CN116344956B - 一种锂离子电池极耳生产覆膜设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，包括放料整平部，所述放料整平部包括底座，所述底座顶部设置有收卷架，所述收卷架外侧设置有与底座顶部相连接的预热箱，所述预热箱内部转动连接有校正杆，本发明涉及极耳加工技术领域。该一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，能够有效地解决现有技术中，极耳的制造需要金属带加上胶片，其中物理热压工艺主要是采用接触式加热，即加热管给加热器进行加热，加热器压合到金属带上将胶片溶解，由于胶片厚度较薄且质地柔软，为确保金属带和胶片对位贴合，需要将胶片预先剪切，覆膜胶片过程中，再将金属带和剪切后的胶片放置在模具中加热压合，整体操作繁琐，不利于自动化生产的问题。

Description

一种锂离子电池极耳生产覆膜设备

技术领域

本发明涉及极耳加工技术领域，具体涉及一种锂离子电池极耳生产覆膜设备。

背景技术

极耳是锂离子聚合物电池产品的一种原材料，就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体，它们都是由胶片和金属带两部分复合而成，胶片是极耳上绝缘的部分，其作用是在电池封装时防止金属带与铝塑膜之间发生短路，并且封装时通过加热与铝塑膜热熔密封粘合在一起防止漏液。

一个极耳是由两片胶片把金属带夹在中间的，市场使用的胶片有黑胶、白胶和单层胶三种，其中高端电芯客户大多采用单层凸版80μm和50μm白胶。极耳的制造需要金属带加上胶片，其中物理热压工艺主要是采用接触式加热，即加热管给加热器进行加热，加热器压合到金属带上（多次进行加热使金属带受热到一定的温度将胶片溶解）。由于胶片厚度较薄且质地柔软，为确保金属带和胶片对位贴合，需要将胶片预先剪切，覆膜胶片过程中，再将金属带和剪切后的胶片放置在模具中加热压合，整体操作繁琐，不利于自动化生产。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，能够有效地解决现有技术中，极耳的制造需要金属带加上胶片，其中物理热压工艺主要是采用接触式加热，即加热管给加热器进行加热，加热器压合到金属带上将胶片溶解，由于胶片厚度较薄且质地柔软，为确保金属带和胶片对位贴合，需要将胶片预先剪切，覆膜胶片过程中，再将金属带和剪切后的胶片放置在模具中加热压合，整体操作繁琐，不利于自动化生产的问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

本发明提供一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，包括：

放料整平部，所述放料整平部包括底座，所述底座顶部设置有收卷架，所述收卷架外侧设置有与底座顶部相连接的预热箱，所述预热箱内部转动连接有校正杆，用于外部金属带的校直；

覆膜部，所述覆膜部包括机架，所述机架内侧固定连接有与外部金属带相贴合的加热器，所述机架通过设置在其外侧的安装板转动连接有覆膜组件，所述机架远离预热箱一侧设置有阻尼架；

其中，所述覆膜组件包括覆膜筒，所述覆膜筒内部为中空设计，所述覆膜筒内壁固定连接有与安装板内部转动连接的内衬杆，所述覆膜筒通过开设在其圆周外表面的内置槽滑动连接有剪切件。

进一步地，还包括间歇机构，所述间歇机构包括主动拨盘，所述主动拨盘端面与安装板内部转动连接，所述主动拨盘的外凹锁止弧紧密贴合有与内衬杆端面固定连接的从动槽轮，所述主动拨盘外表面固定连接有与从动槽轮的径向槽内壁相滑动的圆销。

进一步地，所述主动拨盘远离安装板一侧传动连接有驱动机组，所述机架外表面固定连接有与驱动机组底部相连接的支板。

进一步地，所述覆膜筒圆周外表面开设有与内置槽内部相连通的水平槽，相邻所述水平槽之间设置有插板，所述覆膜筒圆周外表面开设有与插板外表面紧密贴合的插孔。

进一步地，所述剪切件包括往复板，所述往复板通过设置在其外表面的升降板与内置槽内壁滑动连接，所述往复板远离升降板一侧固定连接有剪切刀，所述剪切刀外侧设置有与往复板外表面相连接的限位板。

进一步地，所述内衬杆与覆膜筒围成的空间内设置有电动伸缩器，所述电动伸缩器的输出端贯穿覆膜筒并与往复板外表面相连接，所述剪切刀的刀口为倾斜设计。

进一步地，所述安装板通过设置在其外表面的伸缩杆连接有垫板，所述垫板内部分别开设有方孔和剪切孔，所述方孔内壁与限位板外表面滑动连接，所述剪切孔内壁与剪切刀外表面滑动连接，所述安装板和垫板之间连接有强力弹簧。

有益效果

本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下有益效果：

本发明设置有覆膜部和间歇机构，插板将胶片与覆膜筒结合，随着覆膜筒的旋转，胶片开始贴合在覆膜筒圆周外表面，胶片厚度非常薄，可进行若干次贴合。当水平槽外表面的胶片转移至靠近金属带一侧时，最下方剪切件上的电动伸缩器启动，推动往复板、升降板、剪切刀以及限位板同步向外滑动，胶片位于相邻限位板之间，剪切刀滑出内置槽并接触胶片，胶片发生轻微弹性形变，接着剪切刀贴合剪切孔内壁滑动，配合垫板开始对胶片进行精准剪切，随后剪切刀携带胶片进行短距位移，直至上下两组限位板贴合在一起，此时剪切刀贴近金属带，上下两层胶片贴合在一起，由于金属带处于高温状态，两层胶片迅速粘贴到金属带上，接着自动复位剪切件，进行下一组胶片剪切覆膜。利用间歇切换的剪切件，配合PLC所控制的阻尼架和校正杆启停节拍，满足金属带外表面的胶片等距自动一体化剪切覆膜。

附图说明

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，下面将对实施例或现有技术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的一些实施例，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为本发明实施例立体的结构示意图；

图2为本发明实施例放料整平部立体局部剖面的结构示意图；

图3为本发明实施例覆膜部和间歇机构立体的结构示意图；

图4为本发明实施例覆膜组件立体的结构示意图；

图5为本发明实施例垫板、剪切件以及插板立体分离的结构示意图；

图6为本发明实施例剪切件立体状态转化的结构示意图;

图7为本发明实施例剪切件立体的结构示意图；

图8为本发明实施例图6中A处局部放大的结构示意图。

图中的标号分别代表：1、放料整平部；11、底座；12、收卷架；13、预热箱；14、校正杆；2、覆膜部；21、机架；22、加热器；23、安装板；231、伸缩杆；232、垫板；233、方孔；234、剪切孔；24、覆膜组件；241、覆膜筒；242、内衬杆；243、内置槽；244、剪切件；2441、往复板；2442、升降板；2443、剪切刀；2444、限位板；2445、电动伸缩器；245、水平槽；246、插板；247、插孔；25、阻尼架；3、间歇机构；31、主动拨盘；32、从动槽轮；33、圆销；34、驱动机组；35、支板。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例：

请参阅图1-图8，本发明提供一种技术方案：一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，包括：

放料整平部1，放料整平部1包括底座11，底座11顶部设置有收卷架12，收卷架12外侧设置有与底座11顶部相连接的预热箱13，预热箱13内部转动连接有校正杆14，用于外部金属带的校直；

覆膜部2，覆膜部2包括机架21，机架21内侧固定连接有与外部金属带相贴合的加热器22，机架21通过设置在其外侧的安装板23转动连接有覆膜组件24，机架21远离预热箱13一侧设置有阻尼架25；

其中，覆膜组件24包括覆膜筒241，覆膜筒241内部为中空设计，覆膜筒241内壁固定连接有与安装板23内部转动连接的内衬杆242，覆膜筒241通过开设在其圆周外表面的内置槽243滑动连接有剪切件244。

还包括间歇机构3，间歇机构3包括主动拨盘31，主动拨盘31端面与安装板23内部转动连接，主动拨盘31的外凹锁止弧紧密贴合有与内衬杆242端面固定连接的从动槽轮32，主动拨盘31外表面固定连接有与从动槽轮32的径向槽内壁相滑动的圆销33。

主动拨盘31远离安装板23一侧传动连接有驱动机组34，机架21外表面固定连接有与驱动机组34底部相连接的支板35。

覆膜筒241圆周外表面开设有与内置槽243内部相连通的水平槽245，除了水平槽245区域，其他部位均为圆弧，水平槽245的设计，可以使经过水平槽245的胶片处于水平绷直状态，提高后续剪切件244的剪切精度，相邻水平槽245之间设置有插板246，覆膜筒241圆周外表面开设有与插板246外表面紧密贴合的插孔247，手动牵拉胶片的端部向覆膜组件24靠近，选择一个靠近胶片端部的插板246（携带拉手），取出插板246将胶片的端部放入插孔247内，复位插板246将胶片的端部卡合在插孔247内（插板246侧面的弹性块与插孔247的凹孔相贴合，防止插板246自动脱离）。

剪切件244包括往复板2441，往复板2441通过设置在其外表面的升降板2442与内置槽243内壁滑动连接，往复板2441远离升降板2442一侧固定连接有剪切刀2443，剪切刀2443外侧设置有与往复板2441外表面相连接的限位板2444，限位板2444主要起到限位作用，促使剪切后的胶片贴合金属带，并防止剪切刀2443触碰金属带。

内衬杆242与覆膜筒241围成的空间内设置有电动伸缩器2445，电动伸缩器2445的输出端贯穿覆膜筒241并与往复板2441外表面相连接，剪切刀2443的刀口为倾斜设计，当剪切刀2443的刀口接触胶片时，相比平行刀，减小力的分散面积，倾斜的刀口更容易快速剪切胶片。

安装板23通过设置在其外表面的伸缩杆231连接有垫板232，垫板232内部分别开设有方孔233和剪切孔234，方孔233内壁与限位板2444外表面滑动连接，剪切孔234内壁与剪切刀2443外表面滑动连接，安装板和垫板之间连接有强力弹簧，用于复位。

参考图1-8，一个极耳是由两片胶片把金属带夹在中间的，市场使用的胶片有黑胶、白胶和单层胶三种，其中高端电芯客户大多采用单层凸版80μm和50μm白胶。极耳的制造需要金属带加上胶片，其中物理热压工艺主要是采用接触式加热，即加热管给加热器进行加热，加热器压合到金属带上（多次进行加热使金属带受热到一定的温度将胶片溶解）。由于胶片厚度较薄且质地柔软，为确保金属带和胶片对位贴合，需要将胶片预先剪切，覆膜胶片过程中，再将金属带和剪切后的胶片放置在模具中加热压合，整体操作繁琐，不利于自动化生产；

为了克服上述存在的缺陷，对此本发明设计一种锂离子电池极耳生产覆膜设备。

先将卷料金属带安装在放料整平部1的收卷架12上，接着将待剪切胶片安装在覆膜部2的阻尼架25上（待剪切胶片可阻尼旋转），手动牵拉胶片的端部向覆膜组件24靠近，选择一个靠近胶片端部的插板246（携带拉手），取出插板246将胶片的端部放入插孔247内，复位插板246将胶片的端部卡合在插孔247内（插板246侧面的弹性块与插孔247的凹孔相贴合，防止插板246自动脱离）。随后启动放料整平部1上的收卷架12、预热箱13以及校正杆14，收卷架12上的转辊对金属带进行旋转放料，金属带进入预热箱13中，预热箱13开始对金属带进行初步加热，通过外部电机借助传动装置带动校正杆14转动，校正杆14可以把曲折的金属带整平，同时依靠摩擦力驱动金属带向前运动，与此同时，间歇机构3驱动覆膜部2运作。

当预热后的金属带穿过预热箱13（预热箱13外侧设置有输送辊），移动至相邻覆膜部2之间（覆膜部2上下各设置一组）进行短暂的暂停（PLC控制阻尼架25和校正杆14的启停系统），主要用于金属带的加热（金属带贴合穿过加热器22，加热器22采用接触式加热，暂停过程中，加热器22可以给金属带进行加热，用于下一轮覆膜），以及协助覆膜部2快速将胶片剪切覆膜到金属带的加热部位，覆膜部2将胶片快速剪切并精准覆膜到金属带上，同时需要借助间歇机构3，适配PLC所控制的阻尼架25和校正杆14启停节拍。

间歇机构3工作原理：

间歇机构3上的驱动机组34驱动主动拨盘31转动（驱动机组34优选伺服电机），带动圆销33同步转动，当主动拨盘31上的圆销33未进入从动槽轮32的径向槽时，由于从动槽轮32的内凹锁止弧被主动拨盘31的外凹锁止弧卡住，故从动槽轮32不动，防止剪切件244向外剪切胶片时，覆膜筒241发生晃动影响剪切和覆膜精度，此时往复板2441保持与金属带平行状态，便于胶片与金属带精准结合。当圆销33刚进入从动槽轮32径向槽时的位置，此时锁止弧也刚被松开，此后从动槽轮32受圆销33的驱使而转动，而圆销33在另一边离开径向槽时，锁止弧又被卡住，从动槽轮32又静止不动，直至圆销33再次进入从动槽轮32的另一个径向槽时，又重复上述运动，所以从动槽轮32作时动时停的间歇运动，进而循环切换的剪切件244，可以对覆膜筒241外侧包裹的胶片进行间歇剪切和覆膜，适配PLC所控制的阻尼架25和校正杆14启停节拍，满足金属带外表面等距覆膜胶片。

覆膜部2的胶片快速剪切以及精准覆膜：

初始时，插板246将胶片与覆膜筒241结合，随着覆膜筒241的旋转（阻尼架25的阻力，可防止胶片松弛），胶片开始贴合在覆膜筒241圆周外表面，胶片厚度非常薄，可进行若干次贴合（除了水平槽245区域，其他部位均为圆弧，水平槽245的设计，可以使经过水平槽245的胶片处于水平绷直状态，提高后续剪切件244的剪切精度）。当水平槽245外表面的胶片转移至靠近金属带一侧时（水平槽245与金属带保持平行），最下方剪切件244上的电动伸缩器2445启动，推动往复板2441、升降板2442、剪切刀2443以及限位板2444同步向外滑动（升降板2442沿着内置槽243内壁滑动），胶片位于相邻限位板2444之间，剪切刀2443滑出内置槽243并接触胶片，胶片发生轻微弹性形变，接着剪切刀2443贴合剪切孔234内壁滑动，配合垫板232开始对胶片进行精准剪切（避免胶片过度形变，影响厚度），随后剪切刀2443携带胶片进行短距位移（垫板232同步短距移动），直至上下两组限位板2444贴合在一起，此时剪切刀2443贴近金属带，上下两层胶片贴合在一起，由于金属带处于高温状态，两层胶片迅速粘贴到金属带上，接着自动复位剪切件244，进行下一组胶片剪切覆膜（上述剪切和覆膜过程，胶片与金属带之间间距较近，剪切刀2443的剪切速度快，不存在胶片偏移情况，上下两片胶片可迅速粘贴到金属带上）。接着后续工序第二次加热排出金属带与胶片之间的气泡，以及上下两层胶片之间的气泡，需要根据胶片熔点设置温度，一般温度为150-175℃之间，时间为4-6秒；第三次金属带加热的步骤很重要，使金属表面与边缘倒边部位的胶片融化收缩，形成加热线，封住倒边部位空洞区域，一般温度为190-220℃之间，时间为4-6秒；然后通过物理压合降温使外观状态成型，再经过单片切割、CCD尺寸检测、不良品抛到废料盒、良品进行R角切割，最后收纳到成品盒内，完成极耳的生产加工。

综上所述，利用间歇切换的剪切件244，配合PLC所控制的阻尼架25和校正杆14启停节拍，满足金属带外表面的胶片等距自动一体化剪切覆膜。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的保护范围。

Claims (3)

1.一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，其特征在于，包括：

放料整平部（1），所述放料整平部（1）包括底座（11），所述底座（11）顶部设置有收卷架（12），所述收卷架（12）外侧设置有与底座（11）顶部相连接的预热箱（13），所述预热箱（13）内部转动连接有校正杆（14），用于外部金属带的校直；

覆膜部（2），所述覆膜部（2）包括机架（21），所述机架（21）内侧固定连接有与外部金属带相贴合的加热器（22），所述机架（21）通过设置在其外侧的安装板（23）转动连接有覆膜组件（24），所述机架（21）远离预热箱（13）一侧设置有阻尼架（25）；

其中，所述覆膜组件（24）包括覆膜筒（241），所述覆膜筒（241）内部为中空设计，所述覆膜筒（241）内壁固定连接有与安装板（23）内部转动连接的内衬杆（242），所述覆膜筒（241）通过开设在其圆周外表面的内置槽（243）滑动连接有剪切件（244）；

其中，还包括间歇机构（3），所述间歇机构（3）包括主动拨盘（31），所述主动拨盘（31）端面与安装板（23）内部转动连接，所述主动拨盘（31）的外凹锁止弧紧密贴合有与内衬杆（242）端面固定连接的从动槽轮（32），所述主动拨盘（31）外表面固定连接有与从动槽轮（32）的径向槽内壁相滑动的圆销（33），所述主动拨盘（31）远离安装板（23）一侧传动连接有驱动机组（34），所述机架（21）外表面固定连接有与驱动机组（34）底部相连接的支板（35）；

其中，所述剪切件（244）包括往复板（2441），所述往复板（2441）通过设置在其外表面的升降板（2442）与内置槽（243）内壁滑动连接，所述往复板（2441）远离升降板（2442）一侧固定连接有剪切刀（2443），所述剪切刀（2443）外侧设置有与往复板（2441）外表面相连接的限位板（2444），所述内衬杆（242）与覆膜筒（241）围成的空间内设置有电动伸缩器（2445），所述电动伸缩器（2445）的输出端贯穿覆膜筒（241）并与往复板（2441）外表面相连接，所述剪切刀（2443）的刀口为倾斜设计。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，其特征在于：所述覆膜筒（241）圆周外表面开设有与内置槽（243）内部相连通的水平槽（245），相邻所述水平槽（245）之间设置有插板（246），所述覆膜筒（241）圆周外表面开设有与插板（246）外表面紧密贴合的插孔（247）。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池极耳生产覆膜设备，其特征在于：所述安装板（23）通过设置在其外表面的伸缩杆（231）连接有垫板（232），所述垫板（232）内部分别开设有方孔（233）和剪切孔（234），所述方孔（233）内壁与限位板（2444）外表面滑动连接，所述剪切孔（234）内壁与剪切刀（2443）外表面滑动连接，所述安装板（23）和垫板（232）之间连接有强力弹簧。