锂电池极片轧辊是生产锂电池极片的重要设备。常见的极片轧机轧辊通常是冷辊,为了干燥极片上的涂料,通常在轧制之前通过设置的干燥箱专门进行加热干燥,结果是生产线长,工作效率也低。热轧就是将轧辊先进行均匀加热到一定温度,再对涂好涂料的极片直接进行轧制,不需要经过干燥箱干燥的过程。这样不仅节省设备成本,同时热轧也极大地提高了锂电池极片的品质,使涂料能够更好地与极片结合,提高后续生产出的锂电池工作的可靠性。轧辊表面温度分布越均匀,极片的轧制质量越高,因此,如何使轧辊能够均匀加热就显得非常重要。本文通过给轧辊设计流道来通入热的导热油的方式加热轧辊。首先,利用流体螺旋流动强化传热的理论,通过给锂电池极片轧辊的辊芯上设计出螺旋槽流道,建立新型的辊套式热轧辊模型。螺旋槽流道增加了导热油与轧辊的换热面积,能够提高轧辊表面温度的均匀性和快速的加热轧辊等优点。对建立的轧辊模型进行瞬态的流固耦合传热计算,得出轧辊表面温度随时间变化的曲线以及轧辊表面的温度场分布。然后,使用FLUENT软件对轧辊模型在其他参数不变的情况下,对不同的进口流速、辊套厚度、螺旋流道的横截面形状、螺旋流道之间的螺距、径向流道与端部之间的距离这五个重要参数的模型进行流固耦合传热模拟仿真,研究单个因素对轧辊表面温度场的影响。用正交试验的方法,探究流固耦合传热过程中不同的进口流速、辊套厚度、螺距这三个因素在不同水平下对轧辊表面温度分布均匀性的影响规律,用极差分析的方法得出试验的优水平和优组合。最后,利用ANSYS Workbench平台,用流体FLUENT分析模块、Static Structural分析模块对锂电池极片轧辊进行热固耦合分析,将FLUENT分析模块得出的轧辊温度场作为温度载荷加载给静力学模块,目的是得出轧辊的热应力场和受热变形,特别是轧辊表面的变形,因为轧辊表面的形变对锂电池极片的实际生产有重要的指导意义,从而提高锂电池极片的生产质量。