CN114309249B - 锂片模切方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种锂片模切方法。刀模包括由不与金属锂发生粘接的树脂材料制成的成型模具和模切刀具。模切机包括刀模和机架；成型模具固定连接在机架上；模切刀具滑动连接在机架上。模切方法包括：S1：使锂带设置于成型模具上，在成型模具和模切刀具上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂；S2：使模切刀具滑动至成型槽内实现锂片模切。本发明中的成型模具和模切刀具均采用树脂材料制成，从根本上解决了模切机的刀模与金属锂发生粘连的问题，并在成型模具和模切刀具上涂抹离子液体润滑剂以进一步保证刀模不与金属锂发生粘连，进而提高了锂片的成型质量，并且还降低了生产损耗及生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种锂片模切方法。
背景技术
锂是自然界最轻的金属，具有较强的化学活性，被誉为“推动世界进步的能源金属”。由于锂具有最高的理论比容量（3860mAh/g），并且锂电池对环境友好无污染，因此是高比能电池首选的负极材料。比如新兴的锂硫电池、全固态电池、锂氟化碳（Li-(CFx)n）电池以及传统的锂锰电池和锂亚电池均采用锂作为负极，能量密度能够达到500Wh/kg以上。
通过模切机的金属刀模裁切锂带能够制得用以生产制造锂电池负极的锂片。但是，由于金属锂的质地柔软，容易与金属刀模的刀刃发生粘连，进而会导致锂片成型质量差、生产损耗高且生产成本高等缺点。为减少金属锂与模切机的金属刀模（例如钢制或铁制的刀模）发生粘连，现有技术采用控制金属刀模刃口的粗糙度的方式来实现上述目的，例如公开号为CN203091830U的一种锂带分切机中提出使不锈钢刀模刃口的粗糙度低于以减少其与金属锂发生粘连。
但是，采用控制金属刀模刃口的粗糙度的方式会增加金属刀模的加工成本，另外，由于钢或铁等金属与金属锂同为具有亲氧、亲铁、亲石以及亲气等性质的材料，金属刀模和金属锂在原子层级上具有亲和作用，在互相接触时存在原子扩散，因此无法从根本上解决刀模与金属锂发生粘连的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种避免金属锂与锂片模切用刀模及模切机发生粘连的模切方法。
为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种锂片模切用刀模，包括由不与金属锂发生粘接的树脂材料制成的成型模具和模切刀具；所述成型模具上形成有用以与模切刀具嵌合以冲切设置于成型模具上方的锂带进而产出锂片的成型槽。
具体地，所述树脂材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛或聚醚醚酮。
具体地，所述模切刀具上设置有用以排出成型槽内的锂片的锂片排出结构。
具体地，所述成型槽是贯通成型模具设置的成型通槽；所述锂片排出结构包括贯通设置于模切刀具上的通气孔以及用以连通外部供气源与通气孔进而吹出成型通槽内的锂片的通气管。
一种锂片模切用模切机，包括如上述中所述的锂片模切用刀模和机架；所述成型模具固定连接在机架上；所述模切刀具滑动连接在机架上，所述模切刀具的滑动方向为竖直方向，并且所述模切刀具设置在成型模具的上方。
具体地，所述机架上转动连接有用以安装锂带卷并驱动锂带卷旋转进而实现放卷的锂带放卷结构，所述机架上还转动连接有用以与锂带卷的首端连接并进行旋转收卷的锂带废料收卷结构，并且所述锂带放卷结构和锂带废料收卷结构分别设置在成型模具的左右两侧。
具体地，所述机架上连接有锂带导向张紧组件；所述锂带导向张紧组件设置于锂带放卷结构和锂带废料收卷结构之间。
具体地，所述锂带导向张紧组件包括设置在成型模具与锂带放卷结构之间并用以张紧锂带的第一张紧轴、设置在成型模具与锂带废料收卷结构之间并始终与锂带贴合的导向轴以及设置在导向轴与锂带废料收卷结构之间并用以使锂带以张紧状态延伸至锂带废料收卷结构的第二张紧轴；所述第一张紧轴、导向轴和第二张紧轴均连接在机架上。
具体地，所述机架上设置有用以承接及运输锂片的锂片运输机；所述锂片运输机设置在成型模具的下方；所述锂片运输机的出料侧设置有用以收集锂片的料盒。
一种锂片模切方法，采用如上述中所述的锂片模切用模切机；所述锂片模切方法包括如下步骤：
S1：使锂带设置于所述成型模具上，在所述成型模具和模切刀具上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂；其中，所述离子液体润滑剂包括咪唑盐类离子液体润滑剂、吡啶盐类离子液体润滑剂、季铵盐类离子液体润滑剂或季膦盐离子液体润滑剂；
S2：使所述模切刀具沿竖直向下的方向滑动至成型槽内实现锂片模切。
与现有技术相比，本发明的优点在于：
附图说明
图1是本发明中锂片模切用刀模及模切机的立体结构示意图；
图2是本发明中锂片模切用刀模及模切机的正视结构示意图；
图3是本发明中锂片模切方法的流程图。
图中各标号表示：1、成型模具；101、成型槽；2、模切刀具；3、锂片排出结构；301、通气孔；302、通气管；4、机架；5、锂带卷；6、锂带放卷结构；7、锂带废料收卷结构；8、锂带导向张紧组件；801、第一张紧轴；802、导向轴；803、第二张紧轴；9、运输机；10、料盒。
具体实施方式
以下将结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。
锂片模切用刀模实施例
请参照图1和图2，一种锂片模切用刀模，包括由不与金属锂发生粘接的树脂材料制成的成型模具1和模切刀具2；所述成型模具1上形成有用以与模切刀具2嵌合以冲切设置于成型模具1上方的锂带进而产出锂片的成型槽101。其中，所述模切刀具2与成型槽101的形状大小相同。本发明中的所述成型模具1和模切刀具2均采用树脂材料制成，从根本上解决了模切机的刀模与金属锂发生粘连的问题，进而提高了锂片的成型质量，并且还降低了生产损耗及生产成本。此外，由于本发明采用成型模具1和模切刀具2嵌合的方式来冲切锂片，与采用金属刀模的刀刃来裁切以成型锂片的方案不同：本发明的刀模为没有刀刃，不存在刀刃的磨损问题，因此能够大幅提高刀模的使命寿命。
本实施例中，所述树脂材料包括聚乙烯（）、聚丙烯（/>）、聚四氟乙烯（/>）、聚甲醛（/>）或聚醚醚酮（/>）。优选地，所述树脂材料包括聚乙烯（/>）、聚丙烯（）或聚甲醛（/>）。
本实施例中，所述模切刀具2上设置有用以排出成型槽101内的锂片的锂片排出结构3，以便于收集成品，防止成型锂片卡在所述成型槽101内。
本实施例中，所述成型槽101是贯通成型模具1设置的成型通槽；所述锂片排出结构3包括贯通设置于模切刀具2上的通气孔301以及用以连通外部供气源与通气孔301进而吹出成型通槽内的锂片的通气管302。通过外部供气源向所述通气管302和通气孔301通气，能够吹出成型通槽内的成型锂片，防止成型锂片卡在所述成型通槽内。
锂片模切用模切机实施例
请参照图1和图2，一种锂片模切用模切机，包括如上述实施例中所述的锂片模切用刀模和机架4；所述成型模具1固定连接在机架4上；所述模切刀具2滑动连接在机架4上，所述模切刀具2的滑动方向为竖直方向，并且所述模切刀具2设置在成型模具1的上方。
本实施例中，所述机架4上转动连接有用以安装锂带卷5并驱动锂带卷5旋转进而实现放卷的锂带放卷结构6，所述机架上还转动连接有用以与锂带卷5的首端连接并进行旋转收卷的锂带废料收卷结构7，并且所述锂带放卷结构6和锂带废料收卷结构7分别设置在成型模具1的左右两侧。其中，所述锂带卷5的锂带包括纯锂带、锂合金带、金属箔材和锂箔的复合带或金属网和锂箔的复合带，锂合金包括锂硼合金、锂铝合金、锂镁合金或锂铜合金，合金中锂含量为，所述金属箔材包括铜箔、镍箔、锡箔、铝箔或不锈钢箔。所述金属网包括铜网、镍网、锡网、铝网或不锈钢网。通过所述锂带放卷结构6和锂带废料收卷结构7能够使实现锂片的连续生产，提高了锂片的生产效率；此外，通过所述锂带废料收卷结构7能够回收锂带边角料，减少材料浪费，环保节能。
本实施例中，所述机架4上连接有锂带导向张紧组件8；所述锂带导向张紧组件8设置于锂带放卷结构6和锂带废料收卷结构7之间，通过所述锂带导向张紧组件8能够使锂带沿预设方向进给并始终保持张紧状态，进而提高锂片的成型质量和生产效率。
本实施例中，所述锂带导向张紧组件8包括设置在成型模具1与锂带放卷结构6之间并用以张紧锂带的第一张紧轴801、设置在成型模具1与锂带废料收卷结构7之间并始终与锂带贴合的导向轴802以及设置在导向轴802与锂带废料收卷结构7之间并用以使锂带以张紧状态延伸至锂带废料收卷结构7的第二张紧轴803；所述第一张紧轴801、导向轴802和第二张紧轴803均连接在机架4上。通过所述第一张紧轴801、导向轴802和第二张紧轴803的配合，能够使锂带沿预设方向进给并始终保持张紧状态，进而提高锂片的成型质量和生产效率；此外，所述锂带导向张紧组件8具有结构简单且造价便宜的优点。
本实施例中，所述第一张紧轴801、导向轴802、第二张紧轴803以及锂带废料收卷结构7均设置于同一水平面上，所述锂带放卷结构6设置在低于第一张紧轴801的水平面，并且所述锂带卷5的锂带的首端能够依次从所述第一张紧轴801的上方、成型模具1的上方、导向轴802的上方以及第二张紧轴803的下方穿过并固定连接在锂带废料收卷结构7上，以使锂带卷5的锂带始终与第一张紧轴801、导向轴802和第二张紧轴803贴合并以张紧状态延伸至锂带废料收卷结构7上。
本实施例中，所述机架4上设置有用以承接及运输锂片的锂片运输机9；所述锂片运输机9设置在成型模具1的下方；所述锂片运输机9的出料侧设置有用以收集锂片的料盒10。
锂片模切方法实施例
请参照图3，一种锂片模切方法，采用如上述实施例中所述的锂片模切用模切机；所述锂片模切方法包括如下步骤：
S1：使锂带设置于所述成型模具1上，在所述成型模具1和模切刀具2上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂；其中，所述离子液体润滑剂包括咪唑盐类离子液体润滑剂、吡啶盐类离子液体润滑剂、季铵盐类离子液体润滑剂或季膦盐离子液体润滑剂。在所述成型模具1和模切刀具2上涂抹离子液体润滑剂以进一步保证刀模不与金属锂发生粘连，进而提高了锂片的成型质量，并且还降低了生产损耗及生产成本。
具体地，安装在所述锂带放卷结构6上的锂带卷5的首端从成型模具1的上方穿过并连接在锂带废料收卷结构7上，在所述成型模具1和模切刀具2上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂。
S2：使所述模切刀具2沿竖直向下的方向滑动至成型槽101内实现锂片模切。
S3：通过外部供气源向所述通气管302和通气孔301通气，将所述成型槽101内的成型锂片吹至锂片运输机9上。
S4：使所述模切刀具2沿竖直向上的方向滑动以复位。
S5：所述锂带放卷结构6旋转以使锂带卷5放卷预设长度（不小于一个锂片的长度）的锂带，所述锂带废料收卷结构7收卷预设长度（不小于一个锂片的长度）的锂带。
具体实施例1
S1：安装在所述锂带放卷结构6上的锂带卷5的首端从成型模具1的上方穿过并连接在锂带废料收卷结构7上，在所述成型模具1和模切刀具2上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂。其中，所述成型模具1和模切刀具2由聚乙烯（）材料制成，所述成型模具1上的成型槽101的尺寸为71*99mm，所述锂带卷5的锂带宽度为120mm、厚度为150μm，所述离子液体润滑剂是咪唑盐类离子液体润滑剂。
S2：使所述模切刀具2沿竖直向下的方向滑动至成型槽101内实现锂片模切。
S3：通过外部供气源向所述通气管302和通气孔301通气，将所述成型槽101内的成型锂片吹至锂片运输机9上。
S4：使所述模切刀具2沿竖直向上的方向滑动以复位。
S5：所述锂带放卷结构6旋转以使锂带卷5放卷预设长度的锂带，所述锂带废料收卷结构7收卷预设长度的锂带。
具体实施例2
S1：安装在所述锂带放卷结构6上的锂带卷5的首端从成型模具1的上方穿过并连接在锂带废料收卷结构7上，在所述成型模具1和模切刀具2上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂。其中，所述成型模具1和模切刀具2由聚丙烯（）材料制成，所述成型模具1上的成型槽101的尺寸为71*99mm，所述锂带卷5的锂带宽度为120mm、厚度为200μm，并且所述锂带卷5的锂带为锂铝合金带（锂含量97.5%），所述离子液体润滑剂是季铵盐类离子液体润滑剂。
S2：使所述模切刀具2沿竖直向下的方向滑动至成型槽101内实现锂片模切。
S3：通过外部供气源向所述通气管302和通气孔301通气，将所述成型槽101内的成型锂片吹至锂片运输机9上。
S4：使所述模切刀具2沿竖直向上的方向滑动以复位。
S5：所述锂带放卷结构6旋转以使锂带卷5放卷预设长度的锂带，所述锂带废料收卷结构7收卷预设长度的锂带。
具体实施例3
S1：安装在所述锂带放卷结构6上的锂带卷5的首端从成型模具1的上方穿过并连接在锂带废料收卷结构7上，在所述成型模具1和模切刀具2上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂。其中，所述成型模具1和模切刀具2由聚甲醛（）材料制成，所述成型模具1上的成型槽101的尺寸为71*99mm，所述锂带卷5的锂带宽度为120mm、厚度为300μm，并且所述锂带卷5的锂带为铜箔和锂箔的复合带（铜箔厚度为10μm），所述离子液体润滑剂是吡啶盐类离子液体润滑剂。
S2：使所述模切刀具2沿竖直向下的方向滑动至成型槽101内实现锂片模切。
S3：通过外部供气源向所述通气管302和通气孔301通气，将所述成型槽101内的成型锂片吹至锂片运输机9上。
S4：使所述模切刀具2沿竖直向上的方向滑动以复位。
S5：所述锂带放卷结构6旋转以使锂带卷5放卷预设长度的锂带，所述锂带废料收卷结构7收卷预设长度的锂带。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。
Claims (8)
1.一种锂片模切方法，其特征在于，锂片模切用刀模包括由不与金属锂发生粘接的树脂材料制成的成型模具（1）和模切刀具（2）；所述成型模具（1）上形成有用以与模切刀具（2）嵌合以冲切设置于成型模具（1）上方的锂带进而产出锂片的成型槽（101）；
锂片模切用模切机包括所述锂片模切用刀模和机架（4）；所述成型模具（1）固定连接在机架（4）上；所述模切刀具（2）滑动连接在机架（4）上，所述模切刀具（2）的滑动方向为竖直方向，并且所述模切刀具（2）设置在成型模具（1）的上方；
所述锂片模切方法采用所述锂片模切用模切机；所述锂片模切方法包括如下步骤：
S1：使锂带设置于所述成型模具（1）上，在所述成型模具（1）和模切刀具（2）上涂抹不与金属锂粘接的离子液体润滑剂；其中，所述离子液体润滑剂包括咪唑盐类离子液体润滑剂、吡啶盐类离子液体润滑剂、季铵盐类离子液体润滑剂或季膦盐离子液体润滑剂；
S2：使所述模切刀具（2）沿竖直向下的方向滑动至成型槽（101）内实现锂片模切。
2.根据权利要求1所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述树脂材料包括聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚甲醛或聚醚醚酮。
3.根据权利要求1所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述模切刀具（2）上设置有用以排出成型槽（101）内的锂片的锂片排出结构（3）。
4.根据权利要求3所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述成型槽（101）是贯通成型模具（1）设置的成型通槽；所述锂片排出结构（3）包括贯通设置于模切刀具（2）上的通气孔（301）以及用以连通外部供气源与通气孔（301）进而吹出成型通槽内的锂片的通气管（302）。
5.根据权利要求1所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述机架（4）上转动连接有用以安装锂带卷（5）并驱动锂带卷（5）旋转进而实现放卷的锂带放卷结构（6），所述机架上还转动连接有用以与锂带卷（5）的首端连接并进行旋转收卷的锂带废料收卷结构（7），并且所述锂带放卷结构（6）和锂带废料收卷结构（7）分别设置在成型模具（1）的左右两侧。
6.根据权利要求5所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述机架（4）上连接有锂带导向张紧组件（8）；所述锂带导向张紧组件（8）设置于锂带放卷结构（6）和锂带废料收卷结构（7）之间。
7.根据权利要求6所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述锂带导向张紧组件（8）包括设置在成型模具（1）与锂带放卷结构（6）之间并用以张紧锂带的第一张紧轴（801）、设置在成型模具（1）与锂带废料收卷结构（7）之间并始终与锂带贴合的导向轴（802）以及设置在导向轴（802）与锂带废料收卷结构（7）之间并用以使锂带以张紧状态延伸至锂带废料收卷结构（7）的第二张紧轴（803）；所述第一张紧轴（801）、导向轴（802）和第二张紧轴（803）均连接在机架（4）上。
8.根据权利要求1所述的一种锂片模切方法，其特征在于，所述机架（4）上设置有用以承接及运输锂片的锂片运输机（9）；所述锂片运输机（9）设置在成型模具（1）的下方；所述锂片运输机（9）的出料侧设置有用以收集锂片的料盒（10）。
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