CN102029626B - 薄膜气压冲孔方法及相应设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种薄膜冲孔方法和设备，特别适合在金属箔上冲孔。现有机械冲孔法，容易损坏、切口粗糙；2)金属蚀孔法，工艺复杂，成本高，且容易产生电解液污染。为此，本发明爆破薄膜冲孔方法，包括下述步骤：①、用上模将薄膜紧压在开有多个气腔孔的下模上；②、然后再向上模的进气腔内通入高压气，高压气将各个气腔孔处的薄膜冲破，进入气腔孔，实现冲孔；③、切断高压气源；④、最后，移开活动密封件，将高压气、冲屑排出。本发明还涉及相应的薄膜冲孔设备。本发明爆破薄膜冲孔方法及相应设备具有无油渍、成本低、切口整齐无毛刺、排屑顺畅的优点，适合在各种薄膜上，特别是在金属箔上冲孔。

Description

薄膜气压冲孔方法及相应设备

技术领域

本发明涉及一种薄膜冲孔方法和设备，特别适合在金属箔上冲孔。

背景技术

2003年10月22日公开的、公开号为CN 2582182Y的中国实用新型专利公开了一种“聚合物锂离子电池的集流体”，其阴极集流体采用冲孔铝箔，其阳极集流体采用冲孔铜箔，这种电池容量更大。

现有的在金属箔上冲孔技术包括：1)机械冲孔法；2)金属蚀孔法。

机械冲孔法依靠密布冲针的针床、密布冲孔的孔床配合冲切，容易损坏，且切口粗糙、有油渍，排屑不畅，而且厚度小于5丝(即0.05mm)的薄膜，根本没办法用机械冲孔。

金属蚀孔法如2008年10月15日公开的公开号为CN 101285208A的中国发明专利申请公开的“一种锂离子二次电池用铝箔表面粗化布孔法。使用这种方法先要铝箔上涂覆耐腐蚀材料制成的保护膜，并在保护膜上形成微孔，然后电解蚀孔，最后还要除去保护膜，工艺复杂，成本高，且容易产生电解液污染。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的上述缺陷，提供一种无油渍、成本低、切口整齐无毛刺、排屑顺畅的薄膜气压冲孔方法及相应设备。

为解决上述技术问题，本发明第一种薄膜气压冲孔方法，包括下述步骤：

①、用上模将薄膜紧压在开有多个气腔孔的下模上，上模下表面上开有位置与气腔孔相对、大小、数目与气腔孔相同的通孔，上述通孔均与一个进气腔相通，该进气腔通过一个气阀与高压气源相通，上模、下模与薄膜之间均气密封；将气腔孔下端用活动密封件封堵；

②、然后再向上模的进气腔内通入高压气，高压气将各个气腔孔处的薄膜冲破，进入气腔孔，实现冲孔；冲孔完成瞬间之前，气腔孔处的薄膜上、下表面应达到足够的压力差。

③、切断高压气源；

④、最后，移开活动密封件，将高压气、冲屑排出。

如此设计，本发明可在各种薄膜上冲孔，尤其适合在铜箔、铝箔等金属箔上冲孔。厚度小于2丝，甚至半丝的超薄金属箔，根本无法用其他方式冲孔，金属箔越薄，本发明表现出的优势越明显。

薄膜厚度有差异，可能造成冲孔先后略有差别，冲孔首先完成，不会导致泄压，故不会影响后续冲孔。

本薄膜气压冲孔设备包括空压机、下模、上模和活动密封件，其中下模、上模分别设置在薄膜上下两侧，下模上开有多个气腔孔，所述上模设置在一个升降台上，且其下表面上开有位置与气腔孔相对，大小、数目与气腔孔相同的通孔，上述通孔均与一个进气腔相通，该进气腔通过一个气阀与所述空压机的高压气出口相通，所述活动密封件设置在下模下方，并配有驱动缸，可封堵气腔孔下端。

作为优化，所述升降台上配有导轨，所述下模、上模分别设有导向孔和导向柱。如此设计，上模上的孔与下模上通孔精确对齐。

作为优化，所述薄膜由步进电机驱动的卷筒拖动。如此设计，每次冲孔完成，步进电机拖动完成冲孔的薄膜前移，使接下来需要冲孔的薄膜前进至下模上，便于继续冲孔。

作为优化，所述升降台由驱动气缸驱动，所述活动密封件由驱动油缸驱动。如此设计，升降台由驱动气缸驱动，便于利用高压气源；活动密封件由驱动油缸驱动，动作稳定，力量大。

作为优化，所述下模下方设有封闭的壳体，所述活动密封件就设置在该壳体内，其驱动油缸的伸缩杆与壳体之间气密封，该壳体上至少设有一个开口，该开口上设有冲屑回收网罩。如此设计，便于回收部屑。

作为优化，所述壳体左、右两侧及前侧分别设有一个开口，每个开口上设有冲屑回收网罩，前侧的冲屑回收网罩与薄膜之间设有隔板。如此设计，排屑效果好、冲屑回收充分，且冲切时，排出的气体不会冲击薄膜。

作为优化，其还包括PLC程序控制器，所述驱动油缸伸缩杆旁设有一个红外线位置传感器；所述升降台一侧设有两个上下错开的红外线位置传感器，所述气阀为电磁阀，前述红外线位置传感器均与PLC程序控制器的信号输入端相连，前述步进电机、电磁阀、驱动气缸、驱动油缸均由PLC程序控制器控制。使用时在PLC程序控制器的控制下：步进电机先将待冲孔的薄膜拖至下模上，然驱动气缸带到升降台上上模下降，将待冲孔的薄膜紧压在下模上，然后，驱动气缸带动活动密封件将通孔下端封闭；然后气阀开启，向进气腔和通孔内充装高压气，然后气阀关闭，驱动油缸带到活动密封件突然释放通孔，高压气瞬间将通孔处薄膜冲破，实现冲孔。便于实现自动化控制。如此设计，便于自动控制。

本发明另外一种薄膜气压冲孔方法，包括下述步骤：

①、用上模将薄膜紧压在开有多个气腔孔的下模上，上模设有与气腔孔所在区域相对的进气腔，该进气腔通过一个气阀与高压气源相通，上模、下模与薄膜之间均气密封；将气腔孔下端用活动密封件封堵；

②、然后再向上模的进气腔内通入高压气，高压气将各个气腔孔处的薄膜冲破，进入气腔孔，实现冲孔；

③、切断高压气源；

④、最后，移开活动密封件，将高压气、冲屑排出。

本发明薄膜气压冲孔方法及相应设备具有无油渍、成本低、切口整齐无毛刺、排屑顺畅的优点，适合在各种薄膜上，特别是金属箔上冲孔。

附图说明

下面结合附图对本发明薄膜气压冲孔方法及相应设备作进一步说明：

图1是本薄膜气压冲孔方法实施方式一中上模、薄膜、下模和活动

密封件位置关系示意图；

图2是本薄膜气压冲孔方法实施方式一第②步剖面示意图；

图3是本薄膜气压冲孔方法实施方式一第④步示意图；

图4是本发明薄膜冲孔设备中上模的结构示意图；

图5是本薄膜气压冲孔设备中下模的结构示意图；

图6是本薄膜气压冲孔设备的结构示意图。

图中：1为上模、2为薄膜、3为气腔孔、4为下模、5为通孔、6为进气腔、7为活动密封件、8为高压气、9为升降台、10为导轨、11为导向孔、12为导向柱、13为卷筒、14为驱动气缸、15为壳体、16为驱动油缸的伸缩杆、17为开口、18为冲屑回收网罩、19为隔板、20为冲屑。图中上模1、下模4的网格部分，表示该部分由有一定弹性的材料制成。

具体实施方式

实施方式一：如图1-3所示，本薄膜气压冲孔方法包括下述步骤：

①、用上模1将薄膜2紧压在开有多个气腔孔3的下模4上，上模1下表面上开有位置与气腔孔3相对、大小、数目与气腔孔3相同的通孔5，上述通孔5均与一个进气腔6相通，该进气腔6通过一个气阀与高压气源相通，上模1、下模4与薄膜2之间均气密封；将气腔孔3下端用活动密封件7封堵；

②、然后再向上模1的进气腔6内通入高压气8，高压气8将各个气腔孔3处的薄膜冲破，进入气腔孔3，实现冲孔；

③、切断高压气源；

④、最后，移开活动密封件7，将高压气8、冲屑20排出。

实施方式二：如图4-6所示：本发明薄膜冲孔设备包括空压机(图中未示出)、下模4、上模1和活动密封件7，其中下模4、上模1分别设置在薄膜2上下两侧，下模4上开有多个气腔孔3，所述上模1设置在一个升降台9上，且其下表面上开有位置与气腔孔3相对，大小、数目与气腔孔3相同的通孔5，上述通孔5均与一个进气腔6相通，该进气腔6通过一个气阀与所述空压机的高压气出口相通，所述活动密封件7设置在下模4下方，并配有驱动缸，可封堵气腔孔3下端。

所述升降台9上配有导轨10，所述下模4、上模1分别设有导向孔11和导向柱12，如图4-5所示。

所述薄膜2由步进电机驱动的卷筒13拖动。所述升降台9由驱动气缸14驱动，所述下模4下方设有封闭的壳体15，所述活动密封件7就设置在该壳体15内，其驱动油缸的伸缩杆16与壳体15之间气密封。壳体15上可开设一个开口17，该开口17上设有冲屑回收网罩18，如图5所示。

当然也可以在壳体15左、右两侧及前侧均设一个开口17，每个开口17上设有冲屑回收网罩18，前侧的冲屑回收网罩18与薄膜2之间设有隔板19，如图6所示。

所述驱动油缸伸缩杆16旁设有一个红外线位置传感器；所述升降台9一侧设有两个上下错开的红外线位置传感器，所述气阀为电磁阀，前述红外线位置传感器均与PLC程序控制器的信号输入端相连，前述步进电机、电磁阀、驱动气缸14、驱动油缸均由PLC程序控制器控制。

实施方式三：所述上模1设有与气腔孔3所在区域相对的进气腔7，该进气腔7通过一个气阀与高压气源相通，其余步骤与实施方式一相近，略。

Claims (9)

1.一种薄膜气压冲孔方法，包括下述步骤：

①、用上模将薄膜紧压在开有多个气腔孔的下模上，上模下表面上开有位置与气腔孔相对、大小、数目与气腔孔相同的通孔，上述通孔均与一个进气腔相通，该进气腔通过一个气阀与高压气源相通，上模、下模与薄膜之间均气密封；将气腔孔下端用活动密封件封堵；

②、然后再向上模的进气腔内通入高压气，高压气将各个气腔孔处的薄膜冲破，进入气腔孔，实现冲孔；

③、切断高压气源；

④、最后，移开活动密封件，将高压气、冲屑排出。

2.一种薄膜气压冲孔方法，包括下述步骤：

①、用上模将薄膜紧压在开有多个气腔孔的下模上，上模设有与气腔孔所在区域相对的进气腔，该进气腔通过一个气阀与高压气源相通，上模、下模与薄膜之间均气密封；将气腔孔下端用活动密封件封堵；

②、然后再向上模的进气腔内通入高压气，高压气将各个气腔孔处的薄膜冲破，进入气腔孔，实现冲孔；

③、切断高压气源；

④、最后，移开活动密封件，将高压气、冲屑排出。

3.一种实现权利要求1所述的薄膜气压冲孔方法的薄膜气压冲孔设备，其特征在于：包括空压机、下模、上模和活动密封件，其中下模、上模分别设置在薄膜上下两侧，下模上开有多个气腔孔，所述上模设置在一个升降台上，且其下表面上开有位置与气腔孔相对，大小、数目与气腔孔相同的通孔，上述通孔均与一个进气腔相通，该进气腔通过一个气阀与所述空压机的高压气出口相通，所述活动密封件设置在下模下方，并配有驱动缸，可封堵气腔孔下端。

4.根据权利要求3所述的薄膜气压冲孔设备，其特征在于，所述升降台上配有导轨，所述下模、上模分别设有导向孔和导向柱。

5.根据权利要求4所述的薄膜气压冲孔设备，其特征在于：所述薄膜由步进电机驱动的卷筒拖动。

6.根据权利要求5所述的薄膜气压冲孔设备，其特征在于：所述升降台由驱动气缸驱动，所述活动密封件由驱动油缸驱动。

7.根据权利要求6所述的薄膜气压冲孔设备，其特征在于：所述下模下方设有封闭的壳体，所述活动密封件就设置在该壳体内，其驱动油缸的伸缩杆与壳体之间气密封，该壳体上至少设有一个开口，该开口上设有冲屑回收网罩。

8.根据权利要求7所述的薄膜气压冲孔设备，其特征在于：所述壳体左、右两侧及前侧分别设有一个开口，每个开口上设有冲屑回收网罩，前侧的冲屑回收网罩与薄膜之间设有隔板。

9.根据权利要求8所述的薄膜气压冲孔设备，其特征在于：其还包括PLC程序控制器，所述驱动油缸伸缩杆旁设有一个红外线位置传感器；所述升降台一侧设有两个上下错开的红外线位置传感器，所述气阀为电磁阀，前述红外线位置传感器均与PLC程序控制器的信号输入端相连，前述步进电机、电磁阀、驱动气缸、驱动油缸均由PLC程序控制器控制。

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