CN106425091A - 电芯极耳激光模切装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电芯极耳激光模切装置，其特征是：包括设置在极片一侧或两侧的激光模切机构，激光模切机构包括激光头；在所述激光头朝向极片的方向设置除尘机构，所述除尘机构包括除尘壳体，除尘壳体上设有用于极片通过的缺口，在除尘壳体朝向激光头的侧板上设有激光通道；在所述除尘壳体上安装左风刀和右风刀，左风刀和右风刀相对设置在极片的两侧，左风刀和右风刀在极片的两侧对称吹风并且保持极片与除尘壳体之间的位置和距离恒定；所述除尘壳体与吸风装置相连。本发明在切割过程中从极片的侧面平行喷吹，除尘效果好，并且避免除尘机构对极片的干涉，保证极耳的切割精度。

Description

电芯极耳激光模切装置

技术领域

本发明涉及一种电芯极耳激光模切装置，属于锂电池制造设备技术领域。

背景技术

锂离子电池是将正、负极片以卷绕或叠片方式制成所需的电芯经注电解液等工艺后制成的电池。正、负极片是由上下表面各一层涂布以及中间一层金属的集流体组成。在极片的制造过程中，需要使用激光切割极片，如图1所示，极片的片料包括涂布区域D和留白区E，片料连续不停的水平移动，激光头按照F位置所示的虚线对片料进行切割，形成极耳G。

激光器在切割过程中会产生粉尘，如果这些粉尘附着在极片卷材上带入到后面的工序，甚至被卷入电池内部，就容易刺穿电芯内的隔膜，造成电池微短路，甚至是电池爆炸。现有激光的切割主要是在切割垫板上进行，切割垫板上设有下吸尘口，利用负压将粉尘除去。在CN102642087B中公开了一种激光切割除尘装置，切割垫板上设有若干凹槽，凹槽的底部与进气通道和抽气通道相连，利用吸尘风机将粉尘吸走；但是，激光切割极片时，极片在激光和吸尘风机的作用下会有一个向下变形的趋势，一方面激光不容易切断极片，另一方面极耳在前进的过程中会碰到凹槽，导致极耳变形。在CN104972227A中公开了一种具有除尘功能的激光连续切割装置，在传动辊的一侧设有激光切割通道和吸附孔，极片在传动辊上行走和极耳切割，但是吸附孔和激光切割通道会吸附住极片，导致极片很难继续向前传动。

此外，大多数现有激光模切装置只能实现在极片的一侧进行极耳切割，而越来越多的客户要求能够同时在极片的两侧进行切割，而且要保证两边极耳的中心线处在同一条直线上，现有的设备都达不到这个要求。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种电芯极耳激光模切装置，在切割过程中从极片的侧面平行喷吹，除尘效果好，并且避免除尘机构对极片的干涉，保证极耳的切割精度。

按照本发明提供的技术方案，所述电芯极耳激光模切装置，其特征是：包括设置在极片一侧或两侧的激光模切机构，激光模切机构包括激光头；

在所述激光头朝向极片的方向设置除尘机构，所述除尘机构包括除尘壳体，除尘壳体上设有用于极片通过的缺口，在除尘壳体朝向激光头的侧板上设有激光通道；在所述除尘壳体上安装左风刀和右风刀，左风刀和右风刀相对设置在极片的两侧，左风刀和右风刀在极片的两侧对称吹风并且保持极片与除尘壳体之间的位置和距离恒定；所述除尘壳体与吸风装置相连。

进一步的，所述左风刀和右风刀吹风的方向平行于极片。

进一步的，所述左风刀和右风刀安装在除尘壳体的后端，吸风装置安装在除尘壳体的后端。

进一步的，所述激光头沿垂直极片的方向滑动设置在极片的一侧或两侧，激光头与前后调节机构的移动端连接，前后调节机构驱动激光头沿垂直极片的方向移动。

进一步的，所述激光头沿平行极片的方向滑动设置在极片的一侧或两侧，激光头与左右调节机构的移动端连接，左右调节机构驱动激光头沿平行极片的方向移动。

进一步的，所述除尘机构沿垂直极片的方向滑动设置，除尘机构与前后调节机构的移动端连接，前后调节机构驱动除尘机构沿垂直极片的方向远离或靠近极片。

进一步的，所述缺口设置在除尘壳体的后端，除尘壳体的前端为封闭端，封闭端与吸风装置连接。

进一步的，在所述除尘机构的下方设置有废料收集机构，废料收集机构包括料盒，料盒内平行相对设置副辊和刷辊，刷辊的安装轴端部连接驱动机构的动力输出端，刷辊的安装轴和副辊的安装轴通过传动机构连接。

进一步的，所述传动机构采用相互啮合的第一齿轮和第二齿轮，第一齿轮安装在刷辊的安装轴端部，第二齿轮安装在副辊的安装轴端部。

进一步的，所述激光模切机构和除尘机构安装在机架大板上，在机架大板上安装用于牵引极片的过辊。

本发明具有以下有益效果：本发明所述电芯极耳激光模切装置在切割过程中从极片的侧面平行喷吹，除尘效果好；并且能够避免除尘机构对极片的干涉，保证极耳的切割精度。另外，本发明能够实现在极片两侧切割出处于同一条直线上的极耳；切割过程中，极片处于悬空状态，切割后的极耳不会碰到障碍物发生变形。

附图说明

图1为电芯极耳切割示意图。

图2为本发明所述电芯极耳激光模切装置的结构示意图。

图3为本发明所述电芯极耳激光模切装置的侧视图。

图4为所述激光模切机构的正视图。

图5为所述激光模切机构的侧视图。

图6为所述激光模切机构的俯视图。

图7为所术调节机构的俯视图。

图8为所述除尘机构的俯视图。

图9为所述除尘机构的左视图。

图10为所述废料收集机构的正视图。

图11为所述废料收集机构的俯视图。

图12为激光头与极片的位置关系示意图。

具体实施方式

下面结合具体附图对本发明作进一步说明。

如图2～图11所示：所述电芯极耳激光模切装置包括机架大板1、机架底板2、过辊3、激光模切机构4、除尘机构5、废料收集机构6、防尘罩7、支撑板40、激光头41、调节机构42、左侧板51、右侧板52、上侧板53、下侧板54、缺口55、激光通道56、左风刀57、右风刀58、料盒61、变频电机62、第二底板63、副辊64、刷辊65、带轮66、第一齿轮67、第二齿轮68、物料通道69、第一刻度微调401、线轨座402、第一底板421、调整平台422、第二刻度微调423、第一丝杠424、丝杠螺母425、垫块426、固定板427、连接板428、第二丝杆429。

如图2、图3所示，本发明所述电芯极耳激光模切装置包括机架大板1和机架底板2，机架大板1垂直安装在机架底板2上，机架大板1的前侧面垂直安装有过辊3、激光模切机构4和除尘机构5（以图2中垂直纸面向外的方向为前侧，垂直纸面向内的方向为后侧），过辊3的数量根据实际需要设置。

所述激光模切机构4的数量为两个，如图4～图6所示，所述激光模切机构4包括支撑板40、激光头41和调节机构42。

如图7所示，所述调节机构42包括前后调节机构和左右调节机构；所述前后调节机构包括设置在支撑板40顶部的第一丝杆424和线轨座402，线轨座402平行分布在支撑板40的顶部左右两侧，线轨座402中安装第一导轨，第一导轨沿前后方向布置，在第一导轨上通过第一滑块滑动安装第一底板421；所述第一丝杆424沿前后方向布置，第一丝杆424的端部设置第一刻度微调401，第一丝杆424上设置第一丝杠螺母，第一丝杠螺母与第一底板421相连，通过第一刻度微调401使第一底板421沿前后方向滑动。所述左右调节机构包括设置在第一底板421上的第二丝杆429和垫块426，垫块426平行分布在第一底板421的顶部两侧，垫块426的顶部设有导轨凹槽，在该导轨凹槽中安装第二导轨，第二导轨沿左右方向布置，在第二导轨上通过第二滑块滑动安装调整平台422；所述第二丝杆429沿左右方向布置，第二丝杆429的端部设置第二刻度微调423，第二丝杆429上设置第二丝杠螺母425，第二丝杠螺母425与调整平台422相连，通过第二刻度微调423使调整平台422沿左右方向滑动。

在所述调整平台422的顶部连接固定板427，固定板427上安装激光头41，激光头41朝向极片的方向设有除尘机构5，除尘机构5通过连接板428与第一底板421相连，以实现除尘机构5在前后方向上的调节。

如图8、图9所示，所述除尘机构5包括左侧板51、右侧板52、上侧板53和下侧板54，左侧板51和右侧板52平行设置，上侧板53安装在左侧板51和右侧板52的顶部，下侧板54安装在左侧板51和右侧板52的底部，上侧板53和下侧板54上均设有用于极片通过的矩形缺口55，缺口55的方向从后向前延伸。在所述左侧板51上设有激光通道56，激光通道56根据激光切割时激光的移动轨迹设置，保证激光在切割极片时不会对左侧板51造成损伤。本实施例中的激光通道的形状为矩形。激光通过该激光通道56对极片进行切割，将极耳切割出来。在所述上侧板53和下侧板54的后端安装有左风刀57和右风刀58，左风刀57和右风刀58对应设置在极片的两侧，左风刀57和右风刀58从极片的两侧面对称吹风，吹风的方向平行于极片，左侧板51和右侧板52的前端与吸风装置相连，极片侧面吹风可以很好的将切割过程中产生的粉尘除去。

本发明中的两个激光模切机构4分别位于极片的两侧，两个激光模切机构4的激光头41在极片上的聚焦点处在同一水平线（如图12所示，图中以实线圆点和虚线圆点分别表示处在极片两边的激光头的聚焦点），保证极片两边切割的极耳的中心线处在同一条线上（如图1所示，切割后的极耳的中心线处于同一直线上）。

在所述除尘机构5的下方设置有废料收集机构6，如图10、图11所示，废料收集机构包括料盒61和变频电机62，料盒61和变频电机62安装在第二底板63上，第二底板63与机架大板1垂直相连，料盒61内设有平行相对设置的副辊64和刷辊65，副辊64和刷辊65的两端分别安装在料盒61的侧壁上，刷辊65的安装轴后端穿过料盒61向外延伸，刷辊65的安装轴后端端部固定安装带轮66和第一齿轮67，变频电机62的输出端通过皮带与带轮66相连，副辊64的后端穿过料盒61向外延伸，副辊64后端端部固定安装有第二齿轮68，第一齿轮67和第二齿轮68组成一个齿轮副。料盒61的底部设有物料通道69，被切割下来的物料从物料通道69进入物料收集装置。

本实施例中，在调节机构42的支撑板40顶部前后两端、调整平台422的左右两端均设有防尘罩7，以保证调节机构42的密闭性，防止粉尘进入调节机构42。

Claims (10)

1.一种电芯极耳激光模切装置，其特征是：包括设置在极片一侧或两侧的激光模切机构（4），激光模切机构（4）包括激光头（41）；

在所述激光头（41）朝向极片的方向设置除尘机构（5），所述除尘机构（5）包括除尘壳体，除尘壳体上设有用于极片通过的缺口（55），在除尘壳体朝向激光头（41）的侧板上设有激光通道（56）；在所述除尘壳体上安装用于在极片两侧对称吹风的左风刀（57）和右风刀（58）；所述除尘壳体与吸风装置相连。

2.如权 利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述左风刀（57）和右风刀（58）吹风的方向平行于极片。

3.如权 利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述左风刀（57）和右风刀（58）安装在除尘壳体的后端，吸风装置安装在除尘壳体的前端。

4.如权利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述激光头（41）沿垂直极片的方向滑动设置在极片的一侧或两侧，激光头（41）与前后调节机构的移动端连接，前后调节机构驱动激光头（41）沿垂直极片的方向移动。

5.如权利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述激光头（41）沿平行极片的方向滑动设置在极片的一侧或两侧，激光头（41）与左右调节机构的移动端连接，左右调节机构驱动激光头（41）沿平行极片的方向移动。

6.如权利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述除尘机构（5）沿垂直极片的方向滑动设置，除尘机构（5）与前后调节机构的移动端连接，前后调节机构驱动除尘机构（5）沿垂直极片的方向远离或靠近极片。

7.如权利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述缺口（55）设置在除尘壳体的后端，除尘壳体的前端为封闭端，封闭端与吸风装置连接。

8.如权利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：在所述除尘机构（5）的下方设置有废料收集机构（6），废料收集机构包括料盒（61），料盒（61）内平行相对设置副辊（64）和刷辊（65），刷辊（65）的安装轴端部连接驱动机构的动力输出端，刷辊（65）的安装轴和副辊（64）的安装轴通过传动机构连接。

9.如权利要求8所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述传动机构采用相互啮合的第一齿轮（67）和第二齿轮（68），第一齿轮（67）安装在刷辊（65）的安装轴端部，第二齿轮（68）安装在副辊（64）的安装轴端部。

10.如权利要求1所述的电芯极耳激光模切装置，其特征是：所述激光模切机构（4）和除尘机构（5）安装在机架大板（1）上，在机架大板（1）上安装用于牵引极片的过辊（3）。