CN110000273A - 一种极片裁切装置及制片方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池电芯制造领域，旨在提供一种极片裁切装置及制片方法。本发明提供的极片裁切装置包括送料机构、切刀机构、平移机构和冲切机构。送料机构与切刀机构沿第一方向相对间隔设置，送料机构用于带动料带沿第一方向逐渐靠近切刀机构，切刀机构在冲切机构的带动下沿第二方向运动，从而将料带裁切成极片。切刀机构与平移机构传动连接，在平移机构的带动下沿第一方向运动，当切刀机构沿第一方向的速度与料带的运动速度相等时，切刀机构对于料带进行裁切，如此送料机构可实现连续送料，无需停机，实现了裁切和送料的同步进行，切片效率大幅提升。

Description

一种极片裁切装置及制片方法

技术领域

本发明涉及电池电芯制造领域，具体而言，涉及一种极片裁切装置及制片方法。

背景技术

锂离子动力电池的“叠片类”电芯是由正、负极片交替设置，并且在相邻正负极片之间通过隔膜间隔性的堆叠到一起制成的。现有的叠片方式大致分为“Z字形”叠片、“制袋式”叠片和“热复合式”叠片。“Z字形”叠片和“制袋式”叠片两种叠片工艺在电芯制作时存在效率慢、短路检测报废率高、电芯在转运过程中易错位等目前无法解决的明显缺陷。“热复合式”叠片是一种成型电芯的新型方式，但是由于在其制片过程中，效率慢、切断后的单张极片在送片过程中易歪斜、张力不恒定时料带易拉断等原因，在锂电行业内一直未被广泛推广。

发明内容

本发明的目的包括提供一种极片裁切装置，以改善现有技术中极片切片效率低的问题。

本发明的目的还包括提供一种制片方法，该制片方法能够通过上述的极片裁切装置实现。

本发明的实施例是这样实现的：

一种极片裁切装置，其包括送料机构、切刀机构、平移机构和冲切机构；送料机构用于带动料带沿第一方向运动；切刀机构与送料机构沿第一方向相对间隔设置，用于裁切料带；平移机构与切刀机构传动连接，用于驱动切刀机构沿第一方向运动；冲切机构与切刀机构传动连接，用于驱动切刀机构沿第二方向运动，以对料带进行裁切。

在本发明的一个实施例中：

上述切刀机构包括固定刀组件以及可活动地连接于固定刀组件的活动刀组件；固定刀组件与平移机构传动连接，能够在平移机构的作用下沿第一方向运动，并带动活动刀组件沿第一方向运动；活动刀组件与冲切机构传动连接，能够在冲切机构的带动下沿第二方向运动。

在本发明的一个实施例中：

上述极片裁切装置还包括用于运送裁切后的极片的送料夹，送料夹设置在切刀机构远离送料机构的一侧；送料夹包括沿第二方向相对设置的上夹板和下夹板，上夹板传动连接于活动刀组件，下夹板固定连接于固定刀组件。

在本发明的一个实施例中：

上述上夹板与活动刀组件可分离的抵接，用于在活动刀组件的带动下向远离所述下夹板的方向运动；

极片裁切装置还包括连接于上夹板的弹性件，弹性件用于使上夹板具备向靠近下夹板的方向运动的趋势。

在本发明的一个实施例中：

上述弹性件的两端分别与上料夹和固定刀组件可拆卸地连接。

在本发明的一个实施例中：

上述冲切机构包括第一驱动电机以及偏心轮，第一驱动电机用于带动偏心轮转动；切刀机构与偏心轮传动连接，能够在偏心轮的带动下沿第二方向往复滑动。

在本发明的一个实施例中：

上述冲切机构还包括导向板，导向板与偏心轮传动连接，能够在偏心轮的带动下沿第二方向运动；导向板的一端设置有沿第一方向延伸的导向凸起；切刀机构与导向凸起可滑动地配合。

在本发明的一个实施例中：

上述送料机构包括第二驱动电机、主动辊及压辊，主动辊与压辊相对间隔设置，用于形成供料带穿过的间隙；第二驱动电机用于驱动主动辊转动，主动辊用于带动料带沿第一方向运动。

在本发明的一个实施例中：

上述极片裁切装置还包括设置在切刀机构和送料机构之间的第一料夹和第二料夹；第一料夹固定连接于送料机构，第二料夹固定连接于切刀机构；多个第一料夹和多个第二料夹交替设置。

一种制片方法，具体包括以下步骤：

料带以第一预设速度沿第一方向匀速运动；

切刀机构沿第一方向加速运动，直至切刀机构加速到第一预设速度后匀速运动；

切刀机构沿第二方向加速运动，直至切刀机构将料带裁切成极片。

在本发明的一个实施例中：

上述切刀机构将料带裁切成极片后，切刀机构沿第一方向继续加速到第二预设速度，进行送片。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明的实施例提供的极片裁切装置，其包括送料机构、切刀机构、平移机构和冲切机构。送料机构与切刀机构沿第一方向相对间隔设置，送料机构用于带动料带沿第一方向逐渐靠近切刀机构，切刀机构在冲切机构的带动下沿第二方向运动，从而将料带裁切成极片。切刀机构与平移机构传动连接，在平移机构的带动下沿第一方向运动，当切刀机构沿第一方向的速度与料带的运动速度相等时，切刀机构对于料带进行裁切，如此送料机构可实现连续送料，无需停机，实现了裁切和送料的同步进行，切片效率大幅提升。

本发明的实施例提供的制片方法，能够通过上述的极片裁切装置实现，因此也具有实现了连续送料，裁切和送料的同步进行，切片效率高的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例1提供的极片裁切装置在第一视角下的结构示意图；

图2为本发明实施例1提供的极片裁切装置在第二视角下的结构示意图；

图3为本发明实施例1提供的极片裁切装置中切刀机构的剖面结构示意图；

图4为图2中Ⅳ-Ⅳ处的剖面结构示意图。

图标：010-极片裁切装置；100-送料机构；110-第二驱动电机；120-主动辊；130-压辊；200-切刀机构；211-固定切刀；212-刀座；213-导向套；221-连接柄；222-活动切刀；223-切刀固定板；224-极片压板；225-导向柱；226-凸轮随动器；227-第二连接件；230-送料夹；231-上夹板；232-下夹板；233-第一连接件；234-弹性件；300-冲切机构；310-第一驱动电机；320-偏心轮；330-导向板；331-导向凸起；400-平移机构；510-第一料夹；520-第二料夹；600-料带。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

图1为本实施例提供的极片裁切装置010在第一视角下的结构示意图，图2为本实施例提供的极片裁切装置010在第二视角下的结构示意图。请结合参照图1和图2，本实施例提供了一种极片裁切装置010，其包括送料机构100、切刀机构200、平移机构400和冲切机构300。送料机构100与切刀机构200沿第一方向相对间隔设置，送料机构100用于带动料带600沿第一方向逐渐靠近切刀机构200，切刀机构200在冲切机构300的带动下沿第二方向运动，从而将料带600裁切成极片。切刀机构200与平移机构400传动连接，在平移机构400的带动下沿第一方向运动，当切刀机构200沿第一方向的速度与料带600的运动速度相等时，切刀机构200对于料带600进行裁切，如此送料机构100可实现连续送料，无需停机，实现了裁切和送料的同步进行，切片效率大幅提升。

下面对本实施例提供的极片裁切装置010进行进一步说明：

请继续结合参照图1和图2，在本实施例中，送料机构100包括第二驱动电机110、主动辊120及压辊130，压辊130和主动辊120沿第二方向相对间隔设置，从而形成供料带600穿过的间隙，同时通过压辊130将料带600压紧在主动辊120上，使得主动辊120能够带动料带600运动。第二驱动电机110驱动主动辊120转动，从而通过主动辊120牵引料带600以第一预设速度沿第一方向A连续、均匀的运动，因此可确保主动辊120沿第一方向的线速度与放卷线速度完全一致。

图3为本实施例提供的极片裁切装置010中切刀机构200的剖面结构示意图。请参照图3，在本实施例中，切刀机构200包括与送料机构100沿第一方向间隔设置的切刀机构200，切刀机构200能够在冲切机构300的带动下沿第二方向B往复运动，从而料带600裁切成单片的极片。同时切刀机构200与平移机构400传动连接，能够在平移机构400的带动下，沿第一方向A滑动，当切刀机构200与料带600沿第一方向相对静止时，切刀机构200对料带600进行裁切，从而在裁切时无需停机，实现了送料与切片的同步进行。

进一步的，切刀机构200包括固定刀组件以及可滑动地连接在固定刀组件上的活动刀组件。固定刀组件包括切刀座212以及固定连接在切刀座212上的固定切刀211，切刀座212与平移机构400的移动平台固定连接，在移动平台的带动下沿第一方向A往复运动。活动刀组件包括连接柄221以及与连接柄221固定连接活动切刀222，连接柄221与切刀座212可滑动地连接，同时与冲切机构300传动连接，连接柄221在切刀座212的带动下沿第一方向A运动，并且当需要进行裁切时，能够在冲切机构300的带动下沿第二方向B运动，通过活动切刀222与固定切刀211的共同作用将料带600裁断。具体的，活动刀组件还包括切刀固定板223，活动切刀222通过切刀固定板223与连接柄221固定连接。

为了保证活动刀组件相对固定刀组件沿第二方向B运动的平稳性，进一步的，固定刀组件还包括固定连接在刀座212上的导向套213，活动刀组件还包括固定连接在切刀固定板223上的导向柱225，导向柱225沿第二方向B延伸，导向套213壳滑动地套设在导向柱225上。

进一步的，切刀固定板223上还连接有极片压板224，极片压板224与固定切刀211相对设置在料带600的两侧，并且极片压板224与固定切刀211之间形成供料带600通过的间隙，当活动切刀222沿第二方向B运动，对料带600进行裁切时，料带600被极片压板224压紧在固定切刀211上，保证裁切过程中料带600不会打滑跑偏。

图4为图2中Ⅳ-Ⅳ处的剖面结构示意图。请参照图4，在本实施例中，冲切机构300包括第一驱动电机310以及连接在第一驱动电机310上的偏心轮320，第一驱动电机310的动力输出轴与偏心轮320固定连接，从而带动偏心轮320转动，偏心轮320与连接柄221传动连接，当偏心轮320转动时，连接柄221在偏心轮320的带动下沿第二方向B往复运动。进一步的，冲切机构300还包括与偏心轮320传动连接的导向板330，导向板330上设置有沿第一方向A延伸的导向凸起331，连接柄221与导向凸起331可滑动地配合，同时连接柄221能够在导向板330的带动下沿第二方向B往复运动。具体的，活动刀组件还包括连接在连接柄221上的多个凸轮随动器226，多个凸轮随动器226沿第二方向间隔设置成两排，两排凸轮随动器226之间形成与导向凸起331卡接的间隙。

请结合参照图1和图2，在本实施例中，极片裁切装置010还包括设置在切刀机构200远离送料机构100一侧的送料夹230，送料夹230用于运送裁切后的极片。送料夹230包括相对设置的上夹板231和下夹板232，上夹板231与活动刀组件连接，能够随活动刀组件运动，下夹板232固定连接在固定刀组件上，随固定刀组件一起运动。具体的，下夹板232固定连接在刀座212上。上夹板231上固定连接有第一连接件233，第一连接件233大致为L型，连接柄221上固定连接有第二连接件227，第二连接件大致为L型，第二连接件227可分离地抵接在第一连接件233下方，如此，当连接柄221向上运动时，第二连接件227与第一连接件233抵接，从而带动连接在第一连接件233上的上夹板231向上运动。极片裁切装置010还包括弹性件234，弹性件234的两端分别与上夹板231以及刀座212连接，用于使上夹板231具有沿第二方向B运动的趋势。当活动刀组件在冲切机构300的带动下沿第二方向B运动时，第二连接件227与第一连接件233分离，上夹板231在弹性件234的带动下沿第二方向B运动，通过弹性件234的弹性力保证将极片夹紧在上夹板231与下夹板232之间；当活动刀组件在冲切机构300的带动下沿第二方向B的反向运动(即向上运动)时，第二连接件227与第一连接件233抵接，带动上夹板231一起运动，上夹板231与下夹板232之间的间隙增大，极片被松开，同时弹性件234被拉伸；如此实现了对极片的夹紧或松开。进一步的，上夹板231与切刀座212之间还设置有导向机构，用于为上夹板231的运动导向。

进一步的，弹性件234的两端分别与上料夹和刀座212可拆卸地连接，使用时，可通过更换弹性件234的规格，调节送料夹230的夹紧程度，避免因夹紧力过大夹坏极片或因夹紧力过小而使极片在运送过程中出现歪斜现象。优选的，弹性件234为弹簧。

请继续结合参照图1和图2，在本实施例中，极片裁切装置010还包括设置在切刀机构200和送料机构100之间的第一料夹510和第二料夹520，多个第一料夹510和多个第二料夹520沿料带600的宽度方向间隔设置。多个第一料夹510固定连接于送料机构100，第二料夹520固定连接于切刀机构200，能够随切刀机构200沿第一方向A运动。第一料夹510具备与送料机构100连通的第一通道，第二料夹520具备与极片压板224与固定切刀211之间的间隙连通的第二通道。进一步的，第一通道、第二通道、具备与极片压板224与固定切刀211之间的间隙以及上夹板231与下夹板232之间的间隙位于同一水平面，形成供料带600通过的送料通道。进一步的，多个第一料夹510和多个第二料夹520交替设置，也就是说，第二料夹520设置在相邻两个第一料夹510之间，第一料夹510设置在相邻两个第二料夹520之间。

本发明的实施例中提供的极片裁切装置010，工作时，送料机构100带动料带600以第一预设速度沿第一方向A运动，切刀机构200在平移机构400的带动下沿第一方向A加速运动，当切刀机构200的速度加速到第一预设速度时，活动刀组件在冲切机构300的带动下沿第二方向B运动，从而对料带600进行裁切，同时送料夹230合拢将裁切下来的极片夹紧，进行送片工作，防止单张极片送片时发生歪斜的问题。如此实现了送料机构100的连续送料、送料与裁切工作同时进行的目的，大大提高了切片效率及精度，操作方便、故障率低，整机通过一把切刀进行裁切工作，有效地减少了极片成型的毛刺和粉尘问题。同时通过控制送料机构100使得主动辊120的线速度与放卷时的线速度完全一致，可以省略中间料带600的浮动机构，避免因张力不稳而造成断带的问题。

实施例2

本实施例提供了一种制片方法，其能够通过实施例1提供的极片裁切装置010实现。该制片方法具体包括以下步骤：

SO1：料带600以第一预设速度沿第一方向匀速运动。

通过对送料机构100中主动辊120的转动速度进行设置，使得主动辊120的线速度与放卷线速度一致，料带600以第一预设速度沿第一方向进行送料。第一预设速度即为主动辊120的线速度，同时也是放卷线速度。

SO2:切刀机构200沿第一方向加速运动，直至切刀机构200加速到第一预设速度后匀速运动。

切刀机构200在平移机构400的带动下从第一预设位置开始沿第一方向加速运动，直至切刀机构200的速度与料带600的运动速度相同，达到第一预设速度时，平移机构400带动切刀机构200以第一预设速度匀速运动。

SO3：切刀机构200沿第二方向加速运动，直至切刀机构200将料带600裁切成极片。

在切刀机构200以第一预设速度沿第一方向匀速运动的过程中，冲切机构300带动活动刀组件从第二预设位置开始沿第二方向加速运动，从而将料带600裁切成极片，完成切片工作。此时，活动刀组件加速到最大速度。

SO4：切刀机构200将料带600裁切成极片后，切刀机构200沿第一方向继续加速到第二预设速度，进行送片。

在活动刀组件沿第二方向运动对料带600进行裁切的过程中，上夹板231在弹性件234的作用下沿第二方向加速运动，上夹板231与下夹板232之间的间隙减小，极片被夹紧在上夹板231和下夹板232之间。切片工作完成后，平移机构400带动切刀机构200沿第一方向继续加速到第二预设速度后，开始送片。需要说明的，在本实施例中，第二预设速度为隔膜的传送速度。

在送片过程中，冲切机构300开始带动活动刀组件沿第二方向的反方向加速运动，此时上夹板231与下夹板232处于夹紧状态，当送片完成后，上夹板231在活动刀组件的带动下运动，与下夹板232分开，从而将极片松开，直至活动刀组件运动到第二预设位置；平移机构400带动切刀机构200减速至停止并反向加速回到第一预设位置；如此完成一个切片送片周期。一个切片送片周期所用的时间，小于送料机构100带动料带600沿第一方向运动一个片宽所用的时间，保证制片工作的持续进行。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极片裁切装置，其特征在于，包括：

送料机构、切刀机构、平移机构和冲切机构；所述送料机构用于带动料带沿第一方向运动；所述切刀机构与所述送料机构沿第一方向相对间隔设置，用于裁切所述料带；所述平移机构与所述切刀机构传动连接，用于驱动所述切刀机构沿所述第一方向运动；所述冲切机构与所述切刀机构传动连接，用于驱动所述切刀机构沿第二方向运动，以对所述料带进行裁切。

2.根据权利要求1所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述切刀机构包括固定刀组件以及可活动地连接于所述固定刀组件的活动刀组件；所述固定刀组件与所述平移机构传动连接，能够在所述平移机构的作用下沿所述第一方向运动，并带动所述活动刀组件沿所述第一方向运动；所述活动刀组件与所述冲切机构传动连接，能够在所述冲切机构的带动下沿所述第二方向运动。

3.根据权利要求2所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述极片裁切装置还包括用于运送裁切后的极片的送料夹，所述送料夹设置在所述切刀机构远离所述送料机构的一侧；所述送料夹包括沿所述第二方向相对设置的上夹板和下夹板，所述上夹板传动连接于所述活动刀组件，所述下夹板固定连接于所述固定刀组件。

4.根据权利要求3所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述上夹板与所述活动刀组件可分离的抵接，用于在所述活动刀组件的带动下向远离所述下夹板的方向运动；

所述极片裁切装置还包括连接于所述上夹板的弹性件，所述弹性件用于使所述上夹板具备向靠近所述下夹板的方向运动的趋势。

5.根据权利要求4所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述弹性件的两端分别与所述上夹板和所述固定刀组件可拆卸地连接。

6.根据权利要求1所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述冲切机构包括第一驱动电机以及偏心轮，所述第一驱动电机用于带动所述偏心轮转动；所述切刀机构与所述偏心轮传动连接，能够在所述偏心轮的带动下沿第二方向往复滑动。

7.根据权利要求6所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述冲切机构还包括导向板，所述导向板与所述偏心轮传动连接，能够在所述偏心轮的带动下沿所述第二方向运动；所述导向板的一端设置有沿所述第一方向延伸的导向凸起；所述切刀机构与所述导向凸起可滑动地配合。

8.根据权利要求1所述的极片裁切装置，其特征在于：

所述送料机构包括第二驱动电机、主动辊及压辊，所述主动辊与所述压辊相对间隔设置，用于形成供所述料带穿过的间隙；所述第二驱动电机用于驱动所述主动辊转动，所述主动辊用于带动所述料带沿所述第一方向运动。

9.一种制片方法，其特征在于，包括：

料带以第一预设速度沿第一方向匀速运动；

切刀机构沿所述第一方向加速运动，直至所述切刀机构加速到所述第一预设速度后匀速运动；

所述切刀机构沿第二方向加速运动，直至所述切刀机构将所述料带裁切成极片。

10.根据权利要求9所述的制片方法，其特征在于：

所述切刀机构将所述料带裁切成极片后，切刀机构沿所述第一方向继续加速到第二预设速度，进行送片。