一种极片激光裁切平台
技术领域
本实用新型涉及锂电池领域,特别指一种极片激光裁切平台。
背景技术
当前,全球锂电池企业主要聚集在韩国、中国和日本。日本在21世纪之前垄断了全球的锂电池产业,其主要产品是二次锂电池。后来,随着韩国和中国对锂电池生产技术的研究和开发而逐渐地在全球占据了一定的市场。国外著名的锂电池生产厂家有三洋、博世、三星、松下、索尼、丰田、东芝、福特、通用、奔驰等。这些厂家一般都有一整套完善的锂电池生产线,其中包含锂电池卷绕设备和极耳焊接设备,这些设备一般由专门的设备生产商提供。调查统计,2016年中国锂电池电芯设备规模为75亿元,同比增长超过100%。其中国产设备占55亿元,预计未来国产比例将提升。目前动力电池的产能和性能,远不能满足终端电动车及储能市场的新增需求,未来3-5年将是锂电设备高速增长期。受动力电池大规模扩张影响,单体动力电池容量较大,用叠片工艺生产效率和性能更优异。许多国内领先电芯制造商都有方形铝壳电池扩产规划,2016年以来对叠片工艺设备需求随之增多。我国锂电池叠片机设备行业,由过去格林晟一家独大,到现在群雄割据的局面。由于动力电池性能要求较高,对设备稳定性、精细度、高速性等要求严格,因此企业在采购中会优先考虑高性能设备,这将加速设备市场向实力型设备企业集中化,同时也倒逼低端市场设备企业竞争加大,小企业为了生存迫使下降价格走薄利多销道路。动力锂电池主要由隔离膜、阴极、阳极、电解液四部分组成,按成型工艺主要分为三种:切片锂电池、叠片锂电池和卷绕锂电池。切片锂电池,由于隔离膜非常柔软,在加工过程中难以保证隔离膜的对齐度,使电池质量下降,因此,在工业中很少使用该方案。叠片锂电池,从结构上看叠片工艺比切片工艺的锂电池加工工艺简单,因为隔离膜在整块锂电池当中为连续的,而且其性能与切片锂电池几乎一样,在工业中常用叠片锂电池替代切片锂电池。方形卷绕锂电池,在整个电池中只有一张阴极极片和一张阳极极片,其加工工艺更为简单,因此卷绕锂电池目前被广泛应用。
在没有出现叠片锂电池之前几乎都是用方形卷绕锂电池,但随着行业内的不断研究,随着电池能量密度要求逐步提高,电芯企业有将电池越做越大的趋势,单电芯做大最主要存在问题在于安全性、生产效率、极片与隔膜卷绕或对叠的控制、产线集体效率等问题。叠片锂电池的优越性能慢慢呈现,叠片锂电池的普及是将来的一大趋势,而解决叠片锂电池的加工效率问题是推广叠片锂电池的必须途径,且随着国内叠片装备企业的不断革新进步,以及大型锂电装备企业的横向延伸,叠片工艺仍会是主流趋势。高工产研锂电研究所GGII数据显示,2019年1-10月我国软包电池装机量约3.99GWh,同比下降10%,仅占总装机量8.6%去年占总装机量13.4%。方形电池,装机量约39.12GWh,同比增长49%,占总装机量84.35%。
叠片工艺是软包电池制造过程中的关键工艺,在进行叠片之前需要将来料的带状极片的侧边处裁切出极片的极耳,同时还需将间隔裁切极耳后的带状极片裁切成为单片状的极片。在对上述工艺自动化设计过程中存在以下技术难点需要解决:1、带状极片完成极耳裁切后,需要将高速运动中的带状极片激光裁切成单片的极片。2、带状极片裁切成单片极片过程中需要利用传送带将极片压紧后辅助带状极片直线传输。3、极片裁切过程通过传送带辅助传输时,由于传送带压紧极片后推动极片传输,因此,需要对传送带表面进行清洁除尘,以防止传送带表面的杂物在接触传送带时粘附至极片上。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足,提供一种实现了对高速运动中的极耳自动裁切,且通过带压紧传输实现对裁切前和裁切后极片的直线传送,具备传送带清洁吸尘功能,有效保证极片质量的极片激光裁切平台。
本实用新型采用的技术方案如下:一种极片激光裁切平台,包括极片裁切支座、极片裁切支台、X型极片裁切槽、传动及吸尘部件及限高部件,其中,上述极片裁切支座竖直设置;上述极片裁切支台水平设置在极片裁切支座上;上述X型极片裁切槽设置于极片裁切支台的中部,并上下贯通极片裁切支台,X型极片裁切槽内对称间隔地设置有三角状的第一隔块及第二隔块;上述传动及吸尘部件包括二套,两套传动及吸尘部件分别设置于X型极片裁切槽的两侧,传动及吸尘部件通过传动带形成的水平传送平面直线传送极片,同步地在水平传送平面下部通过毛刷清洁传动带,并将清洁后的粉尘向下吸出;上述限高部件设置在极片裁切支台上,且与裁切支台之间留有间隙,以便导向限位极片裁切支台上移动的极片。
优选地,所述的传动及吸尘部件包括协同传动件、张紧调节件及单侧传送吸尘件,其中,上述单侧传送吸尘件包括二套,两单侧传送吸尘件分别设置于X型极片裁切槽的两侧;上述协同传动件设置在极片裁切支座的侧壁上,并与两套单侧传送吸尘件连接,并协同驱动两套单侧传送吸尘件同步运动;上述张紧调节件设置在协同传动件的侧部,调整协同传动件的张紧力。
优选地,所述的协同传动件包括驱动电机、协同传动带、传动主轴及协同张紧轮,其中,上述驱动电机设置在极片裁切支座上;上述传动主轴包括二根,两传动主轴的一端可转动地设置在裁切支座上,另一端水平延伸至极片裁切支台的下方;上述协同传动带分别套设在驱动电机的输出轴及两根传动主轴上,驱动电机通过协同传动带驱动两传动主轴同步旋转运动。
优选地,所述的协同张紧轮包括二个,协同张紧轮可转动地连接在极片裁切支座上,并张紧协同传动带。
优选地,所述的张紧调节件包括张紧调节气缸、张紧调节轮座及张紧调节轮,其中,上述张紧调节轮座沿竖直方向可滑动地设置在极片裁切支座上;上述张紧调节轮可转动地设置在张紧调节轮座上,并张紧协同传动带;上述张紧调节气缸设置在极片裁切支座的下部,且输出端朝上设置,并连接在张紧调节轮座上,以驱动张紧调节轮座带动张紧调节轮沿竖直方向直线运动。
优选地,所述的单侧传送吸尘件包括带承载块、单侧传动带、单侧张紧辊、辊调节杆、吸尘腔及单侧吸尘管,其中,上述极片裁切支台上开设有至少二个单侧传送槽,单侧传送槽平行间隔地设置于X型裁切槽的两侧;上述带承载块设置在单侧传送槽内,并与单侧传送槽内壁之间留有间隙;上述单侧传动带套设在带承载块及其下方的传动主轴上,并经传动主轴带动而运动。
优选地,所述的单侧张紧辊包括至少二个,单侧张紧辊设置于单侧传动带的下方,并张紧单侧传动带;上述辊调节杆连接在单侧张紧辊的安装支座上,并调节单侧张紧辊在竖直方向上的高度,以便调整单侧传动带的张紧度。
优选地,所述的吸尘腔沿传动主轴轴向方向设置在传动主轴的下方;吸尘腔内设置有毛刷,毛刷平行间隔地设置在传动主轴下方,并贴近单侧传动带,毛刷主轴通过传动带与传动主轴连接,传动主轴旋转运动的同时带动毛刷主轴同步旋转运动,使毛刷清洁单侧传动带表面;上述单侧吸尘管设置在吸尘腔上,并与吸尘腔内部连通,以便吸出清洁时产生的粉尘。
优选地,所述的限高部件包括二套,两限高部件分别对称地设置在X型极片裁切槽的两侧;限高部件包括限高板、限高支座、导槽、限高弹簧及限高调节杆,其中,上述限高支座竖直设置在极片裁切支台上;上述限高板沿竖直方向可滑动地连接在限高支座的侧壁上,并水平延伸至极片裁切支台上方,与极片裁切支台之间留有间隙。
优选地,所述的导槽包括二条,两导槽分别沿X型极片裁切槽方向设置;上述限高弹簧竖直连接在限高支座与限高板之间;上述限高调节杆竖直连接在限高板与限高支座之间,以便调节限高板的高度。
本实用新型的有益效果在于:
本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种实现了对高速运动中的极耳自动裁切,且通过带压紧传输实现对裁切前和裁切后极片的直线传送,具备传送带清洁吸尘功能,有效保证极片质量的极片激光裁切平台。具体的:本实用新型针对高速运动中的带状极片的裁切工艺要求,进行独创性地设计,本实用新型极片裁切平台水平设置,极片裁切平台的中部开设有X型极片裁切槽,X型极片裁切槽内对称间隔的设置有三角状的第一隔块和第二隔块,通过第一隔块和第二隔块将槽体分隔成X状结构;极片传送组件包括两套,两套极片传送组件分别设置于X型极片裁切槽的两侧;极片裁切激光器设置于X型极片裁切槽的上方。本实用新型的极片裁切支台上还设有两套传动及除尘部件,两套传动及除尘部件分别设置于X型极片裁切槽的左右两侧,传动及除尘部件包括协同传动件、张紧调节件和单侧传送吸尘件,两单侧传送吸尘件分别设置在极片裁切支台两侧下部,协同传动件设置于极片裁切支座上,且输出端分别与两单侧传送吸尘件连接,并驱动单侧传送吸尘件运动;张紧调节件用于调节协同传动件的协同传动带的张紧力,以保证协同传动件稳定工作。单侧传送吸尘件以裁切支台上平行间隔开设于X型裁切槽左右两侧的单侧传送槽作为安装空间;单侧传送槽内水平设置带承载块,带承载块的左右两侧分别可转动地设有支撑辊,单侧传送带穿过支撑辊与单侧传送槽内侧壁之间的间隙,套设在支撑辊上,经支撑辊张紧,与传动主轴连接,并在顶面形成水平的传送平面,并向上贴近极片的底面,以便辅助传输极片。传动主轴下方设有吸尘腔,吸尘腔内设置有毛刷,毛刷平行间隔地设置在传动主轴下方,并贴近单侧传动带,毛刷主轴通过传动带与传动主轴连接,传动主轴旋转运动的同时带动毛刷主轴同步旋转运动,使毛刷清洁单侧传动带表面,有效地避免了传动带表面杂物粘粘至极片底面上。同时,吸尘腔的外部还连通有单侧吸尘管,吸尘腔内毛刷清洁单侧传动带时产生的粉尘杂物被单侧吸尘管向外吸出,以避免重复污染。同时为保证裁切尺寸准确度,防止带状极片传送时位置偏移,本实用新型的极片裁切支台上还设置有限高部件,限高部件的限高板水平间隔地设置在极片裁切支台上方,并经限高调节杆适时调整在竖直方向上的高度,带状极片在裁切支台上直线传输时,经限高板平面限位,有效地保证了带状极片传送过程中的平面度,保证了极片裁切质量。另外,本实用新型通过设置于裁切支台上方的两套裁切传送组件与裁切支台上的单侧传送吸尘件相互配合,分别从上下两侧将裁切支台上裁切之前的带状极片及裁切之后形成的单片极片夹紧后向前直线传输。
附图说明
图1为本实用新型的立体结构示意图之一。
图2为本实用新型的立体结构示意图之二。
图3为本实用新型的立体结构示意图之三。
图4为本实用新型限高部件的立体结构示意图之一。
图5为本实用新型限高部件的立体结构示意图之二。
具体实施方式
下面将结合附图对本实用新型作进一步描述:
如图1至图5所示,本实用新型采取的技术方案如下:一种极片激光裁切平台,包括极片裁切支座921、极片裁切支台929、X型极片裁切槽9210、传动及吸尘部件及限高部件,其中,上述极片裁切支座921竖直设置;上述极片裁切支台929水平设置在极片裁切支座921上;上述X型极片裁切槽9210设置于极片裁切支台929的中部,并上下贯通极片裁切支台929,X型极片裁切槽9210内对称间隔地设置有三角状的第一隔块9211及第二隔块9212;上述传动及吸尘部件包括二套,两套传动及吸尘部件分别设置于X型极片裁切槽9210的两侧,传动及吸尘部件通过传动带形成的水平传送平面直线传送极片,同步地在水平传送平面下部通过毛刷清洁传动带,并将清洁后的粉尘向下吸出;上述限高部件设置在极片裁切支台929上,且与裁切支台929之间留有间隙,以便导向限位极片裁切支台929上移动的极片。
传动及吸尘部件包括协同传动件、张紧调节件及单侧传送吸尘件,其中,上述单侧传送吸尘件包括二套,两单侧传送吸尘件分别设置于X型极片裁切槽9210的两侧;上述协同传动件设置在极片裁切支座921的侧壁上,并与两套单侧传送吸尘件连接,并协同驱动两套单侧传送吸尘件同步运动;上述张紧调节件设置在协同传动件的侧部,调整协同传动件的张紧力。
协同传动件包括驱动电机922、协同传动带923、传动主轴924及协同张紧轮925,其中,上述驱动电机922设置在极片裁切支座921上;上述传动主轴924包括二根,两传动主轴924的一端可转动地设置在裁切支座921上,另一端水平延伸至极片裁切支台929的下方;上述协同传动带923分别套设在驱动电机922的输出轴及两根传动主轴924上,驱动电机922通过协同传动带923驱动两传动主轴924同步旋转运动。
协同张紧轮925包括二个,协同张紧轮925可转动地连接在极片裁切支座921上,并张紧协同传动带923。
张紧调节件包括张紧调节气缸926、张紧调节轮座927及张紧调节轮928,其中,上述张紧调节轮座927沿竖直方向可滑动地设置在极片裁切支座921上;上述张紧调节轮928可转动地设置在张紧调节轮座927上,并张紧协同传动带923;上述张紧调节气缸926设置在极片裁切支座921的下部,且输出端朝上设置,并连接在张紧调节轮座927上,以驱动张紧调节轮座927带动张紧调节轮928沿竖直方向直线运动。
单侧传送吸尘件包括带承载块9215、单侧传动带9216、单侧张紧辊9217、辊调节杆9218、吸尘腔9219及单侧吸尘管9220,其中,上述极片裁切支台929上开设有至少二个单侧传送槽9214,单侧传送槽9214平行间隔地设置于X型裁切槽9210的两侧;上述带承载块9215设置在单侧传送槽9214内,并与单侧传送槽9214内壁之间留有间隙;上述单侧传动带9216套设在带承载块9215及其下方的传动主轴924上,并经传动主轴924带动而运动。
单侧张紧辊9217包括至少二个,单侧张紧辊9217设置于单侧传动带9216的下方,并张紧单侧传动带9216;上述辊调节杆9218连接在单侧张紧辊9217的安装支座上,并调节单侧张紧辊9217在竖直方向上的高度,以便调整单侧传动带9216的张紧度。
吸尘腔9219沿传动主轴924轴向方向设置在传动主轴924的下方;吸尘腔9219内设置有毛刷,毛刷平行间隔地设置在传动主轴924下方,并贴近单侧传动带9216,毛刷主轴通过传动带与传动主轴924连接,传动主轴924旋转运动的同时带动毛刷主轴同步旋转运动,使毛刷清洁单侧传动带9216表面;上述单侧吸尘管9220设置在吸尘腔9219上,并与吸尘腔9219内部连通,以便吸出清洁时产生的粉尘。
限高部件包括二套,两限高部件分别对称地设置在X型极片裁切槽9210的两侧;限高部件包括限高板9213、限高支座9221、导槽9222、限高弹簧9223及限高调节杆9224,其中,上述限高支座9221竖直设置在极片裁切支台929上;上述限高板9213沿竖直方向可滑动地连接在限高支座9221的侧壁上,并水平延伸至极片裁切支台929上方,与极片裁切支台929之间留有间隙。
导槽9222包括二条,两导槽9222分别沿X型极片裁切槽9210方向设置;上述限高弹簧9223竖直连接在限高支座9221与限高板9213之间;上述限高调节杆9224竖直连接在限高板9213与限高支座9221之间,以便调节限高板9213的高度。
进一步,本实用新型设计了一种实现了对高速运动中的极耳自动裁切,且通过带压紧传输实现对裁切前和裁切后极片的直线传送,具备传送带清洁吸尘功能,有效保证极片质量的极片激光裁切平台。具体的:本实用新型针对高速运动中的带状极片的裁切工艺要求,进行独创性地设计,本实用新型极片裁切平台水平设置,极片裁切平台的中部开设有X型极片裁切槽,X型极片裁切槽内对称间隔的设置有三角状的第一隔块和第二隔块,通过第一隔块和第二隔块将槽体分隔成X状结构;极片传送组件包括两套,两套极片传送组件分别设置于X型极片裁切槽的两侧;极片裁切激光器设置于X型极片裁切槽的上方。本实用新型的极片裁切支台上还设有两套传动及除尘部件,两套传动及除尘部件分别设置于X型极片裁切槽的左右两侧,传动及除尘部件包括协同传动件、张紧调节件和单侧传送吸尘件,两单侧传送吸尘件分别设置在极片裁切支台两侧下部,协同传动件设置于极片裁切支座上,且输出端分别与两单侧传送吸尘件连接,并驱动单侧传送吸尘件运动;张紧调节件用于调节协同传动件的协同传动带的张紧力,以保证协同传动件稳定工作。单侧传送吸尘件以裁切支台上平行间隔开设于X型裁切槽左右两侧的单侧传送槽作为安装空间;单侧传送槽内水平设置带承载块,带承载块的左右两侧分别可转动地设有支撑辊,单侧传送带穿过支撑辊与单侧传送槽内侧壁之间的间隙,套设在支撑辊上,经支撑辊张紧,与传动主轴连接,并在顶面形成水平的传送平面,并向上贴近极片的底面,以便辅助传输极片。传动主轴下方设有吸尘腔,吸尘腔内设置有毛刷,毛刷平行间隔地设置在传动主轴下方,并贴近单侧传动带,毛刷主轴通过传动带与传动主轴连接,传动主轴旋转运动的同时带动毛刷主轴同步旋转运动,使毛刷清洁单侧传动带表面,有效地避免了传动带表面杂物粘粘至极片底面上。同时,吸尘腔的外部还连通有单侧吸尘管,吸尘腔内毛刷清洁单侧传动带时产生的粉尘杂物被单侧吸尘管向外吸出,以避免重复污染。同时为保证裁切尺寸准确度,防止带状极片传送时位置偏移,本实用新型的极片裁切支台上还设置有限高部件,限高部件的限高板水平间隔地设置在极片裁切支台上方,并经限高调节杆适时调整在竖直方向上的高度,带状极片在裁切支台上直线传输时,经限高板平面限位,有效地保证了带状极片传送过程中的平面度,保证了极片裁切质量。另外,本实用新型通过设置于裁切支台上方的两套裁切传送组件与裁切支台上的单侧传送吸尘件相互配合,分别从上下两侧将裁切支台上裁切之前的带状极片及裁切之后形成的单片极片夹紧后向前直线传输。
本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式,不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改,故凡依照本实用新型专利范围所做的等效变化或修饰,均属于本实用新型专利权利要求范围内。