CN204809298U

CN204809298U - 电池极耳成形设备

Info

Publication number: CN204809298U
Application number: CN201520468292.1U
Authority: CN
Inventors: 邓明能; 郝志军
Original assignee: Ningde Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Current assignee: Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2015-11-25
Anticipated expiration: 2025-06-30

Abstract

本实用新型公开了一种电池极耳成形设备，其包括放卷机构、张紧机构、收卷机构、控制系统、第一模切刀组、第二模切刀组和冲切平台；所述冲切平台与第一模切刀组、第二模切刀组传动连接，三者可以在走带方向上同步移动，且第一模切刀组、第二模切刀组能够在移动中进行冲切。与现有技术相比，本实用新型通过对模切刀组、冲切平台和控制程序的改进，实现了一次冲切两组极耳并连续冲切，将综合速度提升了1.5～2倍以上，而且还能有效防止冲切时形成毛刺，因此具有连续生产、速度较快、安全风险低的优点。

Description

电池极耳成形设备

技术领域

本实用新型属于锂离子电池制造领域，更具体地说，本实用新型涉及一种电池极耳成形设备。

背景技术

现有电动汽车电池的电池极耳成形设备只设有一组冲模刀组，并且需要在电池极片静止的时候才能进行极耳的冲切，因此，现有极耳成型的步骤如图1所示：1)开机，张紧电池极片10，冲模刀组12冲切第一刀；2)走带，电池极片10前进距离为D₁时停止，冲模刀组12冲切第二刀；3)走带，电池极片10前进距离为D₂时停止，冲模刀组冲切第三刀；4)依此类推，走带、停止、冲切……直至第n刀；5)重复步骤1)～4)。可见，由于冲切动作频繁，且每次冲切时电池极片10都必须停止前进，因此生产效率很低，速度最快只能是12～15m/min。

另外，请参阅图2，现有冲模刀组12的刀组长边与电池极片10的长边平行。由于极耳14的间距是递增的，必须错位冲切，使得这种冲模刀组很容易导致极片冲切边沿拉丝，给电池带来安全风险。

有鉴于此，确有必要提供一种能够解决上述问题的电池极耳成形设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：提供一种速度更快的电池极耳成形设备，以提高生产效率，并避免电池极片的冲切边沿拉丝。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提供了一种电池极耳成形设备，其包括放卷机构、张紧机构、收卷机构、控制系统、第一模切刀组、第二模切刀组和冲切平台；所述冲切平台与第一模切刀组、第二模切刀组传动连接，三者可以在走带方向上同步移动，且第一模切刀组、第二模切刀组能够在移动中进行冲切。

作为本实用新型电池极耳成形设备的一种改进，所述第一模切刀组、第二模切刀组的组刀长边均设置为与电池极片的长边成一个角度A，1度≤A≤45度，以防止错位冲切时的边沿拉丝。

作为本实用新型电池极耳成形设备的一种改进，所述第一模切刀组和第二模切刀组在电池极片走带方向上按前后顺序排列，二者同时进行冲切，且冲切间距可调。

作为本实用新型电池极耳成形设备的一种改进，所述控制系统通过控制信号与第一模切刀组、第二模切刀组、冲切平台分别连接并控制其协调动作，使得整套电池极耳成形设备能够全自动地连续进行极耳成形。

作为本实用新型电池极耳成形设备的一种改进，所述第一模切刀组和第二模切刀组的冲切动作时间t满足t＜(1/2～1/3)*(D1/V)，其中，D1为相邻极耳之间间距的最小值，V为电池极片的走带速度。

作为本实用新型电池极耳成形设备的一种改进，所述控制系统还通过控制信号与张紧机构、放卷机构、收卷机构分别连接并控制其动作。

作为本实用新型电池极耳成形设备的一种改进，所述冲切平台的行程长度L为：当N为奇数、且(N/2+0.5)也为奇数时，行程L＞2(N-1)*G；当N为奇数、且(N/2+0.5)为偶数时，行程L＞2(N-2)*G；当N为偶数、且(N/2+1)为奇数时，行程L＞2N*G；当N为偶数、且(N/2+1)为偶数时，行程L＞2(N-1)*G；以上公式中，N为单节电池极片每侧所需冲切的极耳个数，G为相邻极耳间距之间的固定差值。

与现有技术相比，本实用新型通过对模切刀组、冲切平台和控制程序的改进，实现了一次冲切两组极耳并连续冲切，将综合速度提升了1.5～2倍以上，而且还能有效防止冲切时形成毛刺，因此具有连续生产、速度较快、安全风险低的优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型电池极耳成形设备及其有益效果进行详细说明。其中：

图1为现有电池极耳成形方法的冲切过程示意图。

图2为现有电池极耳成形设备的冲模刀组的错位冲切示意图。

图3为本实用新型电池极耳成形设备的组成示意图；

图4为本实用新型电池极耳成形设备的冲模刀组的错位冲切示意图。

图5为使用本实用新型电池极耳成形设备进行极耳冲切的过程示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的实用新型目的、技术方案及其有益技术效果更加清晰，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并非为了限定本实用新型。

请参阅图3和图4，本实用新型电池极耳成形设备是一种全自动连续极耳成形设备，其包括第一模切刀组21、第二模切刀组22、冲切平台23、张紧机构24、放卷机构25、收卷机构26及控制系统27。

放卷机构25、张紧机构24和收卷机构26在结构上与现有电池极耳成形设备的对应结构大致相同，分别用于实现电池极片30的放卷、张紧和收卷。

第一模切刀组21和第二模切刀组22在电池极片30走带方向上按前后顺序排列，且二者之间的间距可调。

冲切平台23与第一模切刀组21、第二模切刀组22传动连接，可以与第一模切刀组21、第二模切刀组22一起在走带方向上同步移动。

控制系统27通过控制信号与第一模切刀组21、第二模切刀组22、冲切平台23、张紧机构24、放卷机构25、收卷机构26分别连接并控制其动作，使得整套电池极耳成形设备能够全自动地连续进行极耳34的成形。

本实用新型将第一模切刀组21和第二模切刀组22的组刀长边设置为与电池极片30的长边形成一个角度A，1度≤A≤45度，从而有效地防止了错位冲切时的边沿拉丝情况，避免了毛刺的形成，有利于提高电池的安全性。

为了便于说明，首先给出以下定义：在单节电池极片30上每侧所需成形的极耳34个数为N；相邻极耳34之间的间距为D，D₁指单节电池极片30的第一个极耳与第二个极耳的中心距，D_n为单节电池极片30中第n个极耳与第n+1个极耳之间的中心距，即极耳34之间的间距依次为D₁、D₂、D₃......D_N(N≥2)，且相邻间距之间的差值均为G，即D₂-D₁＝G、D₃-D₂＝G、D₄-D₃＝G、……D_n-D_(n-1)＝G；使用上述电池极耳成形设备成形极耳34时，电池极片30的走带速度设定为V。

那么，在本实用新型电池极耳成形设备中，各参数的要求如下：

1)冲切时间t：第一模切刀组21、第二模切刀组22的冲切动作时间t小于(1/2～1/3)*(D₁/V)；

2)冲切平台23的行程长度L：

当单节电池极片30每侧所需冲切的极耳34的个数N为奇数时：若(N/2+0.5)也为奇数，行程L必须大于2(N-1)*G；若(N/2+0.5)为偶数，行程L必须大于2(N-2)*G；

当单节电池极片30每侧所需冲切的极耳34的个数N为偶数时：若(N/2+1)为奇数，行程L必须大于2N*G；若(N/2+1)为偶数，行程L必须大于2(N-1)*G。

请同时参阅图5，使用本实用新型电池极耳成形设备进行极耳冲切的方法的具体步骤为：

1)开机，在控制系统的控制下，张紧电池极片30，将第一模切刀组21和第二模切刀组22的两组刀间距自动调整为S1＝D₁+D₂，即等于第一个极耳34到第三个极耳34的中心距；

2)走带，在控制系统的控制下，冲切平台23、第一模切刀组21和第二模切刀组22与电池极片30同步运动，在运动过程中，第一模切刀组21和第二模切刀组22同时冲切第一刀；

3)继续走带，冲切平台23快速复位到初始位置，同时第一模切刀组21和第二模切刀组22也回移，并将两组刀之间的间距自动调整为S₂＝D₂+D₃，即相对初始状态，两刀组间距增加2G＝(D₂+D₃)-(D₁+D₂)；在冲切平台23、第一模切刀组21和第二模切刀组22与电池极片30同步运动过程中，第一模切刀组21和第二模切刀组22冲切第二刀；

4)继续走带，冲切平台23快速复位到初始位置，同时第一模切刀组21和第二模切刀组22也回移，并将两组刀之间的间距自动调整为S₃＝D₅+D₆，即相对上一步状态，两组刀间距增加6G＝(D₅+D₆)-(D₂+D₃)；在冲切平台23、第一模切刀组21和第二模切刀组22与电池极片30同步运动过程中，第一模切刀组21和第二模切刀组22冲切第三刀；

5)继续走带，冲切平台23快速复位到初始位置，同时第一模切刀组21和第二模切刀组22也回移，并将两组刀之间的间距自动调整为S_m，m>1且为偶数时，S_m＝D_(2m-2)+D_(2m-1)，m>1且为奇数时，S_m＝D_(2m-1)+D_2m；在冲切平台23、第一模切刀组21和第二模切刀组22与电池极片30同步运动过程中，第一模切刀组和第二模切刀组冲切第m刀；

6)循环以上动作，直至将两组刀之间的间距自动调整为S_M＝D_N+1+D_N，并冲切做为最后一刀的第M刀，即可完成单节电池极片的冲切；当N为奇数时，M＝(N/2+0.5)，当N为偶数时，M＝(N/2+1)；

7)继续走带，冲切平台23快速复位至初始位置，同时第一模切刀组21和第二模切刀组22也回移，并将两组刀之间的间距自动调整回S₁＝D₁+D₂；继续走带，并重复步骤2)～6)，进行下一节电池极片30的冲切。

通过以上描述可知，与现有技术相比，本实用新型电池极耳成形设备及成形方法至少具有以下优点：1)通过增加一组模切刀组，实现每次冲切两组极耳34，冲切速度提升了1倍；2)将冲切平台23设为在走带方向上可与模切刀组21、22同步移动，并优化控制程序使两组模切刀组21、22之间的距离可调，且冲切动作跟走带同步，从而实现了连续冲切，使得生产效率又提高了0.5～1倍；3)将模切刀组21、22的组刀长边设置为与电池极片30的长边成一个角度，有效防止了错位冲切时的边沿拉丝和形成毛刺，降低了电池的安全风险。

综上所述，本实用新型通过对模切刀组、冲切平台23和控制程序的改进，实现了一次冲切两组极耳34并连续冲切，将综合速度提升了1.5～2倍以上，而且还能有效防止冲切时形成毛刺，因此具有连续生产、速度较快、安全风险低的优点。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims

1.一种电池极耳成形设备，其包括放卷机构、张紧机构、收卷机构及控制系统，其特征在于：还包括第一模切刀组、第二模切刀组和冲切平台；所述冲切平台与第一模切刀组、第二模切刀组传动连接，三者可以在走带方向上同步移动，且第一模切刀组、第二模切刀组能够在移动中进行冲切。

2.根据权利要求1所述的电池极耳成形设备，其特征在于：所述第一模切刀组、第二模切刀组的组刀长边均设置为与电池极片的长边成一个角度A，1度≤A≤45度，以防止错位冲切时的边沿拉丝。

3.根据权利要求1所述的电池极耳成形设备，其特征在于：所述第一模切刀组和第二模切刀组在电池极片走带方向上按前后顺序排列，二者同时进行冲切，且冲切间距可调。

4.根据权利要求3所述的电池极耳成形设备，其特征在于：所述控制系统通过控制信号与第一模切刀组、第二模切刀组、冲切平台分别连接并控制其协调动作，使得整套电池极耳成形设备能够全自动地连续进行极耳成形。

5.根据权利要求4所述的电池极耳成形设备，其特征在于：所述第一模切刀组和第二模切刀组的冲切动作时间t满足t＜(1/2～1/3)*(D1/V)，其中，D1为相邻极耳之间间距的最小值，V为电池极片的走带速度。

6.根据权利要求5所述的电池极耳成形设备，其特征在于：所述控制系统还通过控制信号与张紧机构、放卷机构、收卷机构分别连接并控制其动作。

7.根据权利要求1所述的电池极耳成形设备，其特征在于：所述冲切平台的行程长度L为：当N为奇数、且(N/2+0.5)也为奇数时，行程L＞2(N-1)*G；当N为奇数、且(N/2+0.5)为偶数时，行程L＞2(N-2)*G；当N为偶数、且(N/2+1)为奇数时，行程L＞2N*G；当N为偶数、且(N/2+1)为偶数时，行程L＞2(N-1)*G；以上公式中，N为单节电池极片每侧所需冲切的极耳个数，G为相邻极耳间距之间的固定差值。