CN108511808B - 一种锂电池生产工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂电池技术领域，具体的说是一种锂电池生产工艺，该工艺使用分切机，该分切机包括工作台和剪切机构，剪切机构包括初切单元和复切单元；初切单元设置在工作台中部，初切单元包括下支板和下压板和切断组件，初切单元用于对极板进行刻痕；复切单元设置在初切单元一侧，且安装在工作台上；复切单元包括上支板、上压板和切断组件，复切单元用于将极板切断，上压板底部设有槽口，槽口内设有调节单元；调节单元包括左滑块、右滑块和丝杆。本发明采用先在极板一面刻痕，然后从极板另一面进行切断的方式，降低极板剪切变形量，提高极板切片的质量，避免后续极板的绕卷漏片，以及正负极接触造成内部短路。

Description

一种锂电池生产工艺
技术领域
本发明属于锂电池技术领域，具体的说是一种锂电池生产工艺。
背景技术
聚合物锂离子电池是目前使用非常普遍的电池，目前聚合物锂离子电池的研究和生产都取得了重大的进展，在各个领域的应用也越来越广泛。近年来聚合物锂离子电池是手机等移动电子装置的首选电池。
随着聚合物锂离子电池的广泛运用，需求聚合物锂离子电池的领域也越来越多，这就要求生产越来越多的聚合物锂离子电池满足使用需求。现有的极板分条工艺，采用剪板机对极板进行裁剪，但现在的剪板机裁出的片尺寸非常容易产生极片弧形或者尺寸偏差较大，使得卷绕时漏片正负极接触造成内部短路或者裁剪出来的片宽窄不一，电芯做到后面分容发现无法发挥到设计的容量造成电池低容或者容量超高。该工艺需花大量时间进行定位、确认，若弧形较大无法正常卷绕直接造成极片报废，严重浪费原材料。
现有技术中也出现了一些锂电池极板剪切的技术方案，如申请号为2015205670527的一项中国专利公开了一种锂电池极板剪切装置，包括包括机架和剪切机构，机架包括工作平台，剪切机构包括上切刀和下切刀，剪切机构两侧的工作平台上均设置有用于输送极板的送料辊，剪切机构两侧的工作平台的上部均设置有一个压料装置，位于剪切机构前部的工作平台上设置有极片定位装置。
采用该技术方案的剪切工艺，能够节省加工时间，提高工效，降低了操作人员的劳动强度；但是该工艺采用上切刀和下切刀的相互运动对极板进行剪切，易使极片的切断处产生变形，使得后续的绕卷漏片，正负极接触造成内部短路，使得该剪切工艺的适用应不高。
发明内容
为了弥补现有技术的不足，本发明提出的一种锂电池生产工艺，该工艺使用分切机，该分切机通过剪切机构的初切单元对极板进行刻痕；剪切机构的复切单元将极板切断；通过先在极板一面刻痕，然后从另一面进行切断的方式，降低极板剪切变形量。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：本发明所述的一种锂电池生产工艺，该工艺采用如下步骤：
步骤一：将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状；
步骤二：将步骤一中混合的浆料均匀涂覆在金属箔片上，正极涂在铝箔上，负极涂在铜箔上；
步骤三：将步骤二中涂布后的极板送入烘烤设备中烘烤，去除水分；
步骤四：将步骤三中烘干后的极板送入辊压机进行压实；
步骤五：将步骤四中压实的极板送入分切机，将极板连续纵切成单体电池需要的宽度；
步骤六：将步骤五中分切好的极板送入下一工序；
其中，所述分切机包括工作台和剪切机构；所述剪切机构包括初切单元和复切单元；所述初切单元设置在工作台中部，初切单元用于对极板进行刻痕；所述复切单元设置在初切单元一侧，且安装在工作台上；所述复切单元用于将极板切断。通过先在极板一面刻痕，然后从另一面进行切断，能够降低剪切变形量。
所述初切单元包括下支板和下压板和切断组件；所述下支板固定安装在工作台底部；所述下支板顶部固连着伸缩气缸，所述伸缩气缸端头固连着下压板；所述工作台顶部设有配合下压板工作的切断组件；下压板向上压住极板，切断组件下降并纵向移动，在极板上划出刻痕。
所述复切单元包括上支板、上压板和切断组件；所述上支板固定安装在工作台顶部；所述上支板底部固连着伸缩气缸，所述伸缩气缸端头固连着上压板，所述上压板底面中部设有V型槽，所述V型槽用于避让切刀；所述工作台底部设有配合上压板工作的切断组件；上压板向下压住极板，切断组件上升并纵向移动，在极板刻痕的另一面将极板切断。
所述切断组件包括支撑板、滑块和安装座；所述支撑板安装在工作台上，所述滑块滑动安装在支撑板上，所述滑块上设有安装座，所述安装座设有U型槽，安装座的U型槽内转动安装着切刀，所述切刀通过电机控制转动。
优选的，所述安装座一侧设有电机，所述电机的转轴外圈对称设有第一刀片和第二刀片；所述第一刀片通过一个导柱安装在转轴外圈，第二刀片通过另一个导柱安装在转轴外圈，第一刀片和第二刀片能够沿转轴外圈的法向移动。电机转动时，第一刀片和第二刀片在离心力的作用下沿转轴外圈的法向向外移动，通过控制电机转速，能够控制第一刀片和第二刀片的位移量，从而控制对极板的切割深度，实现一面刻痕，另一面切断的目的，减小剪切变形量。
优选的，所述下压板顶部设有胶垫，所述胶垫通过转动辊控制转动，所述胶垫一端底部转动安装着凸轮，所述凸轮通过电机控制转动，所述凸轮一端设有凸起，所述凸起用于刮除胶垫表面脏物，对极板进行刻痕时，下压板上对应切刀的位置压力集中，使得该处易积累脏物，通过设置可转动的胶垫，避免脏物在下压板上集中堆积，同时设置凸轮将积累的脏物进行刮除，避免脏物对极板的影响。
优选的，所述凸轮一端设有气囊，所述气囊设有朝向胶垫的气孔，通过控制凸轮摆动，间歇挤压气囊，将凸轮刮除的脏物吹走。
优选的，所述上压板底部设有槽口，所述槽口内设有调节单元；所述调节单元包括左滑块、右滑块和丝杆；所述下压板的槽口内滑动安装着左滑块和右滑块，所述左滑块和右滑块均设有斜面，左滑块的斜面和右滑块的斜面构成V型槽，所述V型槽用于避让切刀；所述丝杆转动安装在上压板的槽口内；所述丝杆通过电机控制转动，所述丝杆外圈设有旋向相反的两段螺纹，所述左滑块和右滑块均旋接在丝杆上，所述丝杆转动用于控制左滑块和右滑块相近或相离；所述的左滑块和右滑块之间设有风箱，所述左滑块和右滑块均设有连通风箱的吹气管，所述吹气管用于吹除上压板沾附的碎屑，切刀将极板切断时，左滑块的斜面和右滑块的斜面上会被溅射沾附上切割碎屑，左滑块和右滑块移动对风箱进行挤压，通过吹气管对切割碎屑进行清理。
优选的，所述吹气管内滑动安装着滚珠，所述滚珠通过弹簧安装在吹气管端头的滑槽内，左滑块内的出气管端头设有一组第一气孔，右滑块内的出气管端头设有一组与第一气孔相交错的第二气孔；吹气管吹气时，滚珠在气流作用下向下移动，使得气流能够依次从各个气孔流出，将粉屑逐渐往下推送，提高粉屑的清除效率。
本发明的有益效果如下：
1.本发明的一种锂电池生产工艺，该工艺在极板分切时，采用先在极板一面刻痕，然后从极板另一面进行切断的方式，降低极板剪切变形量，提高极板切片的质量，避免后续极板的绕卷漏片，以及正负极接触造成内部短路，从而严重影响锂电池的产品质量。
2.本发明的一种锂电池生产工艺，该工艺使用分切机，该分切机通过设置剪切机构，剪切机构的初切单元对极板进行刻痕；剪切机构的复切单元将极板切断；通过先在极板一面刻痕，然后从另一面进行切断的方式，降低极板剪切变形量。
3.本发明的一种锂电池生产工艺，该工艺使用分切机，该分切机通过设置第一刀片和第二刀片，通过控制电机转速不同，从而控制对极板的切割深度，实现一面刻痕，另一面切断的目的，减小极板的剪切变形量。
4.本发明的一种锂电池生产工艺，该工艺使用分切机，该分切机通过设置可转动的胶垫，避免脏物在下压板上集中堆积，同时设置凸轮将积累的脏物进行刮除，避免脏物对极板的影响，并通过控制凸轮摆动，间歇挤压气囊，将凸轮刮除的脏物吹走。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是本发明工艺流程图；
图2是本发明分切机的结构图
图3是本发明分切机的主视图；
图4是图3中A-A剖视图；
图5是图4中F局部放大图；
图6是图4中E局部放大图；
图7是本发明分切机的调节单元结构图；
图中：工作台1、剪切机构2、初切单元3、下支板31、下压板32、胶垫321、凸轮322、凸起323、气囊324、气孔325、复切单元4、上支板41、上压板42、切断组件5、支撑板51、滑块52、安装座53、第一刀片54、第二刀片55、调节单元6、左滑块61、右滑块62、丝杆63、风箱7、吹气管71、滚珠72、第一气孔73、第二气孔74。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图7所示，本发明所述的一种锂电池生产工艺，该工艺采用如下步骤：
步骤一：将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状；
步骤二：将步骤一中混合的浆料均匀涂覆在金属箔片上，正极涂在铝箔上，负极涂在铜箔上；
步骤三：将步骤二中涂布后的极板送入烘烤设备中烘烤，去除水分；
步骤四：将步骤三中烘干后的极板送入辊压机进行压实；
步骤五：将步骤四中压实的极板送入分切机，将极板连续纵切成单体电池需要的宽度；
步骤六：将步骤五中分切好的极板送入下一工序；
其中，所述分切机包括工作台1和剪切机构2；所述剪切机构2包括初切单元3和复切单元4；所述初切单元3设置在工作台1中部，初切单元3用于对极板进行刻痕；所述复切单元4设置在初切单元3一侧，且安装在工作台1上；所述复切单元4用于将极板切断。通过先在极板一面刻痕，然后从另一面进行切断，能够降低剪切变形量。
所述初切单元3包括下支板31和下压板32和切断组件5；所述下支板31固定安装在工作台1底部；所述下支板31顶部固连着伸缩气缸，所述伸缩气缸端头固连着下压板32；所述工作台1顶部设有配合下压板32工作的切断组件5；下压板32向上压住极板，切断组件5下降并纵向移动，在极板上划出刻痕。
所述复切单元4包括上支板41、上压板42和切断组件5；所述上支板41固定安装在工作台1顶部；所述上支板41底部固连着伸缩气缸，所述伸缩气缸端头固连着上压板42，所述上压板42底面中部设有V型槽，所述V型槽用于避让切刀；所述工作台1底部设有配合上压板42工作的切断组件5；上压板42向下压住极板，切断组件5上升并纵向移动，在极板刻痕的另一面将极板切断。
所述切断组件5包括支撑板51、滑块52和安装座53；所述支撑板51安装在工作台1上，所述滑块52滑动安装在支撑板51上，所述滑块52上设有安装座53，所述安装座53设有U型槽，安装座53的U型槽内转动安装着切刀，所述切刀通过电机控制转动。
作为本发明的一种实施方式，所述安装座53一侧设有电机，所述电机的转轴外圈对称设有第一刀片54和第二刀片55；所述第一刀片54通过一个导柱安装在转轴外圈，第二刀片55通过另一个导柱安装在转轴外圈，第一刀片54和第二刀片55能够沿转轴外圈的法向移动。电机转动时，第一刀片54和第二刀片55在离心力的作用下沿转轴外圈的法向向外移动，通过控制电机转速，能够控制第一刀片54和第二刀片55的位移量，从而控制对极板的切割深度，实现一面刻痕，另一面切断的目的，减小剪切变形量。
作为本发明的一种实施方式，所述下压板32顶部设有胶垫321，所述胶垫321通过转动辊控制转动，所述胶垫321一端底部转动安装着凸轮322，所述凸轮322通过电机控制转动，所述凸轮322一端设有凸起323，所述凸起323用于刮除胶垫321表面脏物，对极板进行刻痕时，下压板32上对应切刀的位置压力集中，使得该处易积累脏物，通过设置可转动的胶垫321，避免脏物在下压板32上集中堆积，同时设置凸轮322将积累的脏物进行刮除，避免脏物对极板的影响。
作为本发明的一种实施方式，所述凸轮322一端设有气囊324，所述气囊324设有朝向胶垫321的气孔325，通过控制凸轮322摆动，间歇挤压气囊324，将凸轮322刮除的脏物吹走。
作为本发明的一种实施方式，所述上压板42底部设有槽口，所述槽口内设有调节单元6；所述调节单元6包括左滑块61、右滑块62和丝杆63；所述下压板42的槽口内滑动安装着左滑块61和右滑块62，所述左滑块61和右滑块62均设有斜面，左滑块61的斜面和右滑块62的斜面构成V型槽，所述V型槽用于避让切刀；所述丝杆63转动安装在上压板42的槽口内；所述丝杆63通过电机控制转动，所述丝杆63外圈设有旋向相反的两段螺纹，所述左滑块61和右滑块62均旋接在丝杆63上，所述丝杆63转动用于控制左滑块61和右滑块62相近或相离；所述的左滑块61和右滑块62之间设有风箱7，所述左滑块61和右滑块62均设有连通风箱7的吹气管71，所述吹气管71用于吹除上压板42沾附的碎屑，切刀将极板切断时，左滑块61的斜面和右滑块62的斜面上会被溅射沾附上切割碎屑，左滑块61和右滑块62移动对风箱7进行挤压，通过吹气管71对切割碎屑进行清理。
作为本发明的一种实施方式，所述吹气管71内滑动安装着滚珠72，所述滚珠72通过弹簧安装在吹气管71端头的滑槽内，左滑块61内的出气管71端头设有一组第一气孔73，右滑块62内的出气管71端头设有一组与第一气孔73相交错的第二气孔74；吹气管71吹气时，滚珠72在气流作用下向下移动，使得气流能够依次从各个气孔流出，将粉屑逐渐往下推送，提高粉屑的清除效率。
使用时，极板在工作台1上移动，首先初切单元3的下压板32向上压住极板，切断组件5的电机转动，第一刀片54和第二刀片55在离心力的作用下沿转轴外圈的法向向外移动，通过控制电机转速，能够控制第一刀片54和第二刀片55的位移量，从而控制对极板的切割深度，在极板的上表面进行刻痕；其次，松开下压板32，极板移动至复切单元4，复切单元4的上压板42向下压住极板，控制复切单元4的切断组件5的转速高于初切单元3的切断组件5的转速，进而加深对极板的切割深度，从极板刻痕的另一面将极板切断；在极板多次划痕后，下压板32上对应切刀的位置压力集中，使得该处易积累脏物，通过设置可转动的胶垫321，避免脏物在下压板32上集中堆积，同时设置凸轮322将积累的脏物进行刮除，避免脏物对极板的影响；相应的，切刀将极板切断时，左滑块61的斜面和右滑块62的斜面上会被溅射沾附上切割碎屑，左滑块61和右滑块62移动对风箱7进行挤压，通过吹气管71对切割碎屑进行清理，吹气管71吹气时，滚珠72在气流作用下向下移动，使得气流能够依次从各个气孔流出，将粉屑逐渐往下推送，提高粉屑的清除效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种锂电池生产工艺，其特征在于，该工艺采用如下步骤：
步骤一：将正、负极固态电池材料混合均匀后加入溶剂，通过真空搅拌机搅拌成浆状；
步骤二：将步骤一中混合的浆料均匀涂覆在金属箔片上，正极涂在铝箔上，负极涂在铜箔上；
步骤三：将步骤二中涂布后的极板送入烘烤设备中烘烤，去除水分；
步骤四：将步骤三中烘干后的极板送入辊压机进行压实；
步骤五：将步骤四中压实的极板送入分切机，将极板连续纵切成单体电池需要的宽度；
步骤六：将步骤五中分切好的极板送入下一工序；
其中，所述分切机包括工作台(1)和剪切机构(2)；所述剪切机构(2)包括初切单元(3)和复切单元(4)；所述初切单元(3)设置在工作台(1)中部，初切单元(3)用于对极板进行刻痕；所述复切单元(4)设置在初切单元(3)一侧，且安装在工作台(1)上；所述复切单元(4)用于将极板切断；其中，
所述初切单元(3)包括下支板(31)和下压板(32)和切断组件(5)；所述下支板(31)固定安装在工作台(1)底部；所述下支板(31)顶部固连着伸缩气缸，所述伸缩气缸端头固连着下压板(32)；所述工作台(1)顶部设有配合下压板(32)工作的切断组件(5)；
所述复切单元(4)包括上支板(41)、上压板(42)和切断组件(5)；所述上支板(41)固定安装在工作台(1)顶部；所述上支板(41)底部固连着伸缩气缸，所述伸缩气缸端头固连着上压板(42)，所述上压板(42)底面中部设有V型槽，所述V型槽用于避让切刀；所述工作台(1)底部设有配合上压板(42)工作的切断组件(5)；
所述切断组件(5)包括支撑板(51)、滑块(52)和安装座(53)；所述支撑板(51)安装在工作台(1)上，所述滑块(52)滑动安装在支撑板(51)上，所述滑块(52)上设有安装座(53)，所述安装座(53)设有U型槽，安装座(53)的U型槽内转动安装着切刀，所述切刀通过电机控制转动。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池生产工艺，其特征在于：所述安装座(53)一侧设有电机，所述电机的转轴外圈对称设有第一刀片(54)和第二刀片(55)；所述第一刀片(54)通过一个导柱安装在转轴外圈，第二刀片(55)通过另一个导柱安装在转轴外圈，第一刀片(54)和第二刀片(55)能够沿转轴外圈的法向移动。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池生产工艺，其特征在于：所述下压板(32)顶部设有胶垫(321)，所述胶垫(321)通过转动辊控制转动，所述胶垫(321)一端底部转动安装着凸轮(322)，所述凸轮(322)通过电机控制转动，所述凸轮(322)一端设有凸起(323)，所述凸起(323)用于刮除胶垫(321)表面脏物。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池生产工艺，其特征在于：所述凸轮(322)一端设有气囊(324)，所述气囊(324)设有朝向胶垫(321)的气孔(325)。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池生产工艺，其特征在于：所述上压板(42)底部设有槽口，所述槽口内设有调节单元(6)；所述调节单元(6)包括左滑块(61)、右滑块(62)和丝杆(63)；所述下压板(42)的槽口内滑动安装着左滑块(61)和右滑块(62)，所述左滑块(61)和右滑块(62)均设有斜面，左滑块(61)的斜面和右滑块(62)的斜面构成V型槽，所述V型槽用于避让切刀；所述丝杆(63)转动安装在上压板(42)的槽口内；所述丝杆(63)通过电机控制转动，所述丝杆(63)外圈设有旋向相反的两段螺纹，所述左滑块(61)和右滑块(62)均旋接在丝杆(63)上，所述丝杆(63)转动用于控制左滑块(61)和右滑块(62)相近或相离；所述的左滑块(61)和右滑块(62)之间设有风箱(7)，所述左滑块(61)和右滑块(62)均设有连通风箱(7)的吹气管(71)，所述吹气管(71)用于吹除上压板(42)沾附的碎屑。
6.根据权利要求5所述的一种锂电池生产工艺，其特征在于：所述吹气管(71)内滑动安装着滚珠(72)，所述滚珠(72)通过弹簧安装在吹气管(71)端头的滑槽内，左滑块(61)内的出气管(71)端头设有一组第一气孔(73)，右滑块(62)内的出气管(71)端头设有一组与第一气孔(73)相交错的第二气孔(74)。
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