CN110676436A - 一种锂离子电池极片加工方法 - Google Patents

一种锂离子电池极片加工方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极片加工方法,包括以下步骤:a、浆料制备:采用搅拌机构对正极浆料和负极浆料分别进行搅拌,正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成;负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等组成;b、浆料涂覆:对搅拌好的浆料通过涂覆设备均匀涂覆在正负极集流板上;c、极片辊压:通过极片辊压机对涂覆完成的极片进行辊压;d、极片分切:采用极片分切设备将大卷极片裁切成需要的形状和大小;e、极片干燥:采用极片干燥装置对极片烘烤除水;其特征在于:极片分切设备包括机体、输送机构、放卷机构、裁切机构、收料机构,该锂离子电池极片分切设备,结构设置合理,提高切割质量,更节省人力和时间,产量和合格率大大提高。

Description

一种锂离子电池极片加工方法
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池极片加工方法,尤其是涉及一种离子电池极片分切。
背景技术
锂离子电池具有高工作电压、高比能量、能量密度大、输出功率高、循环寿命长、无环境污染等优点,不仅在移动式通讯设备上得到广泛的应用,而且也广泛的应用于电动汽车、电动工具等领域,因此对锂电池的性能要求越来越高,是目前各大电池厂家发展的主要
方向。目前市场上的锂电池通常为叠片式结构,即将正极片、负极片和隔离膜层叠后构成电池芯,然后在电池芯外封装外壳。其中,正、负极片在生产中需要将宽幅的原材料裁切成不同规格的宽度以满足使用需求。现有技术下,锂电池极片的裁切通常采用手工裁切或裁切机裁切的方式。其中,手工裁切具有劳动强度大、人力成本高和裁切效率低等劣势,其适合较小规模的作坊式生产;目前的裁切机虽极大提高了裁切效率,但其在生产中存在分切后极片的四边不光滑平整,影响锂离子电池的质量。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足,提供一种分切设备,在分切时极片切割面光滑平整。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:一种锂离子电池极片加工方法,包括以下步骤:
a、浆料制备:采用搅拌机构对正极浆料和负极浆料分别进行搅拌,
正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成;负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等组成;
b、浆料涂覆:对搅拌好的浆料通过涂覆设备均匀涂覆在正负极集流板上;
c、极片辊压:通过极片辊压机对涂覆完成的极片进行辊压;
d、极片分切: 采用极片分切设备将大卷极片裁切成需要的形状和大小;
e、极片干燥:采用极片干燥装置对极片烘烤除水;
其中,所述步骤d中的极片分切设备包括机体、输送机构、放卷机构、裁切机构、收料机构、废料筐,所述裁切机构包括切割辊、平均分布于切割辊上多个切割刀、设于切割辊下方的传动辊、设于传动辊两侧的第一固定架和第二固定架、设于切割辊两侧的第一电机和滑块、设于第一电机上的第一液压杆、设于滑块上的第二液压杆、设于第一液压杆上的第一固定块、设于第二液压杆上的第二固定块、同时设于第一固定架和第二固定架上的刮刀组和平台、设于机体上的第三固定架和第四固定架、同时设于第三固定架和第四固定架上的主动辊、设于主动辊上部的第一从动辊、设于第一从动辊两端的移动块、设于移动块上的压簧、移动块滑行座、设于设于第三固定架和第四固定架上的第三液压杆和第四液压杆、同时固定设于第三液压杆和第四液压杆上的工作架、设于工作架上的第一旋转液压缸和第二旋转液压缸、设于第一旋转液压缸和第二旋转液压缸上的第一转轮和第二转轮、设于工作架上的第一切刀和第二切刀、用于连接第一切刀和第二切刀的多个弹簧、固定设于第一切刀上的第一固定柱和第二固定柱、固定设于第二切刀上的第三固定柱和第四固定柱、同时设于第三固定架和第四固定架上的导向辊、设于第三液压杆和第四液压杆之间的导向转轮、设于导向转轮两端的伸缩杆、设于伸缩杆上的连接块、设于工作架上的废料板,所述切割刀的刀刃呈V形槽,所述传动辊设有多个圆槽与切割刀配合,所述第一转轮和第二转轮设有异型槽,第一切刀上的第一固定柱和第二切刀上的第三固定柱设于第一转轮异型槽内,第一切刀上的第二固定柱和第二切刀上的第四固定柱设于第二转轮异型槽内,极片经过切割辊和传动辊,设于切割辊上的多个切割刀整张极片进行横向切割,刮刀组刮除切割刀和传动辊上的废料边,所述废料筐包括第一废料筐和第二废料筐,极片经过主动辊和第一从动辊带动及极片自身重力,使极片贴合主动辊输送,主动辊上设有第一切刀和第二切刀的切槽,主动辊上的切刀槽对应第一切刀和第二切刀,第三液压杆和第四液压杆启动,使第一切刀和第二切刀压向贴合在主动辊上的极片,同时第一旋转液压缸和第二旋转液压缸启动,第一转轮和第二转轮转动,使第一切刀和第二切刀相对运动并接近,完成对极片的纵向切割;通过第一液压杆和第二液压杆控制切割辊上下移动,加工不同厚度的极片,平均分布的多个切割刀,传动辊上设有多个槽,切割刀设于槽内,相配合完成多个极片横向切割,切割刀的刀刃呈V形槽,使切割端面更平整,同时减少毛刺的产生,通过刮刀组去除切割时产生的废边料,第三液压杆和第四液压杆驱动工作架移动,同时第一旋转液压缸和第二旋转液压缸驱动第一切刀和第二切刀相对运动,第一切刀和第二切刀倾斜设置,完成对贴合在主动辊上的极片切割,使纵向切割端面平整,主动辊上设有槽,保证第一切刀和第二切刀进给量,使极片切割后完全分离,避免纵向切割时产生毛边,弹簧使第一切刀和第二切刀分离归位,对下一组极片纵向切割,导向辊和导向转轮完成对切割后的极片输送到下一工位上。
所述步骤a中的搅拌机构在搅拌过程中同时进行上下翻转和绕轴线旋转;通过该搅拌使浆料更均匀并且搅拌速度快,减少搅拌时间。
所述步骤e中的干燥装置通道长10-15m,极片水平移动速度为0.5-1m/min;有效的缩短烘烤时间,并且达到深度除水,可以进一步提高电池的容量。
所述步骤d中的收料机构包括收料架、驱动收料架移动的驱动件、设于收料架上的第五液压杆和第六液压杆、同时设于第五液压杆和第六液压杆上的收集板、设于设于机体上的夹持装置和移动装置、设于移动装置上的第一输送带、设于收料架上的废料筐、设于移动装置上的第二从动辊,切后的极片一端先接触第一输送带,第一输送带启动,使极片全部落于第一输送带上并平铺,后第一输送带反转,使极片的一端位于夹持装置夹持区,夹持装置对极片夹持,第一输送带再进行正转,同时驱动件启动,使收料架整体移动,同时第五液压杆和第六液压杆启动,使收集板上移,使收集板位于夹持装置下方,极片一端夹持装置夹持,另一端在输送带上,拉紧极片,移动装置和驱动件同时启动,使拉紧的极片位于收集板正上方,夹持装置关闭,使极片全部落于收集板上,完成对极片的收料工作;通过第五液压杆和第六液压杆使收集板持续下移,使切割好的极片平整的叠在收集板上,第一输送带上的第二从动辊,使第一输送带上的极片一端夹紧,在通过夹持装置对另一端夹紧,第五液压杆和第六液压杆启动拉紧极片,使极片平整的叠在一起。
所述步骤d中的放卷机构包括设于机体上的第一气缸和第二气缸、设于第一气缸上的第一支块、设于第二气缸上的第二支块、设于机体上的第一底座和第二底座、设于第一底座上的第一顶柱,设于第二底座上的第二顶柱,所述第一顶柱和第二顶柱一端设有圆角,所述第一支块、第二支块、第一底座和第二底座分别设有弧型槽,卷筒极片中心轴设于弧形槽内,卷筒极片先放置于第一支块和第二支块的弧形槽内,第一气缸和第二气缸启动推动第一支块和第二支块上移,卷筒极片中心与第一顶柱和第二顶柱中心重合,完成对卷筒极片上料工作,在通过输送机构把需加工的极片送至裁切机构,完成放卷工作;通过第一气缸和第二气缸上升,使第一支块、第二支块上升完成对卷料极片中心轴固定,第一顶柱和第二顶柱设有圆角,导向卷料极片的中心轴,在上升时中心轴能够位于第一顶柱和第二顶柱之间,并且中心轴中心与第一顶柱和第二顶柱中心重合,完成对卷料极片的自动定位校准,保证极片切割时的位置偏差大小。
本发明具有以下优点: 分切时极片切割面光滑平整,无毛边产生。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明的放卷机构示意图。
图3为本发明的放卷机构正视图。
图4为本发明的剖面示图。
图5为本发明的裁切机构左侧面示意图。
图6为本发明的裁切机构右侧面示意图。
图7为本发明的裁切机构示意图一。
图8为本发明的裁切机构剖面示意图一。
图9为图8中的A处放大图。
图10为图8中的B处放大图。
图11为本发明的裁切机构工作架结构示意图。
图12为本发明的裁切机构剖面示意图二。
图13为本发明的裁切机构部分零件示意图。
图14为本发明的裁切机构示意图二。
图15为本发明的裁切机构剖面示意图三。
图16为本发明的收料机构示意图。
具体实施方式
一种锂离子电池极片加工方法,包括以下步骤:
a、浆料制备:采用搅拌机构对正极浆料和负极浆料分别进行搅拌,正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成;负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等组成;
b、浆料涂覆:对搅拌好的浆料通过涂覆设备均匀涂覆在正负极集流板上;
c、极片辊压:通过极片辊压机对涂覆完成的极片进行辊压;
d、极片分切: 采用极片分切设备将大卷极片裁切成需要的形状和大小;
e、极片干燥:采用极片干燥装置对极片烘烤除水;
如图1- 16所示,放卷机构3包括设于机体上的第一气缸54和第二气缸55、设于第一气缸54上的第一支块56、设于第二气缸55上的第二支块57、设于机体1上的第一底座58和第二底座59、设于第一底座58上的第一顶柱60,设于第二底座59上的第二顶柱61,所述第一顶柱和第二顶柱一端设有圆角,所述第一支块56、第二支块57第一底座58和第二底座29分别设有弧型槽,卷筒极片中心轴设于弧形槽内,卷筒极片先放置于第一支块56和第二支块57的弧形槽内,第一气缸54和第二气缸55启动推动第一支块56和第二支块57上移,卷筒极片中心与第一顶柱和第二顶柱中心重合,完成对卷筒极片上料工作,所述输送机构2包括第二输送带62和第三输送带63,在通过输送机构2第二输送带62把需加工的极片送至裁切机构4处,完成放卷工作。
所述裁切机构4包括切割辊6、平均分布于切割辊6上多个切割刀43、设于切割辊6下方的传动辊7、设于传动辊两侧的第一固定架8和第二固定架9、设于切割辊6两侧的第一电机10和滑块11、设于第一电机10上的第一液压杆12、设于滑块11上的第二液压杆13、设于第一液压杆上的第一固定块14、设于第二液压杆上的第二固定块15、同时设于第一固定架8和第二固定架9上的刮刀组16和平台17、设于机体1上的第三固定架17和第四固定架18、同时设于第三固定架17和第四固定架18上的主动辊19、设于主动辊19上部的第一从动辊20、设于第一从动辊20两端的移动块21、设于移动块21上的压簧22、移动块21滑行座23、设于设于第三固定架17和第四固定架18上的第三液压杆24和第四液压杆25、同时固定设于第三液压杆24和第四液压杆25上的工作架26、设于工作架26上的第一旋转液压缸27和第二旋转液压缸28、设于第一旋转液压缸27和第二旋转液压缸28上的第一转轮29和第二转轮30、设于工作架26上的第一切刀31和第二切刀32、用于连接第一切刀31和第二切刀32的多个弹簧33、固定设于第一切刀31上的第一固定柱34和第二固定柱35、固定设于第二切刀32上的第三固定柱36和第四固定柱37、同时设于第三固定架17和第四固定架上的导向辊38、设于第三液压杆24和第四液压杆25之间的导向转轮39、设于导向转轮39两端的伸缩杆40、设于伸缩杆上的连接块41、设于工作架26上的废料板42,所述切割刀43的刀刃呈V形状,所述传动辊7设有多个圆槽与切割刀43配合,所述第一转轮29和第二转轮30设有异型槽,第一切刀31上的第一固定柱34和第二切刀32上的第三固定柱36设于第一转轮29异型槽内,第一切刀31上的第二固定柱35和第二切刀32上的第四固定柱37设于第二转轮30异型槽内,极片经过切割辊和传动辊,设于切割辊上的多个切割刀整张极片进行横向切割,刮刀组16刮除切割刀和传动辊上的废料边,所述废料筐包括第一废料筐64和第二废料筐65,废料边掉落第一废料筐64内,通过第三输送带63把横向切割后的极片送至纵向切割处,极片经过主动辊19和第一从动辊20带动及极片自身重力,使极片贴合主动辊19输送,主动辊上设有第一切刀31和第二切刀32的切槽,主动辊上的切刀槽对应第一切刀和第二切刀,第三液压杆24和第四液压杆25启动,使第一切刀和第二切刀压向贴合在主动辊上的极片,同时第一旋转液压缸27和第二旋转液压缸28启动,第一转轮29和第二转轮30转动,使第一切刀31和第二切刀32相对运动并接近,完成对极片的纵向切割,主动辊19每转动180°完成一次纵向切割,切割后的废料经过斜板掉落在第二废料筐65内。
收料机构5包括收料架44、驱动收料架移动的驱动件45、设于收料架44上的第五液压杆46和第六液压杆47、同时设于第五液压杆46和第六液压杆47上的收集板48、设于设于机体1上的夹持装置49和移动装置50、设于移动装置50上的第一输送带51、设于收料架44上的废料筐52、设于移动装置50上的第二从动辊53,切后的极片一端先接触第一输送带51,第一输送带51启动,使极片全部落于第一输送带上并平铺,后第一输送带51反转,使极片的一端位于夹持装置夹持区,夹持装置对极片夹持,第一输送带再进行正转,同时驱动件45启动,使收料架44整体移动,同时第五液压杆46和第六液压杆47启动,使收集板上移,使收集板位于夹持装置下方,极片一端夹持装置夹持,另一端在输送带上,拉紧极片,移动装置50和驱动件45同时启动,使拉紧的极片位于收集板正上方,夹持装置关闭,使极片全部落于收集板上,完成对极片的收料工作。

Claims (5)

1.一种锂离子电池极片加工方法,其特征在于:包括以下步骤:
a、浆料制备:采用搅拌机构对正极浆料和负极浆料分别进行搅拌,正极浆料由粘合剂、导电剂、正极材料等组成;负极浆料则由粘合剂、石墨碳粉等组成;
b、浆料涂覆:对搅拌好的浆料通过涂覆设备均匀涂覆在正负极集流板上;
c、极片辊压:通过极片辊压机对涂覆完成的极片进行辊压;
d、极片分切: 采用极片分切设备将大卷极片裁切成需要的形状和大小;
e、极片干燥:采用极片干燥装置对极片烘烤除水;
其中,所述步骤d中的极片分切设备包括机体(1)、输送机构(2)、放卷机构(3)、裁切机构(4)、收料机构(5)、废料筐(6),所述裁切机构包括切割辊(6)、平均分布于切割辊(6)上多个切割刀(43)、设于切割辊(6)下方的传动辊(7)、设于传动辊两侧的第一固定架(8)和第二固定架(9)、设于切割辊(6)两侧的第一电机(10)和滑块(11)、设于第一电机(10)上的第一液压杆(12)、设于滑块(11)上的第二液压杆(13)、设于第一液压杆上的第一固定块(14)、设于第二液压杆上的第二固定块(15)、同时设于第一固定架(8)和第二固定架(9)上的刮刀组(16)和平台(17)、设于机体(1)上的第三固定架(17)和第四固定架(18)、同时设于第三固定架(17)和第四固定架(18)上的主动辊(19)、设于主动辊(19)上部的第一从动辊(20)、设于第一从动辊(20)两端的移动块(21)、设于移动块(21)上的压簧(22)、移动块(21)滑行座(23)、设于设于第三固定架(17)和第四固定架(18)上的第三液压杆(24)和第四液压杆(25)、同时固定设于第三液压杆(24)和第四液压杆(25)上的工作架(26)、设于工作架(26)上的第一旋转液压缸(27)和第二旋转液压缸(28)、设于第一旋转液压缸(27)和第二旋转液压缸(28)上的第一转轮(29)和第二转轮(30)、设于工作架(26)上的第一切刀(31)和第二切刀(32)、用于连接第一切刀(31)和第二切刀(32)的多个弹簧(33)、固定设于第一切刀(31)上的第一固定柱(34)和第二固定柱(35)、固定设于第二切刀(32)上的第三固定柱(36)和第四固定柱(37)、同时设于第三固定架(17)和第四固定架上的导向辊(38)、设于第三液压杆(24)和第四液压杆(25)之间的导向转轮(39)、设于导向转轮(39)两端的伸缩杆(40)、设于伸缩杆上的连接块(41)、设于工作架(26)上的废料板(42),所述切割刀(43)的刀刃呈V形槽,所述传动辊(7)设有多个圆槽与切割刀(43)配合,所述第一转轮(29)和第二转轮(30)设有异型槽,第一切刀(31)上的第一固定柱(34)和第二切刀(32)上的第三固定柱(36)设于第一转轮(29)异型槽内,第一切刀(31)上的第二固定柱(35)和第二切刀(32)上的第四固定柱(37)设于第二转轮(30)异型槽内,极片经过切割辊和传动辊,设于切割辊上的多个切割刀整张极片进行横向切割,刮刀组(16)刮除切割刀和传动辊上的废料边,极片经过主动辊(19)和第一从动辊(20)带动及极片自身重力,使极片贴合主动辊(19)输送,主动辊上设有第一切刀(31)和第二切刀(32)的切槽,主动辊上的切刀槽对应第一切刀和第二切刀,第三液压杆(24)和第四液压杆(25)启动,使第一切刀和第二切刀压向贴合在主动辊上的极片,同时第一旋转液压缸(27)和第二旋转液压缸(28)启动,第一转轮(29)和第二转轮(30)转动,使第一切刀(31)和第二切刀(32)相对运动并接近,完成对极片的纵向切割。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池极片加工方法,其特征在于:所述步骤a中的搅拌机构在搅拌过程中同时进行上下翻转和绕轴线旋转。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池极片加工方法,其特征在于:所述步骤e中的干燥装置通道长10-15m,极片水平移动速度为0.5-1m/min。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池极片加工方法,其特征在于:所述步骤d中的收料机构(5)包括收料架(44)、驱动收料架移动的驱动件(45)、设于收料架(44)上的第五液压杆(46)和第六液压杆(47)、同时设于第五液压杆(46)和第六液压杆(47)上的收集板(48)、设于设于机体(1)上的夹持装置(49)和移动装置(50)、设于移动装置(50)上的第一输送带(51)、设于收料架(44)上的废料筐(52)、设于移动装置(50)上的第二从动辊(53),切后的极片一端先接触第一输送带(51),第一输送带(51)启动,使极片全部落于第一输送带上并平铺,后第一输送带(51)反转,使极片的一端位于夹持装置夹持区,夹持装置对极片夹持,第一输送带再进行正转,同时驱动件(45)启动,使收料架(44)整体移动,同时第五液压杆(46)和第六液压杆(47)启动,使收集板上移,使收集板位于夹持装置下方,极片一端夹持装置夹持,另一端在输送带上,拉紧极片,移动装置(50)和驱动件(45)同时启动,使拉紧的极片位于收集板正上方,夹持装置关闭,使极片全部落于收集板上,完成对极片的收料工作。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子电池极片加工方法,其特征在于:所述步骤d中的放卷机构(3)包括设于机体上的第一气缸(54)和第二气缸(55)、设于第一气缸(54)上的第一支块(56)、设于第二气缸(55)上的第二支块(57)、设于机体(1)上的第一底座(58)和第二底座(59)、设于第一底座(58)上的第一顶柱(60),设于第二底座(59)上的第二顶柱(61),所述第一顶柱和第二顶柱一端设有圆角,所述第一支块(56)、第二支块(57)第一底座(58)和第二底座(29)分别设有弧型槽,卷筒极片中心轴设于弧形槽内,卷筒极片先放置于第一支块(56)和第二支块(57)的弧形槽内,第一气缸(54)和第二气缸(55)启动推动第一支块(56)和第二支块(57)上移,卷筒极片中心与第一顶柱和第二顶柱中心重合,完成对卷筒极片上料工作,在通过输送机构(2)把需加工的极片送至裁切机构(4),完成放卷工作。
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