CN102738433B - 锂带制片装置及制片方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂带制片装置，包括锂带输送机构、锂带加极耳机构、贴胶机构、锂带切断机构和下料结构，所述锂带加极耳机构包括极耳输送机构、极耳滚花机构和极耳压合机构，所述极耳输送机构用于将极耳送到所述锂带输送机构输送锂带的路径上并切断，所述极耳滚花机构位于所述极耳输送机构输送极耳的路径上，用于将极耳滚花成具有凹凸不平的表面，所述极耳压合机构用于将滚花后的极耳压合到锂带上。本发明还公开了一种锂带制片方法。本发明能够克服传统制片方式在锂带制片上存在的缺陷，提升锂带制片品质和自动化水平。

Description

锂带制片装置及制片方法

技术领域

本发明涉及电池的制作，特别是涉及一种锂带制片装置及锂带制片方法。

背景技术

以金属锂为负极的锂电池是新的高能电池，被广泛应用于各领域，而作为电池活性物质的金属锂具有很软的物理性质和很活泼的化学性质，尤其是锂带（或称锂片）在定位、牵引、切断、加极耳等各方面都存在难点，容易拉伸、弯曲、折皱、变形，且极易粘连，不利于加工，制约了锂带电池工艺的发展和锂带电池品质的提升。 

发明内容

本发明的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种适于用锂带制作电池极片的锂带制片装置。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种锂带制片装置，包括锂带输送机构、锂带加极耳机构、贴胶机构、锂带切断机构和下料结构，所述锂带加极耳机构包括极耳输送机构、极耳滚花机构和极耳压合机构，所述极耳输送机构用于将极耳送到所述锂带输送机构输送锂带的路径上并切断，所述极耳滚花机构位于所述极耳输送机构输送极耳的路径上，用于将极耳滚花成具有凹凸不平的表面，所述极耳压合机构用于将滚花后的极耳压合到锂带上。

优选地

所述极耳滚花机构包括滚花上模和滚花下模、分别固定所述滚花上模和滚花下模的上模支撑块和下模支撑块、以及驱动滚花上模上下移动的驱动模块，极耳在所述滚花上模和所述滚花下模之间输送通过。

所述极耳输送机构包括极耳切断机构，所述极耳滚花机构在极耳输送路径上位于所述极耳切断机构之前，所述滚花下模上设置有供极耳通过并可对其导向的槽。

所述极耳压合机构包括压合上模和压合下模、分别固定压合上模和压合下模的上模固定块和下模支撑平台、以及驱动压合上模上下移动的驱动模块，锂带在所述压合上模和所述压合下模之间输送通过。

所述锂带输送机构包括设置在锂带输送路径前端的牵引机构，所述牵引机构包括顺着锂带输送方向依次布置的第一牵引夹子、第二牵引夹子、以及驱动第一和第二牵引夹子开合的驱动模块和驱动所述第二牵引夹子沿锂带输送方向移动的驱动模块。

所述锂带切断机构包括滚刀、切断平台以及驱动所述滚刀在所述切断平台的平面上方移动的驱动模块。

所述锂带切断机构还包括导轨、导轨上的滑块、滚刀固定块以及平台驱动单元，滚刀通过所述滚刀固定块固定在所述滑块上，所述平台驱动单元驱动所述切断平台升降以便远离或靠近滚刀。

所述锂带输送机构还包括位于所述贴胶机构和/或切断机构之前的至少一个补偿机构，所述补偿机构包括驱动电机、滚珠丝杠、感应条、限位感应器、移动辊，所述移动辊固定在所述滚珠丝杠的滑块上，所述驱动电机驱动所述滚珠丝杠，进而带动所述移动辊移动，所述感应条经设置随所述移动辊一同移动，并与所述限位感应器配合以限定所述移动辊移动的极限位置，所述移动辊的移动调整锂带的贴胶位置和/或切断位置。

一种使用前述任一种锂带制片装置制作极片的锂带制片方法，包括以下步骤：

放卷锂带料卷，同时放卷极耳料卷，放卷出的极耳经极耳滚花机构滚花后进入极耳压合机构；

经滚花的极耳被压合在通过极耳压合机构的锂带上；

贴胶机构将胶带贴附在锂带压合了极耳的位置上；

经贴胶后的锂带被输送至切断机构切断。

    优选地

在锂带输送过程中由第二牵引夹子夹紧锂带的前端进行牵引；

其中锂带切断的过程包括以下步骤：

第一牵引夹子夹紧锂带；

对锂带进行定长裁断；

第二牵引夹子松开被裁下的锂带，将被裁下的锂带下料；

第二牵引夹子向第一牵引夹子移动，夹紧剩余锂带的前端部分，第一牵引夹松开锂带；

第二牵引夹子牵引锂带回到其初始位置。

本发明有益的技术效果在于：

本发明针对锂带极软的特性，采用将极耳滚花后压合在锂带上的方式，避免了传统采用焊接极耳方式而容易将锂带焊穿损坏的问题，克服了传统制片方式缺陷，有效解决了锂带的制片问题，提升了锂带制片品质和自动化水平。

在锂带端部进行牵引来提供锂带输送驱动，代替传统制片工序中在极片行进过程中牵引，且采用夹子夹持锂带牵引，保证了锂带正常输送，进一步提升了锂带制片品质和自动化水平。

对锂带切断提出使用滚刀切断，能够有效防止锂带粘刀。

由于锂带在输送过程中极易存在拉伸现象，导致输送至贴胶机构或切断机构时位置不准，本发明增加补偿机构，通过移动辊移动补偿锂带贴胶位置和/或切断位置，保证贴胶位置和/或切断位置的精确性。

附图说明

图1 本发明一种实施例的锂带制片装置的立体示意图；

图2 本发明一种实施例的切断机构立体示意图；

图3 本发明一种实施例的牵引机构、切断机构和下料机构的立体示意图；

图4 本发明一种实施例的补偿机构立体示意图。

具体实施方式

以下通过实施例结合附图对本发明进行进一步的详细说明。

请参阅图1-图4，一种实施例的锂带制片装置包括锂带输送机构、锂带加极耳机构、贴胶机构04、锂带切断机构12和下料结构05，所述锂带加极耳机构包括极耳输送机构02、极耳滚花机构07和极耳压合机构08，所述极耳输送机构02用于将极耳送到所述锂带输送机构输送锂带的路径上并切断，所述极耳滚花机构07位于所述极耳输送机构输送极耳的路径上，用于将极耳滚花成具有凹凸不平的表面，所述极耳压合机构08用于将滚花后的极耳压合到锂带上。上述各机构均可固定在支撑立板上。由于锂带的材质较软，因此适于与经滚花后的极耳压合在一起。常用的极耳材质例如是镍、铝、铜、镍铝合金、镍铜合金以及不锈钢等。

在一个典型的实施例里，锂带输送机构包括放卷机构01、接带平台011、张力控制机构03、牵引机构10、贴胶补偿机构09和切断补偿机构11。

该锂带制片装置还可以包括与下料结构05配合设置的料盒06。

放卷机构01实现锂带卷自动放卷，自动放卷纠偏。

极耳输送机构02中可包含极耳放卷模块和极耳切断模块，完成极耳自动牵引放卷，并实现在极耳压合完成后将极耳切断。

张力控制机构03可采用移动摆辊水平控制张力，移动摆辊消除了摆辊自重对张力控制的影响，防止锂带被拉断。

极耳滚花机构07可包括滚花上模071和滚花下模072、分别固定滚花上模和滚花下模的上模支撑块073和下模支撑块074、以及驱动滚花上模上下移动的驱动气缸075，滚花下模上设置有供极耳通过并可对其导向的槽，极耳滚花机构07设置在极耳输送过程中，位于极耳被切断之前。

极耳压合机构08可包括压合上模081和压合下模082、固定压合上模和压合下模的固定块083和支撑平台084、以及驱动压合上模上下移动的压合气缸085，压合下模082固定在支撑平台084上，压合上模081被压合气缸085带动上下移动，靠近或远离压合下模082，锂带在压合上模和压合下模之间输送通过，极耳沿与锂带输送垂直的方向被输送至锂带上方固定位置。

在贴胶和锂带被切断位置前可均设置补偿机构。贴胶补偿机构09和切断补偿机构11可以是结构相同的。一种贴胶补偿机构09优选包括驱动电机091、滚珠丝杠092、刻度尺093、感应条094、限位感应器095、移动辊096以及固定块097。驱动电机091、限位感应器095以及刻度尺093都固定在支撑立板上，移动辊096通过固定块097固定在滚珠丝杠092的滑块上，驱动电机091驱动滚珠丝杠092，进而带动移动辊096上下移动。锂带套设在移动辊上，跟随移动辊上、下移动补偿位置。感应条094固定在固定块097上，一端呈三角形，与刻度尺配合，另一端与两个限位感应器配合限位，两个限位感应器095分别限定移动辊096移动的上、下极限位置。贴胶补偿机构09位于贴胶机构04之前，切断补偿机构11位于锂带切断机构12之前。

因锂带在输送过程中极易出现拉伸现象，导致输送至贴胶机构或切断机构时位置不准，此时可在锂带的输送路径上实施位置检测，根据检测结果控制补偿机构的移动辊上下移动进行补偿，直至贴胶和切断位置准确。

贴胶机构04将胶带定长贴附在锂带已压合极耳的位置上。

牵引机构10优选包括第一牵引夹子100、第二牵引夹子101、以及驱动第一牵引夹子开合的气缸102、驱动第二牵引夹子101沿锂带输送方向移动的驱动单元103、以及驱动第二牵引夹子101开合的气缸104。

牵引机构10还可包括驱动第一牵引夹子100沿垂直于锂带输送方向移动的驱动单元，从而方便针对不同尺寸的锂带进行制片时实施调整。

锂带切断机构12优选包括滚刀121、切断平台122、滚刀驱动单元123、导轨124、滚刀固定块125以及平台驱动单元126。滚刀121通过滚刀固定块125固定在导轨124的滑块上，滚刀驱动单元123驱动滚刀121沿导轨移动，滚刀121始终在切断平台122的平面上方移动，切断平台122与平台驱动单元126连接，平台驱动单元126驱动切断平台122升降，远离或靠近滚刀。当切断机构切断锂带时，切断平台升起，上平面接触并支撑锂带，滚刀驱动单元驱动滚刀沿垂直于锂带的输送方向移动并旋转切断锂带，切断锂带后退回，停止旋转。

下料机构05可在空间上位于第一牵引夹子100和第二牵引夹子101之间，其结构优选包含下料吸盘051、带动下料吸盘051升降的升降气缸052、以及带动下料吸盘051沿垂直于锂带的传输方向移动的移动气缸053。当锂带200被裁断后，升降气缸052带动下料吸盘下降，吸取极片，移动气缸053带动下料吸盘移动至料盒上方，下料吸盘将锂带放入料盒后退回。

料盒06优选包括储料盒061、储料盒支撑单元062、连接板063以及驱动储料盒移动的驱动单元。根据所需锂片的规格，可设置料盒06所含的储料盒大小及数量。一个优选实施例中，料盒06包含4个储料盒，4个储料盒依序固定在连接板063上，驱动单元优选采用电机带动同步带传动，包括电机064、同步轮065、同步带066第一啮合块067、第二啮合块068、滑动杆069，第一啮合块067和第二啮合块068分别固定同步带的两端，并固定在连接板063上，电机驱动同步轮、同步带旋转，进而带动储料盒在滑动杆上沿与锂带输送方向平行的方向移动。

一种锂带制片方法，在一个优选的实施例里，该方法包括以下步骤：

a、锂带200料卷自动纠偏放卷，同时极耳料卷300自动放卷，并经极耳滚花机构07滚花后进入极耳压合机构08，第二牵引夹子在锂带输送过程中始终夹紧锂带；

b、经滚花的极耳被压合在锂带上200；

c、贴胶机构动作，胶带卷自动放卷；

d、胶带被贴附在锂带200上；

e、经贴胶后的锂带被输送至锂带切断机构12；

f、第一牵引夹子夹紧锂带；

g、锂带被定长切断；

h、第二牵引夹子松开锂带，被裁下的锂带下料至料盒；

j、第二牵引夹子向第一牵引夹子移动，夹紧裁断后锂带的端部，第一牵引夹子松开；

k、第二牵引夹子牵引锂带回到其初始位置；

重复步骤a～k可以获得多个极片。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种锂带制片装置，包括锂带输送机构、锂带加极耳机构、贴胶机构、锂带切断机构和下料结构，其特征在于,所述锂带加极耳机构包括极耳输送机构、极耳滚花机构和极耳压合机构，所述极耳输送机构用于将极耳送到所述锂带输送机构输送锂带的路径上并切断，所述极耳滚花机构位于所述极耳输送机构输送极耳的路径上，用于将极耳滚花成具有凹凸不平的表面，所述极耳压合机构用于将滚花后的极耳压合到锂带上。

2.如权利要求1所述的锂带制片装置，其特征在于,所述极耳滚花机构包括滚花上模和滚花下模、分别固定所述滚花上模和滚花下模的上模支撑块和下模支撑块、以及驱动滚花上模上下移动的驱动模块，极耳在所述滚花上模和所述滚花下模之间输送通过。

3.如权利要求2所述的锂带制片装置，其特征在于,所述极耳输送机构包括极耳切断机构，所述极耳滚花机构在极耳输送路径上位于所述极耳切断机构之前，所述滚花下模上设置有供极耳通过并可对其导向的槽。

4.如权利要求1所述的锂带制片装置，其特征在于,所述极耳压合机构包括压合上模和压合下模、分别固定压合上模和压合下模的上模固定块和下模支撑平台、以及驱动压合上模上下移动的驱动模块，锂带在所述压合上模和所述压合下模之间输送通过。

5.如权利要求1至4任一项所述的锂带制片装置，其特征在于,所述锂带输送机构包括设置在锂带输送路径前端的牵引机构，所述牵引机构包括顺着锂带输送方向依次布置的第一牵引夹子、第二牵引夹子、以及驱动第一和第二牵引夹子开合的驱动模块和驱动所述第二牵引夹子沿锂带输送方向移动的驱动模块。

6.如权利要求1至4任一项所述的锂带制片装置，其特征在于,所述锂带切断机构包括滚刀、切断平台以及驱动所述滚刀在所述切断平台的平面上方移动的驱动模块。

7.如权利要求6所述的锂带制片装置，其特征在于,所述锂带切断机构还包括导轨、导轨上的滑块、滚刀固定块以及平台驱动单元，滚刀通过所述滚刀固定块固定在所述滑块上，所述平台驱动单元驱动所述切断平台升降以便远离或靠近滚刀。

8.如权利要求1至4任一项所述的锂带制片装置，其特征在于,所述锂带输送机构还包括位于所述贴胶机构和/或切断机构之前的至少一个补偿机构，所述补偿机构包括驱动电机、滚珠丝杠、感应条、限位感应器、移动辊，所述移动辊固定在所述滚珠丝杠的滑块上，所述驱动电机驱动所述滚珠丝杠，进而带动所述移动辊移动，所述感应条经设置随所述移动辊一同移动，并与所述限位感应器配合以限定所述移动辊移动的极限位置，所述移动辊的移动调整锂带的贴胶位置和/或切断位置。

9.一种使用权利要求1至8任一项所述的锂带制片装置制作极片的锂带制片方法，其特征在于,包括以下步骤：

放卷锂带料卷，同时放卷极耳料卷，放卷出的极耳经极耳滚花机构滚花后进入极耳压合机构；

经滚花的极耳被压合在通过极耳压合机构的锂带上；

贴胶机构将胶带贴附在锂带压合了极耳的位置上；

经贴胶后的锂带被输送至切断机构切断。

10.如权利要求9所述的锂带制片方法，其特征在于,包括：

在锂带输送过程中由第二牵引夹子夹紧锂带的前端进行牵引；

其中锂带切断的过程包括以下步骤：

第一牵引夹子夹紧锂带；

对锂带进行定长裁断；

第二牵引夹子松开被裁下的锂带，将被裁下的锂带下料；

第二牵引夹子向第一牵引夹子移动，夹紧剩余锂带的前端部分，第一牵引夹松开锂带；

第二牵引夹子牵引锂带回到其初始位置。

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