CN115548451A - 一种风刀极耳抚平装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风刀极耳抚平装置，应用于电芯生产设备中，包括传动辊、风刀机构和极耳导向机构；传动辊用于带动极片移动；风刀机构水平设置在极片上方，并位于靠近极片输入端一端，风刀机构上设有风刀头，而风刀头吹出气流的方向朝向极耳所在位置，并且风刀头用于从极片内侧向外侧吹极耳，实现对翻折、翘起的极耳的初步抚平；极耳导向机构上设有导向片，导向片位于传动辊上方，并且导向片的位置与极片上极耳的移动路线位置相对；导向片与传动辊配合对极耳进行二次抚平。由带有传感器的可调节极耳导向机构和可调节极耳风刀机构组成，主要用来防止极片通过传动辊或极片卷绕时发生极耳翻折现象，提高电芯良品率。

Description

一种风刀极耳抚平装置

技术领域

本发明涉及锂电池电芯生产设备领域，具体涉及一种风刀极耳抚平装置。

背景技术

锂电池电芯通常由正负极片、隔膜和电解液组成，正负极片在电池生产过程中的半成品通常为卷料状态，极片卷料上存在均匀间隔分布的极耳，通过卷绕/切叠工艺进行圆柱/方形电芯的制造。极片上的极耳可以通过模具冲切、激光模切等技术产生。在极耳成型、极片卷绕、切片等工艺中，带有极耳的极片需要通过各种传动辊完成各种工序。

极耳的厚度很薄，尤其是负极极耳，容易受到重力影响产生飘摆或存在褶皱，导致极耳在随极片经过传动辊发生运动方向变化时，或是极片卷绕时，出现极耳翻折现象。通常电芯制造工艺中极片需要经过几十根传动辊，易发生极耳翻折甚至极耳撕裂现象，严重影响电芯成品率。为解决上述问题，有必要提出一种可防止极耳随极片运动发生翻折的极耳抚平装置。

现有的极耳抚平装置有些采用导向片、导向滚轮解决极耳受到外力影响产生飘摆的问题，例如申请号为201911423995.1的中国专利《极耳抚平导向机构、传动辊单元及方形动力电芯卷绕机》和申请号为202011162781.6的中国专利《一种极耳防折装置及卷绕机》；但是当极耳翘起角度过大时这种方法无法避免极耳翻折现象，同时可能会刮伤极耳，在导向片上堆积粉尘。

有些采用可活动压块挤压极耳，避免极片卷绕过程中极耳翻折、褶皱、错乱等不良现象，例如申请号为202111582824.0的中国专利《一种极耳抚平机构及电芯加工系统》；但是这种方法同样无法应对极耳翘起角度过大问题，同时其机构不适合应用于传动辊上。还有采用毛刷抚平极耳的，例如申请号为201610532519.3的中国专利《极耳抚平装置》，同样无法应对极耳严重翘起，且只能向一个方向抚平极耳。

综上,现有技术普遍采用导向片等结构解决极片通过传动辊发生的极耳翻折问题，但是导向片、导向滚轮或者毛刷等实物接触的方式遇到极耳翘起角度过大时可能直接压折极耳，无法避免极耳翻折现象，同时可能会刮伤极耳，并在导向片等结构上堆积极片粉尘。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种风刀极耳抚平装置，以解决现有抚平装置无法避免极耳翻折现象、刮伤的问题。

为此，本发明提出了一种风刀极耳抚平装置，包括传动辊、风刀机构和极耳导向机构；所述传动辊用于带动极片移动；所述风刀机构水平设置在所述极片上方，并位于靠近所述极片输入端一端，所述风刀机构上设有风刀头，而所述风刀头吹出气流的方向朝向极耳所在位置，并且所述风刀头用于从所述极片内侧向外侧吹所述极耳，实现对翻折、翘起的所述极耳的初步抚平；所述极耳导向机构上设有导向片，所述导向片位于所述传动辊上方，并且所述导向片的位置与所述极片上极耳的移动路线位置相对；所述导向片与所述传动辊配合对所述极耳进行二次抚平。

进一步，所述风刀机构和所述风刀头分别设有两个，而两个所述风刀头在所述极片上下两侧对称布置。

进一步，所述风刀机构设置在所述极耳导向机构水平一侧。

进一步，所述导向片通过调整螺栓连接在所述极耳导向机构上，所述调整螺栓用于调整所述导向片与所述极片的间距。

进一步，所述导向片位于所述极耳的移动轨迹正上方。

进一步，所述导向片具有弧形导向段和水平抚平段，所述弧形导向段向上翘起，起到导向作用，所述水平抚平段用于对所述极耳抚平。

进一步，所述极耳导向机构上还设有传感器，传感器位于导向片入口一端前侧。

进一步，所述极耳导向机构上还设有水平支撑杆和锁紧环，所述锁紧环用于调节所述导向片的水平倾斜角度。

进一步，所述风刀头与所述风刀机构之间也通过所述锁紧环连接，以便调整所述风刀头的吹出气流方向。

本发明提供的风刀极耳抚平装置具有以下有益效果：

1)本发明的极耳抚平装置结构紧凑简洁，通过风刀气流加导向片的方式实现极耳抚平，可以适应极耳偏摆角度过大或极耳已经发生翻折的情况，同时风刀气流还有极片除尘的效果。

2)本发明的极耳抚平装置中的风刀机构和导向机构均可自由调节方向，导向片与传动辊之间间距也可调节，通过传感器控制风刀气流大小，适应不同状况的极耳抚平。

3)本发明是应用电芯生产过程中，避免极片通过传动辊后极耳发生翻折，同时适用于极片卷绕时的极耳抚平防翻折，对于两侧都有极耳的极片传动卷绕情况，也可通过适当调整结构实现两侧极耳抚平防翻折。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明的风刀极耳抚平装置的轴测图；

图2为本发明的风刀极耳抚平装置的俯视图；

图3为本发明的风刀极耳抚平装置俯视图对应的剖视图；

附图标记说明

1、传动辊；2、极片；3、极耳；4、风刀机构；5、极耳导向机构；6、风刀头；7、传感器；8、锁紧环；9、调整螺栓；10、导向片。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1～图3所示，本发明的风刀极耳抚平装置，包括：传动辊1、风刀机构4和极耳导向机构5；其中，极片2边缘分布着若干极耳3，极片2通过传动辊1使其运动方向发生改变。

具体地，为避免极片2发生翻折，极片2上下两侧对称布置有风刀机构4，风刀机构4前端安装有可调节的风刀头6，风刀头6吹出气流方向可调节；其中，风刀机构4水平设置在极片2上方和下方，并位于靠近极片2输入端一端，风刀头6吹出气流的方向朝向极耳3所在位置，并且风刀头6用于从极片2内侧向外侧吹极耳3，实现对翻折、翘起的极耳3的初步抚平。

通过风刀气流加导向片的方式实现极耳抚平，可以适应极耳偏摆角度过大或极耳已经发生翻折的情况，同时风刀气流还有极片除尘的效果。

如图1所示，极耳抚平装置还有极耳导向机构5，风刀机构4设置在极耳导向机构5水平一侧；导向片10安装在极耳导向机构5前端，导向片10位于传动辊1上方，并且导向片10的位置与极片2上极耳3的移动路线位置相对，位于极耳3的移动轨迹正上方；导向片10与传动辊1配合对极耳3进行二次抚平。

其中，导向片10具有弧形导向段和水平抚平段，弧形导向段向上翘起，起到导向作用，水平抚平段用于对极耳3抚平。

此外，导向片10通过调整螺栓9连接在极耳导向机构5上，可通过调整螺栓9调整导向片10与极片2间距；导向片10方向同样可容易调节，极耳导向机构5上还设有水平支撑杆和锁紧环8，锁紧环8用于调节导向片10的水平倾斜角度。

本装置其余可调整部位均有锁紧结构，仅将此处作为范例提出说明，比如；风刀头6与风刀机构4之间也通过锁紧环8连接，以便调整风刀头6的吹出气流方向。使抚平装置中的风刀机构和导向机构均可自由调节方向，导向片与传动辊之间间距也可调节。

导向片10前侧还有一传感器7，传感器7位于导向片10入口一端前侧，并且传感器7和风刀机构4同时与抚平装置的控制部分信号连接，用于判断极耳偏摆是否在设定范围内；通过传感器控制风刀气流大小，适应不同状况的极耳抚平。。

需要说明的是，本发明的极耳抚平装置中的风刀机构和导向机构均属于保护范围，包括导向片间距调节机构。本发明通过适当调整结构也可实现极片卷绕时的极耳抚平和双边极耳极片的极耳抚平。

下面结合附图简述本发明的风刀极耳抚平装置的工作原理和工作过程。

工作原理：卷料状极片通过传动辊，极片运动方向发生变化可能产生极耳翻折现象，由于极耳受重力作用下垂、极耳受相邻传动辊之间拉力作用翘曲、极片运动速度不均匀产生的极耳偏摆以及极耳本身存在翻折现象等原因；对于可能发生翻折的极耳，首先通过布置在极片两面的风刀，风刀吹出的强力气流可以吹平不严重的极耳翻折、减少极耳受各种外力产生的偏摆；然后受风刀气流引导的极耳通过导向片与传动辊接触，此时极耳受导向片约束从而避免极耳翻折现象发生。

布置在极片两面的风刀一般对称布置，风刀气流吹出方向可调节，需要将风刀气流对准导向片与传动辊中心前方一段范围，保证极耳在通过传动辊前就能保持较为平整的状态。

极耳导向片机构可以调节各种角度，对应不同角度的极片通过传动辊的情况；同时导向片与极片间距可以调节，适用不同极耳抚平情况以及减少极耳与导向片之间的摩擦。极耳导向片机构前还有一传感器，设定一传感器与极耳间的距离范围，对于已经存在较大翻折角度的极耳增大风刀出风量，实现更高的极耳抚平率。

工作过程：极片2运动方向发生改变；伴随极片2运动的极耳3首先会通过对称布置在极片2两侧的风刀机构4，风刀头6吹出强力气流吹平不严重的极耳翻折、减少极耳受各种外力产生的偏摆，风刀气流方向如图箭头，其覆盖范围延伸到传动辊1附近，风刀不仅能吹平极耳3还能带走极片2表面的粉尘。

然后受风刀气流引导的极耳3通过极耳导向机构5，导向机构前布置有传感器7判断极耳3是否存在较大偏摆，用于控制风刀头6吹出气流大小。已经被吹平的极耳3通过导向片10与传动辊1接触，导向片10与传动辊1之间存在间隙，可通过调整螺栓9调节(如图3)。通过传动辊1的极耳3，进入下一个包含有此相同极耳抚平装置的传动辊。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。

Claims (9)

1.一种风刀极耳抚平装置，其特征在于，包括传动辊(1)、风刀机构(4)和极耳导向机构(5)；所述传动辊(1)用于带动极片(2)移动；

所述风刀机构(4)水平设置在所述极片(2)上方，并位于靠近所述极片(2)输入端一端，所述风刀机构(4)上设有风刀头(6)，而所述风刀头(6)吹出气流的方向朝向极耳(3)所在位置，并且所述风刀头(6)用于从所述极片(2)内侧向外侧吹所述极耳(3)，实现对翻折、翘起的所述极耳(3)的初步抚平；

所述极耳导向机构(5)上设有导向片(10)，所述导向片(10)位于所述传动辊(1)上方，并且所述导向片(10)的位置与所述极片(2)上极耳(3)的移动路线位置相对；所述导向片(10)与所述传动辊(1)配合对所述极耳(3)进行二次抚平。

2.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述风刀机构(4)和所述风刀头(6)分别设有两个，而两个所述风刀头(6)在所述极片(2)上下两侧对称布置。

3.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述风刀机构(4)设置在所述极耳导向机构(5)水平一侧。

4.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述导向片(10)通过调整螺栓(9)连接在所述极耳导向机构(5)上，所述调整螺栓(9)用于调整所述导向片(10)与所述极片(2)的间距。

5.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述导向片(10)位于所述极耳(3)的移动轨迹正上方。

6.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述导向片(10)具有弧形导向段和水平抚平段，所述弧形导向段向上翘起，起到导向作用，所述水平抚平段用于对所述极耳(3)抚平。

7.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述极耳导向机构(5)上还设有传感器(7)，所述传感器(7)位于所述导向片(10)入口一端前侧。

8.根据权利要求1所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述极耳导向机构(5)上还设有水平支撑杆和锁紧环(8)，所述锁紧环(8)用于调节所述导向片(10)的水平倾斜角度。

9.根据权利要求8所述的风刀极耳抚平装置，其特征在于，所述风刀头(6)与所述风刀机构(4)之间也通过所述锁紧环(8)连接，以便调整所述风刀头(6)的吹出气流方向。

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