CN211013568U - 一种锂离子电池涂布取样装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池涂布取样装置，属于锂离子电池涂布技术辅助设备领域。所述取样装置安装于极片涂覆机上，包括设置于极片上方的取样单元，以及设置于极片下方的收集单元；所述取样单元包括上支撑轴和n个取样刀头，所述n个取样刀头均匀固定在上支撑轴上，其中，n为正整数，所述收集单元用于收集取样单元切割下来的极片；其中收集单元包括下支撑轴、n个托盘和收集板，收集板可拆卸安装于下支撑轴上，所述收集板上均匀设有n个托盘，在取样过程中，取样刀头与托盘在竖直方向上一一对应。本实用新型的取样装置设计合理、结构简单、成本低廉，并且能够在极片涂覆时在线对极片进行检测，以便及时对涂覆机械进行调整。

Description

一种锂离子电池涂布取样装置

技术领域

本实用新型属于锂离子电池涂布技术辅助设备领域，更具体地说，涉及一种锂离子电池涂布取样装置。

背景技术

锂离子电池由于具有电压高、体积小、质量轻、比能量高、无记忆效应、无污染、自放电小、使用寿命长等突出优点，目前被广泛应用于手机、笔记本、蓝牙设备类的数码产品与电动汽车、电动自行车等动力产品。

在锂离子电池的生产工艺流程中，有一道涂布工序，涂布的质量、精度以及稳定性是保证动力锂离子电池电极质量及可靠性的基础，因此涂布制得的极片好坏直接影响电池性能的好坏，需要在涂布的时候对极片进行取样检验。目前，通常的检验方法是在一卷极片涂覆完成后，关闭机器，停止涂布，剪切极片取样，采用手动的取样器进行检测，对极片表面活性物质的面密度进行检验测量，如果面密度在规定的范围之内，即制得的极片合格，就可以启动机器继续涂布，否则需要调整涂布工艺条件，重新涂布、取样、测面密度等一系列操作，直到制得的极片合格为止。上述方法过于复杂，而且在取样后极片涂覆不合格的话，这卷极片便会报废，无法继续涂布使用。

例如，中国专利申请号为201721595614.4，申请公开日为2018年5月29日的专利申请文件公开了极片生产用在线打孔取样器。该专利打孔取样器包括极片涂覆机机架以及设置在极片涂覆机机架上的导辊，所述极片涂覆机机架一端设置有极片卷筒，所述极片涂覆机机架的一侧设置有在线打孔取样装置，所述在线打孔取样装置包括设置在极片涂覆机机架上的旋转平台，所述旋转平台的顶部连接有旋转杆，所述旋转杆上设置有取样杆，所述取样杆远离旋转杆的一端设置有取样机构，所述取样机构包括与取样杆固定连接的气缸以及设置在气缸动力端的取样刀，所述取样刀包括呈环形的取样刀本体以及设置在取样刀本体上的锯齿，所述取样刀内设置有吸附盘，所述吸附盘上设置有吸附孔，所述吸附孔连接有负压抽风机。但是，该取样器一次只能取一个点的极片，若想得到极片在宽度方向上是否涂布均匀的信息，必须多次取样，而且取样后，样片容易卡在刀片内，需手动取片，容易污染样片，影响取样检测信息。

因此，亟需开发一种更为方便且高效的锂离子电池涂布取样装置。

发明内容

1、要解决的问题

本实用新型提供了一种锂离子电池涂布取样装置，其目的在于解决现有对于较宽的极片，在线取样只能取单个样片，检测多个取样点的涂布质量较为困难的问题。

本实用新型一种锂离子电池涂布取样装置还进一步解决了刀片切割极片结束后，极片取样片易卡在刀片内不易取出的问题。

2、技术方案

为解决上述问题，本实用新型采用如下的技术方案。

一种锂离子电池涂布取样装置，所述取样装置安装于电池极片涂覆机上，包括设置于极片上方的取样单元，以及设置于极片下方的收集单元；所述取样单元包括上支撑轴和n个取样刀头，所述n个取样刀头均匀固定在上支撑轴上，其中，n为正整数；所述收集单元用于收集取样单元切割下来的极片。

进一步地，所述收集单元包括下支撑轴和n个托盘，所述n个托盘均匀设在下支撑轴上，在取样过程中，取样刀头与托盘在竖直方向上一一对应，使收集取样单元切割下来的极片落到托盘上，其中，n为正整数。

进一步地，所述收集单元还包括收集板，所述收集板可拆卸安装于下支撑轴上，所述收集板上均匀设有n个托盘，在取样过程中，取样刀头与托盘在竖直方向上一一对应，其中，n为正整数。

优选地，所述收集板通过滑动槽滑动连接在下支撑轴上；

优选地，所述收集板通过螺栓固定在下支撑轴上；

进一步地，所述取样刀头和托盘个数分别为10个，保证电池极片在宽度方向上可取样均匀。

进一步地，所述取样刀头包括旋转杆和刀片，所述旋转杆贯穿上支撑轴，并且旋转杆与上支撑轴螺纹连接，所述刀片与旋转杆的下端部螺纹连接。

进一步地，所述取样刀头还包括刀座，所述刀座固定在上支撑轴上，所述旋转杆贯穿刀座111，并且旋转杆与刀座螺纹连接。

进一步地，所述刀片设有锯齿状刀刃。

进一步地，所述刀片优选设有两个锯齿。

进一步地，所述取样单元还包括一对上支架，所述上支撑轴两端分别固定在上支架上；所述收集单元还包括一对下支架，所述下支撑轴两端分别固定在下支架上。

进一步地，所述上支架和下支架分别在其长度方向上开设滑动槽，使得所述上支撑轴可滑动连接在上支架上，所述下支撑轴可滑动连接在下支架上，其中，所述上支撑轴通过螺栓限制其在上支架上的滑动，所述下支撑轴通过螺栓限制其在下支架上的滑动。

3、有益效果

相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：

(1)本实用新型的取样装置均匀设有多个取样刀头，可对电池极片的宽度方向上做精确的取样检测工作，达到取样点的多样性，更好监控电池极片涂布的质量，以适应对电池极片涂布质量要求高的场所，进而生产高质量的电池；

(2)本实用新型的取样装置设计合理、结构简单、成本低廉，并且能够在极片涂覆时在线对极片进行检测，以便及时对涂覆机械进行调整，避免传统涂布结束后取样测试结果不合格导致一卷极片报废的问题，节约成本；

(3)本实用新型的取样装置设置收集单元，当切下取样极片时，取样极片可自由落到收集单元内，便于收集取样极片，且避免人体接触取样极片导致取样极片被污染影响检测结果的问题；更为方便的是，收集单元上的每个托盘均在取样刀头的正下方，可保证取样极片落到托盘上，便于记录与整理取样极片的测试数据；

(4)本实用新型的取样刀头由旋转杆来控制刀片与电池极片的距离，一方面，旋转杆与上支撑轴之间螺纹连接，限制取样刀头在上支撑轴上的位移，另一方面，旋转杆与刀座螺纹连接，可实现安装在旋转杆端部的刀片的上下移动；并且刀片与旋转杆也是螺纹连接，当刀片取样时切割的取样极片卡在刀片内部时，只需将刀片往旋转杆上旋转一周，使得旋转杆端部伸出刀片内部，抵出取样极片，解决取样极片卡在刀片内不易取出的问题；

(6)本实用新型的刀片设有锯齿状刀刃，取样切割极片的过程中容易切割，且不易牵扯拉破极片；

(7)本实用新型的上支撑轴可在上支架上上下滑动，带动其上的取样刀头上下移动，开始取样时，可使取样刀头向下，结束取样后，将取样刀头远离极片，也可以取下上支撑轴，避免影响进一步地涂布操作；同理，下支撑轴也可在下支架上滑动，便于调整下支撑轴的高度。

附图说明

图1为本实用新型实施例2中取样装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中收集板与下支撑轴的安装示意图；

图3为本实用新型取样刀头的侧面结构示意图；

图4为本实用新型取样刀头的正面结构示意图；

图中：100、取样单元；110、取样刀头；111、刀座；112、旋转杆；113、刀片；120、上支撑轴；130、上支架；200、收集单元；210、托盘；220、下支撑轴；230、下支架；240、收集板；300、极片。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型进一步进行描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。

实施例1

本实施例的一种锂离子电池涂布取样装置，安装于电池极片300的涂覆机上，包括取样单元100和收集单元200，其中，取样单元100固定于极片300的上方，收集单元200固定于极片300的下方。

具体来说，取样单元100包括取样刀头110和上支撑轴120，上支撑轴120固定在涂覆机上，位于极片300的上方，便于从极片300上方开始切割取样片，并且上支撑轴120的长度与涂覆机的宽度一致，其上均匀开设10个螺纹孔，用于安装取样刀头110，便于在极片300的宽度方向上均匀取多个取样片，保证取样点的多样性，使得取样片的检测数据更全面的代表极片300的整体涂覆质量；取样刀头110均匀分布在上支撑轴120上，其包括旋转杆112和刀片113，旋转杆112的杆身布满螺纹，用于配合插入上支撑轴120上的螺纹孔将其固定，旋转杆112的头部带有与杆身垂直设置的把手，便于转动旋转杆112时施力，旋转杆112的尾部设置有刀片113，刀片113为中空的圆柱状，其中空的内壁还设有与旋转杆112杆身螺纹相配合的内螺纹，刀片113通过内螺纹可在旋转杆112上转动，并产生位移。值得注意的是，实际制造过程中，为了使旋转杆112更加稳定得固定在上支撑轴120上，取样刀头110还设置刀座111的结构，结合图3和图4所示，刀座111的横向上设有通孔，通孔内插入上支撑轴120用以固定刀座111，刀座111纵向上还设有与其上通孔垂直的螺纹孔，纵向螺纹孔可配合插入旋转杆112，将其与旋转杆112固定连接，增加的刀座111结构可增大旋转杆112的螺纹连接面积，使得旋转杆112更加稳定。

此外，本实施例的收集单元200包括托盘210和下支撑轴220，下支撑轴220固定在涂覆机上，位于极片300的下方，便于收集取样单元100切割下的取样片，并且下支撑轴220的长度与极片300的涂覆机宽度一致，其上均匀设有10个圆形的托盘210，在取样过程中，托盘210的圆心与刀片113的底面圆心在同一条竖直线上，保证刀片113切割的取样片落到托盘210上。

因此，基于本实施例取样装置的结构，得到本实施例锂离子电池涂布取样装置的使用方法：

(1)首先安装本实施例的取样装置，开始取样时，关闭涂覆机，根据所需取样点选择取样刀头110，转动旋转杆112，使其往极片300的方向移动；

(2)待刀片113接触极片300后，继续转动旋转杆112，切割极片300，得到所需取样片，取样片落到下方收集单元200相应位置的托盘210上；

(3)若取样片卡在刀片113中空的内部不易取出时，将刀片113向上转动，使得旋转杆112尾部顶出取样片；

(4)完成步骤(1)～(3)后，重新选择取样刀头110，重复上述步骤。

这里需要注意的是，取样点的个数根据需要可任意选择，也可任意选择取样点位置，本实施例选择十个取样点，即在极片300的宽度方向上均匀取10个取样片，依次检测这10个取样片的厚度，以判断这卷极片300是否还需继续涂布，能够方便及时调整涂覆，进而避免浪费；取样工作结束后，取下上、下支撑轴，以免影响涂覆机工作。

实施例2

本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于：取样单元100还包括两个上支架130，收集单元200还包括两个下支架230和一个收集板240。

具体结合图1所示，两个上支架130分别位于上支撑轴120的两端，用于固定上支撑轴120，更为重要的是，上支架130长度方向上开设供上支撑轴120滑动的凹槽，即滑动槽，待将上支撑轴120移动到合适的位置时，使用螺栓将上支撑轴120固定在上支架130上，实现取样单元100高度的调节；同理，两个下支架230分别位于下支撑轴220的两端，用于固定下支撑轴220，更为重要的是，下支架230长度方向上开设供下支撑轴220滑动的凹槽，即滑动槽，待将下支撑轴220移动到合适的位置时，使用螺栓将下支撑轴220固定在下支架230上，实现收集单元200高度的调节；并且，下支撑轴220的结构也做了进一步地改进，如图2所示，下支撑轴220的上方可拆卸连接收集板240，收集板240的上方均匀开设10个托盘210，当然，一如实施例1的描述，在取样过程中，托盘210的圆心与刀片113的底面圆心在同一条竖直线上，保证刀片113切割的取样片落到托盘210上。这里下支撑轴220与收集板240的可拆卸连接有多种实施方式，一种方法是使用螺栓固定，简单易操作，便于随时拆卸，只需取下螺栓便可完成收集板240的分离；还可以以卡合固定的方式连接，如在下支撑轴220的上顶面开设长度方向的“T”形卡槽，另设置底面带有“T”形凸台的收集板240，“T”形卡槽与“T”形凸台相配合，实现下支撑轴220和收集板240可拆卸固定连接，这样的结构设计具有独特的优势，无需使用螺栓，只需取下下支撑轴220的一端部，便可滑动取出收集板240。

本实施例锂离子电池涂布取样装置的使用方法如下所述：

(1)首先安装本实施例的取样装置，注意调整取样单元100和收集单元200与极片300的距离，开始取样时，关闭涂覆机，根据所需取样点选择取样刀头110，转动旋转杆112，使其往极片300的方向移动；

(2)待刀片113接触极片300后，继续转动旋转杆112，切割极片300，得到所需取样片，取样片落到下方收集单元200相应位置的托盘210上；

(3)若取样片卡在刀片113中空的内部不易取出时，将刀片113向上转动，使得旋转杆(112)尾部顶出取样片；

(4)完成步骤(1)～(3)后，重新选择取样刀头110，重复上述步骤，完成取样后，取下收集板240，将其送至检测装置检测各取样片的厚度，无需单独收集取样片检测。

同样，取样点的个数根据需要可任意选择，也可任意选择取样点位置，本实施例选择十个取样点，即在极片300的宽度方向上均匀取10个取样片，依次检测这10个取样片的厚度，以判断这卷极片300是否还需继续涂布，能够方便及时调整涂覆，进而避免浪费；取样工作结束后，取下上、下支撑轴，以免影响涂覆机工作。

Claims (9)

1.一种锂离子电池涂布取样装置，所述取样装置安装于极片(300)涂覆机上，其特征在于：包括设置于极片(300)上方的取样单元(100)，以及设置于极片(300)下方的收集单元(200)；所述取样单元(100)包括上支撑轴(120)和n个取样刀头(110)，所述n个取样刀头(110)均匀固定在上支撑轴(120)上，其中，n为正整数；所述收集单元(200)用于收集取样单元(100)切割下来的极片样品。

2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述收集单元(200)包括下支撑轴(220)和n个托盘(210)，所述n个托盘(210)均匀设在下支撑轴(220)上，在取样过程中，取样刀头(110)与托盘(210)在竖直方向上一一对应，其中，n为正整数。

3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述收集单元(200)还包括收集板(240)，所述收集板(240)可拆卸安装于下支撑轴(220)上，所述收集板(240)上均匀设有n个托盘(210)，在取样过程中，取样刀头(110)与托盘(210)在竖直方向上一一对应，其中，n为正整数。

4.根据权利要求2或3所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述取样刀头(110)和托盘(210)个数分别为10个。

5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述取样刀头(110)包括旋转杆(112)和刀片(113)，所述旋转杆(112)贯穿上支撑轴(120)，并且旋转杆(112)与上支撑轴(120)螺纹连接，所述刀片(113)与旋转杆(112)的下端部螺纹连接。

6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述取样刀头(110)还包括刀座(111)，所述刀座(111)套接固定在上支撑轴(120)上，所述旋转杆(112)贯穿刀座(111)，并且旋转杆(112)与刀座(111)螺纹连接。

7.根据权利要求6所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述刀片(113)设有锯齿状刀刃。

8.根据权利要求7所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述取样单元(100)还包括一对上支架(130)，所述上支撑轴(120)两端分别固定在上支架(130)上；所述收集单元(200)还包括一对下支架(230)，所述下支撑轴(220)两端分别固定在下支架(230)上。

9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池涂布取样装置，其特征在于：所述上支撑轴(120)可滑动连接在上支架(130)上，所述下支撑轴(220)可滑动连接在下支架(230)上，其中，所述上支撑轴(120)通过螺栓限制其在上支架(130)上的滑动，所述下支撑轴(220)通过螺栓限制其在下支架(230)上的滑动。

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