这个问题，可以在辊压前先将极片加热至一定温度再进行辊压。这样的操作有三个主要目的：一是进行干燥处理，减少极片内部的水分；二是降低极片在辊压后的反弹率；三是消除极片经辊压后留存的一部分内应力。此外，加热后极片上的黏结剂会受热软化或处于熔融状态，这样经过辊压后，可以增强活性物质与集流体之间的黏合力，有利于提高活性物质的吸液量。

为了对极片进行加热，有些锂电池轧机设置一个加热箱，先加热箱内的空气，再通过热空气加热极片。然而，这种方法的加热效率较低。由于加热箱与轧辊之间存在一定的距离，热量损失较快，加热效果并不明显。

目前，辊压机的辊压速度大都在15~60m/min的范围内，有些机器的线速度甚至能达到80~100m/min。当提高生产速度时，为了保证加热温度，需要提高加温箱的温度或者增加加温箱的长度。然而，从能耗和空间的角度考虑，使用加温箱加热并不十分合适。在国内，热辊压机是一种应用较广泛的方法。这种设备首先对热辊压机的轧辊进行加热，然后利用加热后的轧辊对锂电池极片进行辊压。这种方法提高了加热效率，减少了热量损失，从而提高了加热效果。

目前国内外加热轧辊主要采取的方式分为从轧辊外部加热和从轧辊内部加热两种，利用电磁感应、热辐射或者热传导加热轧辊辊面，并使其保持在一个恒定的温度范围，主要的几种加热方法如下所述。

①利用电磁感应从外部加热轧辊。在轧辊的外部设置感应线圈，当感应线圈接通电源后，电磁感应会在轧辊的内部产生涡流，由此对轧辊进行加热。这种加热轧辊的方式具有低能耗、高热转换率、可以精确控制轧辊表面温度等特点。然而，这种加热方式也存在一些不足之处，例如价格高昂、在轧辊圆周布置电线路困难、温度不均匀等。因此，很少有企业采用这种加热方式。

②外设加热箱加热轧辊。加热箱可以放置在轧辊的上方或下方，通过外部高温对轧辊进行烘烤。加热过程以空气作为传热介质，将热量传递到轧辊的工作面上，从而实现加热轧辊的目的。然而，这种加热方式存在一些严重的问题。首先，轧辊工作面的温度不易控制，容易导致温度过高或过低。其次，轧辊工作面的温度分布不均匀，可能导致轧制出的产品品质不稳定。此外，局部高温可能会对轧辊造成损伤，缩短其使用寿命。最后，这种加热方式能耗较大，能量损失也较大，导致运行成本较高。因此，这种加热方式在当今应用较少。

③利用电阻丝等电子元件从内部加热轧辊。这种加热方式通常使用管状电热元件或电阻丝，将它们插入轧辊内部，然后通过轧辊的一端连接电源进行加热。这种加热方式具有几个特点，包括不损害轧辊的外部结构、操作简单、设备简单等。这种加热方式先加热轧辊的芯部，然后热量通过热传导传递到轧辊的工作面。这种先加热内部的方式增加了加热过程中轧辊的热应力。对于直径较大的轧辊，热量传递时间较长，轧辊工作面的温度调整不够灵敏，调整周期较长。此外，在轴承处形成局部高温，导致润滑困难。

④利用导热油加热轧辊。利用导热油加热轧辊是一种广泛采用的热传递方式。在轧辊内部开设导热油油道，通过旋转接头，将加热后的导热油引入轧辊内部，实现轧辊的加热。导热油可以在200℃的温度下稳定工作，这种方式实现起来较为简单，造价低，温度稳定性较好。

利用导热油热辊压原理是用导热油将轧辊加热以后，利用温度稳定的轧辊对锂电池极片进行热轧。轧辊加热过程示意图如图9所示。

图9 轧辊加热过程示意图

1—加热油箱；2—闸阀；3—泵；4—压力表；5—流量控制装置；6—热电偶Ⅰ；7—热轧辊；8—热电偶Ⅱ；9—配油管道

不同的极片种类对轧辊的要求也不同。极片的性质决定了轧辊辊面的最适宜温度。热轧工艺中，没有统一的加热标准，一般通过实际经验得出，各厂家根据自己的产品要求，对辊压系统进行设置。设置热轧辊辊面温度时，还需要考虑到轧辊材料物性与极片辊压工艺，温度既要满足极片质量的要求，也要考虑轧辊能够承受的应力及形变。

导热油加热轧辊系统具有扰动少和热惯性较大的特点，属于严重滞后系统。当改变导热油的油温和流量时，需要等待较长时间，轧辊辊面温度才会达到相对稳定。在生产过程中，由于无法直接准确地测量辊面的温度，只能测得导入和导出导热油的温度和流量，此系统为非线性系统，无法线性化，难以实现自动控制。

因此，在实际应用中，为了确保极片的质量和生产进度，通常在设备使用的环境稳定的情况下，设定好输入后，便不再轻易更改。

另外，导热油需要通过旋转接头送入轧辊，存在漏油的可能性，对洁净车间的环境产生不良影响；导热油长期在高温下使用会产生结垢现象，导致温差增大；外接导热油加热系统，通过高温泵输入到轧辊，导致能耗高企。

⑤利用电磁感应从内部加热轧辊。将加热线圈均匀布置在轧辊内部，并于外部交流电源连通。利用交变电场产生交变磁场，让辊筒内壁感应后产生“涡流”，从而达到加热的效果。

图10电磁感应加热轧辊加热原理示意图

（资料来源：上海联净官网）

这种加热轧辊的原理并不复杂，但如何将轧辊的温度精度和机械精度做到精准可控、如何长期稳定工作并不容易。

电磁感应加热轧辊的温度均匀，温度传感器放置在辊面，可实时感知辊面温度，因此反应速度快，调整方便。并且，不存在导热油结垢的问题，因此辊面温度均匀性一般不会随时间变化而变差。同时，这种方式的能耗也是最低的。目前，可提供此类加热辊的只有特电、联净等少数企业。

3. 辊压机连轧生产线

3.1 辊压机连轧生产线的组成及各部分功能

电池极片辊压过程是锂电池生产中一个至关重要的环节。在这个过程中，电池极片通过轧辊与电池极片之间产生的摩擦力被拉进旋转的轧辊之间，同时受到压力而发生变形。

电池极片轧机系统包括以下各系统组成部分：

①　放卷系统：放卷张力系统、放卷纠偏系统、放卷气胀轴、放卷辅助穿带系统。

②　辊压系统：辊压速度系统、辊压压力系统。

③　收卷系统：收卷张力系统、收卷纠偏系统、收卷气胀轴、收卷辅助穿带系统。

此外，电池极片轧机系统还包含切刀平台、牌坊开合系统等部分。

电池极片轧机系统是一套复杂的系统，由各个部件系统组成，每个系统都有不同的功能，以保证极片轧机的正常运行。极片轧机设备的操作过程需要严格控制，以确保生产出符合要求的电池极片。

系统各部分的具体功能如下：

①　放卷张力系统：在极片放卷过程中，利用磁粉制动器对极片的张力进行实时调节；

②　放卷纠偏系统：通过U型传感器进行偏移量测量，调整极片的左右距离，防止出现跑偏的现象；

③　放卷气胀轴：通过充气／放气实现极片卷料的缠绕及换料；

④　切刀平台：在放卷处极片卷料即将用完时，切断卷料，实现换卷；

⑤　放卷辅助穿带系统：在穿带过程中，对极片进行夹紧，以防止极片运动；

⑥　辊压速度系统：通过变频器控制三相异步电机，实现对极片辊压速度的控制；

⑦　间隙调整系统：通过伺服电机调整上、下轧辊间的缝隙，为极片辊压提供要求的厚度；

⑧　辊压压力系统：通过控制气液增压泵调节压力，提供合适的辊压力将电池极片辊压成厚度均匀且密度高的极片；

⑨　牌坊开合系统：仅应用于极片轧机设备装配过程，用于轧辊的拆卸和安装；

⑩　收卷张力系统：主要应用于极片收卷过程中，利用变频器和收卷电机对极片张力进行实时调节；

⑪　收卷纠偏系统：类似于放卷纠偏系统，通过U型传感器进行偏移量测量，调整极片的左右距离，防止出现料卷错层、塔形现象；

⑫　收卷气胀轴：通过充气／放气实现极片卷料的缠绕及换料；

⑬　收卷辅助穿带系统：功能与放卷辅助穿带系统相似，在生产初始化时对极片进行穿带，对极片进行夹紧，防止极片运动。

3.2 辊压机连轧生产线的工作原理

电池极片辊压过程的基本工作原理是：放卷气胀轴通过极片轧机的轧辊转动和收卷气胀轴的牵引将电池极片放出，同时放卷系统通过对张力进行实时调节，保证电池极片在进入轧辊之前的张力稳定并维持在设定张力值范围内。然而，由于现场环境因素、机械振动、张力波动等原因，电池极片可能会出现跑偏的现象，因此在放卷系统中设置了放卷纠偏系统，以防止极片在辊压过程中出现损坏。

当电池极片正确进入极片辊压装置时，它会被上、下轧辊进行辊压，从而使极片厚度符合标准参数要求。在经过上、下轧辊之后，辊压后的极片通过收卷气胀轴进行收卷，同时收卷系统也会保证合理的张力。在收卷处，电池极片的左右位置也会进行调整，以防止出现塔形卷现象。在操作时，应注意保证极片的张力稳定，避免出现跑偏现象，确保极片在辊压过程中不受损坏，并在收卷处进行左右调整，以确保卷形的整齐。

3.3 辊压机连轧生产线生产过程控制

完整的电池极片轧机系统包括轧机轧辊的装卸过程和极片生产过程，在轧机轧辊装卸过程中更多的是需要工人的配合进行操作，涉及电气方面的控制较少。在极片生产辊压过程中，整个生产过程可以概括为正常生产过程初始化、手动穿带、预生产、连续生产、成品验收五个阶段。

完整的电池极片轧机系统包括轧机轧辊的装卸过程和极片生产过程。在轧机轧辊装卸过程中，需要工人进行配合操作，涉及的电气控制较少。而在极片生产辊压过程中，整个生产过程可以概括为五个阶段，分别为：正常生产过程初始化、手动穿带、预生产、连续生产、成品验收。

①　正常生产过程初始化阶段，需要操作工人进行的操作，将收放卷气胀轴复位、夹紧装置气缸复位，通过对纠偏电机的控制对收放卷纠偏归中。

②　手动穿带阶段，需要确保收卷电机、轧辊电机、气液增压泵等执行元件已断电。通过控制气胀轴和夹紧装置，可以完成带料的穿带，并进行极片的调整，预先调整张力。同时，根据要求，可以对辊缝和辊压力进行初始化设置。

③　预生产阶段，设备以较低的速度进行生产。如果生产出的电池片符合标准，它们将进入连续生产阶段；否则，生产将停止，并将进行初始化调整。

④　连续生产阶段，放卷系统、辊压系统和收卷系统这三个部分通过协调配合来完成生产过程。在放卷机构中，通过张力传感器检测放卷处的张力，控制器调节磁粉制动器的转矩，以保持恒定张力的放卷。在收卷机构中，通过张力传感器检测收卷处张力，控制器调节变频器来控制收卷电机的转速，以保持张力在合理的范围内。辊压机构中，极片轧机的辊压速度决定了生产线的生产速度。在正常运行状态下，辊压速度不需要实时改变。如果需要改变生产速度，可以通过调节变频器来改变主电机速度。辊缝调节系统则通过对伺服电机进行调节来调整辊缝。在辊压过程中，辊压力需要保证系统具有恒定的辊压力。通过压力传感器检测当前的辊压力，并由控制器控制气阀、油阀进行压力调节，实现实时修正。

⑤　成品验收阶段

3.4 辊压机连轧生产线的性能指标

目前，辊压机连扎线的生产厂家数量众多，每个厂家都有多种不同型号的产品可供选择。以下是一种典型辊压机连扎线的技术参数介绍。

图11 某企业热轧机实物图

1）放卷机主要技术参数

①放卷轴：带控制阀气胀轴（3吋）；

②最大承载能力：600kg；

③最大放卷直径：ϕ600mm；

④张力：10～200N（可调）；

⑤纠偏设备：光电纠偏。

2）除尘装置主要技术参数

除尘风斗气缸缸径ϕ25mm，行程80mm。

3）轧机主要技术参数

①设备整体尺寸：约4750×1600×2600mm （高度含拆辊支架高度）；

②机架：“口”字形刚性铸造结构；

③轧辊尺寸：ϕ800mm×L800mm；

④轴承座：整体铸造45#钢刚性结构；

⑤主轴承：四列圆柱滚子轴承；

⑥减速机：螺旋锥齿轮减速机；

⑦主电机功率：55kW(380V,50Hz)；

⑧辊压线速度：5～100m/min（变频调速）；

⑨油缸：缸径ϕ250mm，行程25mm，2支。

4）机械式测厚装置主要技术参数

①测厚仪表：数显千分表；

②测量精度：±0.001mm；

③厚度范围：0～5mm；

④测量宽度范围：最大值750mm。

5）收卷机主要技术参数

①收卷轴：带控制阀气胀轴3英寸；

②最大收卷直径：ϕ600mm；

③收卷电机功率：1.5kW；

④张力：10～200N（可调）；

⑤纠偏边缘控制：≤±0.1mm。

3.5 辊压机连轧生产线的应用案例

下面以某公司生产的电池极片连轧生产线为例，详细介绍电池连轧生产线设备组成及主要功能，设备布置示意图如图12所示。

图12 电池极片连轧生产线设备布置示意图

1）放卷机

本装置位于整个生产线的起始端，它的作用是支撑待辊压的卷料结构，并将其输送到轧机进行辊压。这个装置采用的是伺服动力系统，可以主动地送料。为了控制料带的纠偏，它使用了光电纠偏装置，而张力控制则通过SMC比例阀控制气缸的输出设定来实现，同时搭配三菱的张力检测器，形成了张力闭环系统。张力的大小可以通过无级调整来进行精确控制。放卷轴采用气胀轴的方式。这个装置由机架体、直线轴承、光电纠偏装置、气胀轴、伺服电机、气动比例阀、气缸及控制器、导辊等多个部分组成。在操作时，可以对其进行整体的控制和调整，以满足生产线的不同需求。

2）前接带装置

用于极片碾压过程中的断裂或料卷更换时的接片，以减少极片的浪费。该装置由接片平板、压杆、气缸和导辊等部件组成。操作方式为手动控制，通过压杆气缸进行控制。

3）除尘装置

本装置由机架体、上毛刷、导向辊等部件构成，具有以下操作功能：使用毛刷清理料带上的粉尘，同时吸尘器将吸收清理出的粉尘。

4）展平（拉伸除皱）装置

①功能：用于消除连续或连续分条涂布正极极片辊压过程中产生的波浪边。

②构成：包括张力隔断牵引部分、摆辊拉伸部分、张力检测部分、牵引穿带装置。

③牵引辊规格：直径ϕ200mm，表面镀硬铬。

④夹送辊规格：直径ϕ120mm，表面包三元乙丙橡胶。

⑤张力控制：PLC+低摩擦气缸+伺服电机闭环调节张力，数显表显示张力值。

⑥张力调节范围：10～1000N。

⑦张力波动：≤±3N。

5）辊压机

在连轧机生产线上，辊压机是主要设备，其功能是通过轧辊的碾压，使坯料达到合适的厚度。该设备采用恒力结构，丝杠调整辊缝间隙，液压自动压紧，线速度通过无级变频调速来实现。辊压机主要由刚性机架、轧辊副、动力传动系统、液压控制系统、电气控制系统、间隙调整系统、送料板及辊面清洁机构等部分组成。为了进行操作，需要遵循一定的步骤和注意事项。首先，要确认设备的电源连接正常，并检查电源是否符合要求。其次，要检查设备内部和外部是否存在异常情况，如损坏或其他安全隐患。在操作过程中，需要认真遵循设备的操作规程和注意事项，确保操作正确、安全、稳定。此外，还需要注意保持设备清洁，定期进行维护和保养，以确保设备的正常运转和延长使用寿命。

①轧机牌坊：采用优质碳素结构钢，“口”字形轧机牌坊，主要优点是整体刚性优秀，稳定性好。

②轧辊的技术参数：轧辊的材质为9Cr3Mo系列高合金冷轧辊钢，淬火硬度HRC≥66～68，辊面淬火层深度≥22mm，轧辊径向跳动≤±0.0015mm（在磨床上检测）。主要优点是：表面硬度高、淬硬层深、耐磨性好、加工精度高、光洁度高、防挠度变形。

③轧辊的质量：轧辊的质量是轧机整体性能好坏的关键。因此此次轧辊材料选用专业轧辊厂家生产的Cr3系列优质合金冷轧辊钢，其加工工序严格按照内控标准工艺执行。

④下辊上顶：碾压力控制油缸放置于下轴承座下方。

⑤数显恒隙系统：径向控制轴承游隙；空载时所有部件均受预拉力或预压力，轧机整体刚性优异；伺服电机带动丝杠拖动中间锲铁调整两辊间隙，辊缝调整精度0.001mm。

⑥动力传动系统：55kW电机驱动。

⑦液压系统：采用变频器加异步电动机带动液压泵，比例溢流阀控制输出压力，与压力传感器形成压力闭环保证输出压力精确与稳定。

⑧电气控制系统：PLC控制，触摸屏操作，操作准确、方便、直观。

⑨拆装辊装置：设备备有拆装辊装置，用于设备维修时拆装更换轧辊。

6）辊面清洁

①刮刀清洁：刮刀刮除辊面黏附物，刮刀通过气缸自动控制，并带有2个可调整收集料盒，配负压除尘，保证辊压加速不影响料盒对碎屑的收集。

②布卷清洁（仅负极配置）：由放卷轴、收卷轴、减速电机、压紧气缸、气缸固定板、压紧橡胶辊、擦辊布卷、喷液储存罐、喷液分流装置及蠕动泵等组成，喷液储存罐放置于设备外罩内部，方便更换；擦辊布卷直径最大200mm。

工作原理：减速电机运转时，擦辊布会由收卷轴带动缓缓擦过压紧橡胶辊与轧辊的贴合部位。压紧气缸则会带动橡胶辊，将擦辊布紧密压在辊面上。同时，喷淋流量会通过蠕动泵进行控制，以连续或间歇的方式将液体喷淋到擦辊布上。随着轧辊的转动和擦辊布的缓慢反向移动，整个辊面都会得到清洁。

7）机械式测厚装置

用于手动对辊压后极片的厚度测量。通过手轮驱动滚珠丝杠拖动测量臂、数显千分表横向往复运动打点测量，测量数值可通过数据线输入电脑。

8）收卷机

卷收装置的任务是接收并卷起经过辊压加工后的电极材料，使其以卷的形式围绕在一个规定尺寸的芯轴上。为了确保卷边缘的整齐度，这个过程使用了自动纠偏技术进行卷收。具体操作是通过伺服电机和减速机驱动卷收轴，同时使用光电纠偏设备来控制边缘的整齐度，以此来确保卷收的质量。