CN207954926U - 极片模切设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种极片模切设备，其包括至少一个极片模切装置，极片模切装置包括：基材放卷机构；箔材放卷机构；箔材对折机构，箔材对折机构，设置成将箔材对折为层叠箔材；箔材裁剪机构，用于将层叠箔材裁剪为箔材段；箔材移送机构，设置于箔材裁剪机构的下游；焊接机构，设置于基材放卷机构的下游，焊接机构具有焊接工位；收卷机构，收卷机构设置于焊接机构的下游；其中，箔材移送机构设置成将箔材段移送至焊接工位，焊接机构设置成焊接箔材段和位于焊接工位的极片基材的极耳，收卷机构设置成收卷焊接后的极片。该极片模切设备可以提高生产效率以及极片基材与箔材的连接稳定性。

Description

极片模切设备

技术领域

本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种极片模切设备。

背景技术

随着锂离子电池的高速发展，能量密度的大小以及电性能的好坏已经成为锂离子电池的核心竞争力。对于极片上极耳位置处转接有箔材的电池，其导电性能得到了有效改善和提升。目前，这种在极片基材上转接箔材的极片的加工过程一般是通过工人手工连接而成，生产效率低，且极片基材与箔材的连接稳定性差。

实用新型内容

本申请提供了一种极片模切设备，以提高生产效率以及极片基材与箔材的连接稳定性。

本申请提供的极片模切设备包括至少一个极片模切装置，所述极片模切装置包括：

基材放卷机构；

箔材放卷机构；

箔材对折机构，所述箔材对折机构设置在所述箔材放卷机构的下游，所述箔材对折机构设置成将箔材对折为层叠箔材；

箔材裁剪机构，所述箔材裁剪机构设置于所述箔材对折机构的下游，所述箔材裁剪机构用于将所述层叠箔材裁剪为箔材段；

箔材移送机构，所述箔材移送机构设置于所述箔材裁剪机构的下游；

焊接机构，所述焊接机构设置于所述基材放卷机构的下游，所述焊接机构具有焊接工位；

收卷机构，所述收卷机构设置于所述焊接机构的下游；

其中，所述箔材移送机构设置成将所述箔材段移送至所述焊接工位，所述焊接机构设置成焊接所述箔材段和位于所述焊接工位的极片基材的极耳，所述收卷机构设置成收卷焊接后的极片。

可选地，所述箔材对折机构包括第一配合部及第二配合部，所述第一配合部及所述第二配合部之间形成有供箔材通过的间隙，所述第一配合部包括第一对折面及第二对折面，两者之间形成对折空间，所述第二配合部设置成向所述箔材施加朝向所述对折空间的弯折力，以使所述箔材弯折并位于所述对折空间内，所述第一对折面及所述第二对折面均设置成与所述箔材相接触。

可选地，所述第一配合部为转动辊，所述转动辊能够绕自身轴线转动，且所述第一对折面及所述第二对折面均环绕形成于所述转动辊的外周上；和/或

所述第二配合部为转盘，所述转盘能够绕自身轴线转动，所述转盘的厚度自其中心向其边缘逐渐减小。

可选地，所述转动辊设置有多个，在所述箔材的输送方向上，各所述转动辊与所述第二配合部之间的间隙逐渐减小。

可选地，在所述箔材的输送方向上，各所述转动辊的所述第一对折面与所述第二对折面之间的倾斜角依次减小。

可选地，所述转盘与所述转动辊在所述箔材的输送方向上交错设置。

可选地，所述箔材移送机构包括送料夹爪，所述送料夹爪用于向所述层叠箔材施加驱动力，以使所述层叠箔材移动预设距离。

可选地，所述箔材移送机构还包括中转夹爪，所述送料夹爪和所述中转夹爪间隔设置，所述中转夹爪用于夹持移动预设距离后的所述层叠箔材，并将所述层叠箔材移送至所述焊接工位。

可选地，所述箔材放卷机构、所述箔材对折机构、所述箔材裁剪机构和所述箔材移送机构均设置为多个，且各所述箔材放卷机构、所述箔材对折机构、所述箔材裁剪机构和所述箔材移送机构设置成分布于所述极片基材的相对两侧。

可选地，所述极片模切装置设置为多个，各所述极片模切装置相对独立且间隔排布，以形成多个模切工位。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的极片模切设备中，极片基材通过基材放卷机构后到达焊接机构，箔材则通过箔材放卷机构后到达箔材对折机构，继而形成层叠箔材，之后再到达箔材裁剪机构，形成箔材段，该箔材段被箔材移送机构移送至焊接机构处，焊接机构将到达其焊接工位处的极片基材的极耳与箔材段焊接到一起，形成具有箔材的极片，该极片被收卷机构收卷。该极片模切设备可以代替目前所采用的人工操作实现极耳与箔材的焊接，不仅可以降低工人劳动量，提高生产效率，而且还可保证极片基材与箔材的连接稳定性。同时，通过箔材对折机构可以形成层叠箔材，该层叠箔材被焊接于极耳的相对两侧，使得极片基材与箔材的连接部位的电阻更小，此处的过流能力更强，电池工作时产生的热量更低，以此改善电池的安全性能。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的极片模切设备的结构示意图；

图2为图1所示的极片模切设备中，第一配合部与第二配合部的相对位置示意图；

图3为本申请另一实施例所提供的极片模切设备的结构示意图；

图4为本申请又一实施例所提供的极片模切设备的结构示意图；

图5为采用本申请实施例所提供的极片模切设备加工而成的极片的结构示意图。

附图标记：

100-极片模切装置；

110-基材放卷机构；

120-箔材对折机构；

121-第一配合部；

121a-第一对折面；

121b-第二对折面；

122-第二配合部；

130-箔材放卷机构；

140-箔材裁剪机构；

150-箔材移送机构；

151-送料夹爪；

152-中转夹爪；

160-焊接机构；

170-收卷机构；

200-辅助辊；

210-纠偏机构；

220-放卷张力调节机构；

230-定位感应器；

240-极耳抚平机构；

310-极片基材；

311-集流体；

312-活性物质层；

313-极耳；

320-箔材。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

相关技术中，为了降低电池的重量，用于制作极片的集流体通常为复合集流体，该复合集流体可包括绝缘层及覆盖在绝缘层相对两侧的导电层，该绝缘层通常采用高分子材料制成，重量较轻，因此，可降低集流体的重量，从而可降低电池的重量。但是由于复合集流体中具有绝缘层，因此，导致该复合集流体制作出的极耳电阻较大。为了解决这一问题，相关技术中，采用在极耳处转接箔材的方式，以提高电池的安全性能，也就是说，用于制作电池的极片的极耳上需具有箔材，使得极片基材与箔材的连接部位的电阻更小，此处的过流能力更强，电池工作时产生的热量更低，以此改善电池的安全性能。需要说明的是，该箔材为极薄的金属片或带材，重量较轻，对电池的重量影响较小。

其中，为了使用于制作电池的极片的极耳上具有箔材，如图1-5所示，本申请实施例提供了一种极片模切设备，该极片模切设备包括至少一个极片模切装置，该极片模切装置包括基材放卷机构110、箔材放卷机构130、箔材对折机构120、箔材裁剪机构140、箔材移送机构150、焊接机构160及收卷机构170。

基材放卷机构110用于放卷极片基材310，该极片基材310可为极片的初始形态，其中，该极片基材310可包括集流体311及涂覆在集流体311上的活性物质层312，需要说明的是，在极片基材310的宽度方向(如图5中所示的Y方向)上，集流体311的至少一边缘处未涂覆活性物质层，以便于制作极耳313，也就是说，该极片基材310的边缘用于模切出极耳313。箔材放卷机构130用于放卷箔材320，该箔材320可以是铝箔、铜箔或者其他材料制成的箔材。

箔材对折机构120设置在箔材放卷机构130的下游，该箔材对折机构设置成将箔材320对折为层叠箔材。

箔材裁剪机构140设置于箔材对折机构120的下游，该箔材裁剪机构140用于将上述层叠箔材裁剪为箔材段。具体地，箔材裁剪机构140可以包括基座、与该基座相对的裁剪刀、安装该裁剪刀的安装板和安装于该安装板上的驱动缸，在驱动缸的驱动下，裁剪刀靠近基座，由于两者之间存在箔材，因此在裁剪刀与基座的配合下，裁剪刀向箔材施加作用力，从而裁剪该箔材。另外，还可以设置导套，以此对裁剪刀的运动提供导向。

箔材移送机构150设置于箔材裁剪机构140的下游，该箔材移送机构150可以移动前述的箔材段，使得箔材段到达指定位置处。

焊接机构160设置于基材放卷机构110的下游，且该焊接机构160具有焊接工位。具有极耳313的极片基材310被传送至该焊接工位处，同时箔材移送机构150将箔材段移送至该焊接工位，焊接机构160即可进一步焊接箔材段和极片基材310的极耳，形成极耳处具有箔材的极片。焊接机构160具体可以采用超声波焊接机构，本实施例中，由于极片基材310和箔材320较薄，采用超声波焊接可避免两者完全熔融的情况，从而可保证两者稳定地焊接在一起。且采用此种方式焊接后，极片基材310和箔材320的导电性好，电阻系数极低或近乎为零，从而降低了最终形成的极耳的电阻，提高了电池的电性能。另外，超声波焊接方式无火花，环保安全。

收卷机构170设置于焊接机构160的下游，其设置成收卷焊接后的极片。

一种具体实施例中，上述基材放卷机构110、箔材放卷机构130和收卷机构170均可以包括气胀轴和驱动电机，气胀轴上卷绕对应的极片基材310或箔材320，驱动电机可以带动气涨轴转动，以实现对应的放卷操作或者收卷操作。当然，基材放卷机构110、箔材放卷机构130和收卷机构170也可以采用其他结构来实现极片基材310和箔材320的卷绕、释放和收卷。

另外，为了便于极片的精确加工，上述极片模切装置还包括辅助辊200、纠偏机构210、放卷张力调节机构220、定位感应器230和极耳抚平机构240，其中：辅助辊200可以设置为多个，其可以调节极片基材310传输的方向；纠偏机构210用于实现放卷极片基材310或收卷时的纠偏，该纠偏机构210具体可以采用纠偏传感器；放卷张力调节机构220用于调节放卷极片基材310时的张力，以调节放卷速度，其具体可以采用张力调节辊；定位感应器230可以发出减速和停止两组感应光电信号，当极片基材310的极耳到达第一位置而被定位感应器230感应到时，定位感应器230发出减速信号，使得极片基材310的放卷速度减小，当极片基材310的极耳到达第二位置而被定位感应器230感应到时，定位感应器230发出停止信号，使得极片基材310停止运动，进而定位在焊接工位处；极耳抚平机构240可以设置于收卷机构170处，以对焊接后的极耳和箔材进行抚平，保证两者结构的平整性。

本申请实施例所提供的极片模切设备中，极片基材310通过基材放卷机构110后到达焊接机构160，箔材320则通过箔材放卷机构130后到达箔材对折机构120，继而形成层叠箔材，之后再到达箔材裁剪机构140，形成箔材段，该箔材段被箔材移送机构150移送至焊接机构160处，焊接机构160将到达其焊接工位处的极片基材310的极耳与箔材段焊接到一起，形成具有箔材的极片，该极片被收卷机构170收卷。该极片模切设备可以代替目前所采用的人工操作实现极耳与箔材320的焊接，不仅可以降低工人劳动量，提高生产效率，而且还可保证极片基材310与箔材320的连接稳定性。同时，通过箔材对折机构120可以形成层叠箔材，该层叠箔材被焊接于极耳的相对两侧，使得极片基材310与箔材320的连接部位的电阻更小，此处的过流能力更强，电池工作时产生的热量更低，以此改善电池的安全性能。

一种可选的实施例中，箔材对折机构120可以包括第一配合部121及第二配合部122，第一配合部121及第二配合部122之间形成有供箔材320通过的间隙，第一配合部121包括第一对折面121a及第二对折面121b，两者之间形成对折空间，第二配合部122设置成向箔材320施加朝向该对折空间的弯折力，以使箔材320弯折并位于该对折空间内，第一对折面121a及第二对折面121b均设置成与箔材320相接触。本实施例中，通过第一配合部121与第二配合部122配合，一方面可以降低箔材320对折难度，提高对折效率，另一方面可以保证箔材320在对折过程中的稳定性。

可选地，第一对折面121a与第二对折面121b相互倾斜设置，以使对折空间呈类似V形，这样设计不仅降低了第一配合部121的加工难度，而且还降低了箔材320在第二配合部122的作用下进入到对折空间内的难度，缓解了箔材320在进入到对折空间时与第一配合部121发生摩擦的情况，从而缓解了箔材320磨损的情况。

另外，通过将第一对折面121a与第二对折面121b相互倾斜设置，还可降低第二配合部122与第一配合部121的定位难度，具体地，第二配合部122上与箔材320接触的部分可与第一对折面121a及第二对折面121b的连接处相对设置。其中，第一对折面121a及第二对折面121b可关于第一对折面121a及第二对折面121b的连接处镜像对称，在降低第一配合部121的加工难度以及提高结构强度的同时，还可方便第二配合部122与第一配合部121配合，从而可保证箔材320的对折精度。

如图2所示，第一配合部121可为转动辊，该转动辊可采用铝、铝合金、尼龙、铁氟龙或PEEK(polyetheretherketone，聚醚醚酮)材料制成，且该转动辊能够绕自身轴线转动，且第一对折面121a及第二对折面121b均环绕形成于转动辊的外周上，也就是说，在箔材对折过程中，第一配合部121与箔材320之间为滚动摩擦，这样设计可减小箔材320与第一配合部121之间的摩擦力，从而可缓解箔材320的磨损情况，提高箔材对折的可靠性。

其中，转动辊可设置有多个，在箔材的输送方向上，各转动辊与第二配合部122之间的间隙逐渐减小，从而使得箔材320受到的弯折力逐渐增大，继而使得箔材320上对折的两部分之间的对折角度逐渐减小，实现箔材320的逐渐对折，这样设计不仅可以保证箔材320的对折精度，而且由于箔材320比较薄，通过这种逐渐对折的方式，可缓解箔材320在对折过程中损坏的情况，提升了箔材320对折过程中的优良率。

另外，由于转动辊上的第一对折面121a及第二对折面121b可起到限定作用，具体地，在箔材对折的过程中，第一对折面121a及第二对折面121b可分别与箔材320上对折的两部分接触，以限定箔材320的对折角度，因此，在箔材320逐渐对折的过程中，为了保证箔材320上对折的两部分之间的对折角度稳定地减小，如图2所示，在箔材320的输送方向上，各转动辊的第一对折面121a与第二对折面121b之间的倾斜角可依次减小，以保证箔材对折的稳定性，防止箔材320在对折处发生断裂，从而提高了箔材320的对折精度及对折效率。

如图2所示，第二配合部122可为转盘，该转盘可采用铝、铝合金、尼龙、铁氟龙或PEEK(polyetheretherketone，聚醚醚酮)材料制成，且该转盘能够绕自身轴线转动，也就是说，在箔材对折过程中，第二配合部122与箔材320之间为滚动摩擦，这样设计可减小箔材320与第二配合部122之间的摩擦力，从而可缓解箔材320的磨损情况，提高箔材对折的可靠性。

转盘的厚度自其中心向其边缘逐渐减小，这样设计可增大转盘与箔材320的接触面积，在保证转盘能够向箔材320提供足够的弯折力的同时，还可起到支撑箔材320的作用，从而保证箔材对折的稳定性。

需要说明的是，转盘可设置有多个，各转盘在箔材320的输送方向上依次间隔设置，以保证箔材对折的稳定性。

在箔材320的输送过程中，箔材320可能会发生一定的偏移，这样会影响箔材320的对折精度，为了解决这一问题，可将转盘与转动辊在箔材的输送方向上交错设置，这样设计方便对箔材的偏移量进行调整，从而可以提高箔材320的对折精度。

另外，由于转盘与转动辊之间的间隙较小，因此，通过将转盘与转动辊在箔材320的输送方向上交错设置，还可降低箔材320进入至转盘与转动辊之间的间隙的难度，从而可提高箔材的对折效率。

需要说明的是，通过将转盘与转动辊在箔材的输送方向上交错设置，相比于转盘与转动辊一一对应的方案，在保证箔材对折稳定的同时，还可适当减少转动辊的数量，从而可以降低箔材对折机构120的生产成本。

为了简化箔材移送机构150的结构，该箔材移送机构150具体可以包括送料夹爪151，该送料夹爪151用于向层叠箔材施加驱动力，以使该层叠箔材移动预设距离。进一步地，箔材移送机构150还可以包括中转夹爪152，送料夹爪151和中转夹爪152间隔设置，中转夹爪152用于夹持移动预设距离后的层叠箔材，并将层叠箔材移送至焊接工位。箔材放卷机构130放卷箔材320后，可以通过送料夹爪151带动箔材320移动预设距离，使得箔材320被箔材对折机构120对折，之后便可以通过箔材裁剪机构140实现箔材320的裁切，裁切后的箔材段被送料夹爪151送至中转夹爪152，中转夹爪152将箔材段送至焊接工位处。显然，此种箔材移送机构150可以高效地实现箔材320的牵引，同时可以利用箔材移送机构150完成箔材320的裁剪工作，使得整个模切过程更加流畅。

当箔材放卷机构130、箔材裁剪机构140、箔材移送机构150和焊接机构160均设置为一个时，该极片模切设备可以适用于仅对极片沿自身宽度方向的一侧进行箔材焊接的操作，如果要对极片沿自身宽度方向的两侧均进行箔材焊接，那么就需要对这两侧进行逐侧焊接，导致极片的模切加工效率较低。有鉴于此，如图3所示，可以将箔材放卷机构130、箔材裁剪机构140、箔材移送机构150和焊接机构160均设置为多个，且各箔材放卷机构130、箔材裁剪机构140、箔材移送机构150和焊接机构160设置成分布于极片基材310的相对两侧。此时，通过极片基材310的相对两侧所分布的前述各机构，就可以同时实现极片基材310的相对两侧的加工，便于提升加工效率。

上文对极片模切装置的结构进行了描述，该极片模切装置可以设置为一个，也可以设置为多个。如图3和图4所示，当极片模切装置100设置为多个时，各极片模切装置100相对独立且间隔排布，以形成多个模切工位。在这些模切工位处，可以同时实施不同的极片的相关操作，进而提升空间利用率，并提高极片的加工效率。可选地，极片模切装置100设置为两个、四个甚至更多个。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种极片模切设备，其特征在于，包括至少一个极片模切装置，所述极片模切装置包括：

基材放卷机构；

箔材放卷机构；

箔材对折机构，所述箔材对折机构设置在所述箔材放卷机构的下游，所述箔材对折机构设置成将箔材对折为层叠箔材；

箔材裁剪机构，所述箔材裁剪机构设置于所述箔材对折机构的下游，所述箔材裁剪机构用于将所述层叠箔材裁剪为箔材段；

箔材移送机构，所述箔材移送机构设置于所述箔材裁剪机构的下游；

焊接机构，所述焊接机构设置于所述基材放卷机构的下游，所述焊接机构具有焊接工位；

收卷机构，所述收卷机构设置于所述焊接机构的下游；

其中，所述箔材移送机构设置成将所述箔材段移送至所述焊接工位，所述焊接机构设置成焊接所述箔材段和位于所述焊接工位的极片基材的极耳，所述收卷机构设置成收卷焊接后的极片。

2.根据权利要求1所述的极片模切设备，其特征在于，所述箔材对折机构包括第一配合部及第二配合部，所述第一配合部及所述第二配合部之间形成有供箔材通过的间隙，所述第一配合部包括第一对折面及第二对折面，两者之间形成对折空间，所述第二配合部设置成向所述箔材施加朝向所述对折空间的弯折力，以使所述箔材弯折并位于所述对折空间内，所述第一对折面及所述第二对折面均设置成与所述箔材相接触。

3.根据权利要求2所述的极片模切设备，其特征在于，所述第一配合部为转动辊，所述转动辊能够绕自身轴线转动，且所述第一对折面及所述第二对折面均环绕形成于所述转动辊的外周上；和/或

所述第二配合部为转盘，所述转盘能够绕自身轴线转动，所述转盘的厚度自其中心向其边缘逐渐减小。

4.根据权利要求3所述的极片模切设备，其特征在于，所述转动辊设置有多个，在所述箔材的输送方向上，各所述转动辊与所述第二配合部之间的间隙逐渐减小。

5.根据权利要求4所述的极片模切设备，其特征在于，在所述箔材的输送方向上，各所述转动辊的所述第一对折面与所述第二对折面之间的倾斜角依次减小。

6.根据权利要求3所述的极片模切设备，其特征在于，所述转盘与所述转动辊在所述箔材的输送方向上交错设置。

7.根据权利要求1所述的极片模切设备，其特征在于，所述箔材移送机构包括送料夹爪，所述送料夹爪用于向所述层叠箔材施加驱动力，以使所述层叠箔材移动预设距离。

8.根据权利要求7所述的极片模切设备，其特征在于，所述箔材移送机构还包括中转夹爪，所述送料夹爪和所述中转夹爪间隔设置，所述中转夹爪用于夹持移动预设距离后的所述层叠箔材，并将所述层叠箔材移送至所述焊接工位。

9.根据权利要求1所述的极片模切设备，其特征在于，所述箔材放卷机构、所述箔材对折机构、所述箔材裁剪机构和所述箔材移送机构均设置为多个，且各所述箔材放卷机构、所述箔材对折机构、所述箔材裁剪机构和所述箔材移送机构设置成分布于所述极片基材的相对两侧。

10.根据权利要求1所述的极片模切设备，其特征在于，所述极片模切装置设置为多个，各所述极片模切装置相对独立且间隔排布，以形成多个模切工位。