CN109570775A - 一种电池极耳激光切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池极耳激光切割装置。该切割装置包括激光头（1）、过辊组件（2）、切割托板（3）、除尘罩（4）以及废料下料机构（5）；所述过辊组件包括进料辊（21）和出料辊（22）；所述切割托板（3）设置在所述进料辊（21）和所述出料辊（22）之间；所述切割托板（3）上具有切割口（31）；所述切割口（31）位于所述激光头（1）的出光光路上；所述除尘罩（4）的入口端设置在所述切割口（31）处；所述废料下料机构（5）设置在所述切割托板（3）的出料端。该切割装置能有效对电池极耳进行精准切割，切割过程稳定，同时能有效除尘及防褶皱，能有效消除安全隐患。
Description
技术领域
本发明涉及电池极耳切割设备技术领域，具体涉及一种电池极耳激光切割装置。
背景技术
由于锂电池的很多优点及其特有的高工作电压高能量密度以及长循环寿命等性能优势，锂电池被广泛的应用在电子仪表、手机、笔记本电脑、数码和家电产品等消费类电子产品中。锂电池在快速增长的消费类等电子产品大规模实用极大地推动了锂电池产业的扩张，而同时，为满足锂电池的大规模及高端应用，对锂电池生产的质量合格率要求也越来越高。锂电池中，电池极耳作为电子输出通道，尤为重要。
电池极耳在制备过程中，需要经过切割呈适应形状后再粘贴安装在锂电池上。其中，电池极耳的切割工艺中，激光切割极耳的效率高。在激光头切割过程中，需要对粉尘进行清除，避免粉尘堆积造成堵塞而直接影响激光切割的精度以及效率，以及避免粉尘吸附金属材质原料导致的电池短路的安全隐患。
而更重要的，由于极耳的厚度极薄，在对极耳进行激光切割的过程中，极耳受到相关的作用力容易发生飘摆和出现褶皱，发生飘摆和出现褶皱的极耳会使得其切割精度不高，造成偏差，从而影响了产品的品质。并且，在现有的电池极耳激光切割装置设计中，对于厚度极薄的极耳，切割后的成品极片及极耳废料通过料辊的运转带动下料，成品极片与极耳废料不容易分离；而且仅通过料辊的运转带动下料，切割后的成品极片及极耳废料在风刀吹风下容易发生飘摆和鼓荡，从而使整个极耳卷料发生摆动，不利于激光对焦切割。
因此，需要研究出能够有效防止飘摆、对极耳进行精确切割，同时有效除尘，并且能够使切割和下料过程稳定、成品极片与极耳废料有效分离的电池极耳激光切割装置。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的至少一个不足或缺陷，提供了一种电池极耳激光切割装置。该切割装置能有效对电池极耳进行精准切割，同时对切割过程行进间的极耳废料边进行紧贴吸附，使切割过程能有效防止极耳发生飘摆，切割过程稳定，且不影响切割后的电池极耳的废料边与成品极片的分离；同时能有效除尘及防褶皱，能有效消除安全隐患。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种电池极耳激光切割装置，用于对极耳进行激光切割，包括激光头、过辊组件、切割托板、除尘罩以及废料下料机构；所述过辊组件包括进料辊和出料辊；所述切割托板设置在所述进料辊和所述出料辊之间；所述切割托板上具有切割口；所述切割口位于所述激光头的出光光路上；所述除尘罩的入口端设置在所述切割口处；所述废料下料机构设置在所述切割托板的出料端。
优选的，所述废料下料机构包括主动皮带轮、从动皮带轮以及皮带；
所述从动皮带轮位于所述切割托板的出料端；所述主动皮带轮位于靠近所述出料辊的进料端处；所述主动皮带轮和从动皮带轮均位于与所述除尘罩的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹相背的另一侧；
所述皮带的两端分别套设在所述主动皮带轮和所述从动皮带轮上，且所述皮带靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行于切割后电池极耳的运行轨迹。
更优选的，所述皮带上环带开设有小孔；所述主动皮带轮与所述从动皮带轮之间设置有真空吸附腔，所述真空吸附腔的吸附口位于皮带包围的部分内；
工作时，所述皮带靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行贴近于切割后电池极耳，所述真空吸附腔用于通过皮带上的小孔将切割后电池极耳的废料边吸附贴紧于皮带。
更进一步优选的，所述真空吸附腔上还设置有破真空腔；所述破真空腔位于所述真空吸附腔的靠近主动皮带轮的一侧，且与所述真空吸附腔连接。
优选的，所述废料下料机构包括吸废料轮；所述吸废料轮位于所述切割托板的出料端，且位于与所述除尘罩的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹相背的另一侧；
所述吸废料轮沿轮的径向截面分割包括真空吸附区、破真空区以及自由区。
更优选的，沿所述吸废料轮的径向截面，所述真空吸附区的扇形面积大于所述破真空区的扇形面积，且小于所述自由区的扇形面积。
更优选的，还包括辅助导入片；所述辅助导入片设置在所述切割托板的出料端与所述出料辊的进料端之间，且位于与所述除尘罩的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹的相同一侧。
更进一步优选的，所述辅助导入片的靠近切割托板的一端与极耳运行轨迹具有倾角。
更优选的，所述废料下料机构还包括吸废料腔；所述吸废料腔位于所述切割托板的出料端与所述出料辊的进料端之间，用于对所述废料下料机构的出料端出料的切割后电池极耳的废料边进行吸附收集。
优选的，所述切割口贯通所述切割托板的板面，所述切割口的与激光头相背的一侧设置有吸尘腔。
优选的，所述切割托板上还开设有贯通所述切割托板的板面的真空吸气孔，所述真空吸气孔位于所述切割口与所述切割托板的进料端口之间的板面上，所述真空吸气孔的与激光头相背的一侧设置有真空吸气装置。
优选的，还包括极耳抚平风刀；所述极耳抚平风刀的出风口吹出的气流倾斜地吹向所述切割口与所述切割托板的出料端的板面上。
优选的，还包括除尘风刀组件；所述除尘风刀组件设于所述切割口处，所述除尘风刀组件包括第一除尘风刀、第二除尘风刀及粉尘导向管，所述第一除尘风刀及所述第二除尘风刀分别位于所述切割托板的板面两侧，所述粉尘导向管的一端口与所述第一除尘风刀及所述第二除尘风刀所形成的气流衔接。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明的电池极耳激光切割装置能够对极耳进行精确切割，同时通过真空负压对切割过程行进间的极耳废料边进行紧贴吸附，使切割过程能有效防止极耳发生飘摆，切割过程稳定，且不影响切割后的电池极耳的废料边与成品极片的分离；同时通过设置除尘罩及除尘风刀组件能有效除尘，有效消除安全隐患；并通过设置极耳抚平风刀能有效防止极耳在切割进料时发生褶皱。
附图说明
图1为具体实施例1中本发明的电池极耳激光切割装置的结构示意图；
图2为图1中B部分的结构示意图；
图3为图2中沿A-A方向的剖视示意图；
图4为具体实施例2中本发明的电池极耳激光切割装置的结构示意图；
图5为图4中C部分的结构示意图；
图6a为实施例2中吸废料轮的整体结构示意图；
图6b为实施例2中吸废料轮的截面结构示意图；
附图标注：1-激光头，2-过辊组件，21-进料辊，22-出料辊，3-切割托板，31-切割口，32-进料托辊，33-真空吸气孔，34-真空吸气装置，4-除尘罩，40-吸尘负压腔，5-废料下料机构，50-吸废料轮，501-真空吸附区，5011-真空吸附区通气接头，502-自由区，503-破真空区，5031-破真空区通气接头，51-主动皮带轮，52-从动皮带轮，53-皮带，54-真空吸附腔，55-破真空腔，56-辅助导入片，57-吸废料腔，6-吸尘腔，7-极耳抚平风刀，8-除尘风刀组件，801-第一除尘风刀，802-第二除尘风刀，803-粉尘导向管，9-成品极片，10-废料边。
具体实施方式
以下结合具体实施例及附图对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但本发明的保护范围及实施方式不限于此。
实施例1
本实施例的一种电池极耳激光切割装置，用于对极耳进行激光切割。参见图1所示，该切割装置包括激光头1、过辊组件2、切割托板3、除尘罩4以及废料下料机构5；所述过辊组件包括进料辊21和出料辊22；所述切割托板3设置在所述进料辊21和所述出料辊22之间；所述切割托板3上具有切割口31；所述切割口31位于所述激光头1的出光光路上；所述除尘罩4的入口端设置在所述切割口31处；所述废料下料机构5设置在所述切割托板3的出料端。
在进行电池极耳激光切割时，电池极耳放卷经过过辊组件2的进料辊21进入至切割托板3，电池极耳经过切割托板3的切割口31时，激光头1发射激光对电池极耳进行切割。切割产生的粉尘通过除尘罩4吸除，以消除安全隐患；具体的，本实施例中，除尘罩4通过连接在除尘罩4尾部的吸尘负压腔40抽真空吸尘。而切割后的电池极耳中的废料边10与成品极片9一同进入废料下料机构5并在废料下料机构5中完成分离，分离后的成品极片9经过出料辊22进行收卷。
具体参见图2所示，所述废料下料机构5包括主动皮带轮51、从动皮带轮52以及皮带53；本实施例中，主动皮带轮51通过电机与传动皮带进行传动带动旋转。
其中，所述从动皮带轮52位于所述切割托板3的出料端；所述主动皮带轮51位于靠近所述出料辊22的进料端处；所述主动皮带轮51和从动皮带轮52均位于与所述除尘罩4的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹相背的另一侧。
所述皮带53的两端分别套设在所述主动皮带轮51和所述从动皮带轮52上，且所述皮带53靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行于切割后电池极耳的运行轨迹。
而所述皮带53上环带开设有小孔；所述主动皮带轮51与所述从动皮带轮52之间设置有真空吸附腔54，所述真空吸附腔54的吸附口位于皮带53包围的部分内。
工作时，所述皮带53靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行贴近于切割后电池极耳，所述真空吸附腔54通过负压产生吸附力并通过皮带53上的小孔，从切割后电池极耳的废料边10的背面将切割后电池极耳的废料边10吸附贴紧于皮带53，并使电池极耳切割后的废料边10随皮带53同步移动进行下料，防止发生飘摆晃动而影响位于切割托板3上的电池极耳的切割精度，提高电池极耳的切割操作稳定性及切割精度。而真空吸附腔54作为单独的负压源，在下料过程中，对废料边10牢牢进行吸附并转动带动废料边10同步移动，能大大减小电池极耳切割时废料边10的抖动，从而减小了切割时电池极耳在切割点的波动，提升了切割的稳定性及废料收集的顺畅性。
所述真空吸附腔54上还设置有破真空腔55，用于破坏真空吸附腔54的负压吸附，防止切割后电池极耳的废料边在主动皮带轮51的出料端继续随皮带53移动转动；所述破真空腔55位于所述真空吸附腔54的靠近主动皮带轮51的一侧，且与所述真空吸附腔54一体连接。具体的，本实施例中，破真空腔55为真空吸附腔54中通过瓣膜间隔的腔室，而破真空腔55与大气连通，在真空吸附腔54负压状态时，破真空腔55通过大气为正压工作并对瓣膜进行密封压紧，使真空吸附腔54保持稳定负压，而破真空腔55为正常大气压，破真空腔55随皮带53移动的废料边10不再进行吸附，从而保证废料边10与皮带53在经过主动皮带轮51后能有效分离，而不继续随着皮带53转动。
进一步的，还包括辅助导入片56；所述辅助导入片56设置在所述切割托板3的出料端与所述出料辊22的进料端之间，且位于与所述除尘罩4的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹的相同一侧。所述辅助导入片56与皮带53靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行，且所述辅助导入片56的靠近切割托板3的一端与极耳运行轨迹具有倾角。切割完成后的电池极耳中的废料边10与成品极片9在初始移动过程中容易分离发生鼓荡波动，通过辅助导入片56，能够使切割完成后的电池极耳中的废料边10与成品极片9顺利进入到废料下料机构5中进行压紧稳定，从而进一步提供切割稳定性和精准度。同时，本实施例中，辅助导入片56设置在所述切割托板3的出料端与所述出料辊22的进料端之间，并与除尘罩4的入口同侧，能有效隔离除尘罩4的入口负压对废料边10的影响，使真空吸附腔54作为单独的负压腔，负压吸附力更稳定集中，能进一步将废料边10所附带的粉尘一并吸附，保持切割稳定性的同时加强了切割装置的除尘能力。
进一步的，所述废料下料机构5还包括吸废料腔57；所述吸废料腔57位于所述切割托板3的出料端与所述出料辊22的进料端之间，用于对所述主动皮带轮51的出料端出料的切割后电池极耳的废料边进行吸附收集。
进一步的，所述切割托板3的进料端还设置有进料托辊32；所述进料托辊32位于切割托板3的进料端口处。通过设置进料托辊32，能够对极耳起到更好的导向作用。
本实施例中，所述切割口31贯通所述切割托板3的板面，所述切割口31的与激光头1相背的一侧设置有吸尘腔6，用于收集切割过程中从切割口31掉落的粉尘以及小块废料，避免对切割过程的干扰及影响，并提高工作安全性。
进一步的，所述切割托板3上还开设有贯通所述切割托板3的板面的真空吸气孔33，所述真空吸气孔33位于所述切割口31与所述切割托板3的进料端口之间的板面上，所述真空吸气孔33的与激光头1相背的一侧设置有真空吸气装置34。在切割托板3上设置真空吸气孔33，在电池极耳进入切割托板3进行切割时，真空吸气装置34可抽真空并通过真空吸气孔33吸附固定电池极耳，从而使电池极耳在切割过程中保持稳定，提高电池极耳切割的精准度。
本实施例中，装置还包括极耳抚平风刀7；其中，所述极耳抚平风刀7的出风口吹出的气流倾斜地吹向所述切割口31与所述切割托板3的出料端的板面上。通过极耳抚平风刀7的吹风，对切割后的电池极耳进行吹风抚平，可避免切割完成后的电池极耳中的废料边10与成品极片9在初始移动过程中发生的分离鼓荡，进一步提供电池极耳在切割过程中的稳定性。
本实施例中，具体参见图3所示，装置还包括除尘风刀组件8。所述除尘风刀组件8设于所述切割口31处，所述除尘风刀组件8包括第一除尘风刀801、第二除尘风刀802及粉尘导向管803，所述第一除尘风刀801及所述第二除尘风刀802分别位于所述切割托板3的板面两侧，所述粉尘导向管803的一端口与所述第一除尘风刀801及所述第二除尘风刀802所形成的气流衔接。通过除尘风刀组件8的设置，在电池极耳切割过程中，第一除尘风刀801和第二除尘风刀802将位于切割口31两侧的粉尘吹落入粉尘导向管803中进行收集，从而能对切割过程中产生的位于切割口31两侧的粉尘进行有效清除，更进一步提供切割工作的安全性。
实施例2
本实施例的电池极耳激光切割装置与实施例1相同，不同在于，参见图4和图5所示，该装置的废料下料机构5为吸废料轮50。所述吸废料轮50位于所述切割托板3的出料端，且位于与所述除尘罩4的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹相背的另一侧。其中，吸废料腔57位于所述切割托板3的出料端与所述出料辊22的进料端之间，用于对所述吸废料轮50的出料端出料的切割后电池极耳的废料边进行吸附收集。
其中，参见图6a和图6b所示，所述吸废料轮50沿轮的径向截面分割为真空吸附区501、破真空区503以及自由区502；所述真空吸附区501与所述破真空区503通过瓣膜连通。而且，真空吸附区501连接有真空吸附区通气接头5011用于抽真空通气，破真空区503连接有破真空区通气接头5031用于破真空通气。
所述真空吸附区501用于吸附切割后电池极耳的废料边吸附贴紧于吸废料轮50，并使切割后电池极耳的废料边随吸废料轮50转动而发生移动；
所述破真空区503用于破坏真空吸附区501的负压吸附，防止切割后电池极耳的废料边在吸废料轮50的出料端继续随吸废料轮50转动。
并且，本实施例中，沿所述吸废料轮50的径向截面，所述真空吸附区501的扇形面积大于所述破真空区503的扇形面积，且小于所述自由区502的扇形面积。
吸废料轮50的设置使沿轮的径向截面分割具有单独的负压源，即真空吸附区501，在下料过程中，对废料边10牢牢进行吸附并转动带动废料边10同步移动，能大大减小电池极耳切割时废料边10的抖动，从而减小了切割时电池极耳在切割点的波动，提升了切割的稳定性及废料收集的顺畅性。而且，单独的负压源，使吸力更稳定集中，同时也可以把废料边所附带的粉尘一并吸走，保证切割稳定性的同时加强了结构的除尘能力。
以上实施例仅为本发明的较优实施例，仅在于对本发明的技术方案作进一步详细的描述，但不限制本发明的保护范围及实施方式，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的组合、删除、变更、修改或替换等均将包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池极耳激光切割装置，用于对极耳进行激光切割，其特征在于，包括激光头（1）、过辊组件（2）、切割托板（3）、除尘罩（4）以及废料下料机构（5）；所述过辊组件包括进料辊（21）和出料辊（22）；所述切割托板（3）设置在所述进料辊（21）和所述出料辊（22）之间；所述切割托板（3）上具有切割口（31）；所述切割口（31）位于所述激光头（1）的出光光路上；所述除尘罩（4）的入口端设置在所述切割口（31）处；所述废料下料机构（5）设置在所述切割托板（3）的出料端。
2.根据权利要求1所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述废料下料机构（5）包括主动皮带轮（51）、从动皮带轮（52）以及皮带（53）；
所述从动皮带轮（52）位于所述切割托板（3）的出料端；所述主动皮带轮（51）位于靠近所述出料辊（22）的进料端处；所述主动皮带轮（51）和从动皮带轮（52）均位于与所述除尘罩（4）的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹相背的另一侧；
所述皮带（53）的两端分别套设在所述主动皮带轮（51）和所述从动皮带轮（52）上，且所述皮带（53）靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行于切割后电池极耳运行轨迹。
3.根据权利要求2所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述皮带（53）上环带开设有小孔；所述主动皮带轮（51）与所述从动皮带轮（52）之间设置有真空吸附腔（54），所述真空吸附腔（54）的吸附口位于皮带（53）包围的部分内；
工作时，所述皮带（53）靠近切割后电池极耳运行轨迹的一侧平行贴近于切割后电池极耳，所述真空吸附腔（54）用于通过皮带（53）上的小孔将切割后电池极耳的废料边吸附贴紧于皮带（53）。
4.根据权利要求3所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述真空吸附腔（54）上还设置有破真空腔（55）；所述破真空腔（55）位于所述真空吸附腔（54）的靠近主动皮带轮（51）的一侧，且与所述真空吸附腔（54）连接。
5.根据权利要求1所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述废料下料机构（5）包括吸废料轮（50）；所述吸废料轮（50）位于所述切割托板（3）的出料端，且位于与所述除尘罩（4）的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹相背的另一侧；
所述吸废料轮（50）沿轮的径向截面分割包括真空吸附区（501）、破真空区（503）以及自由区（502）。
6.根据权利要求2~5任一项所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，还包括辅助导入片（56）；所述辅助导入片（56）设置在所述切割托板（3）的出料端与所述出料辊（22）的进料端之间，且位于与所述除尘罩（4）的入口沿切割后电池极耳的运行轨迹的相同一侧。
7.根据权利要求2~5任一项所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述废料下料机构（5）还包括吸废料腔（57）；所述吸废料腔（57）位于所述切割托板（3）的出料端与所述出料辊（22）的进料端之间，用于对所述废料下料机构（5）的出料端出料的切割后电池极耳的废料边进行吸附收集。
8.根据权利要求1所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述切割口（31）贯通所述切割托板（3）的板面，所述切割口（31）的与激光头（1）相背的一侧设置有吸尘腔（6）。
9.根据权利要求1所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，所述切割托板（3）上还开设有贯通所述切割托板（3）的板面的真空吸气孔（33），所述真空吸气孔（33）位于所述切割口（31）与所述切割托板（3）的进料端口之间的板面上，所述真空吸气孔（33）的与激光头（1）相背的一侧设置有真空吸气装置（34）。
10.根据权利要求1所述的一种电池极耳激光切割装置，其特征在于，还包括极耳抚平风刀（7）及除尘风刀组件（8）；
所述极耳抚平风刀（7）的出风口吹出的气流倾斜地吹向所述切割口（31）与所述切割托板（3）的出料端的板面上；
所述除尘风刀组件（8）设于所述切割口（31）处，所述除尘风刀组件（8）包括第一除尘风刀（801）、第二除尘风刀（802）及粉尘导向管（803），所述第一除尘风刀（801）及所述第二除尘风刀（802）分别位于所述切割托板（3）的板面两侧，所述粉尘导向管（803）的一端口与所述第一除尘风刀（801）及所述第二除尘风刀（802）所形成的气流衔接。
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