CN211464968U - 模块化极片裁切装置及方形动力电芯卷绕机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种模块化极片裁切装置及方形动力电芯卷绕机，模块化极片裁切装置包括安装座，设有第一导柱；切刀座，可滑动地装于第一导柱上；第一切刀，装于切刀座上；第二切刀，装于安装座上；第一驱动单元，驱动切刀座沿第一导柱向第二切刀移动；压紧单元，第二导柱、限位板、压板和第一弹簧，第二导柱与安装座可滑动地连接，限位板和压板分别固定在第二导柱的两端，切刀座位于限位板和压板之间，压板位于切刀座和第二切刀之间，第一弹簧驱动压板沿第二导柱向第二切刀移动，限位板可沿第二导柱移动至与切刀座邻接。及设有模块化极片裁切装置的方形动力电芯卷绕机。模块化极片裁切装置及方形动力电芯卷绕机均可对极片进行压紧并防止其受损。

Description

模块化极片裁切装置及方形动力电芯卷绕机

技术领域

本实用新型涉及电池生产设备技术领域，具体地说，是涉及一种模块化极片裁切装置及设置有该模块化极片裁切装置的方形动力电芯卷绕机。

背景技术

现有锂电池电芯的卷制主要是有电芯卷绕机完成，即电芯卷绕机通过将正极极片、负极极片和隔膜按照一定的次序层叠、定长卷绕、贴终止胶后形成锂电池电芯。由于在电芯卷制过程中需要对极片进行切断，以保证被卷绕的极片的长度，因此，电芯卷绕机上会设置用于对极片进行切断的极片裁切装置。极片裁切装置对极片进行切断时，主要是通过两柄相对设置的切刀对极片进行剪切，而由于现有的极片裁切装置上并没有配置用于对极片进行夹紧的机构，使得极片裁切装置在对极片进行裁切时，仅能依靠其前级装置和后级装置使极片保持一定的紧绷状态后，但由于上述的前级装置和后级装置通常都与极片裁切装置之间具有较大的间距，使得极片裁切装置在对极片进行裁切时，极片容易发生移动，导致切割出的极片边沿歪斜、极片边沿处的毛刺多且粗大，当卷绕装置对极片进行收尾贴胶时，毛刺极易刺穿隔膜，造成正极极片和负极极片接触，使电芯出现短路问题。

此外，切刀经过一定的使用次数后，需要重新打磨，但由于现有的极片裁切装置的固有结构设计，使得切刀的拆装麻烦，且现有的极片裁切装置还存在整体结构臃肿、装配调试麻烦、整体结构更换性差等缺点。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的主要目的是提供一种可对极片进行压紧并防止极片受损的模块化极片裁切装置。

本实用新型的另一目的是提供一种设置有上述模块化极片裁切装置的方形动力电芯卷绕机。

为了实现本实用新型的主要目的，本实用新型提供一种模块化极片裁切装置，其中，包括安装座、切刀座、第一切刀、第二切刀、第一驱动单元和压紧单元，安装座上设置有第一导柱，切刀座可滑动地安装在第一导柱上，第一切刀安装在切刀座上，第二切刀安装在安装座上，第一切刀的刃部与第二切刀的刃部相向设置，第一驱动单元安装在安装座上，第一驱动单元可驱动切刀座沿第一导柱向第二切刀移动，压紧单元包括第二导柱、限位板、压板和第一弹簧，第二导柱平行于第一导柱，第二导柱沿自身的轴向与安装座可滑动地连接，限位板和压板分别固定在第二导柱的两端，切刀座位于限位板和压板之间，压板位于切刀座和第二切刀之间，第一弹簧驱动压板沿第二导柱向第二切刀移动，限位板可沿第二导柱移动至与切刀座邻接。

由上可见，压紧单元用于在模块化极片裁切装置对极片进行裁切过程对极片进行压紧，以防止极片在裁切过程中发生移动，并避免切割出极片的边沿毛刺过多和过大。而通过对压紧单元的结构设计以及通过对压紧单元与切刀座之间的联动设计，既能够保证第一切刀和第二切刀在对极片进行裁切前极片被压紧，又能够避免极片因为被过度挤压而损伤，保证了卷绕出的电芯的质量。

一个优选的方案是，第一弹簧为压缩弹簧；压缩弹簧的两端分别与压板和安装座抵接，或压缩弹簧的两端分别与限位板和安装座抵接。

由上可见，第一弹簧的安装位置可根据安装座的安装空间及机构进行设置。

另一个优选的方案是，第一切刀沿第一导柱的轴向朝向第二切刀延伸地设置有导向部，导向部与第二切刀邻接。

由上可见，导向部能够保证第一切刀向第二切刀移动时，第一切刀的刀刃和第二切刀的刀刃之间能够形成切割面，从而避免第一切刀的刀刃和第二切刀的刀刃相互碰撞。

进一步的方案是，切刀座上设置有两根以上的柱销，两根以上的柱销沿第二切刀的刀刃的延伸方向分布，第一切刀上设置有两个以上的销孔，一个销孔与一根柱销间隙配合，切刀座和切刀之间设置有第二弹簧，第二弹簧驱动第一切刀的刀刃绕两根以上的柱销的连线朝向第二切刀的刀刃摆动。

由上可见，上述结构设计第一切刀在第二弹簧的作用下能够紧贴第二切刀，以使得第一切刀的刀刃和第二切刀的刀刃之间能够形成稳定的切割面。

另一个优选的方案是，切刀座与第一导柱之间设置有导套。

由上可见，导套能够减少切刀座相对第一导柱滑动时所受的摩擦力，使得切刀座的滑动更加顺畅。

另一个优选的方案是，模块化极片裁切装置还包括极片导向组件，极片导向组件安装在安装座上，沿模块化极片裁切装置的进片方向，极片导向组件位于压板的上游端，极片导向组件具有极片通道，极片通道的入口宽度大于极片通道的出口宽度。

由上可见，极片导向组件用于对极片插入模块化极片裁切装置过程中对极片及插入组件进行导向，使插入组件能够准确地使极片穿过模块化极片裁切装置。

进一步的方案是，模块化极片裁切装置还包括极耳导向组件，极耳导向组件安装在安装座上，且极耳导向组件位于极片导向组件的一端处，极耳导向组件具有极耳通道，极耳通道的入口宽度大于极耳通道的出口宽度。

由上可见，极耳导向组件用于在极片走带过程中对极片上的极耳进行导向，以防止极耳在经过模块化极片裁切装置时发生翻折。

更进一步的方案是，安装座包括第一安装架和第二安装架，第一安装架上设置有安装位，第二安装架可拆卸地嵌装在安装位内，第一导柱和第二切刀均设置在第二安装架上。

由上可见，上述结构设计能够更好的提高模块化极片裁切装置的集成度，以使得能够对模块化极片裁切装置进行更好的模块化处理。

更进一步的方案是，模块化极片裁切装置还包括第二驱动单元，第二驱动单元包括连接座、滑动座和驱动机构，连接座上设置有导轨，滑动座与导轨可滑动地连接，安装座固定安装在滑动座上，驱动机构驱动滑动座沿导轨滑动。

由上可见，通过设置第二驱动单元，使得模块化极片裁切装置能够与电芯卷绕机的卷绕头联动，并配合电芯卷绕机的卷绕头进行电芯的卷制。

为了实现本实用新型的另一目的，本实用新型提供一种方形动力电芯卷绕机，包括上述的模块化极片裁切装置。

由上可见，设置有上述模块化极片裁切装置的方形动力电芯卷绕机能够有效提高极片的切割质量，避免极片裁切过程中发生移动，并避免切割出极片的边沿毛刺过多和过大，此外，还能够避免极片因为被过度挤压而损伤，保证了卷绕出的电芯的质量。

附图说明

图1是本实用新型模块化极片裁切装置实施例的第一结构图。

图2是本实用新型模块化极片裁切装置实施例的第二结构图。

图3是图2中A－A剖视图。

图4是本实用新型模块化极片裁切装置实施例的第一安装架的结构图。

图5是本实用新型模块化极片裁切装置实施例的第一省略部分组件后的结构图。

图6是本实用新型模块化极片裁切装置实施例的第二省略部分组件后的结构图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

模块化极片裁切装置实施例：

参照图1至图3，模块化极片裁切装置100包括安装座1、切刀座2、第一切刀3、第二切刀4、第一驱动单元5、压紧单元6、极片导向组件7 和极耳导向组件8。

结合图4，安装座1包括第一安装架11、第二安装架12、连接板13 和第一连接块14，其中，第一安装架11包括一体成型的第一本体111和安装部112，第一本体111上具有安装位110，安装部112用于第一安装架11与外部装置或自身的其他单元固定连接，而使第一本体111和安装部112一体成型，能够使安装在第一本体111上的其他零部件之间保持较高的相对位置精度。

第二安装架12可拆卸地嵌装在安装位110内，具体地，第二安装架 12呈框形设置并呈一体式结构设计，第二安装架12上设置有两组导柱安装孔，每一组导柱安装孔内固定安装有一根导柱，而由于第二安装架12 呈一体式结构设计，使得两组导柱安装孔之间能够保持较高的相对位置精度，从而保证当第一导柱121安装到导柱安装孔内时，两根第一导柱121 之间能够保持较高的平行度。此外，当第二安装架12嵌装到第一安装架11的安装位110内时，第一导柱121的两端分别与安装位110的两个相对设置的侧壁邻接，从而对第一导柱121进行可靠的限位。其中，第二安装架12上设置有支撑板122，支撑板122位于第一导柱121的一端处，并位于第二安装架12的开口内。第二切刀4固定安装在支撑板122上。支撑板122用于对穿过模块化极片裁切装置100的极片进行支撑，并配合压紧单元6对极片进行夹紧。

切刀座2的两端分别与两根第一导柱121可滑动地连接，使得切刀座 2能够沿第一导柱121进行滑动。第一切刀3固定安装在切刀座2上，以使得第一切刀3可跟随切刀座2沿第一导柱121滑动，从而使第一切刀3 朝向或背向第二切刀4移动。其中，第一切刀3的刀刃和第二切刀4的刀刃相向设置，而为了使切刀座2在相对第一导柱121滑动时能够更加的顺畅，在切刀座2和第一导柱121之间设置导套123，导套123固定安装在切刀座2上并沿第一导柱121的轴向与第一导柱121可滑动地连接，从而通过导套123与第一导柱121之间的配合结构降低第一导柱121与导套 123之间的摩擦力，使切刀座2的移动更加顺畅。

此外，第一切刀3上设置有导向部31，导向部31沿第一导柱121的轴向朝向第二切刀4延伸，使得当切刀座2处于初始位置时，即当模块化极片裁切装置100处于非裁切状态时，导向部31能够第二切刀4邻接。导向部31能够保证第一切刀3向第二切刀4移动时，第一切刀3的刀刃和第二切刀4的刀刃之间能够形成切割面，保证第一切刀3和第二切刀4 能够对极片进行可靠切割的同时，避免第一切刀3的刀刃和第二切刀4的刀刃相互碰撞。

结合图3，切刀座2上设置有两根以上的柱销23，且两根以上的柱销 23沿第二切刀4的刀刃的延伸方向分布，其中，柱销23的数量有第一切刀3、第二切刀4的尺寸决定，如本实施例中，柱销23的数量为5个。第二切刀4上设置有两个以上的销孔32，销孔32的数量优选与柱销23的数量相等，如本实施例中，销孔32的数量为5个。一个销孔32与一根柱销 23间隙配合，第一切刀3安装到切刀座2上时，柱销23位于相对应设置的一个销孔32内并与销孔32间隙配合，使得第一切刀3能够绕销孔32 间的连线摆动，而销轴穿过销孔32的一端设置有限位部，以防止第一切刀3从该端部处脱出销轴。基于上述结构，切刀座2和切刀之间设置有第二弹簧24，第二弹簧24选用压缩弹簧，且第二弹簧24与导向部31分别位于上述连线的相对的两侧，从而使得第二弹簧24能够驱动第一切刀3 的刀刃及导向部31绕上述连线朝向第二切刀4摆动，以保证第一切刀3 能够时刻紧贴第二切刀4，使得第一切刀3的刀刃和第二切刀4的刀刃之间能够形成稳定的切割面，避免在第一切刀3和第二切刀4在对极片进行切割时，极片发生弯折、变形、切口不整齐或无法被切割等问题。

第一驱动单元5安装在安装座1的第一安装架11上，具体地，第一驱动单元5为气缸，第一安装架11上设置有气缸安装位113，气缸安装位 113位于第一安装架11远离第二切刀4的一侧，气缸的缸体固定安装在第一安装架11上，气缸的杆体平行于第一导柱121，且气缸的杆体穿过第一安装架11与切刀座2固定连接。而为了便于对切刀座2与气缸之间的连接，将切刀座2设计成分体结构，具体地，切刀座2包括可拆卸连接的第二本体21和第二连接块22，第二连接块22与气缸的杆体连接，第二本体 21与第二连接块22连接，销轴及第一切刀3均设置于第二本体21上，第二弹簧24设置在第二本体21和第一切刀3之间。

连接板13固定安装在第一安装架11上并位于安装位110内，第一连接块14可拆卸地安装在连接板13上，第一连接块14用于与压紧单元6 进行可拆卸地连接，而通过对连接板13和第一连接块14的结构设计，使得压紧单元6的安装更加的方便，具体地，压紧单元6包括两个平行设置的第二导柱61、限位板62、压板63和第一弹簧64，第二导柱61平行于第一导柱121，第二导柱61沿自身的轴向与第一连接块14可滑动地连接，限位板62和压板63分别固定在第二导柱61的两端，使得两根第二导柱 61、限位板62和压板63形成一个框形结构，其中，压板63位于第二本体21和第二切刀4之间，顶板位于第一驱动单元5和第二连接块22之间。

第一弹簧64为压缩弹簧，用于驱动压板63沿第二导柱61向第二切刀4移动，并使限位板62可沿第二导柱61移动至与第二连接块22邻接，其中，压板63移动至第二切刀4处的移动距离小于第一切刀3的刀刃移动至第二切刀4的刀刃的移动距离，即压板63移动至支撑板122的移动距离小于第一切刀3的刀刃移动至第二切刀4的刀刃的移动距离。为了使压板63具有更大的活动空间，限位板62和压板63之间还设置有连杆65，连杆65平行于第二导柱61，且连杆65贯穿第一连接块14，第一弹簧64 套装在连杆65上，且第一弹簧64的两端分别第一连接块14、压板63抵接。而作为另一种可选方案，可将第一弹簧64设置在第二安装架12和限位板62之间。

极片导向组件7安装在安装座1上，沿模块化极片裁切装置100的进片方向X，极片导向组件7位于压板63的上游端，极片导向组件7包括第一导向块71和第二导向块72，第一导向块71安装在固定安装在连接板 13上，第二导向块72固定安装在第二安装架12上，且第一导向块71和第二导向块72之间形成极片通道70，极片通道70的入口宽度大于极片通道70的出口宽度。极片导向组件7用于对极片插入模块化极片裁切装置 100过程中对极片及插入组件进行导向，使插入组件能够准确地使极片穿过模块化极片裁切装置100。

模块化极片裁切装置100还包括极耳导向组件8，极耳导向组件8安装在安装座1上，且极耳导向组件8位于极片导向组件7的一端处，极耳导向组件8包括第一导向片81和第二导向片82，第一导向片81安装在连接板13上，第二导向片82安装在支撑板122上，且第一导向片81和第二导向片82之间形成极耳通道80，极耳通道80的入口宽度大于极耳通道80的出口宽度。极耳导向组件8用于在极片走带过程中对极片上的极耳进行导向，以防止极耳在经过模块化极片裁切装置100时发生翻折。

优选地，模块化极片裁切装置100还包括第二驱动单元，第二驱动单元包括连接座、滑动座和驱动机构，连接座上设置有导轨，滑动座与导轨可滑动地连接，安装座1固定安装在滑动座上，驱动机构驱动滑动座沿导轨滑动。通过设置第二驱动单元，使得模块化极片裁切装置100能够与电芯卷绕机的卷绕头联动，并配合电芯卷绕机的卷绕头进行电芯的卷制。

以下，对模块化极片裁切装置100的切割过程进行说明：

模块化极片裁切装置100处于非切割状态(初始状态)时，气缸的杆体处于缩回状态，此时，切刀座2处于抬升状态，第一切刀3远离第二切刀4。同时，压紧单元6的限位板62与切刀座2的第二连接块22邻接，使得第二连接块22通过限位板62和第二导柱61带动压板63一同被抬升，压板63远离支撑板122，且第一弹簧64被压缩。

当模块化极片裁切装置100处于非切割状态时，极片由极片导向组件 7的极片通道70进入模块化极片裁切装置100，并由压板63和支撑板122 之间穿出模块化极片裁切装置100。

当需要对极片进行切割时，气缸的杆体伸出，并带动切刀座2下移，使切刀座2上的第一切刀3向第二切刀4移动，以对极片进行切割。而在第一切刀3向第二切刀4移动过程中，随着切刀座2的下移，压板63在第一弹簧64的弹力作用向支撑板122移动。由于压板63移动至支撑板122 的移动距离小于第一切刀3的刀刃移动至第二切刀4的刀刃的移动距离，因此，压板63会在第一弹簧64的弹力作用下先移动至支撑板122处，并在第一弹簧64的弹力作用下配合支撑板122对极片进行压紧。此时，第一切刀3的刀刃还未到达第二切刀4的刀刃，因此，气缸继续驱动切刀座 2下移，直至第一切刀3的刀刃与第二切刀4的刀刃相配合对极片进行切断。

当极片被切断后，气缸进行回缩复位，并带动切刀座2抬升，使切刀座2上的第一切刀3背向第二切刀4移动。而在第一切刀3背向第二切刀 4移动过程中，第一切刀3的刀刃会先脱离与第二切刀4的刀刃的配合，此时，极片仍被压板63和支撑板122压紧。随着切刀座2的继续抬升，切刀座2的第二连接块22与压紧单元6的限位板62接触，以通过第二导柱61带动压板63一同被抬升，使压板63远离支撑板122，从而解除对极片的压紧，并使第一弹簧64被压缩。当气缸复位完成时，模块化极片裁切装置100处于初始状态。

可见，上述结构设计，使得压紧单元6与切刀座2之间既能够进行联动，又能够相互独立运动，从而有效防止在极片压紧过程中过度挤压极片，避免极片受损，保证了卷绕出的电芯的质量。

方形动力电芯卷绕机：

方形动力电芯卷绕机包括上述模块化极片裁切装置实施例中的模块化极片裁切装置，使得方形动力电芯卷绕机能够有效提高极片的切割质量，避免极片裁切过程中发生移动，并避免切割出极片的边沿毛刺过多和过大，此外，还能够避免极片因为被过度挤压而损伤，保证了卷绕出的电芯的质量。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.模块化极片裁切装置，其特征在于，包括：

安装座，所述安装座上设置有第一导柱；

切刀座，所述切刀座可滑动地安装在所述第一导柱上；

第一切刀，所述第一切刀安装在所述切刀座上；

第二切刀，所述第二切刀安装在所述安装座上，所述第一切刀的刃部与所述第二切刀的刃部相向设置；

第一驱动单元，所述第一驱动单元安装在所述安装座上，所述第一驱动单元可驱动所述切刀座沿所述第一导柱向所述第二切刀移动；

压紧单元，所述压紧单元包括第二导柱、限位板、压板和第一弹簧，所述第二导柱平行于所述第一导柱，所述第二导柱沿自身的轴向与所述安装座可滑动地连接，所述限位板和所述压板分别固定在所述第二导柱的两端，所述切刀座位于所述限位板和所述压板之间，所述压板位于所述切刀座和所述第二切刀之间，所述第一弹簧驱动所述压板沿所述第二导柱向所述第二切刀移动，所述限位板可沿所述第二导柱移动至与所述切刀座邻接。

2.根据权利要求1所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述第一弹簧为压缩弹簧；

所述压缩弹簧的两端分别与所述压板和所述安装座抵接，或

所述压缩弹簧的两端分别与所述限位板和所述安装座抵接。

3.根据权利要求1所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述第一切刀沿所述第一导柱的轴向朝向所述第二切刀延伸地设置有导向部，所述导向部与所述第二切刀邻接。

4.根据权利要求3所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述切刀座上设置有两根以上的柱销，两根以上的所述柱销沿所述第二切刀的刀刃的延伸方向分布；

所述第一切刀上设置有两个以上的销孔，一个所述销孔与一根所述柱销间隙配合；

所述切刀座和所述切刀之间设置有第二弹簧，所述第二弹簧驱动所述第一切刀的刀刃绕所述两根以上的所述柱销的连线朝向所述第二切刀的刀刃摆动。

5.根据权利要求1所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述切刀座与所述第一导柱之间设置有导套；

所述压板移动至所述第二切刀处的移动距离小于所述第一切刀的刀刃移动至所述第二切刀的刀刃的移动距离。

6.根据权利要求1所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述模块化极片裁切装置还包括极片导向组件，所述极片导向组件安装在所述安装座上，沿所述模块化极片裁切装置的进片方向，所述极片导向组件位于所述压板的上游端；

所述极片导向组件具有极片通道，所述极片通道的入口宽度大于所述极片通道的出口宽度。

7.根据权利要求6所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述模块化极片裁切装置还包括极耳导向组件，所述极耳导向组件安装在所述安装座上，且所述极耳导向组件位于所述极片导向组件的一端处；

所述极耳导向组件具有极耳通道，所述极耳通道的入口宽度大于所述极耳通道的出口宽度。

8.根据权利要求1至7任一项所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述安装座包括：

第一安装架，所述第一安装架上设置有安装位；

第二安装架，所述第二安装架可拆卸地嵌装在所述安装位内，所述第一导柱和所述第二切刀均设置在所述第二安装架上。

9.根据权利要求1至7任一项所述的模块化极片裁切装置，其特征在于：

所述模块化极片裁切装置还包括第二驱动单元，所述第二驱动单元包括：

连接座，所述连接座上设置有导轨；

滑动座，所述滑动座与所述导轨可滑动地连接，所述安装座固定安装在所述滑动座上；

驱动机构，所述驱动机构驱动所述滑动座沿所述导轨滑动。

10.方形动力电芯卷绕机，其特征在于，包括上述权利要求1至9任一项所述的模块化极片裁切装置。

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