CN110660971B - 辊压模切一体机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池制备领域，提供一种辊压模切一体机，包括辊压单元和模切单元，辊压单元用于对物料进行压实并将压实的物料传送至模切单元以通过模切单元对物料进行裁切，所述辊压模切一体机还包括依次设置于辊压单元与模切单元之间的第一张力控制单元和第二张力控制单元，第一张力控制单元用于控制压实后的物料的张力，第二张力控制单元用于控制物料在进入模切单元前的张力，并与第一张力控制单元配合使得物料的位于第一张力控制单元与第二张力控制单元之间的部分处于自由状态。本发明的辊压模切一体机无需进行收卷和放卷操作，不仅能够避免因收卷造成极片弯曲而影响叠片的问题，还能够有效提高生产效率、节省人力成本。

Description

辊压模切一体机
技术领域
本发明涉及电池制备技术领域，特别涉及一种辊压模切一体机。
背景技术
目前，在电池，例如锂离子动力电池的制备过程中，通常会在极片边缘涂布陶瓷以提高电池的安全性，然后对涂布有陶瓷的极片进行辊压以提高电池的能量密度，再然后将其模切为单张极片进行叠片。
然而，现有工艺中极片的辊压和模切是作为两个工序分开进行的，在制备过程中，必须要将辊压后的极片进行卷绕后再将收卷的极片放到模切机上放卷模切为一定尺寸的单张极片。其中，收卷和放卷过程不仅增加了人工成本、影响了生产效率，而且由于极片边缘部位涂有陶瓷，而陶瓷较硬易定型，极片在辊压后经过收卷会导致极片呈弯曲状态，从而影响后续叠片的进行。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种辊压模切一体机，以提高生产效率、降低人工成本、避免极片发生弯曲。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种辊压模切一体机，所述辊压模切一体机包括辊压单元和模切单元，所述辊压单元用于对物料进行压实并将压实的所述物料传送至所述模切单元以通过所述模切单元对所述物料进行裁切，所述辊压模切一体机还包括依次设置于所述辊压单元与所述模切单元之间的第一张力控制单元和第二张力控制单元，所述第一张力控制单元用于控制压实后的所述物料的张力，所述第二张力控制单元用于控制所述物料在进入所述模切单元前的张力，并与所述第一张力控制单元配合使得所述物料的位于所述第一张力控制单元与所述第二张力控制单元之间的部分处于自由状态。
进一步的，所述辊压单元进行辊压的速度与所述模切单元进行模切的速度一致。
进一步的，所述第一张力控制单元包括沿所述物料的传送方向相互间隔设置的第一前张力辊对和第一后张力辊对，所述第一前张力辊对用于控制经所述辊压单元压实后的所述物料的张力，所述第一后张力辊对设置为与所述第一前张力辊对和所述第二张力控制单元配合以控制所述物料的位于所述第一前张力辊对与所述第一后张力辊对之间的部分的张力并使得所述物料的位于所述第一后张力辊对与所述第二张力控制单元之间的部分处于自由状态。
进一步的，所述第一张力控制单元包括第一纠偏装置，所述第一纠偏装置用于检测所述物料的位于所述第一前张力辊对与所述第一后张力辊对之间的部分的位置并在该部分跑偏时对其进行纠偏；和/或
所述第一张力控制单元包括测厚装置，所述测厚装置用于测量经所述辊压单元压实的所述物料的厚度。
进一步的，所述辊压模切一体机包括第二纠偏装置，所述第二纠偏装置用于检测所述物料进入所述模切单元之前的位置并在所述物料跑偏时对其进行纠偏；和/或
所述辊压模切一体机包括切片收集装置和废料收集装置，所述切片收集装置用于收集所述物料经所述模切单元模切得到的切片，所述废料收集装置用于收集所述物料经所述模切单元模切后产生的废料。
进一步的，所述切片收集装置包括收集槽，所述收集槽设置于所述模切单元的输出端的下方；和/或
所述废料收集装置包括卷轴，所述卷轴设置于所述模切单元的输出端的上方以用于卷绕所述废料。
进一步的，所述辊压模切一体机包括用于向所述辊压单元上料的上料单元。
进一步的，所述上料单元包括上料辊和传动辊，所述物料卷绕在所述上料辊上，所述传动辊设置为与所述上料辊配合以将所述物料传送至所述辊压单元。
进一步的，所述上料单元包括第三纠偏装置，所述第三纠偏装置用于检测所述物料的位于所述上料辊与所述传动辊之间的部分的位置并在该部分跑偏时对其进行纠偏。
进一步的，所述辊压模切一体机包括第三张力控制单元，所述第三张力控制单元位于所述上料单元与所述辊压单元之间，用于控制所述物料在进入所述辊压单元前的张力。
相对于现有技术，本发明所述的辊压模切一体机具有以下优势：
本发明的辊压模切一体机通过将辊压和模切相结合，物料(例如极片)在辊压后直接传送至模切单元进行模切，无需进行收卷和放卷操作，不仅能够避免因收卷造成极片弯曲而影响叠片的问题，还能够省去辊压后下料及模切前上料等工序，从而有效提高生产效率、节省人力成本；另外，本发明的辊压模切一体机通过设置第一张力控制单元和第二张力控制单元，使得极片的位于第一张力控制单元与第二张力控制单元之间的部分处于自由状态，不受张力控制，能够保证辊压和模切互不干扰。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明实施方式所述的辊压模切一体机的示意图；
图2为本发明实施方式所述的物料的局部示意图。
附图标记说明：
10-上料单元，11-上料辊，12-传动辊，13-第三纠偏装置，20-第三张力控制单元，21-第三张力辊，30-辊压单元，31-压辊，32-背辊，40-第一张力控制单元，41-第一前张力辊对，42-第一纠偏装置，43-测厚装置，44-第一后张力辊对，50-第二张力控制单元，51-第二张力辊，60-物料，61-切片，62-废料，71-底座，72-刀模，73-第二纠偏装置，74-收集槽，75-卷轴。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
本发明提供一种辊压模切一体机，所述辊压模切一体机包括辊压单元30和模切单元，辊压单元30用于对物料60进行压实并将压实的物料60传送至所述模切单元以通过所述模切单元对物料60进行裁切，所述辊压模切一体机还包括依次设置于辊压单元30与所述模切单元之间的第一张力控制单元40和第二张力控制单元50，第一张力控制单元40用于控制压实后的物料60的张力，第二张力控制单元50用于控制物料60在进入所述模切单元前的张力，并与第一张力控制单元40配合使得物料60的位于第一张力控制单元40与第二张力控制单元50之间的部分处于自由状态。
需要说明的是，由于辊压为连续性走带，模切为间歇性走带(每次固定向前走带一定尺寸)，通过使得物料60的位于第一张力控制单元40和第二张力控制单元50之间的部分为自由状态，可使该部分不受张力控制，从而防止模切和辊压之间张力相互影响。上述中提到的自由状态可以理解为物料60的位于第一张力控制单元40与第二张力控制单元50之间的部分的长度大于第一张力控制单元40与第二张力控制单元50之间的距离，以呈松弛状态(参见图1)。物料60可以为任意需要进行压实和模切的带状物，例如极片。
本发明的辊压模切一体机通过将辊压和模切相结合，物料60(例如极片)在辊压后直接传送至模切单元进行模切，无需进行收卷和放卷操作，不仅能够避免因收卷造成极片弯曲而影响叠片的问题，还能够省去辊压后下料及模切前上料等工序，从而有效提高生产效率、节省人力成本；另外，本发明的辊压模切一体机通过设置第一张力控制单元40和第二张力控制单元50，使得极片的位于第一张力控制单元40与第二张力控制单元50之间的部分处于自由状态，不受张力控制，能够保证辊压和模切互不干扰。
其中，为了保证辊压和模切的一致性，可使辊压单元30进行辊压的速度与所述模切单元进行模切的速度一致。参见图2，图2中物料60向右传送，设左右相邻切片61之间的间距离为a(单位：m)，切片61的长度为b(单位：m)。若所述模切单元每分钟模切n次，则所述模切单元的模切速度为：n*(a+b)(单位：m/min)，为了保证辊压和模切的一致性，辊压单元30进行辊压的速度也为：n*(a+b)(单位：m/min)。
根据本发明中辊压单元30的一种实施方式，如图1所示，辊压单元30可包括相对设置的压辊31和背辊32，物料60夹设于压辊31和背辊32之间。
根据本发明中第一张力控制单元40的一种实施方式，如图1所示，第一张力控制单元40包括沿物料60的传送方向(参见图1中向右的方向)相互间隔设置的第一前张力辊对41和第一后张力辊对44。其中，第一前张力辊对41靠近辊压单元30设置，用于控制经辊压单元30压实后的物料60的张力，具体可移动第一前张力辊对41，通过改变第一前张力辊对41相对于辊压单元30的位置来进行张力控制；第一后张力辊对44设置为与第一前张力辊对41和第二张力控制单元50配合以控制物料60的位于第一前张力辊对41与第一后张力辊对44之间的部分的张力并使得物料60的位于第一后张力辊对44与第二张力控制单元50之间的部分处于自由状态。
上述中，可以理解的是，第一前张力辊对41和第一后张力辊对44均包括两个相对设置的张力辊，张力辊的轴向垂直于物料60的传送方向，物料60夹设于两个张力辊之间，如图1所示。当然，在其他实施方式中，第一前张力辊对41也可仅通过一个张力辊实现其功能。
进一步地，为了防止物料60在第一前张力辊对41与第一后张力辊对44之间的路径上跑偏，如图1所示，第一张力控制单元40还可包括第一纠偏装置42，第一纠偏装置42可用于检测物料60的位于第一前张力辊对41与第一后张力辊对44之间的部分的位置并在该部分跑偏时对其进行纠偏。
另外，第一张力控制单元40还可包括测厚装置43，测厚装置43可用于测量经辊压单元30压实的物料60的厚度。测厚装置43可以例如为激光测厚仪。
根据本发明中第二张力控制单元50的一种实施方式，如图1所示，第二张力控制单元50可包括两个相对设置的第二张力辊51，第二张力辊51的轴向垂直于物料60的传送方向，物料60夹设于两个第二张力辊51之间。
根据本发明中模切单元的一种实施方式，如图1所示，所述模切单元包括底座71、位于底座71上方的刀模72，物料60位于底座71和刀模72之间，底座71用于承载物料60，刀模72用于对物料60进行裁切。
为了防止物料60在模切前发生跑偏而影响模切，所述辊压模切一体机可包括第二纠偏装置73，第二纠偏装置73可用于检测物料60进入所述模切单元之前的位置并在物料60跑偏时对其进行纠偏，如图1所示。
另外，由于物料60经所述模切单元模切后会产生切片61和废料62，为了分别对其进行收集，所述辊压模切一体机可包括切片收集装置和废料收集装置，所述切片收集装置用于收集物料60经所述模切单元模切得到的切片61，所述废料收集装置用于收集物料60经所述模切单元模切后产生的废料62。
具体地，如图1所示的实施方式，所述切片收集装置可包括收集槽74，收集槽74设置于所述模切单元的输出端的下方。所述废料收集装置可包括卷轴75，卷轴75设置于所述模切单元的输出端的上方以用于卷绕废料62。在使用时，经所述模切单元模切的切片61会从所述模切单元的输出端向下落入收集槽74内，废料62则向上卷绕在卷轴75上。
本发明中，所述辊压模切一体机还可包括用于向辊压单元30上料的上料单元10。
根据本发明中上料单元10的一种实施方式，如图1所示，上料单元10包括上料辊11和传动辊12，物料60卷绕在上料辊11上，传动辊12设置为与上料辊11配合以将物料60传送至辊压单元30。
其中，为了防止物料60在上料时跑偏，从而影响辊压，上料单元10还可包括第三纠偏装置13，第三纠偏装置13可用于检测物料60的位于上料辊11与传动辊12之间的部分的位置并在该部分跑偏时对其进行纠偏。
另外，为了控制物料60在辊压前的张力，以保证辊压的顺利进行，所述辊压模切一体机还可包括第三张力控制单元20，第三张力控制单元20位于上料单元10与辊压单元30之间，用于控制物料60在进入辊压单元30前的张力。具体地，如图1所示，第三张力控制单元20可包括两个相对设置的第三张力辊21，物料60夹设于两个第三张力辊21之间。当然，第三张力控制单元20也可仅包括位于物料60上方的一个第三张力辊21，通过相对于辊压单元30移动第三张力辊21，可实现物料60在进入辊压单元30前张力的控制。
需要说明的是，本发明中，上料单元10可以是任意能够向辊压单元30传送物料60的装置，辊压单元30可以是任意能够对物料60进行压实的装置，所述模切单元可以是任意能够对物料60进行裁切的装置，本发明对其具体实现方式不做限制。另外，第一纠偏装置42、第二纠偏装置73以及第三纠偏装置13可以是任意能够检测物料60是否跑偏并在其跑偏时进行纠偏的装置，其可以是单个部件，也可以是多个部件的集合，例如可以为具有纠偏功能的CCD检测仪。此外，为了保证物料60的顺利传送，还可以在图1所示的辊压模切一体机的任意适当位置设置传动辊，以用于导引并输送物料60。
下面结合图1的实施方式介绍利用本发明的辊压模切一体机对极片进行辊压模切的工艺流程：
如图1所示，将涂布后的极片卷绕于上料辊11，通过与传动辊12的配合向右传送极片，在传送过程中通过第三纠偏装置13对极片进行纠偏，并通过第三张力控制单元20控制极片在进入辊压单元30前的张力，然后经过辊压单元30对极片进行压实，压实后的极片继续向右传送，经第一前张力辊对41进行张力控制，然后经第一纠偏装置42进行纠偏，并经过测厚装置43时刻监测极片辊压后的厚度数据，然后经过第一后张力辊对44控制辊压后张力，再经第二张力控制单元50控制极片在进入模切单元前的张力，然后经第二纠偏装置73进行模切前纠偏，最后通过模切单元进行模切，模切后得到的单张极片收集在下方的收集槽74中，废料在上方通过卷轴75进行卷绕收集。
通过采用上述流程对极片进行辊压模切，极片在辊压后无需再进行收卷放卷即可进行模切，能够避免因收卷造成极片弯曲而影响叠片的问题，同时可以省去辊压后下料及模切前上料的工序，节省人力成本，提高生产效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，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 (9)

1.一种辊压模切一体机，其特征在于，所述辊压模切一体机包括辊压单元(30)和模切单元，所述辊压单元(30)用于对物料(60)进行压实并将压实的所述物料(60)传送至所述模切单元以通过所述模切单元对所述物料(60)进行裁切，所述辊压模切一体机还包括依次设置于所述辊压单元(30)与所述模切单元之间的第一张力控制单元(40)和第二张力控制单元(50)，所述第一张力控制单元(40)用于控制压实后的所述物料(60)的张力，所述第二张力控制单元(50)用于控制所述物料(60)在进入所述模切单元前的张力，并与所述第一张力控制单元(40)配合使得所述物料(60)的位于所述第一张力控制单元(40)与所述第二张力控制单元(50)之间的部分处于自由状态；
其中，所述第一张力控制单元(40)包括沿所述物料(60)的传送方向相互间隔设置的第一前张力辊对(41)和第一后张力辊对(44)，所述第一前张力辊对(41)用于控制经所述辊压单元(30)压实后的所述物料(60)的张力，所述第一后张力辊对(44)设置为与所述第一前张力辊对(41)和所述第二张力控制单元(50)配合以控制所述物料(60)的位于所述第一前张力辊对(41)与所述第一后张力辊对(44)之间的部分的张力并使得所述物料(60)的位于所述第一后张力辊对(44)与所述第二张力控制单元(50)之间的部分处于自由状态。
2.根据权利要求1所述的辊压模切一体机，其特征在于，所述辊压单元(30)进行辊压的速度与所述模切单元进行模切的速度一致。
3.根据权利要求1所述的辊压模切一体机，其特征在于，
所述第一张力控制单元(40)包括第一纠偏装置(42)，所述第一纠偏装置(42)用于检测所述物料(60)的位于所述第一前张力辊对(41)与所述第一后张力辊对(44)之间的部分的位置并在该部分跑偏时对其进行纠偏；和/或
所述第一张力控制单元(40)包括测厚装置(43)，所述测厚装置(43)用于测量经所述辊压单元(30)压实的所述物料(60)的厚度。
4.根据权利要求1所述的辊压模切一体机，其特征在于，
所述辊压模切一体机包括第二纠偏装置(73)，所述第二纠偏装置(73)用于检测所述物料(60)进入所述模切单元之前的位置并在所述物料(60)跑偏时对其进行纠偏；和/或
所述辊压模切一体机包括切片收集装置和废料收集装置，所述切片收集装置用于收集所述物料(60)经所述模切单元模切得到的切片(61)，所述废料收集装置用于收集所述物料(60)经所述模切单元模切后产生的废料(62)。
5.根据权利要求4所述的辊压模切一体机，其特征在于，
所述切片收集装置包括收集槽(74)，所述收集槽(74)设置于所述模切单元的输出端的下方；和/或
所述废料收集装置包括卷轴(75)，所述卷轴(75)设置于所述模切单元的输出端的上方以用于卷绕所述废料(62)。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的辊压模切一体机，其特征在于，所述辊压模切一体机包括用于向所述辊压单元(30)上料的上料单元(10)。
7.根据权利要求6所述的辊压模切一体机，其特征在于，所述上料单元(10)包括上料辊(11)和传动辊(12)，所述物料(60)卷绕在所述上料辊(11)上，所述传动辊(12)设置为与所述上料辊(11)配合以将所述物料(60)传送至所述辊压单元(30)。
8.根据权利要求7所述的辊压模切一体机，其特征在于，所述上料单元(10)包括第三纠偏装置(13)，所述第三纠偏装置(13)用于检测所述物料(60)的位于所述上料辊(11)与所述传动辊(12)之间的部分的位置并在该部分跑偏时对其进行纠偏。
9.根据权利要求6所述的辊压模切一体机，其特征在于，所述辊压模切一体机包括第三张力控制单元(20)，所述第三张力控制单元(20)位于所述上料单元(10)与所述辊压单元(30)之间，用于控制所述物料(60)在进入所述辊压单元(30)前的张力。
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