CN109967599A - 极片模切设备及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种极片模切设备及方法，包括工作台、右夹持部、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模和第二圆角凸模，右夹持部包括用于夹持待切极片的右底板和右夹板，下裁切刀设置在右底板上，第一升降杆带动上裁切刀与下裁切刀配合裁切待切极片，形成平直裁切线，右夹板具有第一缺口和第二缺口，右底板具有第一圆角凹模和第二圆角凹模，第一圆角凸模穿过第一缺口与第一圆角凹模配合，形成第一圆角裁切线，第二圆角凸模穿过第二缺口与第二圆角凹模配合，形成第二圆角裁切线，第一圆角裁切线和第二圆角裁切线相对的两端分别与平直裁切线相切且连接。利用本发明实施例能够避免极片尖角的形成。

Description

极片模切设备及方法
技术领域
本发明涉及极片模切技术领域，具体涉及一种极片模切设备及方法。
背景技术
目前，随着对高容量锂离子动力电池的需求日益增加，对锂离子动力电池的安全性也提出了更高的要求，更高的能量密度、更长的循环寿命、更好的倍率性能等也是现有锂离子动力电池的发展方向。
在现有的锂离子动力电池技术路线中，叠片工艺以其更高的电芯内部空间利用率为电芯提供了更高的能量密度和更多的极耳，使得电芯内阻更低的同时倍率性能更好，而且本身叠片结构的特性，可以保证在长时间循环下电芯内部结构更稳定，更加符合市场对动力电池的性能需求。
在现有叠片工艺锂离子动力电池的制作加工中，极片由裁剪机直接裁剪完成。发明人在实现本发明的过程中发现，裁剪后的极片的四个边角上存在尖角。电芯在循环充放电的过程中，极片四周存在的尖角会在不断的膨胀和收缩过程中造成应力集中，进而可能会刺穿隔膜造成内短路，容易影响电芯的电性能及安全性能。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提出一种极片模切设备及方法，以解决上述技术问题。
本发明实施例提出一种极片模切设备，其包括：工作台、右夹持部、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模和第二圆角凸模，所述右夹持部包括用于夹持待切极片的右底板和右夹板，第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆和右底板均安装在所述工作台上，所述下裁切刀设置在所述右底板上，所述第一升降杆带动上裁切刀与下裁切刀配合裁切待切极片，且形成平直裁切线，所述右夹板上设置有第一缺口和第二缺口，所述右底板上设置有第一圆角凹模和第二圆角凹模，第二升降杆带动第一圆角凸模穿过第一缺口与第一圆角凹模配合，形成第一圆角裁切线，第三升降杆带动第二圆角凸模穿过第二缺口与第二圆角凹模配合，形成第二圆角裁切线，第一圆角裁切线和第二圆角裁切线相对的两端分别与平直裁切线相切且连接，可避免极片刺穿电芯隔膜造成的内短路问题，保证电芯的电性能及安装性能，而且结构简单，使用便捷。
可选地，第一圆角凸模和第二圆角凸模垂于其升降方向的横截面均为三角形，第一圆角凸模和第二圆角凸模均包括第一弧形边、第二弧形边和平直边，第一弧形边和第二弧形边均朝向三角形的内部凹陷，所述第一弧形边的第一端与第二弧形边的第一端相切且连接，所述第一弧形边的第二端、第二弧形边的第二端分别与平直边相切且连接，可使一次切割，形成两个满足条件的极片，提高切割效率。
可选地，包括左夹持部，其具有与右夹持部夹持同一待切极片的左夹板和左底板，所述左底板设置在工作台上，所述第一升降杆通过左夹板带动上裁切刀升降，所述上裁切刀设置在左夹板朝向右夹板的内端面上，右夹板朝向左夹板的内端面与上裁切刀紧贴，所述下裁切刀设置在右底板朝向左底板的内端面上，所述左底板朝向右底板的内端面与所述下裁切刀紧贴，上裁切刀的刀刃边沿与左夹板的内板面、右夹板的内板面共面，下裁切刀的刀刃边沿与左底板的内板面、右底板的内板面共面，所述左夹板上设置有第三缺口和第四缺口，所述右底板上设置有第三圆角凹模和第四圆角凹模，第一圆角凸模穿过第三缺口与第三圆角凹模配合，形成第三圆角裁切线，第二圆角凸模穿过第四缺口与第四圆角凹模配合，形成第四圆角裁切线，第三圆角裁切线和第四圆角裁切线相对的两端分别与平直裁切线相切且连接，不仅可使对待切极片一次切割，形成两个满足条件的极片，提高切割效率，而且还可避免因裁切顺序的限制导致的裁切错误，提高成品率。
可选地，还包括支撑弹簧，所述支撑弹簧的两端分别安装在工作台和左底板上，以便更好地裁切待切极片，提高裁切效率。
可选地，上裁切刀集成在所述左夹板的内端面与内板面的连接线上，方便上裁切刀的设置的同时，还可保证其满足安装要求。
可选地，下裁切刀集成在所述右底板的内端面与内板面的连接线上，方便上裁切刀的设置的同时，还可保证其满足安装要求。
可选地，还包括第四升降杆，所述第四升降杆带动所述右夹板升降，不仅可方便待切极片的放置，还可使右夹板更好地夹持待切极片。
可选地，所述工作台上设置有凸台部，所述右底板固定在凸台部上，可方便左底板的选材，降低生产成本。
可选地，第一缺口至第四缺口的侧壁、第一圆角凹模至第四圆角凹模的侧壁、第一弧形边、第二弧形边的弧度和弧长均相等，可使圆角凸模紧贴缺口侧壁和圆角凹模的侧壁下移，裁剪待切极片，保证裁切的准确性，进一步地避免尖角的产生。
本发明实施例还提供一种基于上述的极片模切设备的极片模切方法，其包括：将待切极片放置在右夹持部上，通过右夹板和右底板固定夹持；第一升降杆带动上裁切刀与下裁切刀配合，裁切待切极片；第二升降杆带动第一圆角凸模、第三升降杆带动第二圆角凸模冲切裁切后的待切极片，可避免极片刺穿电芯隔膜造成的内短路问题，保证电芯的电性能及安装性能，而且结构简单，使用便捷。
本发明实施例提供的极片模切设备及方法通过设置工作台、右夹持部、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模和第二圆角凸模，待切极片裁剪后，通过第一圆角凸模和第二圆角凸模冲击形成圆角，已裁切极片的两个圆角与平直裁切线之间不存在尖角，可避免极片刺穿电芯隔膜造成的内短路问题，保证电芯的电性能及安装性能，而且结构简单，使用便捷。
附图说明
图1是本发明实施例的极片模切设备的结构示意图。
图2是本发明实施例的已裁切极片的结构示意图。
图3是本发明实施例的第二圆角凸模的截面图。
图4是图1中A的放大图。
图5是本发明实施例的极片模切设备的局部剖面图。
图6是本发明实施例的极片模切方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图以及具体实施例，对本发明的技术方案进行详细描述。其中相同的零部件用相同的附图标记表示。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。
图1示出了本发明实施例提供的极片模切设备的结构示意图，如图1所示，本发明实施例的极片模切设备，其包括：工作台10、右夹持部、第一升降杆11、第二升降杆12、第三升降杆13、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模30和第二圆角凸模31。
所述右夹持部包括用于夹持待切极片20的右底板35和右夹板33。第一升降杆11、第二升降杆12、第三升降杆13和右底板35均安装在所述工作台10上。
所述下裁切刀设置在所述右底板35上，所述第一升降杆13带动上裁切刀与下裁切刀配合，形成剪切力，裁切待切极片20，且形成平直裁切线213。
所述右夹板33上设置有第一缺口和第二缺口，所述右底板35上设置有第一圆角凹模36和第二圆角凹模。
第二升降杆12带动第一圆角凸模30穿过第一缺口与第一圆角凹模36配合，形成第一圆角裁切线211。
第三升降杆13带动第二圆角凸模31穿过第二缺口与第二圆角凹模配合，形成第二圆角裁切线212。
第一圆角裁切线211和第二圆角裁切线213相对的两端分别与平直裁切线213相切且连接。
极片模切设备使用时，将待切极片20放置在右夹板33和右底板35之间。
第一升降杆11带动上裁切刀下移，与下裁切刀配合，将待切极片20裁切，裁切后的待切极片20平铺在右底板35上。
然后控制第二升降杆12、第三升降杆13同时下降，利用第一圆角凸模30和第二圆角凸模31冲击裁切后的待切极片20，形成已裁切极片21。已裁切极片21的边角具有圆弧形轮廓，如图2所示。
本发明实施例提供的极片模切设备通过设置工作台、右夹持部、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模和第二圆角凸模，待切极片裁剪后，通过第一圆角凸模和第二圆角凸模冲击形成圆角，已裁切极片的两个圆角与平直裁切线之间不存在尖角，可避免极片刺穿电芯隔膜造成的内短路问题，保证电芯的电性能及安装性能，而且结构简单，使用便捷。
进一步地，如图3所示，第一圆角凸模30和第二圆角凸模31垂于其升降方向的横截面均为三角形。
第一圆角凸模30和第二圆角凸模31均包括第一弧形边311、第二弧形边312和平直边313。
第一弧形边311和第二弧形边312均朝向三角形的内部凹陷，所述第一弧形边311的第一端与第二弧形边312的第一端相切且连接。
所述第一弧形边311的第二端、第二弧形边312的第二端分别与平直边313相切且连接。
通过将第一圆角凸模30和第二圆角凸模31的横截面设置为三角形，可使一次切割，形成两个满足条件的极片，提高切割效率。
较佳地，极片模切设备包括左夹持部，其具有与右夹持部夹持同一待切极片的左夹板32和左底板34。
所述左底板34设置在工作台10上，所述第一升降杆11通过左夹板32带动上裁切刀升降。
所述上裁切刀设置在左夹板32朝向右夹板33的内端面上，右夹板33朝向左夹板32的内端面与上裁切刀无缝紧贴。
所述下裁切刀设置在右底板35朝向左底板34的内端面上，所述左底板34朝向右底板35的内端面与所述下裁切刀无缝紧贴。
如图5所示，上裁切刀的刀刃边沿与左夹板32的内板面、右夹板33的内板面共面，下裁切刀的刀刃边沿与左底板34的内板面、右底板35的内板面共面。
所述左夹板32上设置有第三缺口和第四缺口，所述右底板34上设置有第三圆角凹模37和第四圆角凹模。
第一圆角凹模36与第三圆角凹模37围成的圆角凹模的形状为三角形，与第一圆角凸台30的形状一致。
同样地，第二圆角凹模和第四圆角凹模形成的圆角凹模的形状为三角形，与第二圆角凸台31的形状一致。
第一圆角凸模30穿过第三缺口与第三圆角凹模配合，形成第三圆角裁切线。
第二圆角凸模31穿过第四缺口与第四圆角凹模配合，形成第四圆角裁切线。
第三圆角裁切线和第四圆角裁切线相对的两端分别与平直裁切线相切且连接。
通过设置左夹持部，可使对待切极片一次切割，形成两个满足条件的极片，提高切割效率；而且待切极片20的裁切没有顺序限制，可先控制上裁切刀下移裁切，也可先控制第一圆角凸模30和第二圆角凸模下移裁切，可避免因裁切顺序的限制导致的裁切错误，提高成品率。
进一步地，极片模切设备还包括支撑弹簧，所述支撑弹簧的两端分别安装在工作台和左底板34上。
裁切待切极片20上，左底板34在第一升降杆11的下压力的作用下，下降，上裁切刀与下裁切刀形成剪切力，以便更好地裁切待切极片20，提高裁切效率。
优选地，上裁切刀集成在所述左夹板32的内端面与内板面的连接线上，不仅可方便上裁切刀的设置，还可方便上裁切刀与左夹板32的内板面、右夹板的内板共面。
同样地，下裁切刀集成在所述右底板35的内端面与内板面的连接线上。
较佳地，极片模切设备还包括第四升降杆14，所述第四升降杆14带动所述右夹板33升降，以方便待切极片20的放置。
进一步地，所述工作台10上设置有凸台部，所述右底板35固定在凸台部上。通过设置凸台部，可方便左底板34的选材，使其厚度不受限制，降低生产成本。
优选地，第一缺口至第四缺口的侧壁、第一圆角凹模至第四圆角凹模的侧壁、第一弧形边311、第二弧形边312的弧度和弧长均相等，可使圆角凸模31紧贴缺口侧壁和圆角凹模的侧壁下移，裁剪待切极片20，保证裁切的准确性，进一步地避免尖角的产生。
其中，第一圆角凹模至第四圆角凹模还具有槽底，槽底与侧壁垂直，大致呈L型，以保护圆角凸模。
基于如上所述的极片模切设备，本发明实施例还提供一种极片模切方法，如图6所示，其包括：
S100，将待切极片放置在右夹持部上，通过右夹板和右底板固定夹持；
S110，第一升降杆带动上裁切刀与下裁切刀配合，裁切待切极片；
S120，第二升降杆带动第一圆角凸模、第三升降杆带动第二圆角凸模冲切裁切后的待切极片。
在本发明的另一个实施例中，步骤S120与S110可以调换，即先控制第一圆角凸模、第二圆角凸模下移，裁切待切极片，再利用上裁切刀与下裁切刀进行裁切。
本发明实施例提供的极片模切方法通过设置工作台、右夹持部、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模和第二圆角凸模，待切极片裁剪后，通过第一圆角凸模和第二圆角凸模冲击形成圆角，已裁切极片的两个圆角与平直裁切线之间不存在尖角，可避免极片刺穿电芯隔膜造成的内短路问题，保证电芯的电性能及安装性能，而且结构简单，使用便捷。
以上，结合具体实施例对本发明的技术方案进行了详细介绍，所描述的具体实施例用于帮助理解本发明的思想。本领域技术人员在本发明具体实施例的基础上做出的推导和变型也属于本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极片模切设备，其特征在于，包括：工作台、右夹持部、第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆、上裁切刀、下裁切刀、第一圆角凸模和第二圆角凸模，所述右夹持部包括用于夹持待切极片的右底板和右夹板，第一升降杆、第二升降杆、第三升降杆和右底板均安装在所述工作台上，所述下裁切刀设置在所述右底板上，所述第一升降杆带动上裁切刀与下裁切刀配合裁切待切极片，且形成平直裁切线，所述右夹板上设置有第一缺口和第二缺口，所述右底板上设置有第一圆角凹模和第二圆角凹模，第二升降杆带动第一圆角凸模穿过第一缺口与第一圆角凹模配合，形成第一圆角裁切线，第三升降杆带动第二圆角凸模穿过第二缺口与第二圆角凹模配合，形成第二圆角裁切线，第一圆角裁切线和第二圆角裁切线相对的两端分别与平直裁切线相切且连接。
2.如权利要求1所述的极片模切设备，其特征在于，第一圆角凸模和第二圆角凸模垂于其升降方向的横截面均为三角形，第一圆角凸模和第二圆角凸模均包括第一弧形边、第二弧形边和平直边，第一弧形边和第二弧形边均朝向三角形的内部凹陷，所述第一弧形边的第一端与第二弧形边的第一端相切且连接，所述第一弧形边的第二端、第二弧形边的第二端分别与平直边相切且连接。
3.如权利要求2所述的极片模切设备，其特征在于，包括左夹持部，其具有与右夹持部夹持同一待切极片的左夹板和左底板，所述左底板设置在工作台上，所述第一升降杆通过左夹板带动上裁切刀升降，所述上裁切刀设置在左夹板朝向右夹板的内端面上，右夹板朝向左夹板的内端面与上裁切刀紧贴，所述下裁切刀设置在右底板朝向左底板的内端面上，所述左底板朝向右底板的内端面与所述下裁切刀紧贴，上裁切刀的刀刃边沿与左夹板的内板面、右夹板的内板面共面，下裁切刀的刀刃边沿与左底板的内板面、右底板的内板面共面，所述左夹板上设置有第三缺口和第四缺口，所述右底板上设置有第三圆角凹模和第四圆角凹模，第一圆角凸模穿过第三缺口与第三圆角凹模配合，形成第三圆角裁切线，第二圆角凸模穿过第四缺口与第四圆角凹模配合，形成第四圆角裁切线，第三圆角裁切线和第四圆角裁切线相对的两端分别与平直裁切线相切且连接。
4.如权利要求3所述的极片模切设备，其特征在于，还包括支撑弹簧，所述支撑弹簧的两端分别安装在工作台和左底板上。
5.如权利要求4所述的极片模切设备，其特征在于，上裁切刀集成在所述左夹板的内端面与内板面的连接线上。
6.如权利要求5所述的极片模切设备，其特征在于，下裁切刀集成在所述右底板的内端面与内板面的连接线上。
7.如权利要求6所述的极片模切设备，其特征在于，还包括第四升降杆，所述第四升降杆带动所述右夹板升降。
8.如权利要求7所述的极片模切设备，其特征在于，所述工作台上设置有凸台部，所述右底板固定在凸台部上。
9.如权利要求3-8任一所述的极片模切设备，其特征在于，第一缺口至第四缺口的侧壁、第一圆角凹模至第四圆角凹模的侧壁、第一弧形边、第二弧形边的弧度和弧长均相等。
10.一种基于权利要求1-9任一所述的极片模切设备的极片模切方法，其特征在于，包括：
将待切极片放置在右夹持部上，通过右夹板和右底板固定夹持；
第一升降杆带动上裁切刀与下裁切刀配合，裁切待切极片；
第二升降杆带动第一圆角凸模、第三升降杆带动第二圆角凸模冲切裁切后的待切极片。
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