CN111760958B - 一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明的名称为一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺。属于锂离子软包电池制造技术领域。它主要是解决现有锂离子软包电池极片切边尖点和毛刺问题。它的主要特征是：包括模切机、正极圆角模具、负极斜角模具、正极极耳模具和负极极耳模具；正极极片经前正极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后正极圆角模具工位裁切在四个直角处形成圆角；正极极片两侧的圆角为非对称结构；负极极片经前负极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后负极圆角模具工位裁切在四个直角处形成角度为钝角的斜角；负极极片两侧的斜角为非对称结构。本发明提高了电池的质量和稳定性，同时，降低了极片裁切模具冲切难度，大幅提高了极片裁切模具的使用寿命。

Description

一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺
技术领域
本发明属于锂离子软包电池制造技术领域。尤其涉及一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺。
背景技术
目前，软包锂电池因其能量密度高，倍率性能好，无记忆效应，且安全环保等优点受到人们青睐，已成为人类主要的移动电源产品，而且市场使用数量还在不断上升。众所周知，软包锂电池的极片制造工序为生产过程中的关键工序，极片的尖点和毛刺极易刺穿隔膜，从而导致电池短路，造成电池起火爆炸，因此对其制造工艺要求极其严格。
目前主流的极片裁切制造工艺主要是采用单工位裁切模具加裁切刀的方式冲制极片，极片在裁切后在四角处会形成四个尖点，在后续的化成和加压测试中有刺穿隔膜风险，从而造成电池短路事故。为此，我们需要一种全新的锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，来解决以上问题。
发明内容
本发明的目的就是针对上述不足之处，提供一种全新的锂离子软包电池的极片裁切制造工艺。
为了实现上述目的，本发明采取如下技术方案：一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：包括正极极片裁切制造工艺和负极极片裁切制造工艺；还包括模切机及安装在模切机上的正极圆角模具、负极斜角模具、正极极耳模具和负极极耳模具；
所述正极极片裁切制造工艺包括：正极极片经前正极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后正极圆角模具工位裁切在四个直角处形成圆角；正极极片两侧的圆角为非对称结构；
所述负极极片裁切制造工艺包括：负极极片经前负极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后负极圆角模具工位裁切在四个直角处形成角度为钝角的斜角；负极极片两侧的斜角为非对称结构。
本发明的技术解决方案中所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角小于背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角。
本发明的技术解决方案中所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角相等或不等，背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角相等或不等。
本发明的技术解决方案中所述的负极极片裁切制造工艺中，负极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角小于离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角。
本发明的技术解决方案中所述的负极极片裁切制造工艺中，负极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角相等或不等，背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角相等或不等。
本发明的技术解决方案中所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极卷以合适的步距穿过正极极耳模具和正极圆角模具；所述的负极极片裁切制造工艺中，负极极卷以合适的步距穿过负极极耳模具和负极斜角模具。
本发明的技术解决方案中所述的正极极片裁切制造工艺中，圆角裁切采用前后刀结构设计，前刀裁切圆角，后刀圆角修边，前后刀相互协调，完成正极极片圆角冲切。
本发明的技术解决方案中所述的负极极片裁切制造工艺中，斜角裁切采用前后刀结构设计，前刀裁切斜角，后刀斜角修边，前后刀相互协调，完成负极极片斜角冲切。
本发明的技术解决方案中所述的负极极片裁切制造工艺中，斜角为120-150°的钝角。
本发明的技术解决方案中所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角为R2.5mm，背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角为R4.0mm，切刀与极片边缘采用30°夹角；所述的正极极片裁切制造工艺中，负极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角为C2.0mm，离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角C3.5mm，切刀与极片边缘采用45°夹角。
本发明的有益效果在于：解决了软包电池因隔膜刺穿而导致的电池短路问题，提高了电池的质量和稳定性。同时，本发明降低了锂离子软包电池极片裁切模具冲切难度，大幅提高了极片裁切模具的使用寿命。
附图说明
图1为本发明负极极片工艺尺寸图。
图2为本发明正极极片工艺尺寸图。
图3为本发明负极极片裁切制造工艺图。
图4为本发明正极极片裁切制造工艺图。
图5为本发明负极模具安装图。
图6为本发明正极模具安装图。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。
本发明一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺的实施例，包括正极极片裁切制造工艺和负极极片裁切制造工艺。正极极片裁切制造工艺包括模切机及安装在模切机右侧的正极极耳模具和左侧的正极圆角模具，走料方向为从右侧向左侧方向。负极极片裁切制造工艺包括模切机及安装在模切机右侧的负极极耳模具和左侧的负极斜角模具，走料方向为从右侧向左侧方向。
如图1所示。负极极片裁切制造工艺包括：负极极片四角采用斜角设计，即负极极片直边与宽边相交的四个角采用斜角工艺，并且左右两侧斜角做非对称结构设计，斜角为在120-150°范围内的钝角。负极极片右侧的上、下两个直角处的斜角相等，斜角为C2.0mm。左侧的上、下两个直角处的斜角相等，斜角为C3.5mm。负极极片左侧的斜角大于右侧的斜角，采用此工艺，可以最大限度减小接刀点对极片端面毛刺的影响，改善了负极斜角裁切时拉料问题，大幅提升了模具的稳定性和使用寿命。
如图2所示。正极极片裁切制造工艺包括：正极极片四角采用圆角设计，R圆角与极片直边过渡圆滑，有效的解决了正极极片的尖点问题，并且左右两侧圆角做非对称结构设计。正极极片右侧的上、下两个直角处的圆角相等，圆角为R4.0mm。正极极片左侧的上、下两个直角处的圆角相等，圆角为R2.5mm。正极极片左侧的圆角R2.5mm小于正极极片右侧的圆角R4.0mm。在通常情况下，极片的R角均采用对称布局设计，这种设计会受到模切机走带摆动误差的影响，造成前后两套模具裁切接刀偏位，导致极片裁切断差和残留。而本发明实施例中，模切机走带摆动误差可以通过非对称裁切方式得到补偿，从而解决了极片裁切断差和残留的问题。
如图3所示。负极极片裁切制造工艺包括：负极极片裁切制造工艺采用双工位模具布局设计，左侧为圆角裁切工位，右侧为极耳裁切工位，送料方向从右向左。负极圆角裁切工位，切刀与极片边缘采用45°夹角。负极极卷以合适的步距即以一个极片宽度为步距穿过负极极耳模具和负极斜角模具并连续送料，负极极卷经前负极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后负极圆角模具工位裁切，斜角裁切采用前后刀结构设计，前刀裁切斜角，后刀斜角修边，前后刀相互协调，完成负极极片斜角冲切，在四个直角处形成斜角，完成极片冲切制造。
如图4所示。正极极片裁切制造工艺包括：正极极片裁切制造工艺采用双工位模具布局设计，正极极片圆角裁切工位，切刀与极片边缘采用30°夹角。正极极卷以合适的步距即以一个极片宽度为步距穿过正极极耳模具和正极圆角模具并连续送料，正极极片经前正极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后正极圆角模具工位裁切，圆角裁切采用前后刀结构设计，前刀裁切圆角，后刀圆角修边，前后刀相互协调，完成正极极片圆角冲切，在四个直角处形成圆角，完成极片冲切制造。
如图5所示。负极裁切模具依图3 所示工艺标准进行模具设计，模具安装至模切机上完成极片生产制造。
如图6所示。正极裁切模具依图4所示工艺标准进行模具设计，模具安装至模切机上完成极片生产制造。
以上所述的实施例仅表达了该发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对该发明的限制。应当指出是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还是可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：包括正极极片裁切制造工艺和负极极片裁切制造工艺；还包括模切机及安装在模切机上的正极圆角模具、负极斜角模具、正极极耳模具和负极极耳模具；
所述正极极片裁切制造工艺包括：正极极片经前正极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后正极圆角模具工位裁切在四个直角处形成圆角；正极极片两侧的圆角为非对称结构；正极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角小于背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角；
所述负极极片裁切制造工艺包括：负极极片经前负极极耳模具工位裁切形成正极极耳后，又经后负极圆角模具工位裁切在四个直角处形成角度为钝角的斜角；负极极片两侧的斜角为非对称结构；负极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角小于离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角相等或不等，背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角相等或不等。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的负极极片裁切制造工艺中，负极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角相等或不等，背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角相等或不等。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极卷以合适的步距穿过正极极耳模具和正极圆角模具；所述的负极极片裁切制造工艺中，负极极卷以合适的步距穿过负极极耳模具和负极斜角模具。
5.根据权利要求1、2或3所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的正极极片裁切制造工艺中，圆角裁切采用前后刀结构设计，前刀裁切圆角，后刀圆角修边，前后刀相互协调，完成正极极片圆角冲切。
6.根据权利要求1、2或3所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的负极极片裁切制造工艺中，斜角裁切采用前后刀结构设计，前刀裁切斜角，后刀斜角修边，前后刀相互协调，完成负极极片斜角冲切。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的负极极片裁切制造工艺中，斜角为120-150°的钝角。
8.根据权利要求1、2或3所述的一种锂离子软包电池的极片裁切制造工艺，其特征在于：所述的正极极片裁切制造工艺中，正极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角为R2.5mm，背离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的圆角为R4.0mm，切刀与极片边缘采用30°夹角；所述的正极极片裁切制造工艺中，负极极片靠正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角为C2.0mm，离正极极耳模具工位一侧的上、下两个直角处的斜角C3.5mm，切刀与极片边缘采用45°夹角。
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