CN115816086B - 机械式锂电池正极材料用分块装置及分块方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种机械式锂电池正极材料用分块装置，其包括导轨、滚刀装置、第一打磨装置、切割装置、转向装置和第二打磨装置，滚刀装置还沿第一方向对正极材料进行切割并形成多个切割条部分，第一打磨装设置在多个切割条部分的两侧并进行打磨，切割装置对多个切割条部分切断，并形成多个切割片，转向装置带动切割片转动预设角度，第二打磨装置设置在多个切割片的两端并进行打磨。本发明的正极材料在切割后，随即通过第一打磨装置和第二打磨装置对不同切割部位的毛边和毛刺进行打磨，提高了切割的质量。本发明还提供了一种分块方法，可以将正极材料快速切割，从而在短时间内生产大量的切割片，提高生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池原材料加工的技术领域，特别是涉及一种机械式锂电池正极材料用分块装置及分块方法。
背景技术
锂离子电池正极材料的制备基本都是有钴、镍、锰、磷酸铁氧化物等及锂盐混合研磨，再经过烧结、处理而来。
在装钵过程中，只有正极材料与空气充分接触后，材料才能足够稳定，因此需要采用分块装置，使正极材料与空气充分接触，进而增加正极材料的稳定性，同时要严格把控电极材料的边缘整洁，防止有毛刺毛面，避免因存有毛刺导致电池短路，引起自放热甚至热失控。
中国专利CN106885472B公开了一种机械式锂电池正极材料装钵用分块装置，通过该分块装置可以将正极材料分块，但无法处理正极材料分块后边缘产生毛刺的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种机械式锂电池正极材料用分块装置及分块方法，旨在解决现有分块装置中无法处理边缘毛刺的问题。
为了实现上述目的，本发明提供了一种机械式锂电池正极材料用分块装置，包括导轨和沿所述导轨长度方向输送所述正极材料的滚刀装置，其中，还包括沿着所述滚刀装置的输送方向依次设置的第一打磨装置、切割装置、转向装置和第二打磨装置；
所述滚刀装置还沿第一方向对所述正极材料进行切割并形成多个切割条部分；
所述第一打磨装置包括多个第一打磨轮，多个所述第一打磨轮分别可转动地设置在多个所述切割条部分的两侧并进行打磨；
所述切割装置包括切割刀片和第一驱动结构，所述切割刀片被所述第一驱动结构驱动为沿第二方向对输送中的多个所述切割条部分切断，并形成多个切割片；
所述转向装置包括多个呈圆盘状的转向室、主动拨杆和从动槽轮，每一个所述转向室内沿其圆周方向均设置有多个转向细轴，所述第一驱动结构还同步驱动所述主动拨杆转动，进而通过所述主动拨杆带动所述从动槽轮间歇性转动；
每一个所述转向室的下方均设置有一个转盘，且多个所述转盘依次传动连接，每一个所述转盘的顶面均与对应的所述转向室内的多个所述转向细轴摩擦连接，其中一个所述转盘还与所述从动槽轮同轴连接；
每一个所述转盘间歇性转动，进而带动对应的多个所述转向细轴相对于对应的所述转向室转动，进而带动转向室内的所述切割片发生预设角度转动；
所述第二打磨装置包括多个第二打磨轮，多个所述第二打磨轮分别可转动地设置在多个所述切割片的两端并进行打磨。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，所述第一驱动结构包括两个偏心轮，每一个所述偏心轮上均转动连接有一个第一连杆，所述导轨的两侧分别固定设置有一个刀片支架，所述切割刀片的两端分别滑动设置在两个所述刀片支架上，每一所述刀片支架上均转动设置有一个所述偏心轮，所述切割刀片的两端分别转动连接有一个所述第一连杆。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，每一个所述转盘的底部均固定设置有传动轮，多个所述传动轮之间依次通过传送带传动连接。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，两个所述偏心轮分别通过设置在所述刀片支架上的第一电机同步驱动。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，所述滚刀装置包括滚刀轴和设置在所述滚刀轴下方的导向板，所述滚刀轴沿其轴线方向固定设置有环状滚刀片，所述正极材料穿过所述滚刀轴与所述导向板之间的间隙，进而通过多个所述环状滚刀片切割成所述切割条部分。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，所述第一打磨装置还包括第一打磨支架，多个所述打磨轮分别沿着所述第一打磨支架的长度方向设置在所述第一打磨支架上，且通过转动设置在所述第一打磨支架上的第一传动齿轮同步在所述第一打磨支架上转动。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，每一个所述打磨轮上均同轴设置有第一传动齿，每一个所述第一传动齿轮均具有用于与对应一个所述第一传动齿啮合的第一锥齿部。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，所述第一方向沿所述正极材料的长度方向，所述第二方向沿所述正极材料的厚度方向。
上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，所述预设角度为90°。
一种分块方法，包括上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其中，包括：
将所述正极材料放置在所述导轨上，通过所述滚刀装置输送所述正极材料，对所述正极材料切割并形成多个所述切割条部分；
所述第一打磨装置上的多个所述第一打磨轮分别对输送而来的多个所述切割条部分的两侧的毛刺进行打磨；
多个所述切割条部分被输送至所述切割刀片正下方时，所述第一驱动结构驱动所述切割刀片对多个所述切割条部分切割，并形成多个切割片；
切割后的多个所述切割片被输送至对应的所述转向室内；
多个所述转盘与所述切割刀片同步动作，带动每一个所述转向室内的所述切割片转动预设角度；
所述第二打磨装置上的所述第二打磨轮分别对输送而来的多个所述切割片的两端的毛边进行打磨。
本发明与现有技术相比，其有益效果在于：
本发明设置的滚刀装置、第一打磨装置、切割装置、转向装置和第二打磨装置可以快速实现正极材料的切割和打磨，生产步骤紧凑，生产效率较高；
本发明中正极材料在切割后，随即通过第一打磨装置和第二打磨装置对不同切割部位的毛边和毛刺进行打磨，提高了切割的质量；
本发明的分块方法，可以将正极材料快速切割，从而在短时间内生产大量的切割片，提高生产效率。
附图说明
图1是本发明装配图的第一视角的结构图；
图2是本发明装配图的第二视角的结构图；
图3是图1和图2中滚刀装置的结构图；
图4是图1和图2中第一打磨装置的结构图；
图5是图1和图2中切割装置和转向装置的第一视角的结构图；
图6是图1和图2中切割装置和转向装置的第二视角的结构图；
图7是图1中A处的放大图；
图8是图4中B处的放大图；
图9是图6中C处的放大图；
图10是图5中D处的放大图。
图中：1、导轨；11、刀型结构；
2、滚刀装置；21、滚刀轴；22、环状滚刀片；23、导向板；24、齿轮；25、端板；
3、第一打磨装置；31、第一打磨轮；311、第一传动齿；32、第一打磨支架；33、第一传动齿轮；331、第一锥齿部；34、第一传动轴；35、短轴；
4、切割装置；41、切割刀片；42、刀片支架；421、腰形孔；
421、偏心轮；422、第一连杆；
5、转向装置；51、转向室；52、主动拨杆；53、从动槽轮；54、转向细轴；55、转盘；551、传动轮；56、传送带；
6、第二打磨装置；
71、第一电机；72、第二电机；73、第三电机；
8、连接皮带；9、导轨支架；10、总轴。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1和图2所示，机械式锂电池正极材料用分块装置包括导轨1、滚刀装置2、第一打磨装置3、切割装置4、转向装置5和第二打磨装置6，碾压平整的正极材料放置在导轨1的左端，并依次输送至滚刀装置2、第一打磨装置3、切割装置4、转向装置5和第二打磨装置6，滚刀装置2将正极材料切割成条，第一打磨装置3将切割条部分的两侧的毛刺打磨，切割装置4将打磨过后的切割条部分切割成多个切割片，经过转向装置5转动90°后，通过第二打磨装置6将切割片的两端的毛刺打磨，最后打包至下一个生产车间。
作为优选，导轨1固定设置在一个导轨支架9上，由于切割后的切割条部分以及切割片重量较轻，导轨1的整体形状设置为弧形，便于切割条和切割片在导轨1上顺利延展和输送。
作为优选，导轨1设置有上下两层，每一层均设置有三排，正极材料在导轨1上输送过程中，经过单次切割打磨后，可以得到六个切割片，从而提高了生产效率，正极材料在持续输送过程中，滚刀装置2、第一打磨装置3、切割装置4、转向装置5和第二打磨装置6依次完成,生产步骤紧凑，切割周期较短，可以在短时间内得到大量所需的正极材料加工品，即切割片。
如图3所示，与两层的导轨1相适应，滚刀装置2可以设置为两组，两个滚刀轴21相对设置，并且二者两端分别可转动地安装在两个端板25上，通过第二电机72以及一系列的齿轮24实现传动，进而带动两个滚刀轴21同步且反向发生转动。
更进一步地，两个滚刀轴21之间设置有导向板23，正极材料沿着导向板23输送至两个滚刀轴21之间，滚刀轴21上的环状滚刀片22沿着正极材料的长度方向对穿过的正极材料进行切割，从而形成六个切割条部分。
作为优选，每一个滚刀轴21上的环状滚刀片22均设置有五个，从而可以沿着正极材料的长度方向切割出六个切割条部分。
更进一步地，如图1和图7所示，导轨1的左端还具有多个刀型结构11，刀型结构11的数量与环状滚刀片22的数量相同，滚刀轴21在切割正极材料时，若存在切割不彻底的情形，通过刀型结构11可以将未被完全切开的切割条部分完全切开，避免切割不彻底影响后续的打磨。
如上所述的两个端板25和第二电机72均可以固定安装在导轨支架9上，具体安装位置根据实际生产情况而定。
如图4和图8所示，与两层的导轨1相适应，第一打磨装置3的第一打磨轮31具有上下两组，上面一组的第一打磨轮31用于打磨位于上层导轨1内的切割条部分，下面一组的第一打磨轮31用于打磨位于下层导轨1内的切割条部分。
进一步地，上面一组的第一打磨轮31沿着第一打磨支架32的长度方向布置在第一打磨支架32的上方，并且相邻的两个第一打磨轮31之间通过一根第一传动轴34传动，实现上面一组的第一打磨轮31在第三电机73的带动下同步转动，从而完成对位于上层的切割条部分两侧的打磨。
作为优选，每一根第一传动轴34均通过轴承转动安装在第一打磨支架32的顶面上，并且每一根第一传动轴34的两端均固定安装有第一传动齿轮33，每一个第一传动齿轮33均具有第一锥齿部331，进而与上面一组的第一打磨轮31底部的第一传动齿311啮合，最终通过第三电机73实现系列第一传动轴34和第一打磨轮31的传动。
进一步地，位于下面一组的第一打磨轮31可转动地安装在第一打磨支架32的底面上，并且上面一组的第一打磨轮31与下面一组的第一打磨轮31实现啮合，从而可以通过上面一组的第一打磨轮31同步带动下面一组的第一打磨轮31同步转动。
作为优选，下面一组的第一打磨轮31通过短轴35转动安装在第一打磨支架32上，实现了第一打磨轮31位置的固定。
如上所述的第一打磨支架32可以固定安装在导轨支架9上，具体安装位置根据实际生产所需确定。
如图5和图6所示，与两层的导轨1相适应，切割装置4设置有上下两组，分别用于对上下两层导轨1内的切割条部分进行切割，进而形成切割片。
进一步地，如图9所示，在导轨支架9的两侧分别固定安装有两个刀片支架42，上下两个切割刀片41的两端错落安装在两个刀片支架42的腰形孔421内，便于每一个切割刀片41在腰形孔421沿着竖直方向滑动，从而实现对切割条部分的切割。
转向装置5与切割装置4配合使用，切割条部分经过上下切割刀片41切割后，形成的切割片输入至导轨1上设置的转向室51，转向装置5此时带动位于转向室51内的切割片转动90度，从而为后续打磨切割片两端的毛刺做准备。
如上所述，每一个切割刀片41的两端均配置有一组偏心轮421，偏心轮421通过铰接在其板面上的第一连杆422与对应的切割刀片41的端部铰接，偏心轮421转动，通过第一连杆422带动切割刀片41在腰形孔421内上下滑动，从而实现切割刀片41的切割和复位。此外，由于偏心轮421是偏心布置，因此该处的往复运动存在急回特性：切得快、回得慢，保证了切割片的切片质量。
进一步地，两组偏心轮421均固定在一根总轴10上，该总轴10第一电机71通过连接皮带8驱动，从而实现两个切割刀片41的同步切割。
更进一步地，在偏心轮421转动的同时，与其中一个偏心轮421同轴连接的主动拨杆52发生转动，主动拨杆52从而带动从动槽轮53间歇性转动，从而通过从动槽轮53带动与其同轴连接的一个转盘55同步转动，从而实现互相传动连接的转盘55同步转动。每个转盘55均位于对应转向室51的正下方，当转盘55转动的同时，带动对应转向室51内的转向细轴54发生转动，从而将转向室51内的切割片转动90°。
作为优选，如图9所示，每一个转盘55的底部均设置有传动轮551，相邻的转盘55之间的传动轮551通过传送带56传动连接。
如上所述，每一个转向室51内沿其圆周方向等间距设置有多个径向开槽，每一个径向开槽内均设置有一个转向细轴54，并且转向细轴54的两端通过小型轴承转动安装在对应的径向开槽内，每一根转向细轴54上下两侧均露出于对应的径向开槽，并分别与位于对应转向室51内的切割片接触，以及与位于对应转向室51内的转盘55的顶面接触，从而通过转盘55转动，带动对应的转向细轴54转动，进而将与转向细轴54接触的切割片转动90°。
此处需要说明的是，因为切割片重量较轻，转向细轴54可以较轻松地带动切割片完成转向。
作为优选，为了避免切割片卡在导轨1上，需要将导轨1设置的尽量光滑，减小导轨1与切割片之间的摩擦力(转向室51部分除外)，还可以在在导轨1上设置与转向细轴54类似的滚轴，通过小型电机带动滚轴沿着预设的输送方向输送，实现切割片的顺利输送。
第二打磨装置6的结构与第一打磨装置3的结构完全相同，此处不再赘述。
基于上述的机械式锂电池正极材料用分块装置，还公开一种分块方法，用于快速获取具有一定切割质量的正极材料切割片，包括以下的加工步骤：
(1)将压平整的正极材料放置在导向板23上，两个滚刀轴21同步且反方向转动，通过环状滚刀片22将正极材料切割成六条切割条部分；
(2)切割条部分输送至第一打磨装置3处，上下两组的第一打磨轮31分别对上下两层导轨1内的切割条部分的两侧进行打磨，直至切割条部分两侧切割出的毛刺打磨光滑；
(3)切割条部分输送至切割刀片41正下方时，切割刀片41将切割条部分成六个切割片；
(4)六个切割片进入对应的转向室51后，转盘55发生间歇性转动，从而带动转向室51内的转向细轴54转动，进而完成切割片的转向；
(5)第二打磨装置6对六个切割片的两端打磨，直至切割片两端切割出的毛刺打磨光滑；
(6)切割且打磨光滑的切割片打包，并输送至下一加工生产线。
滚刀装置2的工作过程：第二电机72通过一系列齿轮24带动两个滚刀轴21反方向转动，每一个滚刀轴21上的环状滚刀片23沿着正极材料的长度方向将正极材料切割成六个切割条部分；
第一打磨装置3的工作过程：第三电机73通过与其啮合的齿轮带动最右端的第一打磨轮31转动，该第一打磨轮31通过与其下端啮合的第一传动齿轮33的第一锥齿部331带动第一传动轴34转动，从而依次带动彼此传动连接的一些列第一打磨轮31转动；
切割装置4的工作过程：第一电机71通过连接皮带8带动上下两个偏心轮421转动，偏心轮421通过第一连杆422带动对应的切割刀片41在腰形孔421内滑动，由于偏心轮421的往复运动存在急回特性，切割刀片41快速下移实现了对切割条部分的快速切割；
转向装置5的工作过程：偏心轮421在转动的同时，会带动与其同轴设置的主动拨杆52同时转动，主动拨杆52间歇性的与从动槽轮53传动连接，从而带动从动槽轮53间歇性转动90°，带动转盘55转动90°，进而带动转向室51内的转向细轴54转动，最终将与转向细轴54接触的切割片转动90度；
第二打磨装置6的工作过程与第一打磨装置3相同，此处不再赘述，通过第二打磨装置6将转向后的切割条的两端进行打磨。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种机械式锂电池正极材料用分块装置，包括导轨和沿所述导轨长度方向输送所述正极材料的滚刀装置，其特征在于，还包括沿着所述滚刀装置的输送方向依次设置的第一打磨装置、切割装置、转向装置和第二打磨装置；
所述滚刀装置还沿第一方向对所述正极材料进行切割并形成多个切割条部分；
所述第一打磨装置包括多个第一打磨轮，多个所述第一打磨轮分别可转动地设置在多个所述切割条部分的两侧并进行打磨；
所述切割装置包括切割刀片和第一驱动结构，所述切割刀片被所述第一驱动结构驱动为沿第二方向对输送中的多个所述切割条部分切断，并形成多个切割片；
所述转向装置包括多个呈圆盘状的转向室、主动拨杆和从动槽轮，每一个所述转向室内沿其圆周方向均设置有多个转向细轴，所述第一驱动结构还同步驱动所述主动拨杆转动，进而通过所述主动拨杆带动所述从动槽轮间歇性转动；
每一个所述转向室的下方均设置有一个转盘，且多个所述转盘依次传动连接，每一个所述转盘的顶面均与对应的所述转向室内的多个所述转向细轴摩擦连接，其中一个所述转盘还与所述从动槽轮同轴连接；
每一个所述转盘间歇性转动，进而带动对应的多个所述转向细轴相对于对应的所述转向室转动，进而带动转向室内的所述切割片发生预设角度转动；
所述第二打磨装置包括多个第二打磨轮，多个所述第二打磨轮分别可转动地设置在多个所述切割片的两端并进行打磨。
2.根据权利要求1所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，所述第一驱动结构包括两个偏心轮，每一个所述偏心轮上均转动连接有一个第一连杆，所述导轨的两侧分别固定设置有一个刀片支架，所述切割刀片的两端分别滑动设置在两个所述刀片支架上，每一所述刀片支架上均转动设置有一个所述偏心轮，所述切割刀片的两端分别转动连接有一个所述第一连杆。
3.根据权利要求2所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，每一个所述转盘的底部均固定设置有传动轮，多个所述传动轮之间依次通过传送带传动连接。
4.根据权利要求3所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，两个所述偏心轮分别通过设置在所述刀片支架上的第一电机同步驱动。
5.根据权利要求4所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，所述滚刀装置包括滚刀轴和设置在所述滚刀轴下方的导向板，所述滚刀轴沿其轴线方向固定设置有环状滚刀片，所述正极材料穿过所述滚刀轴与所述导向板之间的间隙，进而通过多个所述环状滚刀片切割成所述切割条部分。
6.根据权利要求1所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，所述第一打磨装置还包括第一打磨支架，多个所述打磨轮分别沿着所述第一打磨支架的长度方向设置在所述第一打磨支架上，且通过转动设置在所述第一打磨支架上的第一传动齿轮同步在所述第一打磨支架上转动。
7.根据权利要求6所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，每一个所述打磨轮上均同轴设置有第一传动齿，每一个所述第一传动齿轮均具有用于与对应一个所述第一传动齿啮合的第一锥齿部。
8.根据权利要求1所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，所述第一方向沿所述正极材料的长度方向，所述第二方向沿所述正极材料的厚度方向。
9.根据权利要求1所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，所述预设角度为90°。
10.一种分块方法，包括权利要求1至9任意一项所述的机械式锂电池正极材料用分块装置，其特征在于，包括：
将所述正极材料放置在所述导轨上，通过所述滚刀装置输送所述正极材料，对所述正极材料切割并形成多个所述切割条部分；
所述第一打磨装置上的多个所述第一打磨轮分别对输送而来的多个所述切割条部分的两侧的毛刺进行打磨；
多个所述切割条部分被输送至所述切割刀片正下方时，所述第一驱动结构驱动所述切割刀片对多个所述切割条部分切割，并形成多个切割片；
切割后的多个所述切割片被输送至对应的所述转向室内；
多个所述转盘与所述切割刀片同步动作，带动每一个所述转向室内的所述切割片转动预设角度；
所述第二打磨装置上的所述第二打磨轮分别对输送而来的多个所述切割片的两端的毛边进行打磨。
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