CN104852014B - 一种制备锂离子电池极片元件的装置 - Google Patents

一种制备锂离子电池极片元件的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种制备锂离子电池极片元件的装置，其包括上刀模和下刀模，上刀模包括第一成型刀模和与第一成型刀模分离设置的第二成型刀模；第一成型刀模包括极耳切割槽、第一边角切割部和第二边角切割部；所述第一边角切割部和所述第二边角切割部位于所述极耳切割槽的两侧，并分别与所述极耳切割槽邻接；所述第二成型刀模包括底侧切割部和形成在所述底侧切割部上的第一侧向切割部。本发明中的制备锂离子电池极片元件的装置包括第一成型刀模和与第一成型刀模分离设置的第二成型刀模，可通过调节第一成型刀模和第二成型刀模之间的相互位置或更换不同类型的刀模，制备出所需的多种形状的异形锂离子电池极片元件。

Description

一种制备锂离子电池极片元件的装置
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种制备锂离子电池极片元件的装置。
背景技术
随着电子产品的多样化，锂离子电池也得到了越来越广泛的应用，使得锂离子电池的形状也不再局限于传统的矩形。例如，现在很多的锂离子电池采用边角为非直角或具有缺口的形状，这类非矩形锂离子电池称为异形锂离子电池。异形锂离子电池的制作通常采用叠加法，即将裁切好的带引流体(即极耳)的异形极片与隔离膜规律性的叠放在一起。其中，极片和隔离膜可统称为极片元件。
现有技术中，主要采用刀模制备出所需的锂离子电池极片元件。然而，在利用刀模制备极片元件的过程中，传统的刀模无法进行位置调整，同一刀模制备不出多种形状的异形锂离子电池极片元件。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提供了一种制备锂离子电池极片元件的装置，用于解决现有技术中传统的刀模无法进行位置调整以及同一刀模制备不出多种形状的异形锂离子电池极片元件的问题。
为达上述目的，本发明主要提供如下技术方案：
一种制备锂离子电池极片元件的装置，其包括上刀模和下刀模，上刀模包括第一成型刀模和与所述第一成型刀模分离设置的第二成型刀模；其中，所述第一成型刀模包括极耳切割槽、第一边角切割部和第二边角切割部；所述第一边角切割部和所述第二边角切割部位于所述极耳切割槽的两侧，并分别与所述极耳切割槽邻接；所述第二成型刀模包括底侧切割部和在所述底侧切割部上的第一侧向切割部。
进一步地，所述第一成型刀模还包括自所述第二边角切割部朝向所述第二成型刀模延伸的第二侧向切割部。
进一步地，所述第一侧向切割部自所述底侧切割部朝向所述第一成型刀模延伸。
进一步地，所述第一侧向切割部与所述底侧切割部分离设置，所述第一侧向切割部设置在所述底侧切割部沿板料前进方向的一侧。
进一步地，所述第一边角切割部和所述第二边角切割部的形状包括圆角、直角或者倒角；所述第一边角切割部和所述第二边角切割部的形状相同或者不同。
进一步地，所述底侧切割部包括第三边角切割部和第四边角切割部；所述第三边角切割部和所述第四边角切割部的形状包括圆角、直角或者倒角。
进一步地，所述制备锂离子电池极片元件的装置还包括打孔器。
进一步地，所述装置进一步包括吸盘；所述吸盘包括位于所述第一侧向切割部两侧的内侧吸盘和外侧吸盘。
进一步地，所述内侧吸盘设置在与所述第一成型刀模和所述第二成型刀模对应的下刀模上。
借由上述技术方案，本发明中的制备锂离子电池极片元件的装置包括第一成型刀模和与所述第一成型刀模分离设置的第二成型刀模，可通过更换第一成型刀模或(和)第二成型刀模，制备出所需的多种形状的异形锂离子电池极片元件，并且可以通过调整第一成型刀模、第二成型刀模与对应设置的下刀模之间的间隙，可有效控制极片毛刺的大小。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明实施例中制备锂离子电池极片元件的装置的示意图；
图2示出了图1中第一成型刀模的放大示意图；
图3示出了图1中第二成型刀模的放大示意图；
图4示出了图1实施例中下刀模的结构示意图。
图5示出了本发明另一实施例中制备锂离子电池极片元件的装置的示意图；
图6示出了本发明再一实施例中制备锂离子电池极片元件的装置的示意图；
图7示出了本发明又一实施例提供的制备锂离子电池极片元件的装置结构示意图；
图8为图7中的第一成型刀模的放大结构示意图；
图9为图7中第二成型刀模的放大结构示意图；
图10示出了利用本发明实施例中制备锂离子电池极片元件的装置制备出的几种不同形状的极片元件的示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
图1所示为本发明实施例中制备锂离子电池极片元件的装置的示意图。如图1所示，制备锂离子电池极片元件的装置包括上刀模和下刀模(图中未示出)，上刀模包括第一成型刀模10和与第一成型刀模10分离设置的第二成型刀模20。下刀模设置在上刀模沿垂直于板料30方向的下方。
其中，如图2所示，第一成型刀模10包括极耳切割槽11、第一边角切割部12和第二边角切割部13。第一边角切割部12和第二边角切割部13分别位于极耳切割槽11的两侧，并分别与极耳切割槽11邻接。其中，极耳切割槽11可用于裁切出极片元件40的顶部的极耳；第一边角切割部12和第二边角切割部13可用于裁切出极片元件40的顶部的两个边角形状部分。
如图3所示，第二成型刀模20包括底侧切割部21和在底侧切割部21上的第一侧向切割部22。底侧切割部21包括第三边角切割部24和第四边角切割部25，可用于裁切出极片元件40的底部的两个边角形状部分；第一侧向切割部22自底侧切割部21朝向第一成型刀模10延伸，并与第二边角切割部13接触。第一侧向切割部22可用于将相邻极片元件40切割分离。
本实施例的制备锂离子电池极片元件的装置中的下刀模与上刀模对应，具体可以参考相关现有技术，便可以根据上刀模的结构得到相对应的下刀模的结构。下面以图4为例，描述本实施例提供的一种下刀模的结构，但该结构仅为一示例，并不对本发明的方案做限制。如图4所示，制备锂离子电池极片元件的装置中包括有分别与第一成型刀模10和第二成型刀模20对应设置的下刀模60。该下刀模60上可以设置有凹槽，凹槽的形状与第一成型刀模10和第二成型刀模20的外形相对应。第一成型刀模10和第二成型刀模20同下刀模凹槽配合时有一定的间隙。在一实施例中，虽然图4所示的下刀模60为整体式结构，但是下刀模60也可以相互分离设置。
在一实施例中，底侧切割部21和第一侧向切割部22可以位于同一个刀模(如图1中所示的第二成型刀模20)，也可以分为两个刀模；换言之，底侧切割部21和第一侧向切割部22既可以形成为一体结构，也可以相互分离设置。如图5所示，为本发明另一实施例中制备锂离子电池极片元件的装置的示意图，其中图5中以底侧切割部21和第一侧向切割部22分离设置为例描述本发明的技术方案。与图1中实施例的区别在于：底侧切割部21和第一侧向切割部22分离设置，第一侧向切割部22设置在底侧切割部21沿板料30前进方向的一侧。由于底侧切割部21与第一侧向切割部22分离设置，板料30裁切时可以不留或少留边距，产生的废料少从而节约成本。
在一实施例中，虽然图2中所示的第一边角切割部12和第二边角切割部13为圆角，但是第一边角切割部12和第二边角切割部13可为直角、倒角或其他形状，并且第一边角切割部12与第二边角切割部13的形状可以相同或者不相同。虽然图3中所示的第三边角切割部24和第四边角切割部25为圆角，但是第三边角切割部24和第四边角切割部25可为直角、倒角或其他形状，并且第三边角切割部24与第四边角切割部25的形状可以相同或者不相同。
在具体实施过程中，利用第一成型刀模10相对于对应设置的下刀模60的垂直于板料30方向的往复动作在板料30上裁切出极片元件40的顶部的极耳和第一预设形状部分。其中，第一预设形状部分是指极片元件40的顶部上除极耳外的其余部分的形状，例如，极片元件40的左上角和右上角的直角、圆角、倒角或其他形状。同时，利用第二成型刀模20相对于对应设置的下刀模60的往复动作在板料30上裁切出极片元件40的侧面和底部的第二预设形状部分。其中，极片元件40的侧面可以参考图1，第二预设形状部分是指极片元件40的底部上的形状，例如，极片元件40的左下角和右下角的直角、圆角、倒角或其他形状。在上述过程中，第一成型刀模10和第二成型刀模20可以同时动作，也可以分别各自动作。当第一成型刀模10和第二成型刀模20各自完成一套完整的动作后，即当一个极片元件40被制备出之后，板料30向前移动一个极片元件40宽度的位置，以继续制备下一个极片元件40。
另外，通过更换第一成型刀模或(和)第二成型刀模，可以简单、方便地根据实际需求生产出不同形状的极片元件40。
在一实施例中，如图6所示，制备锂离子电池极片元件的装置可进一步包括吸盘50。吸盘50包括内侧吸盘51和外侧吸盘52。内侧吸盘51和外侧吸盘52分别位于第一侧向切割部22的两侧。具体地，内侧吸盘51设置与第一成型刀模10和第二成型刀模对应的下刀模上。
在具体实施过程中，内侧吸盘51和外侧吸盘52通过接管(图中未画出)与真空设备(如真空发生器等，图中未画出)接通。在对板料30裁切之前，内侧吸盘51和外侧吸盘52与板料30的表面接触，起动真空设备抽吸，使内侧吸盘51和外侧吸盘52内产生负气压，从而将板料30吸牢固定。在对板料30裁切之后，平稳地充气进内侧吸盘51和外侧吸盘52，使内侧吸盘51和外侧吸盘52内由负气压变成零气压或稍为正的气压，制备出的极片40从外侧吸盘52中脱离并移走，同时板料30从内侧吸盘51中脱离并向前移动一个极片元件40宽度位置。内侧吸盘51和外侧吸盘52的设置，可以固定板料30，从而防止冲裁时板料30的位置发生偏移，以免影响到制备出的极片元件40的形状。需要说明的是，内侧吸盘51和外侧吸盘52上设置的用于吸附板料30的孔的形状可以为圆形、椭圆形、三角形、菱形或者其他形状。如图6所示的实施例中以内侧吸盘51和外侧吸盘52上设置的用于吸附板料30的孔的形状是圆形为例，描述本发明的技术方案。
在本发明提供的另外一个实施例中，如图6所示，制备锂离子电池极片元件的装置可进一步包括打孔器(图中未示出)，用于在板料30上裁切出工艺孔P。工艺孔P在板料30前进的方向上按照一定的间距如极片元件40的宽度间隔设置。由于第一成型刀模10和第二成型刀模20之间存在间隙S，使用打孔器预先在板料30裁切出对应间隙S位置的工艺孔P，可以确保第一侧向切割部22将相邻极片元件40切割分离。需要说明的是，本实施例中打孔器可以与第一成型刀模10、第二成型刀模20以及下刀模60为同一动力，也可以不为同一动力。
如图7所示，为本发明又一实施例提供的制备锂离子电池极片元件的装置结构示意图。图8为图7中的第一成型刀模10的放大结构示意图。图9为图7中第二成型刀模20的放大结构示意图。如图7和图8所示，本实施例中的第一成型刀模10除了包括上述图1中所示的结构，还包括自第二边角切割部13朝向第二成型刀模20延伸的第二侧向切割部14。如图7和图9所示，本实施例的第二成型刀模20和上述图3中所示的结构相比，由于第一成型刀模10中第二侧向切割部14的存在，第一侧向切割部22变得更短一些。
与上述图6所示的工艺孔P的位置相比，图7所示实施例中的工艺孔P对应设置在第二侧向切割部14与第一侧向切割部22之间的间隙位置处。其余与上述实施例的实现原理相同，详细可以参考上述相关实施例的记载，在此不再赘述。同理，图7、图8和图9所示实施例中的第二侧向切割部14可以与第一成型刀模10中的极耳切割槽11、第一边角切割部12和第二边角切割部13分离设置，第一侧向切割部22也可以与第二成型刀模20中的底侧切割部21分离设置。
在一实施例中，第一成型刀模10、第二成型刀模20以及分别与第一成型刀模10、第二成型刀模20相对应的下刀模60，分别采用光学研磨的方式制成，并设置为分体式结构，使得本发明实施例中的制备锂离子电池极片元件的装置结构简单、便于加工、精度高且使用寿命长。
在实际实施过程中，可根据需要切割出的极片元件40的形状更换相对应形状的第一成型刀模10或(和)第二成型刀模20。通过更换不同形状的第一成型刀模10或(和)第二成型刀模20，可以生产出各种不同形状的极片元件，例如，如图10所示的极片元件41、42、43、44、45和46。
在其它实施例中，本发明提供的制备锂离子电池极片元件的装置，不但可以制备出所需的锂离子电池极片，还可制备出与锂离子电池极片相匹配的隔离膜。
本发明实施例中提供的制备锂离子电池极片元件的装置包括第一成型刀模10和第二成型刀模20与对应设置的下刀模60。其中，利用第一成型刀模10可裁切出极片元件40的极耳和第一预设形状部分，并利用第二成型刀模20可裁切出极片元件40的侧面和底部的第二预设形状部分。与现有技术相比，本发明实施例中的制备锂离子电池极片元件的装置，可通过调节第一成型刀模10和第二成型刀模20之间的相互位置或更换不同类型的刀模，制备出所需的多种形状的异形锂离子电池极片元件。
此外，本发明实施例中的制备锂离子电池极片元件的装置可通过调整第一成型刀模10、第二成型刀模20与对应设置的下刀模60的间隙，可有效的控制制备出的极片元件的毛刺大小。并且，由于第一成型刀模10和第二成型刀模20相互分离设置，可以在制备锂离子电池极片元件的装置内部设置除尘机构，而无须另外设置除尘工位，极大的节省了制备锂离子电池极片元件的装置的空间。另外，可通过及时更换磨损的第一成型刀模10、第二成型刀模20或对应的下刀模60，避免极片元件40上出现毛刺。通过上述方式，可以控制或避免极片元件40上出现的毛刺，能够保证生产出来的锂离子电池更加安全。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
可以理解的是，上述装置中的相关特征可以相互参考。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

Claims (8)

1.一种制备锂离子电池极片元件的装置，其包括上刀模和下刀模，其特征在于，所述上刀模包括第一成型刀模和与所述第一成型刀模分离设置的第二成型刀模；
其中，所述第一成型刀模包括极耳切割槽、第一边角切割部和第二边角切割部；所述第一边角切割部和所述第二边角切割部位于所述极耳切割槽的两侧，并分别与所述极耳切割槽邻接；
所述第二成型刀模包括底侧切割部和在所述底侧切割部上的第一侧向切割部；
所述第一成型刀模与所述第二成型刀模之间具有间隙；
所述装置还包括打孔器，所述打孔器能够在板料上裁切出工艺孔，所述工艺孔的位置与所述间隙的位置相对应，所述第一成型刀模与所述第二成型刀模能够同时动作，以制备极片元件。
2.根据权利要求1所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述第一成型刀模还包括自所述第二边角切割部朝向所述第二成型刀模延伸的第二侧向切割部。
3.根据权利要求1所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述第一侧向切割部自所述底侧切割部朝向所述第一成型刀模延伸。
4.根据权利要求1所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述第一侧向切割部与所述底侧切割部分离设置，所述第一侧向切割部设置在所述底侧切割部沿板料前进方向的一侧。
5.根据权利要求1所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述第一边角切割部和所述第二边角切割部的形状包括圆角、直角或者倒角；所述第一边角切割部和所述第二边角切割部的形状相同或者不同。
6.根据权利要求1所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述底侧切割部包括第三边角切割部和第四边角切割部；所述第三边角切割部和所述第四边角切割部的形状包括圆角、直角或者倒角。
7.根据权利要求1所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述装置进一步包括吸盘；所述吸盘包括位于所述第一侧向切割部两侧的内侧吸盘和外侧吸盘。
8.根据权利要求7所述的制备锂离子电池极片元件的装置，其特征在于，所述内侧吸盘设置在与所述第一成型刀模和所述第二成型刀模对应的下刀模上。
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