CN103367698B - 一种极片冲切机构及一种极片制作装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极片冲切机构及一种极片制作装置，极片冲切机构包括冲切驱动机构、上下固定板、支撑平台、外导柱、上下模板、凸模和凹模，还包括压料板和弹性部件，弹性部件设置于上固定板和压料板之间以施加向下的弹性作用力于压料板；凸模包括左凸模和右凸模，凹模包括左凹模和右凹模，压料板包括左压料板、右压料板及中压料板，弹性部件包括左弹性部件、右弹性部件和中弹性部件；在开模状态下，左、右压料板的下表面低于左、右凸模的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；中压料板的下表面低于左、右压料板的下表面，且中压料板与左凸模和右凸模的下表面的高度差均小于1mm。本发明具有冲切效率高、精度高、毛刺小的优点。

Description

一种极片冲切机构及一种极片制作装置

技术领域

本发明涉及电池极片制造设备，尤其是涉及一种极片冲切机构及一种极片制作装置。

背景技术

极片冲切是电池生产过程中的一个重要环节，由于在后续的工序中，极片需要与隔膜一同卷绕或叠置成电芯，为避免极片毛刺割破隔膜，极片冲切遗留的毛刺必须控制在12μm甚至更小的范围以内。另一方面，为保证极片的尺寸精确，凹模凸模的冲切精度也需要满足极高的要求。

现有极片冲切机构仍然难于满足冲切需求，存在不良率高的问题，尤其是在同时对极片两侧进行冲切的情况下，无法保证毛刺及精度要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种极片冲切机构及一种极片制作装置，满足极片冲切高精度、高效率、毛刺小的要求。

本发明通过以下技术手段解决上述技术问题：

一种极片冲切机构，包括冲切驱动机构、上固定板、下固定板、支撑平台、外导柱、上模板、下模板、凸模和凹模，所述上模板固定在上固定板上，所述下模板和所述支撑平台固定在下固定板上，所述凸模固定在所述上模板上，所述凹模固定在所述下模板上且位置与所述凸模相对，所述上固定板与所述下固定板通过所述外导柱连接，所述驱动机构用于驱动所述上固定板以所述导柱为导向相对所述下固定板上下移动；

还包括压料板和弹性部件，所述压料板安装在所述上固定板或所述上模板上，所述压料板可相对所述上固定板上下移动；所述弹性部件设置于所述上固定板和所述压料板之间以施加向下的弹性作用力于所述压料板；

所述凸模包括左凸模和右凸模，所述凹模包括左凹模和右凹模，所述压料板包括左压料板、右压料板及中压料板，所述弹性部件包括左弹性部件、右弹性部件和中弹性部件；

在开模状态下，所述左压料板的下表面低于所述左凸模的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；所述右压料板的下表面低于所述右凸模的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；所述中压料板的下表面低于所述左压料板和所述右压料板的下表面，且中压料板与左凸模和右凸模的下表面的高度差均小于1mm。

优选地：还包括沿极片传输方向设置在冲切机构两端的前托辊和后托辊，所述前托辊和后托辊均固定于所述上固定板上；所述前托辊和后托辊的顶表面在开模状态下高于所述支撑平台、在合模状态下与所述支撑平台相切或低于所述支撑平台。本优选方案的托辊与凸模同步移动，避免极片在传输过程中与支撑平台发生摩擦的同时，还避免极片冲切过程中极片被压料板拉伸而影响冲切精度。

所述弹性部件为弹性胶。优选为所述弹性部件为弹性硅胶或优力胶。

所述外导柱为非圆形导柱。优选为六角柱。与传统圆形导柱相比，非圆形导柱可以通过与导孔形成多方向、面接触而降低冲切过程中凸模的偏移，提高冲切精度。

还包括内导柱，所述下模板上设有内导柱孔，所述内导柱的一端固定在所述上模板上，另一端插入所述内导柱孔中。设置内外两层导柱用于导向，可进一步降低冲切过程中的偏差。

一种极片制作装置，放卷机构、极片冲切机构、牵引机构、张力机构和收卷机构，所述极片冲切机构为前述任意一项所述的极片冲切机构。

优选地：

还包括分条机构，所述分条机构设置在所述极片冲切机构和所述收卷机构之间；所述收卷机构包括收卷轴驱动机构以及两个收卷轴。

所述收卷驱动机构为伺服电机，所述收卷轴为气胀轴。本优选方案，利用廉价的伺服电机和气胀轴配合可实现极片的收卷张力控制，相比于采用高成本的滑差轴具有成本低廉的优势。

与现有技术相比，本发明的极片冲切机构，采用一个驱动机构同时驱动左右两套独立的模具分别对极片两侧进行裁切，同时压料板采用三个，利用弹性部件控制中间压料板先于极片接触压住极片中间主体部分，然后左右分别压住极片的冲切部位，再进行冲切，能够有效地保证左右同时冲切的情况下压料板压料导致极片产生细微的形变而影响冲切精度；而且由于采用弹性部件的弹性形变实现左右压料板与凸模的高度差控制，可轻易实现将高度差控制在0.05-0.1mm内，以缩短合模冲程，最大限度地减小冲切毛刺。同时，左右同时冲切能够大幅提高冲切效率。

附图说明

图1是本发明具体实施例的极片冲切机构的立体图；

图2是本发明具体实施例的极片中切机构的立体图（去除上固定板）；

图3是图2的上固定板、上模板、弹性部件、压料板的连接结构示意图；

图4是图3的A-A线剖视图；

图5是本发明具体实施例的极片制造装置的结构示意图；

图6是图3的收卷机构的结构示意图；

图7是图3的分条机构的结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选的实施方式对本发明作进一步说明。

如图1、2所示，本实施例的极片冲切机构100，包括冲切驱动机构（图中未示出）、上固定板101、下固定板102、支撑平台103、外导柱104、上模板105、下模板106、凸模和凹模，上模板105固定在上固定板101上，下模板106和支撑平台103固定在下固定板102上，凸模固定在上模板105上，凹模固定在下模板106上且位置与凸模相对，上固定板101与下固定板102通过外导柱104连接，所述驱动机构用于驱动上固定板101以导柱104为导向相对下固定板102上下移动；还包括压料板和弹性部件110，压料板安装在上固定板101或上模板105上，压料板可相对上固定板101上下移动；弹性部件110设置于上固定板101和压料板之间以施加弹性作用力于压料板。

本实施例的凸模包括左凸模1071和右凸模1072，凹模包括左凹模（图中未示出）和右凹模1082，压料板包括左压料板1091、右压料板1092及中压料板1093，所述弹性部件110包括左弹性部件、右弹性部件和中弹性部件。三个弹性部件分别与三个压料板位置相对，在开模状态下，左压料板1091的下表面低于左凸模1071的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；右压料板1092的下表面低于右凸模1072的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；中压料板1093的下表面低于左压料板1091和右压料板1092的下表面，且中压料板1093与左凸模1071和右凸模1072的下表面的高度差均小于1mm。

冲切时，冲切驱动机构驱动上固定板101连同凸模、压料板一起向下移动，中压料板1093首先与极片接触，将极片压在支撑平台103上；然后左压料板1091及右压料板1092与极片冲切位置接触，将极片两侧压在凹模上；上固定板101继续向下移动使得弹性部件发生弹性形变，然后凸模与凹模合模进行冲切。

如图2所示，本实施例的极片冲切机构还包括托辊111，托辊111包括前托辊和后托辊，两者沿极片传输方向设置在冲切机构两端，托辊111通过托辊支架112固定在上固定板101上，随上固定板101一同上下移动，本实施例的后托辊有两个，以方便极片的传输。为保证极片在传输过充中不与支撑平台103发生接触和摩擦，在开模状态下，托辊111的顶表面应高于支撑平台103，而在合模状态下，托辊111的顶表面应低于支撑平台103或与支撑平台相切。

本实施例的外导柱104采用非圆形导柱，例如六角柱。非圆形导柱易于与导孔内壁形成面接触或多个线接触，从而能够有效控制上固定板101在冲切过程中的左右、前后位置偏移，提高冲切的精度。

为进一步限制上固定板101在冲切过程中的位置偏移，本实施例还设置了多个内导柱113，内导柱113的上端固定在上模板105上；下模板106与内导柱113相对的位置设有内导柱孔1061；内导柱113的下端插入内导柱孔1061中。冲切过程中，内导柱113与上模板105一同向下移动起到导向作用。内导柱可设置多个，分别用于左凸模1071和右凸模1072的导向。

为进一步详细阐释压料板、弹性部件、凸模的位置关系，如图3所示，上模板105固定在上固定板101的下表面，与凸模相对应，上模板105可包括左右两个模板分别用于固定左右两个凸模；压料板既可以直接安装在上模板105上也可以安装在上固定板上，其可相对于上固定板上下移动，实现该上下移动的方式有很多（例如通过与实现上下固定板相对移动同样的方式——采用导柱进行安装）；左右两侧的压料板上设有供凸模105穿过的孔，冲切时凸模穿过该孔与凹模106合模进行冲切；弹性部件110也可对应三个压料板有三个，分别用于施加向下的弹性作用力于各个压料板，弹性部件110设置在上固定板101和压料板之间，优选直接设置在上模板和压料板之间，使得弹性部件110的上端与上模板抵触、下端与压料板抵触。

上述弹性部件110优选采用弹性胶，例如弹性硅胶、忧力胶等低弹性的胶料。

如图5所示，本实施例还提供一种极片制作装置，其包括前述的极片冲切机构，还包括放卷机构200、张力机构300、牵引机构400、分条机构500、收卷机构600及纠偏机构700。

放卷机构200用于将极片料卷进行放料，其包括接带组件201和送料组件202，送料组件包括接料平台用于在料卷用完后的换料接带；送料组件202用于送料，其包括若干送料轮及检测元件。

极片冲切机构采用前述的极片冲切机构100，其模具优选包含极耳成型冲切的模具，前述左右两套分别包含凸模和凹模的模具分别设置在极片的两侧。

张力机构300设置在极片冲切机构100与分条机构500之间，用于控制极片的张力。

牵引机构400包括第一牵引机构401和第二牵引机构402，第一牵引机构401设置在张力机构300之前，第二牵引机构402设置纠偏机构700与分条机构500之间。其中，第二牵引机构包括牵引轮403。

纠偏机构700设置在第二牵引机构402与张力机构300之间用于对极片进行纠偏。

分条机构500包括上分切刀轴501和上分切刀502、下分切刀轴503和下分切刀504，上分切刀轴502套设在上分切刀轴501上，下分切刀504套设在下分切刀轴503上，上分切刀轴501和下分切刀轴503由分条驱动机构（图中未示出）驱动旋转，带动上分切502和下分切刀504相向旋转裁切极片以将极片分成左右两条极片带，前述牵引轮403由分条驱动机构带动与上分切刀轴501和下分切刀轴503同步转动以使得牵引和分切速度完全匹配，无误差。分条机构优选还包括用于安装或拆卸分切机构的上料小车。

收卷机构600包括上下设置的两个收卷轴601、过轮602及收卷驱动机构603，收卷轴601优选为气胀轴，驱动机构603优选为伺服电机驱动。

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，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种极片冲切机构，包括冲切驱动机构、上固定板、下固定板、支撑平台、外导柱、上模板、下模板、凸模和凹模，所述上模板固定在上固定板上，所述下模板和所述支撑平台固定在下固定板上，所述凸模固定在所述上模板上，所述凹模固定在所述下模板上且位置与所述凸模相对，所述上固定板与所述下固定板通过所述外导柱连接，所述驱动机构用于驱动所述上固定板以所述导柱为导向相对所述下固定板上下移动；其特征在于：

还包括压料板和弹性部件，所述压料板安装在所述上固定板或所述上模板上，所述压料板可相对所述上固定板上下移动；所述弹性部件设置于所述上固定板和所述压料板之间以施加向下的弹性作用力于所述压料板；

所述凸模包括左凸模和右凸模，所述凹模包括左凹模和右凹模，所述压料板包括左压料板、右压料板及中压料板，所述弹性部件包括左弹性部件、右弹性部件和中弹性部件；

在开模状态下，所述左压料板的下表面低于所述左凸模的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；所述右压料板的下表面低于所述右凸模的下表面，两者的高度差介于0.05-0.1mm之间；所述中压料板的下表面低于所述左压料板和所述右压料板的下表面，且中压料板与左凸模和右凸模的下表面的高度差均小于1mm。

2.根据权利要求1所述的极片冲切机构，其特征在于：还包括沿极片传输方向设置在冲切机构两端的前托辊和后托辊，所述前托辊和后托辊均固定于所述上固定板上；所述前托辊和后托辊的顶表面在开模状态下高于所述支撑平台、在合模状态下与所述支撑平台相切或低于所述支撑平台。

3.根据权利要求1或2所述的极片冲切机构，其特征在于：所述弹性部件为弹性胶。

4.根据权利要求3所述的极片冲切机构，其特征在于：所述弹性部件为弹性硅胶或优力胶。

5.根据权利要求1或2所述的极片冲切机构，其特征在于：所述外导柱为非圆形导柱。

6.根据权利要求5所述的极片冲切机构，其特征在于：所述外导柱为六角柱。

7.根据权利要求1或2所述的极片冲切机构，其特征在于：还包括内导柱，所述下模板上设有内导柱孔，所述内导柱的一端固定在所述上模板上，另一端插入所述内导柱孔中。

8.一种极片制作装置，包括放卷机构、极片冲切机构、牵引机构、张力机构和收卷机构，其特征在于：所述极片冲切机构为权利要求1-7任意一项所述的极片冲切机构。

9.根据权利要求8所述的极片制作装置，其特征在于：还包括对极片进行分条裁切的分条机构，所述分条机构设置在所述极片冲切机构和所述收卷机构之间；

所述收卷机构包括收卷轴驱动机构以及两个收卷轴。

10.根据权利要求9所述的极片制作装置，其特征在于：所述收卷轴驱动机构为伺服电机，所述收卷轴为气胀轴。