CN111540878B - 一种锂电池极片擦粉机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池极片擦粉机构。该擦粉机构包括擦粉组件；所述擦粉组件包括擦粉驱动件以及多个擦粉模块；多个的所述擦粉模块沿极片的宽度方向排布；所述擦粉模块上具有擦头，且擦粉作业时，擦粉用的擦粉料带从多个的所述擦粉模块的所述擦头上依次放卷绕带经过；所述擦粉驱动件可驱使多个的所述擦粉模块沿极片的宽度方向进行往复擦拭移动；所述擦粉模块上还具有与所述擦头相同朝向的稀释液喷头。而且，还包括风刀以及吸尘腔；所述风刀与所述吸尘腔相对设置，并分别位于所述擦粉模块的沿极片行进轴向的相对两侧。该擦粉机构可保障整体极片的擦粉效果，灵活性高，且能够对擦粉产生的粉尘进行彻底清除。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池极片生产设备技术领域，具体涉及一种锂电池极片擦粉机构。
背景技术
在锂电池极片的生产过程中，极片基材上涂覆浆料后，将根据需要的尺寸及形状对极片进行裁切。极片裁切完成后，需要对极片进行擦粉以形成槽位。
由于擦粉工序是在浆料涂层成型后进行的，进行擦粉时，不同极片之间的浆料涂层的湿度会存在不同的差异，甚至在同一极片上的不同部位亦会存在不同。然而，现有的擦粉装置的灵活调整能力较差，不能灵活针对不同浆料涂层湿度的极片或极片上湿度各异的部位进行有效擦粉，导致整体极片的擦粉效果差，从而影响锂电池极片的质量。
此外，在擦粉过程中会产生粉尘，尤其是擦拭形成的槽位会积累粉尘，如果产生的粉尘不能及时进行清除而被包入电池中，将会对电池的安全和质量造成极大的影响。现有的擦粉装置中的粉尘清除组件通常仅仅采用负压吸尘方式，并且负压吸尘的灵活调节性差，不仅不能对产生的粉尘进行彻底清除，且使用率大、效率低的负压耗能大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种锂电池极片擦粉机构。该擦粉机构具有多套沿极片宽度方向排布的擦粉模块，各擦粉模块均可针对对应的极片部位的湿度灵活调控擦拭压力，保障整体极片的擦粉效果，并且针对不同尺寸的极片可适应布置擦粉模块数目，灵活性高；而且，采用放卷擦粉料带的方式进行擦粉，可有效将槽位内的粉尘带出并避免了二次污染，同时结合风刀与吸尘腔进行粉尘收集，能够对擦粉产生的粉尘进行彻底清除。
本发明的目的通过如下技术方案实现。
一种锂电池极片擦粉机构，包括擦粉组件；所述擦粉组件包括擦粉驱动件以及多个擦粉模块；多个的所述擦粉模块沿极片的宽度方向排布；所述擦粉模块上具有擦头，且擦粉作业时，擦粉用的擦粉料带从多个的所述擦粉模块的所述擦头上依次放卷绕带经过；所述擦粉驱动件可驱使多个的所述擦粉模块沿极片的宽度方向进行往复擦拭移动；
所述擦粉模块上还具有与所述擦头相同朝向的稀释液喷头。
在优选的实施例中，所述擦粉模块上具有擦头压力气缸；所述擦头压力气缸与所述擦头传动连接，并可驱使所述擦头直接压在极片上。
在更优选的实施例中，所述擦头压力气缸由电控比例阀控制气压，所述擦头压力气缸的输出端与所述擦头之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述电控比例阀反馈连接。
在优选的实施例中，多个的所述擦粉模块相互之间的间距可调。
在优选的实施例中，多个的所述擦粉模块均设置在一安装板上；所述擦粉驱动件与所述安装板传动连接，并可驱动所述安装板沿极片的宽度方向进行往复移动。
在更优选的实施例中，所述安装板上具有沿极片宽度方向的安装导轨；多个的所述擦粉模块排布安装在所述安装导轨上。
在更优选的实施例中，所述安装板设置在一基板上；且所述基板上设置有X轴驱动件和Y轴驱动件，可分别驱动所述安装板沿X轴轴向和Y轴轴向靠近极片。
在优选的实施例中，位于极片的与所述擦粉组件相背的一侧设置有过辊平台；所述过辊平台上具有平行设置的两条过辊，以及位于两条所述过辊之间的擦粉底板；所述擦粉底板与所述擦头相对应；所述擦粉底板的内部为真空腔，且所述擦粉底板的朝向所述极片的面上开设有连通内部真空腔的吸附孔。
在优选的实施例中，还包括放卷轴和收卷轴；所述放卷轴和所述收卷轴用于收放卷擦粉料带；且沿放卷行进方向，所述放卷轴与所述擦粉组件之间设置有放卷开胶张力模块。
在更优选的实施例中，所述收卷轴由伺服电机驱动进行收卷；且所述放卷轴由所述收卷轴的收卷牵引进行放卷。
在优选的实施例中，还包括风刀以及吸尘腔；所述风刀与所述吸尘腔相对设置，并分别位于所述擦粉模块的沿极片行进轴向的相对两侧。
与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
本发明的擦粉机构具有多套沿极片宽度方向排布的擦粉模块，各擦粉模块上的擦头均具有独立的压力闭环控制系统，从而使各擦粉模块均可针对对应的极片部位的湿度灵活调控擦拭压力，确保极片各擦粉部位上的擦拭效果一致性，保障整体极片的擦粉效果。
并且，针对不同尺寸的极片可适应布置擦粉组件数目，同时多个的擦粉模块之间的间距可根据极片尺寸的不同灵活调节，灵活性高。而且，针对不同湿度的极片，可布置连续的若干该擦粉机构进行擦粉。从而，满足不同尺寸极片和/或不同湿度极片的擦粉生产需求。
此外，该擦粉机构采用放卷擦粉料带的方式进行擦粉，擦粉料带直接接触极片上的槽位，可有效将槽位内的粉尘带出，且走带更新的擦粉料带可有效避免了二次污染，能够对擦粉产生的粉尘进行彻底清除；同时，擦粉过程中结合风刀与吸尘腔进行粉尘收集，而吸尘腔与风刀之间相对设置，风刀的角度、流量以及吸尘腔的负压等灵活可调，能有效保障粉尘极大限度的被吸走。从而，在有效减少了负压的使用同时，粉尘清除彻底、效率高，能耗低。
附图说明
图1为具体实施例中的锂电池极片擦粉机构工作时的整体结构示意图；
图2为具体实施例中的锂电池极片擦粉机构工作时的正视结构示意图；
图3为具体实施例中的锂电池极片擦粉机构工作时的侧视结构示意图；
图4a和图4b为具体实施例中的锂电池极片擦粉机构的擦粉组件沿不同视角的整体结构示意图；
图5为具体实施例中的锂电池极片擦粉机构中的擦粉组件的正视结构示意图；
图6为具体实施例中擦粉模块的侧视结构示意图；
图7为具体实施例中擦粉模块的安装结构示意图；
附图标注：1-擦粉组件，11-擦粉驱动件，12-擦粉模块，121-安装固定块，122-擦头，123-擦头压力气缸，124-压力传感器，125-稀释液喷头，13-安装板，131-安装导轨，14-基板，15-导杆，16-调节板，17-X轴驱动件，18-导向柱，19-Y轴驱动件，101-放卷轴，102-收卷轴，103-放卷开胶张力模块，104-收卷牵引组件，1041-伺服电机，1042-皮带，1043-从动轮，2-过辊平台，21-过辊，22-擦粉底板，3-电控比例阀，4-风刀，5-吸尘腔，6-极片，7-擦粉料带。
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。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅用于区分描述，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明实施例的锂电池极片擦粉机构，参见图1～图3所示，包括擦粉组件1以及过辊平台2。擦粉组件1与过辊平台2相对设置，并分别位于极片6的相对两侧。
其中，所述过辊平台2上具有平行设置的两条过辊21，以及位于两条所述过辊21之间的擦粉底板22。而且，所述擦粉底板22与所述擦粉组件1相对应。在进行擦粉作业时，极片6从两条平行的过辊21上过辊，擦粉组件1上有擦粉料带7放卷绕带经过，而擦粉组件1以放卷的擦粉料带7为擦拭料对过辊行经至擦粉底板22上的极片6进行擦粉。
在优选的实施例中，所述擦粉底板22的内部为真空腔，且所述擦粉底板22的朝向所述极片6的面上开设有吸附孔，吸附孔与擦粉底板22内部的真空腔连通。极片6行经至擦粉底板22并需进行擦粉时，擦粉底板22内部的真空腔可形成负压，并通过吸附孔吸附极片6，使极片6固定贴附在擦粉底板22的表面上，以保障擦粉作业的稳定进行。
可选的，放卷的擦粉料带7包括无尘布，无尘布吸附能力优良，且吸附的粉尘不易脱落。以放卷擦粉料带7的方式进行擦粉，擦粉料带7直接接触极片6上的槽位，可有效将槽位内的粉尘带出，且走带更新的擦粉料带可有效避免了二次污染，能够对擦粉产生的粉尘进行彻底清除。
具体的，擦粉料带7采用放卷轴101和收卷轴102进行收放卷，且所述放卷轴101具体由所述收卷轴102的收卷牵引进行放卷。在优选的实施例中，所述收卷轴102由收卷牵引组件104驱动进行收卷。其中，收卷牵引组件104包括伺服电机1041、皮带1042和从动轮1043，伺服电机1041通过皮带1042传动带动收卷轴102转动进行收卷，且从动轮1043转动还带动牵引过辊转动以辅助牵引擦粉料带7进行收卷。
且沿放卷行进方向，所述放卷轴101与所述擦粉组件1之间还设置有放卷开胶张力模块103，在放卷过程中，可有效调节放卷张力，确保擦粉料带7在擦粉组件1上保持紧绷的擦粉工作状态。
参见图4a～图5所示，所述擦粉组件1包括擦粉驱动件11以及多个擦粉模块12。其中，多个的所述擦粉模块12沿极片6的宽度方向排布，并且擦粉作业时，擦粉用的擦粉料带7从多个的所述擦粉模块12上依次放卷绕带经过，而所述擦粉驱动件11可驱使多个的所述擦粉模块12沿极片6的宽度方向同步进行左右往复擦拭移动。多个的擦粉模块12沿极片6的宽度方向排布，并具体根据极片6上需要擦粉的部位对应排布设置，可对极片6上的需要擦粉的不同部位进行针对性的有效擦粉。
针对不同尺寸的极片6，擦粉模块12的设置数目可灵活变动，以适应不同尺寸的极片6的擦粉需求；而且，多个的所述擦粉模块12相互之间的间距可调，灵活性高，可有效适应不同尺寸的极片上擦粉部位间距多样化的极片擦粉作业。
具体的，多个的所述擦粉模块12均设置在一安装板13上；而所述擦粉驱动件11与所述安装板13传动连接，并可驱动所述安装板13沿极片的宽度方向进行往复移动，从而可驱使多个的所述擦粉模块12沿极片6的宽度方向同步进行左右往复擦拭移动。可选的，放卷轴101、收卷轴102以及放卷开胶张力模块103亦均一体设置在安装板13上。
其中，所述安装板13上具有沿极片6宽度方向的安装导轨131，多个的所述擦粉模块12排布安装在所述安装导轨131上，使多个的擦粉模块12沿极片6的宽度方向排布的同时，擦粉模块12的安装位置可灵活调节，进而使多个的所述擦粉模块12相互之间的间距可调。
进一步的，所述安装板13设置在一基板14上，基板14可沿极片的宽度方向自由滑动的设置在导杆15上；且所述基板14上设置有X轴驱动件17和Y轴驱动件19，可分别驱动所述安装板13沿X轴轴向和Y轴轴向靠近极片6。
可选的，在所述基板14上设置有调节板16，且所述调节板16通过导向柱18可沿X轴轴向滑动的设置在基板14上；并且，调节板16上具有沿Y轴轴向的滑轨，所述安装板13可沿Y轴轴向滑动的设置在调节板16的滑轨上。而所述X轴驱动件17设置在所述基板14上，且所述X轴驱动件17与所述调节板16传动连接，并可驱使所述调节板16沿X轴轴向靠近极片6；所述调节板16上设置有Y轴驱动件19，且所述Y轴驱动件19与所述安装板13传动连接，并可驱使所述安装板13沿Y轴轴向靠近极片6。
如此，在进行对极片6的擦粉作业过程中，未开始擦粉作业前，极片6从过辊平台2上过辊，擦粉组件1的擦粉模块12远离极片6的表面。当极片6的需擦粉部位过辊至过辊平台2上时，极片6停止放卷过辊，并由过辊平台2上的擦粉底板22将极片6吸附固定；此时，X轴驱动件17开始动作并驱使调节板16沿X轴移动，并带动安装板13上的擦粉模块12行至与极片6的待擦粉部位同Y轴轴向位置处；而后，Y轴驱动件19动作并驱使安装板13沿Y轴靠近极片6的方向移动，并使擦粉模块12行至使其上的擦粉料带7与极片6的表面接触；最后，再由擦粉驱动件11驱动基板14沿极片6的宽度方向往复移动，带动擦粉模块12在极片6的表面上进行擦粉。
在可选的实施例，擦粉驱动件11为电缸，X轴驱动件17和Y轴驱动件19均为气缸，擦粉驱动件11、X轴驱动件17以及Y轴驱动件19均可实现伺服控制，使擦粉作业的控制精度高。
在优选的实施例中，参见图6和图7所示，所述擦粉模块12上具有安装固定块121、擦头122以及擦头压力气缸123。其中，擦头压力气缸123的缸体固定安装在安装固定块121上，擦头122滑动安装在安装固定块121上，安装固定块121安装在安装板13上；并且，所述擦头压力气缸123与所述擦头122传动连接。而且，具体的，擦粉模块12具体由擦头122与擦粉底板22相对应。并且，擦粉作业时，擦粉用的擦粉料带7具体从多个的所述擦粉模块12的所述擦头122上依次放卷绕带经过。
进行擦粉作业时，由X轴驱动件17和Y轴驱动件19的驱动，使擦粉模块12上的擦头122行至使其上的擦粉料带7与极片6的表面接触，而后擦头压力气缸123驱使所述擦头122移动并直接压在极片6的表面上，再由擦粉驱动件11驱动并带动擦头122沿极片6的宽度方向移动，擦头122进行擦粉作业。
以擦头122作为擦拭部件，并采用放卷的擦粉料带7作为擦拭材料，即可直接对极片6擦拭形成槽位，也可对已经有槽位的极片6进行槽位粉尘的清理，增加了槽位形成的工艺方式。而且，相比仅仅采用负压对槽位除尘的方式，擦粉料带7接触式擦尘除尘更彻底，在有效减少了负压的使用同时，粉尘清除彻底、效率高，能耗低。并且，擦头122的形状具体可根据实际极片6上的槽位成型形状调整，包括平面或弧形。
此外，在所述擦粉模块12上还具有与所述擦头122相同朝向的稀释液喷头125，稀释液喷头125固定连接在安装固定块121上，且稀释液喷头125朝向极片6的凸出高度低于擦头122。擦粉作业时，X轴驱动件17和Y轴驱动件19动作前，由稀释液喷头125喷出稀释液以对极片6上的涂层进行稀释，而后X轴驱动件17、Y轴驱动件19和擦粉驱动件11再依次动作进行擦粉作业。
进一步的，所述擦头压力气缸123由电控比例阀3控制气压，而且所述擦头压力气缸123的输出端与所述擦头122之间设置有压力传感器124，所述压力传感器124与所述电控比例阀3反馈连接。在擦粉作业中，擦头压力气缸123对擦头122施加的驱动力，亦即擦头122对极片6的表面施加的压力，即可由压力传感器124实时感应探测并将感应信号传输至电控比例阀3，再由电控比例阀3对擦头压力气缸123做出压力反馈调节，形成压力闭环控制系统，从而实时有效调节擦头122对极片6的表面施加的压力，保证擦头122对极片6的表面施加的压力不会过大或过小并保持稳定。如此，各擦粉模块12上的擦头122均具有独立的压力闭环控制系统，使各擦粉模块12均可针对对应的极片部位的湿度灵活调控擦拭压力，可确保各擦粉模块12均能实施有效、稳定的擦粉作业，并确保极片6各擦粉部位上的擦拭效果一致性，保障整体极片6的擦粉效果。
而且，该擦粉机构还包括风刀4以及吸尘腔5。其中，所述风刀4与所述吸尘腔5相对设置，并分别位于所述擦粉组件1的沿极片6行进轴向的相对两侧。而且，具体的，风刀4与吸尘腔5均为与多个擦粉模块12对应的多组，每组风刀4与吸尘腔5对应一组擦粉模块12，且同组的风刀4和吸尘腔5具体分布在对应的擦粉模块12的沿极片6行进轴向的前后相对两侧。在进行擦粉作业时，风刀4吹风并将擦粉产生的粉尘吹起，并由吸尘腔5进行吸取收集，风刀4的出风口与吸尘腔5的吸尘口相对，保证气流不外溢，能有效保障粉尘极大限度的被吸走，保障极片6的质量。
可选的，风刀4与吸尘腔5均通过安装支杆设置，且安装支杆与过辊平台2连接。而且，风刀4与吸尘腔5在安装支杆上的安装角度可调，使风刀4的吹风角度和吸尘腔5的吸尘角度灵活可调，风刀4的出风量以及吸尘腔5的负压亦均可根据实际调整，从而保障有效进行除尘。
在另外优选的实施例中，针对不同湿度的极片，可布置连续的若干该擦粉机构进行擦粉，以保障极片的擦粉效果一致性，保障生产的极片的质量。
在另外优选的实施例中，极片的走带方向、角度可根据极片的湿度等条件进行各种变换，而该擦粉机构亦可进行相应摆放角度的调整。在湿度低时，极片的走带方向则可根据布局空间水平走带或成倾角，则该擦粉机构呈水平摆放(如图3摆放方式)或相应呈倾角；在湿度高时，粉尘颗粒重，极片竖直走带更利于粉尘的收集，则该擦粉机构呈竖式摆放(图3摆放方式旋转90°)，吸尘腔5位于极片6行进方向的后方。从而，可根据实际极片的湿度情况调整该擦粉机构的作业摆放方式，提高擦粉工作效率，并减少能耗。
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，但本发明的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本发明精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种锂电池极片擦粉机构，其特征在于，包括擦粉组件；所述擦粉组件包括擦粉驱动件以及多个擦粉模块；多个的所述擦粉模块沿极片的宽度方向排布；所述擦粉模块上具有擦头，且擦粉作业时，擦粉用的擦粉料带从多个的所述擦粉模块的所述擦头上依次放卷绕带经过；所述擦粉驱动件可驱使多个的所述擦粉模块沿极片的宽度方向进行往复擦拭移动；
所述擦粉模块上还具有与所述擦头相同朝向的稀释液喷头；
所述擦粉模块上具有擦头压力气缸；所述擦头压力气缸与所述擦头传动连接，并可驱使所述擦头直接压在极片上；
所述擦头压力气缸由电控比例阀控制气压，所述擦头压力气缸的输出端与所述擦头之间设置有压力传感器，所述压力传感器与所述电控比例阀反馈连接；
所述压力传感器实时感应探测并将感应信号传输至电控比例阀，再由电控比例阀对擦头压力气缸做出压力反馈调节，形成压力闭环控制系统，从而实时有效调节擦头对极片的表面施加的压力；
多个的所述擦粉模块相互之间的间距可调，各擦粉模块上的擦头均具有独立的压力闭环控制系统，使各擦粉模块均可针对对应的极片部位的湿度灵活调控擦拭压力；
还包括风刀以及吸尘腔；所述风刀与所述吸尘腔相对设置，并分别位于所述擦粉模块的沿极片行进轴向的相对两侧。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池极片擦粉机构，其特征在于，多个的所述擦粉模块均设置在一安装板上；所述擦粉驱动件与所述安装板传动连接，并可驱动所述安装板沿极片的宽度方向进行往复移动。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池极片擦粉机构，其特征在于，所述安装板上具有沿极片宽度方向的安装导轨；多个的所述擦粉模块排布安装在所述安装导轨上。
4.根据权利要求2所述的一种锂电池极片擦粉机构，其特征在于，所述安装板设置在一基板上；且所述基板上设置有X轴驱动件和Y轴驱动件，可分别驱动所述安装板沿X轴轴向和Y轴轴向靠近极片。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池极片擦粉机构，其特征在于，位于极片的与所述擦粉组件相背的一侧设置有过辊平台；所述过辊平台上具有平行设置的两条过辊，以及位于两条所述过辊之间的擦粉底板；所述擦粉底板与所述擦头相对应；所述擦粉底板的内部为真空腔，且所述擦粉底板的朝向所述极片的面上开设有连通内部真空腔的吸附孔。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池极片擦粉机构，其特征在于，还包括放卷轴和收卷轴；所述放卷轴和所述收卷轴用于收放卷擦粉料带；且沿放卷行进方向，所述放卷轴与所述擦粉组件之间设置有放卷开胶张力模块。
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