CN114311789A - 一种锂电池电极的加工装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种锂电池电极的加工装置，加工装置包括设置在底座的下模座上的电极工件、位于电极工件上方的回弹挤压结构。回弹挤压结构包括安装有压实块的上模座，且上模座经转接头连接有竖直挤压杆；竖直挤压杆的上端铰接有联动杆，联动杆的另一端与位于上模座上方侧面的回弹组件连接，且回弹组件的另一端设有冲击头。加工装置还包括位于冲击头一侧的撞击结构，撞击结构包括撞击锤及驱动结构。驱动结构驱动撞击锤使撞击锤作用于回弹挤压结构，对电极工件进行电极涂层加工。加工装置，能够稳定的将电极涂层加工到金属集流体上形成锂电池电极，且通过回弹挤压的原理能够避免金属集流体在加工涂层的过程中出现延展性的问题。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种锂电池电极的加工装置。
背景技术
锂电池电极是将极片涂层均匀的涂敷在金属集流体上形成，极片涂层是一种复合材料，主要由活性物质颗粒、碳胶相(导电剂和黏结剂相互混合的组成相)、孔隙内填满电解液形成。
目前电池极片涂层在加工时，通常采用辊压的方式将极片涂层加工到金属集流体上，但是由于金属集流体多为金属箔材，在加工进行时容易使得金属集流体产生延展的问题，且单纯的涂层结构也不能够有效保证锂电池电极结构的稳定。
发明内容
为了解决锂电池电极结构稳定性差、辊压加工造成金属集流体延展的问题，本发明公开了一种锂电池电极的加工装置。
实现发明目的的技术方案如下：一种锂电池电极的加工装置，加工装置包括设置在底座的下模座上的电极工件、位于电极工件上方的回弹挤压结构。
其中，回弹挤压结构包括安装有压实块的上模座，且上模座经转接头连接有竖直挤压杆；竖直挤压杆的上端铰接有联动杆，联动杆的另一端与位于上模座上方侧面的回弹组件连接，且回弹组件的另一端设有冲击头。
其中，加工装置还包括位于冲击头一侧的撞击结构，撞击结构包括撞击锤及驱动结构。驱动结构驱动撞击锤使撞击锤作用于回弹挤压结构，对电极工件进行电极涂层加工。
本发明通过的锂电池电极的加工装置的原理是：启动驱动结构，使驱动结构驱动撞击锤；撞击锤靠近并撞击冲击头，使得冲击头挤压回弹组件；回弹组件被压缩过程中作用于联动杆，使联动杆与竖直挤压杆之间角度发生变化，竖直挤压杆向下运动；竖直挤压杆下压，使得上模座靠近其下方的电极工件，上模座上的压实块对其下方的电极工件进行挤压撞击；在压实块与电极工件撞击时，压实块承受电极工件的反作用力，同时在回弹组件具有弹性复位作用，回弹组件进行弹性复位；回弹组件带动联动杆与竖直挤压杆动上移；撞击锤对冲击头进行撞击后，撞击锤被弹出后在驱动结构和自身重力作用下回落，并与复位的回弹组件其进行再次撞击，回弹挤压结构对电极工件进行再次挤压撞击。经撞击锤、回弹挤压结构的不断工作，可以实现对电极工件的回弹挤压将电机涂层均匀涂覆在电极工件上，实现电池极片涂层的加工。
本发明设计的锂电池电极的加工装置，能够稳定的将电极涂层加工到金属集流体上形成锂电池电极，且通过回弹挤压的原理能够避免金属集流体在加工涂层的过程中出现延展性的问题。
在本发明回弹挤压结构的一个实施例中，上述回弹组件包括第一弹性件，第一弹性件一端与冲击头固定连接，另一端经挤压导头与联动杆连接。
在本发明回弹挤压结构的一个实施例中，上述回弹挤压结构还包括与回弹组件位于同一水平线上的复位结构，复位结构用于使回弹组件复位。
复位结构包括复位杆，复位杆一端与挤压导头连接，另一端与设置在复位筒内的第二弹性件连接。
在本发明回弹挤压结构的优选一个实施例中，上述回弹挤压结构还包括防护组件，防护组件包括设置在底座上的框架，且框架上部设有带有腔体的转向块。
转向块下部开设有竖直挤压杆穿过的第一限位通孔，转向块上部一侧面开设有挤压导头穿过的第二限位通孔，转向块上部另一侧面开设有固定复位筒的第三限位通孔。
更优的，上述防护组件还包括固定在转向块外部且部分罩设在回弹组件外部的防护套。
在本发明回弹挤压结构的另一个实施例中，上述回弹挤压结构的上模座与转接头卡接连接，且回弹挤压结构还包括上模座更换组件。
上模座更换组件包括卡块、第三弹性件、卡柱，卡块固定在上模座顶部且与转接头相适配。第三弹性件安装在卡块两侧的盲孔内。卡柱一端与第三弹性件连接，另一端穿过转接头上的卡口通孔。
上模座更换组件还包括位于上模座侧面的挤压伸缩杆，挤压伸缩杆与卡口通孔位于同一水平线上，且挤压伸缩杆用于穿过卡口通孔后接触并挤压卡柱，使上模座与转接头分离。
在本发明锂电池电极的加工装置的一个实施例中，上述下模座经位于下模座两侧的限位筒固定在底座上，限位筒的上端插入设有辅助杆，且辅助杆经连接杆与上模座固定连接。
进一步的，下模座上还设有电极工件拆卸结构，电极工件拆卸结构包括位于下模座上表面的基板、位于下模座下方且与基板连接的2个顶杆、固定在底座上且与顶杆连接的顶起组件。
优选的，上述顶起组件包括位于2个顶杆中央的锁紧伸缩杆，以及位于锁紧伸缩杆与顶杆之间的限位板。
还包括所述锁紧伸缩杆的上部伸缩端且沿水平方向设置的平衡板，平衡板的两侧分别转动连接有支杆，支杆的另一端转动连接有锁紧杆，且锁紧杆贯穿限位板并固定在顶杆上。
在本发明回弹挤压结构的一个实施例中，上述驱动结构包括电机，以及与电机连接的减速机，且减速机经转动组件与所述撞击锤连接。
进一步的，上述转动组件包括设置在底座上的2个安装板之间的转动柱，转动柱的外部套设有缺口套和连接环，且连接环上开设有与缺口套相适配的凹槽，连接环与撞击锤连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.本发明设计的锂电池电极的加工装置，能够稳定的将电极涂层加工到金属集流体上形成锂电池电极，且通过回弹挤压的原理能够避免金属集流体在加工涂层的过程中出现延展性的问题。
2.本发明还对锂电池电极的涂层进行改进，选用碳纤维作为涂层的原料之一，碳纤维能够对锂电池电极的表面进行加强，保证锂电池电极的结构稳定性，碳纤维业绩有耐高温特性，其能够提高锂电池电极的使用时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为具体实施方式中锂电池电极的加工装置的结构示意图；
图2为具体实施方式中回弹挤压结构的回弹组件的示意图；
图3为图1中回弹挤压结构的上模座更换组件的放大图；
图4为图1中锂电池电极的加工装置中电极工件拆卸结构的放大图；
图5为图1中驱动结构的连接示意图；
其中，1.底座；2.架框；3.安装板；4.转向块；5.竖直挤压杆；6.挤压导头；7.联动杆；8.转接头；9.上模座；10.限位筒；11.下模座；12.转动柱；13.缺口套；14.连接环；15.撞击伸缩杆；16.撞击锤；17.防护套；18.冲击头；19.第一弹性件；20.复位筒；21.第二弹性件；22.复位杆；23.卡块；24.第三弹性件；25.卡柱；26.电机；27.辅助杆；28.基板；29.顶杆；30.锁紧伸缩杆；31.限位板；32.平衡板；33.支杆；34.锁紧杆；35.挤压伸缩杆；36.连接杆。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，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创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
本具体实施方式首先对锂电池电极的涂层原料进行改进，提供了一种电极涂层，电极涂层包括活性物质颗粒、导电剂、黏结剂、分散剂、偶联剂、碳纤维，其中，上述活性物质颗粒、导电剂、黏结剂、分散剂、偶联剂几种原料均为电极涂层常规原料，在此不对其进行详细说明。其中，上述电极涂层中各组按重量份数计分别为：活性物质颗粒1－5份、导电剂80－150份、黏结剂3－5份、分散剂0.2－0.5、偶联剂1－4份、碳纤维1－3份。
本具体实施方式还提供了一种锂电池电极的加工装置，如图1所示，加工装置包括设置在底座1的下模座11上的电极工件、位于电极工件上方的回弹挤压结构。如图1所示，回弹挤压结构包括安装有压实块的上模座9，且上模座9经转接头8连接有竖直挤压杆5；竖直挤压杆5的上端铰接有联动杆7，联动杆7的另一端与位于上模座9上方侧面的回弹组件连接，且回弹组件的另一端设有冲击头18。加工装置还包括位于冲击头18一侧的撞击结构，撞击结构包括撞击锤16及驱动结构。驱动结构驱动撞击锤16使撞击锤16作用于回弹挤压结构，对电极工件进行电极涂层加工。
其中，在上述回弹组件的一个实施例中，如图2所示，回弹组件包括第一弹性件19，第一弹性件19一端与冲击头18固定连接，另一端经挤压导头6与联动杆7连接，其中，第一弹性件19可以选择使用弹簧，也可以选用其他弹性件。在回弹挤压过程中，撞击锤16撞击冲击头18，冲击头18使第一弹性件19压缩，挤压导头6沿水平方向移动，使得联动杆7与竖直挤压杆5之间的角度发生变化，竖直挤压杆5带动上模座9向下移动并使上模座9上的压实块对其下方下模座11内的电极工件进行撞击。由于第一弹性件19具有弹性恢复性能，在撞击锤16与冲击头18奋分离后，回弹组件具有复位的性能，从而使得压实块与电极工件分离；再撞击锤16在驱动结构及自身重力作用下与复位的回弹组件撞击后，回弹组件再对电极工件进行相应的击打挤压，通过往复击打挤压，能够实现电极工件的电极涂层加工。
更进一步的，为了确保回弹组件能够及时快速的复位，本具体实施方式中，回弹挤压结构还包括与回弹组件位于同一水平线上的复位结构，复位结构用于使回弹组件复位。
具体的，如图1所示，在复位结构的一种结构组成中，复位结构包括复位杆22，复位杆22一端与挤压导头6连接，另一端与设置在复位筒20内的第二弹性件21连接，其中第二弹性件21可以选择使用复位弹簧，也可以选用其他弹性件。
更进一步的，为了确保回弹挤压结构中各个结构运动的稳定性，确保上模座9能够准确的与下模座11接触并对下模座11内的电极工件击打挤压。如图1所示，上述回弹挤压结构还包括防护组件，防护组件包括设置在底座1上的框架2，且框架2上部设有带有腔体的转向块4。转向块4下部开设有竖直挤压杆5穿过的第一限位通孔，转向块4上部一侧面开设有挤压导头6穿过的第二限位通孔，转向块4上部另一侧面开设有固定复位筒20的第三限位通孔。更优的，如图1和图2所示，上述防护组件还包括固定在转向块4外部且部分罩设在回弹组件外部的防护套17。
在本发明回弹挤压结构的另一个实施例中，为了能够使用不同规格的锂电池电极的涂层加工，如图1所示，上述回弹挤压结构的上模座9与转接头8卡接连接，且回弹挤压结构还包括上模座更换组件。如图3所示，上模座更换组件包括卡块23、第三弹性件24、卡柱25，卡块23固定在上模座9顶部且与转接头8相适配；第三弹性件24安装在卡块23两侧的盲孔内；卡柱25一端与第三弹性件24连接，另一端穿过转接头8上的卡口通孔。上模座9更换时，使卡柱25向内收缩从卡口通孔内脱出，再将上模座9从转接头8上取下即可。
优选的，为了方便使卡柱25向内收缩从卡口通孔内脱出，如图1所示，上模座更换组件还包括位于上模座9侧面的挤压伸缩杆35，挤压伸缩杆35与卡口通孔位于同一水平线上，且挤压伸缩杆35用于穿过卡口通孔后接触并挤压卡柱25，使上模座9与转接头分离。
其中，在本具体实施方式锂电池电极的加工装置的另一个实施例中为了使得上模座9与下模座11准确的接触，使压实块准确对下模座11内的电极工件加工，如图1所示，上述下模座11经位于下模座11两侧的限位筒10固定在底座1上，限位筒10的上端插入设有辅助杆27，且辅助杆27经连接杆36与上模座9固定连接。
更进一步的，为了便于将电极工件从下模座11内取出，下模座11上还设有电极工件拆卸结构，如图1和图4所示，电极工件拆卸结构包括位于下模座11上表面的基板28、位于下模座11下方且与基板28连接的2个顶杆29、固定在底座1上且与顶杆29连接的顶起组件。优选的，如图4所示，上述顶起组件包括位于2个顶杆29中央的锁紧伸缩杆30，以及位于锁紧伸缩杆30与顶杆29之间的限位板31。还包括位于锁紧伸缩杆30的上部伸缩端且沿水平方向设置的平衡板32，平衡板32的两侧分别转动连接有支杆33，支杆33的另一端转动连接有锁紧杆34，且锁紧杆34贯穿限位板31并固定在顶杆29上。
其中，如图1所示，上述驱动结构包括电机26，以及与电机26连接的减速机(附图未画出)，且减速机经转动组件与撞击锤16连接。
更进一步的，如图1和5所示，上述转动组件包括设置在底座1上的2个安装板3之间的转动柱12，转动柱12的外部套设有缺口套13和连接环14，且连接环14上开设有与缺口套13相适配的凹槽，连接环13与撞击锤16连接。更优的，如图5所示，连接环13与撞击锤16经连接撞击伸缩杆15连接。
本发明通过的锂电池电极的加工装置的原理是：启动驱动结构，使驱动结构驱动撞击锤16；撞击锤16靠近并撞击冲击头18，使得冲击头18挤压回弹组件；回弹组件被压缩过程中作用于联动杆7，使联动杆7与竖直挤压杆5之间角度发生变化，竖直挤压杆5向下运动；竖直挤压杆5下压，使得上模座9靠近其下方的电极工件，上模座9上的压实块对其下方的电极工件进行挤压撞击；在压实块与电极工件撞击时，压实块承受电极工件的反作用力，同时在回弹组件具有弹性复位作用，回弹组件进行弹性复位；回弹组件带动联动杆7与竖直挤压杆5动上移；撞击锤16对冲击头18进行撞击后，撞击锤16被弹出后在驱动结构和自身重力作用下回落，并与复位的回弹组件其进行再次撞击，回弹挤压结构对电极工件进行再次挤压撞击。经撞击锤、回弹挤压结构的不断工作，可以实现对电极工件的回弹挤压将电机涂层均匀涂覆在电极工件上，实现电池极片涂层的加工。
本发明设计的锂电池电极的加工装置，能够稳定的将电极涂层加工到金属集流体上形成锂电池电极，且通过回弹挤压的原理能够避免金属集流体在加工涂层的过程中出现延展性的问题。
本具体实施方式还提供了一种锂电池电极的表面涂层的制作方法，包括以下步骤：
步骤一、混料涂抹：将导电剂倒入到球磨机中，加入活性物质颗粒、粘结剂、分散剂和偶联剂，研磨均匀后，制得半成品涂层A；
将金属集流体放置在尺寸匹配的下模座11中，利用半成品涂层A在金属集流体表面进行喷涂，获得涂层半成品，之后在涂层半成品上均匀的喷洒一层碳纤维，获得涂层半成品B；
步骤二、回弹挤压：控制电机26转动，电机26带动转动柱12使得撞击锤16转动，在撞击锤16锤击在冲击头18上时，第一弹性件受力，挤压导头6，从而推动联动杆7使得竖直挤压杆5下移，使得上模座9下移，对下模座11中的涂层半成品B进行多次挤压，将碳纤维挤压到半成品涂层A中，获得极片涂层A；
步骤三、脱模：挤压完成后，复位弹簧21推动挤压导头6复位，上模座9脱离下模座11，推动顶杆29将下模座11中载有极片涂层A的基板28取出，完成脱模。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种锂电池电极的加工装置，其特征在于：包括设置在底座的下模座上内的电极工件、位于电极工件上方的回弹挤压结构；
所述回弹挤压结构包括安装有压实块的上模座，且所述上模座经转接头连接有竖直挤压杆；所述竖直挤压杆的上端铰接有联动杆，所述联动杆的另一端与位于所述上模座上方侧面的回弹组件连接，且所述回弹组件的另一端设有冲击头；
加工装置还包括位于所述冲击头一侧的撞击结构，所述撞击结构包括撞击锤及驱动结构；所述驱动结构驱动所述撞击锤使所述撞击锤作用于所述回弹挤压结构，对电极工件进行电极涂层加工。
2.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于：所述回弹组件包括第一弹性件，所述第一弹性件一端与所述冲击头固定连接，另一端经挤压导头与所述联动杆连接。
3.根据权利要求2所述的加工装置，其特征在于：所述回弹挤压结构还包括与所述回弹组件位于同一水平线上的复位结构，所述复位结构用于使所述回弹组件复位；
所述复位结构包括复位杆，所述复位杆一端与所述挤压导头连接，另一端与设置在复位筒内的第二弹性件连接。
4.根据权利要求3所述的加工装置，其特征在于：所述回弹挤压结构还包括防护组件，所述防护组件包括设置在所述底座上的框架，且所述框架上部设有带有腔体的转向块；
转向块下部开设有所述竖直挤压杆穿过的第一限位通孔，转向块上部一侧面开设有所述挤压导头穿过的第二限位通孔，转向块上部另一侧面开设有固定所述复位筒的第三限位通孔。
5.根据权利要求1～4任一项所述的加工装置，其特征在于：所述上模座与所述转接头卡接连接，且所述回弹挤压结构还包括上模座更换组件；
所述上模座更换组件包括卡块、第三弹性件、卡柱，所述卡块固定在所述上模座顶部且与所述转接头相适配；所述第三弹性件安装在所述卡块两侧的盲孔内；所述卡柱一端与所述第三弹性件连接，另一端穿过所述转接头上的卡口通孔；
所述上模座更换组件还包括位于所述上模座侧面的挤压伸缩杆，所述挤压伸缩杆与所述卡口通孔位于同一水平线上，且所述挤压伸缩杆用于穿过所述卡口通孔后接触并挤压所述卡柱，使所述上模座与所述转接头分离。
6.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于：所述下模座经位于所述下模座两侧的限位筒固定在所述底座上，所述限位筒的上端插入设有辅助杆，且所述辅助杆经连接杆与所述上模座固定连接。
7.根据权利要求6所述的加工装置，其特征在于：所述下模座上还设有电极工件拆卸结构，所述电极工件拆卸结构包括位于下模座上表面的基板、位于下模座下方且与所述基板连接的2个顶杆、固定在所述底座上且与所述顶杆连接的顶起组件。
8.根据权利要求7所述的加工装置，其特征在于：所述顶起组件包括位于2个顶杆中央的锁紧伸缩杆，以及位于所述锁紧伸缩杆与所述顶杆之间的限位板；
还包括位于所述锁紧伸缩杆的上部伸缩端且沿水平方向设置的平衡板，所述平衡板的两侧分别转动连接有支杆，所述支杆的另一端转动连接有锁紧杆，且所述锁紧杆贯穿所述限位板并固定在所述顶杆上。
9.根据权利要求1所述的加工装置，其特征在于：所述驱动结构包括电机，以及与电机连接的减速机，且所述减速机经转动组件与所述撞击锤连接。
10.根据权利要求9所述的加工装置，其特征在于：所述转动组件包括设置在所述底座上的2个安装板之间的转动柱，所述转动柱的外部套设有缺口套和连接环，且所述连接环上开设有与所述缺口套相适配的凹槽，所述连接环与所述撞击锤连接。
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