CN106945118A - 一种极片模切设备及其模切方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及极片加工设备领域，尤其涉及一种极片模切设备及其模切方法，极片模切设备包括上料装置、模切装置和下料装置，上料装置包括送卷接带机构和第一储片机构，模切装置包括第一模切机构、第二模切机构和调节机构，下料装置包括收卷接带机构和第二储片机构；本发明能实现连续上料，模切时间短，生产效率高。模切方法为：a、送卷，b、在进料前对带料进行检测以及储料进料，c、调节机构和拉料机构控制进料量，第一模切机构和第二模切机构进行模切，d、出料检测并且收卷；本模切方法能根据不同的极片卷绕方式，模切出不同极片的极耳之间距离不相等的单极耳或双极耳，适用范围更广，减少电芯生产成本，提高电芯生产质量。

Description

一种极片模切设备及其模切方法
技术领域
本发明涉及极片加工设备领域，尤其涉及一种极片模切设备及其模切方法。
背景技术
锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池已应用到、汽车、储能等众多民用及军事领域。
现今的锂离子电池，在卷绕工艺中采用的是360°单极耳的方式，在使用中易出现极片断裂后容量下降的现象，而采用360°双极耳的方式，可有效避免此问题，同时360°双极耳也有效提高了电池的充放电倍率。
另外在现有模切制造工艺中，多极耳模切生产速度只有20米/min，为适应越来越快的生产需求，未来的模切速度至少达到50米/min以上，这是现有的模切方式所达不到的。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种可提高模切速度，且可以根据不同电芯卷绕方式，使模切的极耳方式可以调节，提高生产速度及电芯质量的一种极片模切设备及其模切方法。
本发明所采用的技术方案是：
一种极片模切设备，包括上料装置、模切装置和下料装置，所述上料装置、模切装置和下料装置沿加工顺序依次设置，所述上料装置包括送卷接带机构和第一储片机构，所述模切装置包括第一模切机构、第二模切机构和调节机构，所述下料装置包括收卷接带机构和第二储片机构。
其中，所述送卷接带机构和收卷接带机构均包括第一卷轴、第二卷轴和接带组件，所述接带组件包括第一接带气缸、第二接带气缸和导料辊。
其中，所述上料装置和下料装置均还包括张力机构，所述上料装置还包括纠偏机构和CCD检测机构。
其中，所述下料装置还包括拉料机构、测距机构、贴标机构、刷粉机构、扶极耳机构和除铁机构，所述拉料机构设置于模切装置与第二储片机构之间，所述除铁机构、测距机构、贴标机构和刷粉机构沿加工顺序依次设置，所述扶极耳机构设置于收卷接带机构的一侧。
其中，所述调节机构为导轨组件，所述第一模切机构或第二模切机构滑动安装于导轨组件，所述第一模切机构和第二模切机构的下方设置有废料箱。
其中，所述调节机构为调节辊组件，该调节辊组件包括拉料调节辊，所述拉料调节辊设置于第一模切机构和第二模切机构之间，可沿极片移动方向上下运动。
其中，所述模切装置还包括打孔机构，该打孔机构设置于第二模切机构的出料端。
一种极片模切方法，其模切方法如下：
a、在送卷接带机构的第一卷轴和第二卷轴极片上卷后，选择第一卷轴或第二卷轴进行送卷；
b、极片带料位置的检测以及调节，第一储片机构储存极片带料；
c、通过拉料机构和调节机构调节第一模切机构和第二模切机构的进料量，极片带料移动到第一模切机构和第二模切机构进行模切；
d、对模切后的极片进行极耳测距、清洁以及收卷。
本发明的有益效果为：
本发明结构合理，能实现连续上料，无须生产途中由于原料耗尽需要更换原料而停机更换，节省了换料时间，提高生产效率，第一模切机构和第二模切机构同时工作，加工效率更高，模切装置设置有调节机构，调节机构能调节第一模切机构或第二模切机构的进料量，使第一模切机构和第二模切机构每次切出的极耳距离可调节，可用于生产电芯对每对极耳距离要求不一的生产标准，适用范围更广；第一储片机构和第二储片机构的设置，当需要快速进料时，实现快速作业，减少等待送料时间，大大提高生产的效率；
能根据不同电芯不同的极片卷绕方式，模切出不同极片的极耳之间距离不相等的单极耳或双极耳，满足不同电芯卷绕时每个极片的极耳对位置的要求，使适用范围更广，减少电芯生产成本，提高电芯质量，且可应用于360°双极耳模切，使模切后的极耳在360°卷绕后形成双极耳，提高电池的充放电倍率。
附图说明
附图1为本发明实施例1的结构示意图；
附图2为本发明送卷接带机构的结构示意图；
附图3为本发明第一模切机构第一次模切的模切示意图；
附图4为本发明第一模切机构第二次模切以及第二模切机构第一次模切的模切示意图；
附图5为本发明第一模切机构第三次模切以及第二模切机构第二次模切的模切示意图；
附图6为本发明实施例2的结构示意图；
附图7为本发明实施例2的第一模切机构以及第二模切机构的第一次模切示意图；
附图8为本发明实施例2的第一模切机构以及第二模切机构的第二次模切示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步的说明。
如图1、2和6所示，一种极片模切设备，包括上料装置1、模切装置2和下料装置3，上料装置1、模切装置2和下料装置3沿加工顺序依次设置，上料装置1包括送卷接带机构11和第一储片机构12，模切装置2包括第一模切机构21、第二模切机构22和调节机构，下料装置3包括收卷接带机构31和第二储片机构32。本发明结构合理，能实现连续上料，无须生产途中由于原料耗尽需要更换原料而停机更换，节省了换料时间，提高生产效率，第一模切机构21和第二模切机构22同时工作，加工效率更高，模切装置2设置有调节机构，调节机构能调节第一模切机构21或第二模切机构22的进料量，使第一模切机构21和第二模切机构22每次切出的极耳距离可调节，可用于生产电芯对每对极耳距离要求不一的生产标准，适用范围更广；第一储片机构12和第二储片机构32的设置，当需要快速进料时，实现快速作业，减少等待送料时间，大大提高生产的效率。
送卷接带机构11和收卷接带机构31均包括第一卷轴41、第二卷轴42和接带组件43，接带组件43包括第一接带气缸431、第二接带气缸432和导料辊433，在第一卷轴41和第二卷轴42均放有极片原料，在生产时，首先通过第一卷轴41送料，将第二卷轴42的原料固定设置于第一接带气缸431和第二接带气缸432之间，当第一卷轴41的极片原料消耗完，带料感应器发送电信号使第一接带气缸431和第二接带气缸432动作，将正在移动中的极片原料与第二卷轴42的极片原料连接继续送料，无须停机换料，提高了生产的效率。
上料装置1和下料装置3均还包括张力机构44，上料装置1还包括纠偏机构45，用于调整极片传输过程中的张力和位置，防止张力不均或跑偏导致模切位置不准确，影响电芯生产质量，提高了生产的质量。
上料装置1还包括CCD检测机构13，代替人工对极片的平整度和正位度进行检测，并将检测数据反馈到张力机构44和纠偏机构45，使张力机构44和纠偏机构45调节极片的张力和位置，提高自动化程度和生产效率，降低了人工成本。
下料装置3还包括拉料机构33、测距机构34、贴标机构35、刷粉机构36、扶极耳机构37和除铁机构38，拉料机构33设置于模切装置与第二储片机构32之间，所述除铁机构38、测距机构34、贴标机构35和刷粉机构36沿加工顺序依次设置，所述扶极耳机构37设置于收卷接带机构31的一侧，测距机构34对模切后极片的极耳之间的距离进行检测，防止模切位置出现偏差，进一步提高模切质量，刷粉机构36对模切后的极片进行清洁，防止极片由于静电吸附各类粉尘，除铁机构38去除极片表面在加工过程中可能粘附的铁杂质，造成电芯质量下降，减少安全隐患，扶极耳机构37保证在卷绕过程中，不会造成极耳的折叠，影响生产质量。
模切装置2还包括打孔机构24，对极片带料进行冲切标记孔，便于后续进一步加工的识别和定位，第一模切机构21和第二模切机构22的下方设置有废料箱25，收集模切后产生的废料，保护车间生产环境。
一种极片模切方法，其方法如下：
a、在送卷接带机构11的第一卷轴41和第二卷轴42极片上卷后，选择第一卷轴41或第二卷轴42进行送卷；
b、CCD检测机构13对极片的平整度和正位度进行检测，将检测数据反馈到张力机构44和纠偏机构45，通过张力机构44和纠偏机构45进行调节放卷张力和正位度，在拉料机构33停止拉料时，第一储片机构12储存极片料；
c、当需要快速进料时，拉料机构33拉料，第一储片机构12放料至第一模切机构21进行模切，第二模切机构22进行模切；
d、极片料进行模切后移动到打孔机构24进行打孔，极片料通过拉料机构33后储存在第二储片机构32，收卷接带机构31的第一卷轴41或第二卷轴42进行收卷，测距机构34对极片模切的极耳之间进行测距后，贴标机构35对极片进行贴标，极片通过张力机构44调节张力，极片通过刷粉机构36，刷粉机构36清洁极片表面的粉尘杂质，收卷接带机构31的第一卷轴41或第二卷轴42进行收卷，通过扶极耳机构37防止极耳错位。
本发明可以根据实际需求，对极耳的位置参数进行自由调整，根据结构设计需要，自由定位极耳位置，具备较高的实用性，可以有效解决卷制电芯复杂的极耳定位问题，适用于各种卷绕电芯，使极耳在卷绕后形成所需的极耳位置定位，实用性强。
当送卷接带机构11的第一卷轴41的极片消耗完，接带组件43的第一气缸和第二气缸的输出轴同时向中间靠拢，使送卷接带机构11的第二卷轴42的极片与消耗完的极片连接在一起，第二卷轴42的极片继续放卷；当收卷接带机构31的第一卷轴41收卷到足够的极片，接带组件43的第一气缸和第二气缸的输出轴同时向中间靠拢，切断来料，使收卷接带机构31的第二卷轴42的极片与极片来料连接在一起，第二卷轴42继续收卷，实现持续放卷，无须停机进行极片带料的更换，生产效率更高。
实施例1：
如图1所示，调节机构为导轨组件231，第二模切机构22滑动安装于导轨组件231，通过移动第二模切机构22，可使两次模切的极耳距离不相同，满足不同电芯制造方式对极耳在极片的位置的要求，使用范围更广。
使用上述机构进行的模切方法为：
拉料机构33的拉料移动距离为D；
第二模切机构22的移动距离为C；
如图1～5所示，由第一模切机构21的第一次模切形成第一极耳51，拉料机构33第一次拉动极片带料移动距离D1，第一模切机构21进行第二次模切形成第三极耳53，第二模切机构22进行第一次模切形成第二极耳52，拉料机构33第二次拉动极片带料移动距离D2，第二模切机构22通过调节机构移动距离C1进行第二次模切，形成第四极耳54，第一模切机构21进行第三次模切，形成第五极耳55，重复上述步骤，改变拉料移动距离D和第二模切机构移动距离C，即可使相邻两极耳之间的距离可变。
通过上述模切方法，能根据不同电芯不同的极片折叠方式，模切出不同极片的极耳之间距离不相等的单极耳或双极耳，满足不同电芯卷绕时每个极片的极耳对位置的要求，使适用范围更广，减少电芯生产成本，提高电芯质量，且可应用于360°双极耳模切，使模切后的极耳在360°卷绕后形成双极耳，提高电池的充放电倍率。
实施例2：
如图6所示，调节机构为调节辊组件232，该调节辊组件232包括拉料调节辊232a，拉料调节辊232a设置于第一模切机构21和第二模切机构22之间，可沿极片移动方向上下运动，通过移动拉料调节辊232a的位置，使拉料机构33每次拉料，调节第一模切机构21和第二模切机构22的进料量，使第一模切机构21和第二模切机构22的进料量可以有所区别，适用范围更广，且无须移动第一模切机构21或第二模切机构22，使模切更稳定。
使用上述机构进行的模切方法：
拉料机构33的拉料移动距离为D；
拉料调节辊232a的移动距离为C；
如图6～8所示，由第一模切机构21和第二模切机构22的第一次模切分别形成第一极耳51和第二极耳52，拉料机构33第一次拉动极片带料移动距离为D1，此时第二极耳52相对于第二模切机构22所移动的距离为D1，,第一极耳51相对第一模切机构21移动的距离也为D1，此时调节辊组件232的拉料调节辊232a向下移动距离C1，拉动第一模切机构21下方的极片带料移动距离C1，此时第一极耳51相对第一模切机构21移动的距离为D2，由第一模切机构21和第二模切机构22的第二次模切分别形成第三极耳53和第四极耳54，由重复上述步骤，改变拉料移动距离D和拉料调节辊的移动距离为C。
通过上述模切方法，能根据不同电芯不同的极片折叠方式，模切出不同极片的极耳之间距离不相等的单极耳或双极耳，满足不同电芯卷绕时每个极片的极耳对位置的要求，使适用范围更广，减少电芯生产成本，提高电芯质量，且可应用于360°双极耳模切，使模切后的极耳在360°卷绕后形成双极耳，提高电池的充放电倍率。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种极片模切设备，包括上料装置(1)、模切装置(2)和下料装置(3)，所述上料装置(1)、模切装置(2)和下料装置(3)沿加工顺序依次设置，其特征在于，所述上料装置(1)包括送卷接带机构(11)和第一储片机构(12)，所述模切装置包括第一模切机构(21)、第二模切机构(22)和调节机构，所述下料装置(3)包括收卷接带机构(31)和第二储片机构(32)。
2.根据权利要求1所述一种极片模切设备，其特征在于，所述送卷接带机构(11)和收卷接带机构(31)均包括第一卷轴(41)、第二卷轴(42)和接带组件(43)，所述接带组件(43)包括第一接带气缸(431)、第二接带气缸(432)和导料辊(433)。
3.根据权利要求1所述一种极片模切设备，其特征在于，所述上料装置(1)和下料装置(2)均包括张力机构(44)，所述上料装置(1)还包括纠偏机构(45)和CCD检测机构(13)。
4.根据权利要求1所述一种极片模切设备，其特征在于，所述下料装置(3)还包括拉料机构(33)、测距机构(34)、贴标机构(35)、刷粉机构(36)、扶极耳机构(37)和除铁机构(38)，所述拉料机构(33)设置于模切装置与第二储片机构(32)之间，所述除铁机构(38)、测距机构(34)、贴标机构(35)和刷粉机构(36)沿加工顺序依次设置，所述扶极耳机构(37)设置于收卷接带机构(31)的一侧。
5.根据权利要求1所述一种极片模切设备，其特征在于，所述调节机构为导轨组件(231)，所述第一模切机构(21)或第二模切机构(22)滑动安装于导轨组件(231)，所述第一模切机构(21)和第二模切机构(22)的下方设置有废料箱(25)。
6.根据权利要求1所述一种极片模切设备，其特征在于，所述调节机构为调节辊组件(232)，该调节辊组件(232)包括拉料调节辊(232a)，所述拉料调节辊(232a)设置于第一模切机构(21)和第二模切机构(22)之间，可沿极片移动方向上下运动。
7.根据权利要求1所述一种极片模切设备，其特征在于，所述模切装置(2)还包括打孔机构(24)，该打孔机构(24)设置于第二模切机构(22)的出料端。
8.一种极片模切方法，其特征在于，根据权利要求1～7任一项所述极片模切设备进行极片加工，其模切方法如下：
a、在送卷接带机构(11)的第一卷轴(41)和第二卷轴(42)极片上卷后，选择第一卷轴(41)或第二卷轴(42)进行送卷；
b、极片带料位置的检测以及调节，第一储片机构(12)储存极片带料；
c、通过拉料机构(33)和调节机构调节第一模切机构(12)和第二模切机构(22)的进料量，极片带料移动到第一模切机构(12)和第二模切机构(22)进行模切；
d、对模切后的极片进行极耳测距、清洁以及收卷。
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