CN104934627A - 具有极片坏品剔除的电芯制备系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种具有极片坏品剔除的电芯制备系统，包括极片坏品剔除模块和电芯卷绕模块，所述极片坏品剔除模块包括：夹紧辊，用于定位和夹紧极片；检测模块，用于检测极片是良品或坏品；裁切模块，用于裁断极片；导向辊，用于调整极片的传输方向；导向板，用于与导向辊配合，使坏品极片的传输方向改变；第一夹板、第二夹板，用于交替夹持并移动坏品极片；废料收集盒，用于收集坏品极片。本发明还提供一种采用具有极片坏品剔除的电芯制备系统的电芯制备方法。本发明通过将卷绕工序的前工序造成的坏品极片进行单独剔除，将良品极片进行卷绕，从而避免了坏品极片在卷绕工序进行卷绕造成的隔膜浪费，降低了生产成本。

Description

具有极片坏品剔除的电芯制备系统及方法
【技术领域】
本发明涉及电池生产设备技术领域，特别是涉及一种具有极片坏品剔除的电芯制备系统及方法。
【背景技术】
锂电池正负极片在经过涂布、分切、焊接极耳工序后，进入卷绕工序，在卷绕机上将正负极片和隔膜卷绕成电芯。
目前卷绕机极片的来料一般以卷料的形式存在，在电芯的生产过程中不可避免地会存在极片坏片的情况。现有技术中，在卷绕机上设有极片坏品识别装置，在卷绕过程中会将坏品极片和隔膜一起卷绕，然后通过下料机构从下料位剔除该带有坏品极片的电芯。
然而，一般动力电池的电芯，极片的长度会达到2-6米，若出现极片坏品，只能将坏品极片与隔膜一起剔除，隔膜卷绕的长度也会达到极片长度的两倍，从而造成隔膜的大量浪费，提高了生产成本。
鉴于此，克服该现有技术所存在的缺陷是本技术领域亟待解决的问题。
【发明内容】
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种具有极片坏品剔除的电芯制备系统及方法，可以在极片进行卷绕前将坏品极片剔除，从而减少隔膜浪费。
本发明采用如下技术方案：
一种具有极片坏品剔除的电芯制备系统，包括极片坏品剔除模块和电芯卷绕模块，所述极片坏品剔除模块用于将极片中的坏品段剔除，所述电芯卷绕模块用于将良品的极片和隔膜卷绕成电芯；所述极片坏品剔除模块包括：
夹紧辊，用于定位和夹紧所述极片；
检测模块，用于检测所述极片是良品或坏品；
裁切模块，用于裁断所述极片；
导向辊，用于调整所述极片的传输方向；
导向板，用于与所述导向辊配合，使所述坏品极片的传输方向改变；
第一夹板，用于夹持并移动所述坏品极片；
第二夹板，用于与所述第一夹权交替夹持并移动所述坏品极片；
废料收集盒，用于收集所述坏品极片；
所述极片穿过所述夹紧辊、检测模块和裁切模块，所述导向辊和导向板分别设置于所述极片的两侧，所述第一夹板设置于所述导向辊远离所述极片的一侧，所述第二夹板设置于所述第一夹板远离所述导向辊的一侧，所述废料收集盒设置于所述第一夹板的下方
本发明还提供一种采用上述具有极片坏品剔除的电芯制备系统的电芯制备方法，包括以下步骤：
S1：极片穿过所述夹紧辊、检测模块和裁切模块连接到所述电芯卷绕模块，所述导向辊和导向板分别设置于所述极片的两侧，所述第一夹板设置于所述导向辊远离所述极片的一侧，所述废料收集盒设置于所述第一夹板的下方；所述电芯卷绕模块将良品的极片和隔膜卷绕成电芯；
S2：当所述检测模块检测到极片存在坏品时，极片的坏品段继续传输至所述裁切模块，裁切模块将所述极片裁断；
S3：当坏品极片继续传输至所述导向辊，所述导向板向导向辊移动，直至导向板与坏品极片接触，导向板改变所述坏品极片的移动方向，使所述坏品极片跟随导向板的移动方向移动；
S4：当所述导向板带动坏品极片移动至所述第一夹板处，第一夹板夹住坏品极片断续移动；同时所述导向板松开坏品极片，并且导向板反方向返回移动至初始位置；
S5：所述第一夹板夹住所述坏品极片移动至所述第二夹板处，所述第二夹板夹住所述坏品极片继续移动，同时所述第一夹板松开所述坏品极片且向反方向移动回到初始位置；
S6：所述第二夹板夹住所述坏品极片移动，直至坏品极片收集至所述废料收集盒中；
S7：在上述S3至S6的任何一个步骤中，所述检测模块一直持续对极片进行检测，当检测模块在S3至S6的任一步骤中检测到所述极片的坏品段已经结束，所述裁切模块将极片裁断，极片的坏品段在后续步骤中被收集进废料收集盒；同时，剔除坏品段的极片继续被传输进所述电芯卷绕装置，进行电芯的卷绕。
与现有技术相比，本发明的极片坏品剔除装置及电池制片机具有以下有益效果：通过将卷绕工序的前工序造成的坏品极片进行单独剔除，将良品极片进行卷绕，从而避免了坏品极片在卷绕工序进行卷绕造成的隔膜浪费，降低了生产成本。
【附图说明】
图1是本发明具有极片坏品剔除的电芯制备系统的示意图；
图2是本发明具有极片坏品剔除的电芯制备系统工作的第一状态图；
图3是本发明具有极片坏品剔除的电芯制备系统工作的第二状态图；
图4是本发明具有极片坏品剔除的电芯制备系统工作的第三状态图；
图5是本发明具有极片坏品剔除的电芯制备系统工作的第四状态图。
其中，附图标记说明如下：
100 电芯制备系统 201 夹紧辊
20 负极片坏品剔除模块 202 裁切模块
30 正极片坏品剔除模块 203 导向辊
40 电芯卷绕模块 204 导向板
1 负极片 205 第一夹板
2 正极片 206 第二夹板
3 上隔膜 207 废料收集盒
4 下隔膜
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明提供了一种具有极片坏品剔除的电芯制备系统，所述电芯可以是锂离子电芯，也可以是其他类型的电芯，所述极片可以是负极片，也可以是正极片。
请参阅图1，展示了本发明的电芯制备系统100的示意图。电芯制备系统100包括负极片坏品剔除模块20、正极片坏品剔除模块30和电芯卷绕模块40。负极片坏品剔除模块20和正极片坏品剔除模块30均设置于电芯卷绕模块40的前端工序。
负极片坏品剔除模块20用于将负极片1中的坏品段剔除。正极片坏品剔除模块30用于将正极片2中的坏品段剔除。电芯卷绕模块40用于将良品的负极片1、良品的正极片2、上隔膜3和下隔膜4卷绕得到电芯。
本实施方式中，负极片坏品剔除模块20和正极片坏品剔除模块30的结构和作用均相同，因此，在本实施方式中，只详细描述负极片坏品剔除模块20，不再对正极片坏品剔除模块30进行赘述，附图中也对正极片坏品剔除模块30进行简化。
负极片坏品剔除模块20包括夹紧辊201、裁切模块202、导向辊203、导向板204、第一夹板205、第二夹板206和废料收集盒207。
夹紧辊201用于定位和夹紧负极片1，使负极片1按既定方向和既定张力大小传输。裁切模块202设有裁断刀(图未标)，用于裁断负极片1。导向辊203用于调整负极片1的传输方向。导向板204用于与导向辊203配合，使负极片1的传输方向改变。第一夹板205用于夹持并移动负极片1的坏品段。第二夹板206用于与第一夹板205交替使用，在第一夹板205动作之后，断续夹持并移动负极片1的坏品段，直至将负极片1的坏品段收集到废料收集盒207中。
本发明的优选实施方式中，导向板204的端面开设有多个真空孔，当导向板204的端面接触负极片1时，可以对该多个真空孔抽取真空，使导向板204的端面可以吸住负极片1，从而使负极片1可以随着导向板204的移动而移动。
将负极片1组装至负极片坏品剔除模块20中时，负极片1穿过夹紧辊201和裁切模块202设置；导向辊203和导向板204分别设置于负极片1的相对两侧；第一夹板205和第二夹板206设置于负极片1的导向辊203一侧，并且第一夹板205设置于导向辊203远离负极片1的一侧，第二夹板206设置于第一夹板205远离导向辊203的一侧；废料收集盒207设置于第二夹板206的下方，以使废料收集盒207可以顺利收集第二夹板206传送过来的负极片1的坏品段。
可以理解的是，本实施方式中，负极片坏品剔除模块20还包括检测模块(图未示)。所述检测模块设置于裁切模块202的前端，如检测模块设置于夹紧辊201和裁切模块202之间，或者检测模块设置于夹紧辊201的前端，只需检测模块设置于裁切模块202的前端即可。
可以理解的是，本实施方式中，第一夹板205和第二夹板206由驱动机构(图未示)驱动移动。驱动机构可以为气缸、伺服电机等常用的驱动机构，可以理解，驱动机构也可以为牵引机械臂，第一夹板205和第二夹板206分别装设于不同的牵引机械臂上，由牵引机械臂带动第一夹板205和第二夹板206移动。
本发明还提供一种具有极片坏品剔除的电芯制备方法。
S1：如图1所示，负极片1按照上述组装关系组装至电芯制备系统100，即负极片1穿过夹紧辊201和裁切模块202连接到电芯卷绕模块40，电芯卷绕模块40卷绕负极片1、正极片2、上隔膜3和下隔膜4形成电芯。
S2：请参阅图2，当检测模块检测到负极片1存在坏品时，负极片1继续传输设定距离，直至负极片1的坏品段传输至裁切模块202处；裁切模块202将负极片1裁断。
裁断后的裁切模块202的右侧为良品负极片1，裁切模块202的左侧为坏品负极片1。被裁断的良品负极片1继续被传输至电芯卷绕模块40完成卷绕工序。坏品负极片1则继续向导向辊203传输。
S3：请参阅图3，当坏品负极片1传输至导向辊203时，导向板204被驱动向导向辊203移动，当导向板204移动至导向辊203下方与坏品负极片1接触时，导向板204端面的多个真空孔抽真空，使导向板204的端面吸住坏品负极片1，使坏品负极片1改变原本的向着电芯卷绕模块的移动方向，跟随着导向板204的移动方向移动。
S4：请参阅图4，导向板204吸住坏品负极片1移动至第一夹板205处，第一夹板205夹住坏品负极片1向第二夹板206的方向移动；同时导向板204的端面破坏真空环境，导向板204松开坏品负极片1，并且导向板204向反方向移动回到初始位置。
S5：请参阅图5，第一夹板205夹住坏品负极片1移动至第二夹板206处，第二夹板206夹住坏品负极片1继续移动；同时第一夹板205松开坏品负极片1，并且向反方向移动回到初始位置。
S6：第二夹板206夹住坏品负极片1移动，直至坏品负极片1收集进废料收集盒207。
S7：在上述S3至S6的任何一个步骤中，检测模块一直持续对负极片1进行检测，当检测模块在S3至S6的任一步骤中检测到负极片1的坏品段已经结束，裁切模块202将负极片1裁断，通过后续步骤将坏品负极片1收集进废料收集盒207。同时，裁断剔除坏品段的负极片1继续被传输进电芯卷绕装置40，进行电芯的卷绕。
可以理解的是，本发明的电芯制备系统100的正极片坏品剔除模块30的结构和使用步骤与负极片坏品剔除模块20的结构和使用步骤相同。
本发明提供的具有极片坏品剔除的电芯制备系统主要适用于锂电池制备，当然，还可以适用于其他需要进行极片坏品剔除的电池制备。
与现有技术相比，本发明的具有极片坏品剔除的电芯制备系统及方法具有以下有益效果：通过将卷绕工序的前工序造成的坏品极片进行单独剔除，将良品极片进行卷绕，从而避免了坏品极片在卷绕工序进行卷绕造成的隔膜浪费，降低了生产成本。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种具有极片坏品剔除的电芯制备系统，其特征在于，包括极片坏品剔除模块和电芯卷绕模块，所述极片坏品剔除模块用于将极片中的坏品段剔除，所述电芯卷绕模块用于将良品的极片和隔膜卷绕成电芯；所述极片坏品剔除模块包括：
夹紧辊，用于定位和夹紧所述极片；
检测模块，用于检测所述极片是良品或坏品；
裁切模块，用于裁断所述极片；
导向辊，用于调整所述极片的传输方向；
导向板，用于与所述导向辊配合，使所述坏品极片的传输方向改变；
第一夹板，用于夹持并移动所述坏品极片；
第二夹板，用于与所述第一夹权交替夹持并移动所述坏品极片；
废料收集盒，用于收集所述坏品极片；
所述极片穿过所述夹紧辊、检测模块和裁切模块，所述导向辊和导向板分别设置于所述极片的两侧，所述第一夹板设置于所述导向辊远离所述极片的一侧，所述第二夹板设置于所述第一夹板远离所述导向辊的一侧，所述废料收集盒设置于所述第一夹板的下方。
2.根据权利要求1所述的具有极片坏品剔除的电芯制备系统，其特征在于，所述导向板的端面开设有多个真空孔，当所述导向板的端面接触所述极片时，所述多个真空孔抽取真空，使所述导向板可以吸住所述极片。
3.根据权利要求1所述的具有极片坏品剔除的电芯制备系统，其特征在于，所述第一夹板和所述第二夹板的移动分别由驱动机构驱动。
4.根据权利要求3所述的具有极片坏品剔除的电芯制备系统，其特征在于，所述第一夹板和所述第二夹板分别安装于两个牵引机械臂上，所述两个牵引机械臂带动第一夹板和第二夹板移动。
5.采用如权利要求1中具有极片坏品剔除的电芯制备系统的电芯制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：极片穿过所述夹紧辊、检测模块和裁切模块连接到所述电芯卷绕模块，所述导向辊和导向板分别设置于所述极片的两侧，所述第一夹板设置于所述导向辊远离所述极片的一侧，所述废料收集盒设置于所述第一夹板的下方；所述电芯卷绕模块将良品的极片和隔膜卷绕成电芯；
S2：当所述检测模块检测到极片存在坏品时，极片的坏品段继续传输至所述裁切模块，裁切模块将所述极片裁断；
S3：当坏品极片继续传输至所述导向辊，所述导向板向导向辊移动，直至导向板与坏品极片接触，导向板改变所述坏品极片的移动方向，使所述坏品极片跟随导向板的移动方向移动；
S4：当所述导向板带动坏品极片移动至所述第一夹板处，第一夹板夹住坏品极片断续移动；同时所述导向板松开坏品极片，并且导向板反方向返回移动至初始位置；
S5：所述第一夹板夹住所述坏品极片移动至所述第二夹板处，所述第二夹板夹住所述坏品极片继续移动，同时所述第一夹板松开所述坏品极片且向反方向移动回到初始位置；
S6：所述第二夹板夹住所述坏品极片移动，直至坏品极片收集至所述废料收集盒中；
S7：在上述S3至S6的任何一个步骤中，所述检测模块一直持续对极片进行检测，当检测模块在S3至S6的任一步骤中检测到所述极片的坏品段已经结束，所述裁切模块将极片裁断，极片的坏品段在后续步骤中被收集进废料收集盒；同时，剔除坏品段的极片继续被传输进所述电芯卷绕装置，进行电芯的卷绕。
6.根据权利要求5所述的电芯制备方法，其特征在于，所述导向板的端面开设有多个真空孔，当所述导向板的端面接触所述极片时，所述多个真空孔抽取真空，使所述导向板可以吸住所述极片。
7.根据权利要求5所述的电芯制备方法，其特征在于，所述第一夹板和所述第二夹板的移动分别由驱动机构驱动。
8.根据权利要求7所述的电芯制备方法，其特征在于，所述第一夹板和所述第二夹板分别安装于两个牵引机械臂上，所述两个牵引机械臂带动第一夹板和第二夹板移动。
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