CN106077973B - 一种极耳成型分切设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种极耳成型分切设备，包括：放卷装置，激光切割装置，驱动装置，分切装置以及收卷装置。所述放卷装置将极片胀紧，并驱动所述极片进入所述激光切割装置。所述激光切割装置对所述极片的两侧进行切割。所述驱动装置将所述切割后的极片输送至所述分切装置。所述分切装置将所述切割后的极片居中进行切分。所述收卷装置将所述分切后的极片进行卷绕为卷料。该极耳成型分切设备具有效率高的优点。

Description

一种极耳成型分切设备
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种极耳成型分切设备。
背景技术
在锂离子动力电池极片连续极耳成型过程中，因为铝箔和铜箔极片是连续的薄片，快速高效实现变节距双边极耳成型是一个很棘手的问题，目前锂电池厂常用的极耳成型方式是采用激光刀模冲切、半自动激光极耳成型或全自动激光极耳成型机等单边成型极耳，或者是先采用五金刀模冲切双边极耳成型，再采用分切机上分切为二卷。
目前锂电池厂常用的极耳成型方式有激光刀模冲切、五金刀模冲切、半自动激光极耳成型和激光单边极耳成型机等方式，都存在同样一个问题，就是切割速度慢和效率低，这样就不可避免地出现相关成型机切片产量小产能低工序多的问题，这个问题对于提高电池制造电芯极片产量和降低成本来说是个瓶颈。
发明内容
本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种极耳成型分切设备。所述极耳成型分切设备包括：放卷装置，激光切割装置，驱动装置，分切装置以及收卷装置；所述放卷装置将极片胀紧，并驱动所述极片进入所述激光切割装置；所述激光切割装置对所述极片的两侧进行切割；所述驱动装置将所述切割后的极片输送至所述分切装置；所述分切装置将所述切割后的极片居中进行切分；所述收卷装置将所述分切后的极片进行卷绕为卷料。
在一些实施例中，所述激光切割装置包括分别设置在所述极片两侧的激光器；所述激光器包括进行激光切割的激光头以及对所述激光头的位置进行调整的位置调节机构，所述激光头设置在所述位置调节机构上，所述位置调节机构包括调节所述激光头上下运动的上下调节机构，以及调节所述激光头前后运动的前后运动机构。
在一些实施例中，所述激光头为光纤激光头。
在一些实施例中，所述放卷装置包括：卷料涨轴，所述极片卷绕设置在所述卷料涨轴上；放卷电机，驱动所述卷料涨轴通过涨轴气缸进行涨紧驱动；以及纠偏传感器，所述纠偏传感器设置在所述极片的两侧。
在一些实施例中，所述极耳成型分切设备还包括张力控制装置，所述张力控制装置包括：张力辊架，所述极片夹持在所述张力辊架中；以及张力气缸，所述张力气缸与所述张力辊架相连并推动所述张力辊架浮动以张紧极片。
在一些实施例中，所述驱动装置包括：驱动辊，夹紧胶辊，夹紧气缸，夹紧导杆，联轴器，减速机和驱动电机；所述极片夹持在所述驱动辊与所述夹紧胶辊中；所述夹紧导杆在上下方向对所述夹紧胶辊进行导向；所述夹紧气缸驱动所述夹紧胶辊沿所述夹紧导杆的导向方向与所述驱动辊共同夹紧所述极片；所述驱动辊通过联轴器与减速机和驱动电机连接。
在一些实施例中，所述极耳成型分切设备还包括设置在所述驱动装置与所述分切装置之间的检测装置，所述检测装置包括：第一CCD检测相机，所述第一CCD检测相机设置在所述极片的上方，用于检测所述极片上表面的表面质量；第二CCD检测相机，所述第二CCD检测相机设置在所述极片的下方，用于检测所述极片下表面的表面质量；贴标记模块与所述第一CCD检测相机以及第二CCD检测相机相连，并在所述第一CCD检测相机以及第二CCD检测相机检测到不合格产品时贴上标记。
在一些实施例中，所述分切装置包括：分切模块，送极片主动辊，送极片胶辊，极片夹紧气缸以及驱动电机；所述极片设置在所述送极片主动辊和所述送极片胶辊之间并由所述极片夹紧气缸驱动所述送极片胶辊对所述极片进行夹紧，并由所述送极片主动辊将所述极片输送至所述分切模块；所述分切模块由所述驱动电机驱动将所述极片居中切分。
在一些实施例中，所述分切模块为光纤激光头或圆盘刀片。
在一些实施例中，所述收卷装置包括上卷调节辊，下卷调节辊，上压片模块，下压片模块，上收卷轴，下收卷轴，上收卷驱动模块和下收卷驱动模块；所述上卷调节辊和下卷调节辊分别分开分切完成后的极片；所述上压片模块和所述下压片模块分别压住分切完成后的极片，并由所述上收卷轴以及下收卷轴进行收卷；所述上收卷轴由所述上收卷驱动模块驱动；所述下收卷轴由所述下收卷驱动模块驱动。
在一些实施例中，所述下收卷轴和上收卷轴采用滑差轴结构。
在一些实施例中，所述极耳成型分切设备还包括除去粉尘的粉尘处理装置，所述粉尘粉尘处理装置设置在激光切割装置以及所述分切装置处。
本发明的技术效果：本发明公开的极耳成型分切设备利用所述激光切割装置在极片两侧同时切割双边极耳，然后采用分切装置进行分切，使极片能够高速双边极耳成型，具有效率高的优点。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备的结构框图；
图2为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备中的放卷装置
的结构示意图；
图3为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备中的张力控制装置的结构示意图；
图4为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备中的激光切割装置的结构示意图；
图5为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备中的驱动装置的结构示意图；
图6为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备中的分切装置的结构示意图；
图7为根据本发明一个实施例的极耳成型分切设备中的收卷装置的结构示意图；以及
图8为根据本发明一个实施例的经过激光切割装置切割后的极片的结构示意图。
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，以下结合附图及具体实施例，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，而不构成对本发明的限制。
参考图1至图7所示，是本发明提供的一种极耳成型分切设备1000。所述极耳成型分切设备1000包括：
放卷装置100，激光切割装置300，驱动装置400，分切装置600以及收卷装置700；所述放卷装置100将极片900胀紧，并驱动所述极片900进入所述激光切割装置300；所述激光切割装置300对所述极片900的两侧进行切割；所述驱动装置400将所述切割后的极片900输送至所述分切装置600；所述分切装置600将所述切割后的极片900居中进行切分；所述收卷装置700将所述分切后的极片900进行卷绕为卷料。
如图2所示的实施例中，所述放卷装置100包括：卷料涨轴101，所述极片900卷绕设置在所述卷料涨轴101上。放卷电机102，驱动所述卷料涨轴101通过涨轴气缸103进行涨紧驱动。以及纠偏传感器104，所述纠偏传感器104设置在所述极片900的两侧。所述纠偏传感器104通过安装在CCD支架108上的CCD辅助光源110以及相应的纠偏软件进行寻边检测。检测的数据反馈给控制装置驱动纠偏电机105工作来进行实时纠偏，同时通过纠偏过辊连板106带动纠偏过辊107进行协助纠偏,从而保证极片900进入送片工位位置一致性。
参考图1，图2和图3所示，在一些实施例中，所述极耳成型分切设备1000还包括张力控制装置200。所述张力控制装置100包括：张力辊架201以及张力气缸202。所述极片900夹持在所述张力辊架201中。所述张力气缸202与所述张力辊架201相连并推动所述张力辊201架浮动以张紧极片900，张力的大小则通过精密调压阀调节，通过联轴器203使电位计204转动，来控制放卷电机102的旋转放料的时间和速度。
参考图1和图4所示，在一些实施例中，所述激光切割装置300包括分别设置在所述极片900两侧的激光器301；所述激光器301包括进行激光切割的激光头302以及对所述激光头302的位置进行调整的位置调节机构，所述激光头302设置在所述位置调节机构上，所述位置调节机构包括调节所述激光头302上下运动的上下调节机构303，以及调节所述激光头302前后运动的前后运动机构304。所述激光器301分别对来料极片900的两侧进行激光切割极耳，激光切割装置300能自动调整极耳的间距,能实现变极耳间距切割。切割时有切割镂空前激光切割垫板305和后激光切割垫板311，保证切割时极片平整，分别对来料的待切割极片900前后两侧进行激光切割极耳，当激光切割装置300出现异常，导致极片900未切断时，通过前感应器306和后感应器310进行检测，激光切割装置300能利用设置不同参数调整极耳的间距,能实现变极耳间距切割。激光切割后由前废料驱动307和后废料驱动309，备有废料箱308进行废料的收集储存，废料收集机构能够保证废料的连续稳定排出。
在一些实施例中，所述激光头302为光纤激光头。
参考图1和图5所示，在一些实施例中，所述驱动装置400包括：驱动辊404，夹紧胶辊405，夹紧气缸410，夹紧导杆409，联轴器406，减速机407和驱动电机408。所述极片900夹持在所述驱动辊404与所述夹紧胶辊405中。所述夹紧导杆409在上下方向对所述夹紧胶辊405进行导向。所述夹紧气缸410驱动所述夹紧胶辊沿所述405夹紧导杆409的导向方向与所述驱动辊404共同夹紧所述极片900。所述驱动辊404通过联轴器406与减速机407和驱动电机408连接。
在一些实施例中，所述极耳成型分切设备还包括设置在所述驱动装置400与所述分切装置600之间的检测装置500，所述检测装置500包括：第一CCD检测相机，第二CCD检测相机和贴标记模块。所述第一CCD检测相机设置在所述极片900的上方，用于检测所述极片900上表面的表面质量。所述第二CCD检测相机设置在所述极片900的下方，用于检测所述极片900下表面的表面质量。贴标记模块与所述第一CCD检测相机以及第二CCD检测相机相连，并在所述第一CCD检测相机以及第二CCD检测相机检测到不合格产品时贴上标记。备配有检测装置500，对极片900表面的质量(露箔)和极耳破损等缺陷问题进行检查，可更快检查出不良品，提高产品质量。
参考图1和图5和图8所示，在一些实施例中，所述分切装置600包括：分切模块610，送极片主动辊611，送极片胶辊613，极片夹紧气缸612以及驱动电机604。所述极片900设置在所述送极片主动辊611和所述送极片胶辊之613间并由所述极片夹紧气缸612驱动所述送极片胶辊613对所述极片900进行夹紧，并由所述送极片主动辊611将所述极片900输送至所述分切模块610。所述分切模块601由所述驱动电机604驱动将所述极片900居中切分。如图8所示，为经过激光切割装置切割后的极片900的结构示意图。所述居中切分，是指沿所述极片900的中心线OO进行切分。极片900两侧完成极耳切割后，再进行分切，将极片900居中一分为二卷，分切前为保证分切位置在极片正中，通过传感器检测极片，通过行进纠偏保证分切位置居中。分切模块610安装在分切模块架601上，通过分切模块固定气缸614夹紧固定，极片通过送极片主动辊611与送极片胶辊613输送进分切模块610，依靠极片夹紧气缸612夹紧，夹紧力由气路中的精密调压阀调节大小；分切模块610的动力由驱动电机604驱动，通过驱动同步轮602和驱动同步带603连接；无级减速器606安装在支架架605上面，借助上刀同步带609和下刀同步带608，通过上下刀联轴器607，与分切模块610的上下刀轴连接。
在一些实施例中，所述分切模块601为光纤激光头或圆盘刀片。
参考图1图7所示，在一些实施例中，极耳成型分切设备1000配备极片收卷装置700上下各一套，极片900分切完成后分别进行自动收料，所述收卷装置700包括上卷调节辊710，下卷调节辊712，上压片模块711，下压片模块714，上收卷轴705，下收卷轴702，上收卷驱动模块707和下收卷驱动模块704。所述上卷调节辊710和下卷调节辊712分别分开分切完成后的极片700。所述上压片模块711和所述下压片模块714分别压住分切完成后的极片900，并由所述上收卷轴705以及下收卷轴702进行收卷。所述上收卷轴705由所述上收卷驱动模块707驱动。所述下收卷轴702由所述下收卷驱动模块704驱动。
在一些实施例中，所述下收卷轴702和上收卷轴705采用滑差轴结构，以保证极片收料的整齐度。极片900居中分切后，通过上卷调节辊710和下卷调节辊712分开，防止分切面摩擦；然后，采用上刷粉吸尘709和下刷粉吸尘713进行刷粉和吸尘，收卷成为上卷料706和下卷料701；收卷前要采用上压片模块711和下压片模块714分别压住极片，下收卷轴702和上收卷轴705采用滑差轴结构，由上收卷驱动模块707和下收卷驱动模块704驱动，上下卷料上有上收卷压杆708和下收卷压杆703压住，有利于卷料的整齐。
参考图1所示的实施例中，所述极耳成型分切设备1000还包括除去粉尘的粉尘处理装置800。所述粉尘粉尘处理装置800设置在激光切割装置300以及所述分切装置600处。在一些实施例中，所述粉尘处理装置800为工业吸尘器。工业吸尘器对激光切割装置300的前后激光切割位置清粉尘，通过吸尘口对前/后激光切割底板部位进行吸尘，通过吸尘口对前/后激光切割头部位进行吸尘；前/后极耳切割完成后，通过吸尘口对极片的正/反二面进行吸尘。同时，对分切装置600的分切位置进行粉尘的清除；通过吸尘口，分别对分切模块的上/下刀片进行清粉处理，有利于提高刀片的使用寿命；最后，通过吸尘口808对分切后的二卷极片分别进行清粉处理。每个吸尘口的相应管路都安装球阀，可以对吸尘口的真空流量进行调节。
本发明的技术效果：本发明提供的极耳成型分切设备10000通过上述放卷装置100，张力控制装置200，激光切割装置300，驱动装置400，检测装置500，分切装置600，收卷装置700，粉尘处理装置800的相互配合，就可以实现连续完成整个送片、切割、CCD视觉检测、分切和收卷的整个过程，设备结构紧凑，动作快速连续，实现了动力电池极片能够高速双边变节距极耳成型分切的自动化和高效率且能保证极片质量的一致性和稳定性。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (11)

1.一种极耳成型分切设备，其特征在于，包括：
放卷装置，激光切割装置，驱动装置，分切装置以及收卷装置；
所述放卷装置将极片胀紧，并驱动所述极片进入所述激光切割装置；
所述激光切割装置对所述极片的两侧进行切割，所述激光切割装置包括分别设置在所述极片两侧的激光器；
所述驱动装置将所述切割后的极片输送至所述分切装置；
所述分切装置将所述切割后的极片居中进行切分；
所述收卷装置将所述分切后的极片进行卷绕为卷料；所述激光器包括进行激光切割的激光头以及对所述激光头的位置进行调整的位置调节机构，所述激光头设置在所述位置调节机构上，
所述位置调节机构包括调节所述激光头上下运动的上下调节机构，以及调节所述激光头前后运动的前后运动机构。
2.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述激光头为光纤激光头。
3.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述放卷装置包括：
卷料涨轴，所述极片卷绕设置在所述卷料涨轴上；
放卷电机，驱动所述卷料涨轴通过涨轴气缸进行涨紧驱动；以及
纠偏传感器，所述纠偏传感器设置在所述极片的两侧。
4.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，还包括张力控制装置，所述张力控制装置包括：
张力辊架，所述极片夹持在所述张力辊架中；以及
张力气缸，所述张力气缸与所述张力辊架相连并推动所述张力辊架浮动以张紧极片。
5.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述驱动装置包括：驱动辊，夹紧胶辊，夹紧气缸，夹紧导杆，联轴器，减速机和驱动电机；
所述极片夹持在所述驱动辊与所述夹紧胶辊中；
所述夹紧导杆在上下方向对所述夹紧胶辊进行导向；
所述夹紧气缸驱动所述夹紧胶辊沿所述夹紧导杆的导向方向与所述驱动辊共同夹紧所述极片；
所述驱动辊通过联轴器与减速机和驱动电机连接。
6.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，还包括设置在所述驱动装置与所述分切装置之间的检测装置，所述检测装置包括：
第一CCD检测相机，所述第一CCD检测相机设置在所述极片的上方，用于检测所述极片上表面的表面质量；
第二CCD检测相机，所述第二CCD检测相机设置在所述极片的下方，用于检测所述极片下表面的表面质量；
贴标记模块与所述第一CCD检测相机以及第二CCD检测相机相连，并在所述第一CCD检测相机以及第二CCD检测相机检测到不合格产品时贴上标记。
7.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述分切装置包括：分切模块，送极片主动辊，送极片胶辊，极片夹紧气缸以及驱动电机；
所述极片设置在所述送极片主动辊和所述送极片胶辊之间并由所述极片夹紧气缸驱动所述送极片胶辊对所述极片进行夹紧，并由所述送极片主动辊将所述极片输送至所述分切模块；
所述分切模块由所述驱动电机驱动将所述极片居中切分。
8.根据权利要求7所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述分切模块为光纤激光头或圆盘刀片。
9.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述收卷装置包括上卷调节辊，下卷调节辊，上压片模块，下压片模块，上收卷轴，下收卷轴，上收卷驱动模块和下收卷驱动模块；
所述上卷调节辊和下卷调节辊分别分开分切完成后的极片；
所述上压片模块和所述下压片模块分别压住分切完成后的极片，并由所述上收卷轴以及下收卷轴进行收卷；
所述上收卷轴由所述上收卷驱动模块驱动；
所述下收卷轴由所述下收卷驱动模块驱动。
10.根据权利要求9所述的极耳成型分切设备，其特征在于，所述下收卷轴和上收卷轴采用滑差轴结构。
11.根据权利要求1所述的极耳成型分切设备，其特征在于，还包括除去粉尘的粉尘处理装置，所述粉尘粉尘处理装置设置在激光切割装置以及所述分切装置处。
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