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鋰電輥壓化繁為簡。
今年以來，以固態(tài)電池為代表的新電池技術產業(yè)化顯著加快，鋰電產業(yè)掀起新一輪技術創(chuàng)新熱潮，聯動制程工藝同步求變。
例如在極片輥壓環(huán)節(jié)，干法電極的產業(yè)化發(fā)展對輥壓設備的工作壓力、輥壓精度以及均勻性提出了更高要求。但即便在主流的濕法電極輥壓，輥壓穩(wěn)定性、厚度一致性仍有提升空間。
無論是濕法電極輥壓，還是干法電極輥壓成形或復合，均為卷材輥壓制程，在此過程中，通常采用兩輥或多輥軋壓的輥面相向施壓工藝，其中一支軋輥位置相對安裝固定，其余軋輥經軸端兩側安裝的氣缸或油缸進行加壓移動，從而將壓力傳遞至輥面。
由于兩側的壓力施加的變化，使得兩支軋輥輥面間產生不同的撓曲變形，以致于輥面間的壓力很難達到理想一致，造成卷材成品均勻度不一致的煩惱。
且因動力、儲能電池生產愈發(fā)強調規(guī)模優(yōu)勢，前段制片設備速度越來越快、幅寬越來越寬，輥壓過程軋輥形變造成的電極中間厚兩邊薄現象難以避免。
這一難題如何解決？絕大多數鋰電工廠的方案是通過拉彎輥壓方案調整，但效果仍不盡人意。
拉彎輥壓方案是在輥壓機主軋輥兩個軸承支撐位的軸伸外側增設液壓油缸施壓點，通過施加外力，以軸承支撐位為支點，使軋輥的中部產生與外力方向相反的變形來補償上下輥在輥壓時的受力變形。
拉彎液壓缸的增加使輥壓設備變得更“笨重”，增加了后期拆輥維護的難度，但對應收獲的厚度調整效果僅在2-3μm，拉彎的輥壓方案“性價比”并不算高。
尤其是一眾頭部電池企業(yè)其制造的標準已在極限工廠水平，對現有輥壓方案的精確度、穩(wěn)定性、調整靈活性、維護便捷性已難以忍受。
事實上，放眼全制造業(yè)，確有上述各方面性能都更成熟的輥壓方案存在，但并未投入鋰電應用。
在紡織、非織造、造紙、反滲透膜、高溫過濾防護材料、金屬箔等各類卷材應用領域中，輥壓技術的速度與效果都有遠超鋰電應用的表現，這也意味，跨行業(yè)引入新技術有望打破現有鋰電前段輥壓效果的“天花板”。
博路威機械江蘇有限公司（BROADENWIN，下稱“博路威”）便是一家在橫跨各行業(yè)長期致力于卷材輥壓、分切等成套智能裝備及系統(tǒng)解決方案的公司。
作為世界上極少數同時擁有“S-Roll無級調壓均勻輥技術”和“BENDCON撓度分區(qū)可控輥技術”兩項國際先進技術的國家高新技術企業(yè)，博路威跨行業(yè)將底層輥壓技術遷移，掀動鋰電輥壓技術升級。
兩大技術底牌
顛覆鋰電拉彎輥壓技術
“S-Roll無級調壓均勻輥技術”與“BENDCON撓度分區(qū)可控輥技術”是博路威輥壓設備領跑各行業(yè)的兩大技術底牌。
傳統(tǒng)輥壓技術均是通過在軋輥主軸承位的氣缸或油缸施壓，使軋輥在施壓狀態(tài)下產生輥面撓度變形后的反向壓力作用于輥間的卷材，卷材在軋輥夾壓下發(fā)生物理形變，從而實現卷材的輥壓變薄和密度增加。
實際應用中，每支軋輥的材質、熱處理工藝過程等無法做到一致性控制，也就造成各輥壓設備的軋制性能無法實現一致性，給鋰電極片生產工藝的控制帶來一系列麻煩。
S-Roll無級調壓均勻輥技術與BENDCON撓度分區(qū)可控輥技術顛覆傳統(tǒng)輥壓技術，主軋輥不需主軸承位的外力施壓僅由其自身內腔壓力控制即實現輥面產生撓度變形，當其與其他軋輥進行配合輥壓卷材時，壓力更直接地傳遞到卷材本身，從而實現更優(yōu)異的輥壓軋制力表現，軋制工藝控制更智能化，有效提升極片輥壓的一致性。
S—ROLL無級調壓均勻輥技術
線壓力對于輥與輥之間的軋壓是一個非常重要的運行參數，線壓力就是軋輥有效工作范圍內兩輥閉合后沿軸向長度范圍內每個單位長度所受壓力的大小，其單位是N/mm或Kg/cm。
S-Roll無級調壓均勻輥的基本工作原理：一根鋼套圍繞一支固定的偏心軸芯旋轉, 軸芯兩端的密封盤和沿軸向兩側安裝的密封條將鋼套與軸芯之間的環(huán)形空隙分割成兩個半圓形空腔。面向軋點的空腔由液壓油進行加壓，另一側則為無油空腔。這個液壓油空腔的壓力會根據油缸頂升的壓力進行線性比例同步變化。
當此方案應用于鋰電池干法電極制程時，可將液壓油更換為導熱油，此時S-Roll無級調均勻輥既可滿足輥面撓度變形控制，又可實現280℃內的加熱功能，輥面溫差±1℃。
整個輥面幅寬都可以進行線壓力從最小到最大范圍無級調壓控制。這樣保證了在卷材寬度范圍內都可以實現均勻平穩(wěn)的線壓力。有時，因為工藝的需要，也可以有意地調節(jié)輥套的線壓力和兩側的油缸壓力不成比例，即有意的不均勻性，使得可以主觀地對卷材表面原始的不均勻進行軋制壓力修正，以達到成品卷材厚度的一致性。
軋制壓力可以與卷材測厚儀的信號聯動，直接利用卷材厚度變化對應的“線壓力”信號控制S-Roll無級調壓均勻輥的變形量，實現線壓力與軋輥撓曲變形的自動補償，使線壓力設定與撓曲變形補償實現自適應，不但提高了設備的智能化水平、降低了對操作人員的素質要求，也避免了傳統(tǒng)拉彎中凸輥技術缺陷引起的輥面快速磨損，有效延長軋輥使用壽命。
在加工不同定量的產品時，軋輥各點的線壓力都能保持一致。運行過程中可以十分方便地使線壓力控制在工藝要求的狀態(tài)。最大輥面寬度可拓展至7000mm以上，最高車速1000m/min以上。
BENDCON撓度分區(qū)可控輥技術
通過調節(jié)軋輥內部的液壓閥塊，在對輥面施加不同壓力時，可自動調節(jié)軋輥中高以實現整個壓區(qū)的線壓力均勻一致。最大輥面寬度可達10000mm以上，最高車速1000m/min以上。
其中，“BENDCON撓度分區(qū)可控中高輥技術”對于鋰電輥壓而言是區(qū)別于液壓拉彎的全新技術。對這一技術而言，鋰電應用是又一次跨界。
在4月CIBF 2024上，博路威針對BENDCON撓度分區(qū)可控輥壓做重磅發(fā)布。
破除輥壓厚度一致性差的痛點，博路威如何實現分區(qū)可控？“密鑰”藏在博路威的特殊軋輥設計之中。
一根鋼套圍繞一支固定的軸芯旋轉，軸芯上部排列有一定數量的頂升加壓閥塊，軸芯兩端與上部對稱位置各設有2只閥塊，當上部閥塊根據卷材輥壓要求向上頂升時，兩側底部閥塊可同時向下，形成整輥的弧度彎曲，控制主軸承座位的壓力與輥芯內部閥塊頂升壓力，便可控制輥筒壁的彎曲變形。
博路威表示，S-Roll無級調壓均勻輥和BENDCON撓度分區(qū)可控輥壓技術的調節(jié)范圍均可超3mm，對比普通拉彎技術的μm級實現調節(jié)范圍數量級躍升，可保證匹配幅寬2m的電極輥壓，速度達150m/min。
具體在鋰電輥壓環(huán)節(jié)中，S-Roll無級調壓均勻輥和BENDCON撓度分區(qū)可控輥壓配合進出料測厚、大數據算法等應用，實現厚度一致性的全閉環(huán)控制。并且，應用此技術的設備體積精簡，實現輥壓工序無人化、智能化，解決輥壓換輥維護依賴人工的難題。
博路威何以成為跨界“黑馬”？
2019年進入鋰電行業(yè)的博路威憑借其輥分硬核技術，已成為業(yè)內“黑馬”。目前，博路威BENDCON撓度分區(qū)可控輥壓技術已通過電池企業(yè)驗證。但對于鋰電輥壓技術升級，博路威正在描畫更大的圖景。
一方面，是基于現有“BENDCON撓度分區(qū)可控技術”實現速度與幅寬的升級。
博路威表示，在其他領域中，“BENDCON撓度分區(qū)可控技術”已實現4m-7m設備的實際交付，這一技術儲備可應用于10m寬幅輥壓，最高車速可達1000m/min?！?/p>
在鋰電輥壓現有的車速120m/min，寬幅不超過1.6m，博路威輥壓技術的潛力遠未開掘完全。
另一方面，面對鋰電業(yè)內干法電極纖維狀活性材料的輥壓需求，博路威表示此前在其他領域中已有多年的纖維狀卷材制品的輥壓經驗積累，并掌握應用于纖維狀輥壓的特殊軋輥熱磨工藝，可應用于干法電極輥壓中，能大幅度改善在高溫工作狀態(tài)下軋輥輥面變形問題。
一直以來，深耕輥壓、分切底層技術的博路威以開拓的心態(tài)推動各行各業(yè)輥壓分切技術發(fā)展，現已積累各類卷材輥壓、分切方案經驗，并在其他領域中成功將自身先進輥壓分切技術推向海外。
無論在技術還是出海方面，博路威都已走鋰電行業(yè)前沿。博路威希望通過與鋰電業(yè)內協(xié)同配合，把S-Roll無級調壓均勻輥技術和BENDCON撓度分區(qū)可控輥技術快速應用于干法電極、固態(tài)電池，再將鋰電輥壓技術推向新臺階。
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