公开了一种用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机所用的工作辊。工作辊具有：限定中心轴线的柱形中央部分，该中央部分具有限定层压表面的外表面；以及分别从中央部分的第一端部和第二端部延伸的第一截头锥形部分和第二截头锥形部分。当中心轴线是直的时，中央部分的外表面与第一截头锥形部分和第二截头锥形部分中的每一者的外表面之间的角度小于0.05度。中央部分的宽度大于第一截头锥形部分和第二截头锥形部分中的每一者的宽度。中央部分的宽度小于第一部分的宽度与第二部分的宽度的总和。还公开了一种具有两个这样的工作辊的轧机。工作辊的轧机。工作辊的轧机。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机所用的工作辊
[0001]交叉引用
[0002]本申请要求于2019年11月18日提交的美国临时申请No.62/936,806、以及2019年11月18日提交的美国临时申请No.62/936,809、以及2019年11月18日提交的美国临时申请No.62/936,814的权益，这些美国临时申请的全部公开内容通过引用以其整体并入本文中。
[0003]本技术涉及用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机所用的工作辊以及具有这样的工作辊的轧机。
技术介绍
[0004]由固体聚合物电解质和薄膜阳极和阴极的层压材料制造的可再充电的电池显示出许多优于常规的液体电解质电池的优点。这些优点包括较低的总电池重量、高的比能、较长的使用寿命和环境友好性，这是因为将有毒的液体溢出到环境中的危险被消除。
[0005]固体聚合物电池部件包括正电极、负电极以及能够允许离子导电性的绝缘材料，绝缘材料比如为夹置在电极之间的固体聚合物电解质。阳极或负电极通常由轻质的金属膜制成，轻质的金属比如为碱金属及碱金属合金，比如锂金属、锂
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铝合金等。复合阴极或正电极通常由下述各者的混合物形成：活性材料比如过渡金属氧化物、通常为碳颗粒的导电填充物、离子导电聚合物电解质材料、以及通常为铝的薄片材的集电器。复合阴极薄膜通常通过涂覆到集电器上而获得。
[0006]借助于快速且可靠的过程来生产厚度低于100微米的、呈例如10厘米或更宽的宽带形式且长度为数百米的锂薄膜，面临着重要的技术困难，这归因于该金属的极端的物理性能和化学性能，比如化学反应性、延展性、低的机械强度、通过简单接触的快速自焊接性以及在大多数固体材料上的强的粘附性。
[0007]冷挤出用于连续生产100微米或更厚的片材。这些厚度基本上适用于利用液体电解质来生产锂电池单池。对于较小的厚度，通过挤出获得的膜随后在由硬质材料制成的工作辊之间被层压。
[0008]在大规模生产过程中，对于聚合物电解质电池单池的生产，实现对厚度在20微米与100微米之间变化的致密锂进行有效层压的困难很多。
[0009]在层压处理期间，经层压的锂金属经常与其所接触的工作辊发生反应以及/或者使工作辊变形、并且粘附至工作辊。这个问题可以通过使用在美国专利No.5,837,401、No.5,528,920和No.6,019,801中所描述的润滑剂来解决，这些美国专利中的每一者的全部内部通过参引并入本文中。润滑剂包含下述添加剂：所述添加剂防止薄的层压锂膜与工作辊发生反应或者防止薄的层压锂膜过度地粘附至工作辊，并且该润滑剂不影响所得到的电化学电池单池的电化学。然而，在层压处理期间，期望适当且有效地施用润滑剂。
[0010]锂或锂合金的极端延展性仅允许在离开工作辊的锂膜上产生极小的牵拉张力。因
此，该牵拉张力必须被精确地监测和控制，以防止锂膜断裂或撕裂并且因此防止高成本的生产中断。
[0011]当厚度在20微米至100微米之间时，难以将锂或锂合金的膜在该膜的整个宽度上以及在该膜的延伸长度上层压至恒定的厚度。在常规的层压处理中，在层压锂膜的宽度上会出现厚度的变化，这在层压操作期间会促进锂膜的断裂，并且使所得到的层压锂膜不太适用于电化学电池单池。
[0012]工作辊传统上由聚缩醛制成，聚缩醛是与锂相容(即聚缩醛不与锂反应)的硬质塑料材料。然而，对于大规模生产，聚缩醛辊快速磨损，并需要频繁更换磨损的辊并丢弃磨损的辊，从而大幅增加成本。这使得层压制造过程在经济方面是困难的。
[0013]因此，期望适用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机，该轧机解决上述问题中的至少部分问题。还期望通过这样的轧机生产的碱金属膜在膜的宽度和长度上保持期望的性能。
技术实现思路
[0014]本技术的目的在于对现有技术中存在的不便之处中的至少一些不便之处进行改善。
[0015]根据本技术的一个方面，提供了一种用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机。该轧机具有：框架；第一工作辊，该第一工作辊旋转地安装至框架；第二工作辊，该第二工作辊旋转地安装至框架，第一工作辊和第二工作辊定位成将片材接纳在第一工作辊与第二工作辊之间；至少两个第一致动器，所述至少两个第一致动器操作性地连接至第一工作辊的相反端部，以用于使第一工作辊弯曲；以及至少两个第二致动器，所述至少两个第二致动器操作性地连接至第二工作辊的相反端部，以用于使第二工作辊弯曲。第一工作辊和第二工作辊中的每一者均具有：限定中心轴线的柱形中央部分，该中央部分具有限定层压表面的外表面；第一截头锥形部分，该第一截头锥形部分从中央部分的第一端部延伸；以及第二截头锥形部分，该第二截头锥形部分从中央部分的第二端部延伸。当中心轴线是直的时，中央部分的外表面与第一截头锥形部分和第二截头锥形部分中的每一者的外表面之间的角度小于0.05度。中央部分的宽度大于第一截头锥形部分和第二截头锥形部分中的每一者的宽度。中央部分的宽度小于第一部分的宽度与第二部分的宽度的总和。
[0016]在本技术的一些实施方式中，该角度小于0.03度。
[0017]在本技术的一些实施方式中，该角度小于0.02度。
[0018]在本技术的一些实施方式中，该角度大于0.01度。
[0019]在本技术的一些实施方式中，对于第一工作辊和第二工作辊中的每一者，中央部分、第一截头锥形部分和第二截头锥形部分具有铬涂覆层。
[0020]在本技术的一些实施方式中，铬涂覆层是硬质铬涂覆层。
[0021]在本技术的一些实施方式中，对于第一工作辊和第二工作辊中的每一者，中央部分、第一截头锥形部分和第二截头锥形部分的表面粗糙度在0.025微米Ra与0.5微米Ra之间的范围内。
[0022]在本技术的一些实施方式中，该范围为在0.05微米Ra与0.30微米Ra之间。
[0023]在本技术的一些实施方式中，对于第一工作辊和第二工作辊中的每一者，第一截
头锥形部分和第二截头锥形部分随着第一截头锥形部分和第二截头锥形部分远离中央部分延伸而渐缩。
[0024]在本技术的一些实施方式中，对于第一工作辊和第二工作辊中的每一者：在中央部分与第一截头锥形部分之间限定有第一肩部；并且在中央部分与第二截头锥形部分之间限定有第二肩部。
[0025]在本技术的一些实施方式中，对于第一工作辊和第二工作辊中的每一者：第一截头锥形部分随着第一截头锥形部分从第一截头锥形部分的外端部朝向中央部分延伸而渐缩；并且第二截头锥形部分随着第二截头锥形部分从第二截头锥形部分的外端部朝向中央部分延伸而渐缩。
[0026]在本技术的一些实施方式中，第一支承辊旋转地安装至框架。第一支承辊与第一工作辊接触以用于在第一工作辊上施加压力。第二支承辊旋转地安装至框架，第二支承辊与第二工作辊接触以用于在第二工作辊上施加压力。
[0027]根据本技术的另一方面，提供了一种用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机所本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于将碱金属或碱金属合金的片材层压成膜的轧机，所述轧机包括：框架；第一工作辊，所述第一工作辊旋转地安装至所述框架；第二工作辊，所述第二工作辊旋转地安装至所述框架，所述第一工作辊和所述第二工作辊定位成将所述片材接纳在所述第一工作辊与所述第二工作辊之间；至少两个第一致动器，所述至少两个第一致动器操作性地连接至所述第一工作辊的相反端部，以用于使所述第一工作辊弯曲；以及至少两个第二致动器，所述至少两个第二致动器操作性地连接至所述第二工作辊的相反端部，以用于使所述第二工作辊弯曲，所述第一工作辊和所述第二工作辊中的每一者均包括：限定中心轴线的柱形中央部分，所述中央部分具有限定层压表面的外表面；第一截头锥形部分，所述第一截头锥形部分从所述中央部分的第一端部延伸；以及第二截头锥形部分，所述第二截头锥形部分从所述中央部分的第二端部延伸，当所述中心轴线是直的时，所述中央部分的所述外表面与所述第一截头锥形部分和所述第二截头锥形部分中的每一者的外表面之间的角度小于0.05度，所述中央部分的宽度大于所述第一截头锥形部分和所述第二截头锥形部分中的每一者的宽度，并且所述中央部分的所述宽度小于所述第一部分的宽度与所述第二部分的宽度的总和。2.根据权利要求1所述的轧机，其中，所述角度小于0.03度。3.根据权利要求2所述的轧机，其中，所述角度小于0.02度。4.根据权利要求3所述的轧机，其中，所述角度大于0.01度。5.根据权利要求1至4中的任一项所述的轧机，其中，对于所述第一工作辊和所述第二工作辊中的每一者，所述中央部分、所述第一截头锥形部分和所述第二截头锥形部分具有铬涂覆层。6.根据权利要求5所述的轧机，其中，所述铬涂覆层是硬质铬涂覆层。7.根据权利要求1至6中的任一项所述的轧机，其中，对于所述第一工作辊和所述第二工作辊中的每一者，所述中央部分、所述第一截头锥形部分和所述第二截头锥形部分的表面粗糙度在0.025微米Ra与0.5微米Ra之间的范围内。8.根据权利要求7所述的轧机，其中，所述范围为在0.05微米Ra与0.30微米Ra之间。9.根据权利要求1至8中的任一项所述的轧机，其中，对于所述第一工作辊和所述第二工作辊中的每一者，所述第一截头锥形部分和所述第二截头锥形部分随着所述第一截头锥形部分和所述第二截头锥形部分远离所述中央部分延伸而渐缩。10.根据权利要求9所述的轧机，其中，对于所述第一工作辊和所述第二工作辊中的每一者：在所述中央部分与所述第一截头锥形部分之间限定有第一肩部；并且在所述中央部分与所述第二截头锥形部分之间限定有第二肩部。11.根据权利要求1至8中的任一项所述的轧机，其中，对于所述第一工作辊和所述第二工作辊中的每一者：所述第一截头锥形部分随着所述第一截头锥形部分从所述第一截头锥形部分的外...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳森，
申请(专利权)人：加拿大蓝色解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：
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