CN212857191U - 电池极片整形装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池极片整形装置，用以对模切后的电池极片进行压平整形，该电池极片整形装置包括因承接外部旋转驱动力而可构成对电池极片输送的输送部，和用于对电池极片进行压平整形的至少一个整形单元；整形单元包括具有承托面的基座，和可旋转的安装于基座上的辊体，且辊体因承接外部直线驱动力而可靠近或远离承托面，于辊体内设有可构成对辊体的辊面加热的加热部，并因辊体于承托面上的抵接而可加热并辊压输送至两者之间的电池极片。本实用新型所述的电池极片整形装置，通过加热部对辊面进行加热能够利于软化电池极片，并通过辊体与承托面对电池极片进行辊压，从而提高电池极片的平整性。

Description

电池极片整形装置

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电池极片整形装置。

背景技术

新能源项目的发展一直是国家可持续战略中的重点关注项，当前锂电池是新能源行业中发展最快的一项，且已经应用到人们的日常生活中，尤其是数码产品和汽车行业最突出，所以锂电池的生产国内外都已经形成一定的规模。

传统锂离子动力电池正极材料含有钴，这种电池极片在模切后容易产生如图1中所示呈整体内凹弯曲状的变形，变形会造成叠片工序纠偏频繁报警，导致叠片工序的生产效率低下；同时还容易造成后期叠片工序中产生对齐度不良，进而造成电池容量异常，严重时会影响电池的使用安全性。

由于钴是一种珍贵的非可再生资源，我国钴资源稀少大部分需要进口，同时废旧电池中的钴对环境有污染，开发无钴的电池极片不仅利于降低生产成本、还能够满足环保的需要，是走可持续发展的必经之路，因此，锂离子电池中的无钴化是未来的发展趋势。

而为了得到质地紧密的电池极片，无钴电池极片在模切前会经过电池极片的辊压。由于目前无钴电池极片的压实密度较大，导致辊压过程中电池极片内部会产生应力，在电池极片模切后(由极片卷切为单片)存在于极卷中的应力完全释放出来，导致电池极片会出现图1中的变形，且由于材料的特殊性，在生产过程中较传统的电池极片，无钴电池极片的弯曲程度更大。

目前模切后电池极片的整形主要通过在成组或堆叠的电池极片上施压重物的方式，以通过外力下压而对电池极片进行压平。但这种压平整形在使用时存在以下两种不足：第一，会导致不同位置的电池极片的受力不均匀，靠下布置的电池极片因重力作用受力大于上层极片，故而导致不同位置的电池极片的形变量不同，从而使得压平效果较差。第二，电池极片有被压伤的风险。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池极片整形装置，以对模切后的电池极片进行压平整形，使电池极片具有较好的平整性。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种电池极片整形装置，用以对模切后的电池极片进行压平整形，所述电池极片整形装置包括：

输送部，所述输送部被设置为承接外部旋转驱动力而可构成对所述电池极片的输送；

整形单元，为设于所述电池极片的输送路径上的至少一个，所述整形单元包括具有承托面的基座，和对应于所述承托面可旋转的安装于所述基座上的辊体，所述辊体因承接外部直线驱动力而可靠近或远离所述承托面，并于所述辊体内设有可构成对所述辊体的辊面加热的加热部，且因所述辊体于所述承托面上的抵接而可加热并辊压输送至两者之间的所述电池极片。

进一步的，于所述基座上设有直线驱动部，所述直线驱动部的动力输出端经由连接组件分别与所述辊体的两端相连，以向所述辊体施加所述外部直线驱动力。

进一步的，所述连接组件具有分别转动连接在所述辊体两端的连接块，所述直线驱动部为位于所述辊体上方的分别与各所述连接块固连的两个气缸。

进一步的，所述加热部包括设于所述辊体内的沿所述辊体轴向延伸布置的加热通道，并于所述加热通道的端部连通有进液管和出液管，外部的导热介质可由所述进液管流入所述加热通道内而构成对所述辊面的加热。

进一步的，所述电池极片整形装置还包括存储有所述导热介质的箱体，所述进液管和所述出液管均与所述箱体相连通，并于所述进液管或所述出液管上设有驱使所述导热介质流动的驱动泵，且于所述箱体内设有加热所述导热介质的电加热件。

进一步的，所述加热通道经由旋转接头与所述进液管和所述出液管相连通，且所述旋转接头的旋转连接端与所述加热通道相连，并可随所述辊体同步运动。

进一步的，于所述加热通道和所述旋转连接端之间分别连通有穿经所述基座设置的进液连接管和出液连接管。

进一步的，于所述基座上开设有以避让运动的所述进液连接管和所述出液连接管的避让孔。

进一步的，环所述辊面的周向设有氧化铝层。

进一步的，所述输送部为传动设于模切机上的传送带，所述基座安装于所述模切机上，并位于所述模切机的模切工序的下游。

相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：

(1)本实用新型所述的电池极片整形装置，通过在辊体内设置用于对辊面加热的加热部，能够对电池极片进行加热而使电池极片软化。并通过辊体与承托面之间的抵接对输送至两者之间的电池极片进行辊压，使得电池极片在辊压的过程中受力一致，以使电池极片具有较好的平整性。该电池极片整形装置，相比于传统的通过施压重物而压平电池极片的整形方式，还能够有效防止电池极片在整形过程中被压伤，而具有较好的使用效果。

(2)直线驱动部通过连接组件与辊体相连，能够在不影响辊体旋转动作的前提下，对辊体与承托面间的间距进行调整，而可具有较好的使用灵活性。

(3)连接块的结构简单，便于与辊体的两端和直线驱动部的动力输出端相连。而采用两个直线驱动部对辊体的两端进行连接，可便于提高对辊体与承托面间间距调节的稳定性。

(4)通过向加热通道内通入导热介质的对辊面进行加热，能够使辊面的温度更加均匀，而可提高对电池极片的加热软化效果。

(5)箱体内的导热介质通过电加热件进行加热，可使加热后的导热介质流入到加热通道内进行辊体的加热。

(6)通过旋转接头构成加热通道与进液管和出液管之间的连通，能够在保证连通的前提下，不影响加热通道随辊体的转动，且旋转接头的产品成熟，连接效果好。

(7)进液连接管和出液连接管的设置，便于实现加热通道和旋转连接件之间的连接，而可利于旋转端和加热通道间的同步动作。

(8)避让孔能够为进液连接管和出液连接管的旋转和移动提供避让空间，且避让孔的结构简单，易于在基座上加工成型。

(9)在辊面设置的氧化铝层利于提高辊体的耐磨性，而可使辊体具有较长的使用寿命。

(10)通过将基座安装在模切机上，能够对模切后的电池极片随即进行压平整形，从而实现电池极片的模切和整形连续处理，并可有效提高电池极片的生产效率。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的模切后的电池极片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的电池极片整形装置安装于模切机上的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的电池极片整形装置的结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的辊体安装在基座上的结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的辊体与箱体间连接状态下的结构示意图；

附图标记说明：

1-电池极片，2-辊体，3-连接块，4-基座，5-出液连接管，6-进液连接管，7-直线驱动部，8-旋转驱动部，9-输送部，10-箱体，11-旋转接头，12-模切机，13-电加热件；

21-第一端部，22-第二端部，23-进液通道，24-出液通道，31-气缸螺母，41-顶板，42-立板，421-第一立板，422-第二立板，43-底板，431-第二避让孔，51-出液软管，52-出液硬管，61-进液软管，62-进液硬管。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“背”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”和“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

本实施例涉及一种电池极片整形装置，用以对模切后的电池极片进行压平整形。该电池极片整形装置包括承接外部旋转驱动力而可构成对电池极片输送的输送部，和设于电池极片的输送路径上的至少一个整形单元。

其中，整形单元包括具有承托面的基座，和对应于承托面可旋转的安装于基座上的辊体，且辊体因承接外部直线驱动力而可靠近或远离承托面。于辊体内设有可构成对辊体的辊面加热的加热部，并因辊体于承托面上的抵接而可加热并辊压输送至两者之间的电池极片，实现对电池极片的压平，进而提高电池极片的平整性。

基于如上设计思想，如图2中所示，本实施例中的输送部9为传动设于模切机12上的传送带，模切后的电池极片1经由该传送带向后输送。上述的整形单元安装在模切机12上、并位于模切工序的下游。如此设置，可实现电池极片1模切工序和整形工序的连续处理，进而利于提高电池极片1的生产效率，便于电池极片1进入下一叠片加工工序。其中，需要说明的是，本实施例中的模切机12，及其上传送带的设置均可参照现有技术中的模切机12的结构，在此不再对其进行赘述。

结合图2和图3中所示，本实施例中的基座4包括固定安装在模切机12上的底板43，和平行布置在底板43上方的顶板41以及连接在顶板41和底板43之间的两个立板42，以围构形成辊体2的安装空间。上述的承托面具体为底板43的朝向顶板41设置的平面，上述的辊体2沿底板43的长度方向布置、并转动设于安装空间内。上述的传送带穿经辊体2和承托面之间，以实现电池极片1于两者之间的输送。

在此需要说明的是，本实施例中的整形单元还可采用离线的方式设置，即整形单元不是设置在模切机12上，而是安装在单独设置的机架上，此时，输送部9为设于机架上的多个转棍上的传送带。这种情况下，模切后的电池极片1需要单独放置在传送带上进行输送，并经由整形单元进行压平整形。将整形单元安装在模切机12上的方式相较于这种采用离线的加工方式具有整形效果更好，和生产效率更高的优势。

本实施例中，在顶板41上设有直线驱动部7，该直线驱动部7的动力输出端经由连接组件分别与辊体2的两端相连，以向辊体2施加上述的外部直线驱动力。具体结构上，继续结合图2和图3中所示，本实施例中的直线驱动部7为对应于辊体2的两端安装于顶板41上的两个气缸，上述连接组件包括分别转动连接在辊体2两端的连接块3和设置在气缸的动力输出端的气缸螺母31。辊体2的两端分别经由设置在对应连接块3内的轴承而安装在两连接块3之间。并于各连接块3上均构造有可螺接于气缸螺母31内的凸起。通过气缸螺母31与凸起的螺接，而构成气缸与辊体2两端的连接。以在两气缸的同步驱动下，辊体2可在预设的位移区间内移动，进而靠近或远离承托面。

另外，本实施例中的电池极片整形装置还包括与辊体2的一端相连以驱动辊体2绕其自身轴线自如旋转的旋转驱动部8。为便于对下文进行描述，本实施例中将靠近旋转驱动部8设置的立板42称为第一立板421，将另一立板42称为第二立板422。同时，将辊体2的与电机相连的一端部称为第一端部21，将辊体2的另一端部称为第二端部22。

如图3中所示，该旋转驱动部8具体可为安装在对应连接块3外侧的电机。为实现辊体2与电机的连接，辊体2的第一端部21伸出第一立板421设置。同时，在第一立板421上还设开设有第一避让孔，以在辊体2因气缸的驱动而上下移动时，为第一端部21的移动留出空间。本实施例中采用气缸作为直线驱动部7，采用电机作为旋转驱动部8均具有结构成熟、便于安装和使用效果好的优点。

上述的加热部包括设于辊体2内的沿辊体2轴向延伸布置的加热通道，对应于辊体2的第二端部22，于加热通道上连通有进液管和出液管，外部的导热介质可由进液管流入加热通道内而构成对辊面的加热。此处的导热介质可采用现有技术中的导热油，通过导热油对辊体2进行加热具有导热性好、耐高温和稳定性强的优点，从而可使得辊体2的辊面对电池极片1的加热温度更加均匀。另外，相比于采用电加热的加热方式，采用导热油加热的方式可有效防止因辊体2局部温升较快而造成机械形变问题的发生。

具体结构上，如图5中所示，上述的加热通道包括设于辊体2内的沿辊体2轴向延伸布置的进液通道23和出液通道24，且进液通道23和出液通道24在辊体2的周向上相对设置，进液通道23进液口和出液通道24的出液口均设于辊体2的第二端部22上，且相对于进液口，进液通道23和出液通道24的另一端连通设置，以构成连通的加热通道。

本实施例中，在辊体2的第二端部22设有分别与进液口和出液口相连、并沿辊体2的轴向向外延伸布置的进液连接管6和出液连接管5。此处的

此处的进液连接管6和出液连接管5均可采用现有技术中的硬性管路，且进液连接管6和出液连接管5可随辊体2同步运动。另外，对应于进液连接管6和出液连接管5的运动路径，于基座4上开设有第二避让孔431。该第二避让孔431能够为进液连接管6和出液连接管5的旋转和移动提供避让空间，且第二避让孔431的结构简单，易于在第二立板422上加工成型。

继续参照图5中所示，本实施例中的进液管和出液管经由旋转接头11与进液连接管6和出液连接管5相连通。该旋转接头11可采用现有技术中成熟的旋转接头11，旋转接头11的固定连接端与进液管和出液管相连通，旋转接头11的旋转连接端与进液连接管6和出液连接管5相连。如此设置，旋转接头11的旋转连接端可随辊体2同步转动，整个旋转接头11还随辊体2靠近或远离承托面的移动。

本实施例中的电池极片整形装置还包括存储有导热介质的箱体10，相对于与加热通道连通的一端，进液管和出液管的另一端均与箱体10相连通，并于进液管或出液管上设有驱使导热介质流动的驱动泵，且于箱体10内设有加热导热介质的电加热件13。于进液管和出液管上均设有控制阀，以控制进液管和出液管的导通状态。其中，本实施例中电加热件13可采用现有技术中的电加热管或其他成熟的便于对导热介质加热的电加热产品。

另外，为满足进液管和出液管的使用需求，本实施例中的进液管可采用现有技术中的软管，或者如图5中的硬管和软管相结合的连接方式。具体来讲，进液管包括与箱体10相连的进液硬管62，和连通设于进液硬管62和旋转接头11固定连接端之间的进液软管61。出液管包括与箱体10相连的出液硬管52，和连通设于出液硬管52和旋转接头11固定连接端之间的出液软管51。

为提高对箱体10内导热介质工作温度的控制，以具有较好的软化电池极片1的效果，本实施例中，于箱体10上设有与电加热件13和驱动泵电联接的控制器，该控制器可采用现有技术中的温控器。在箱体10内设有构成对导热介质温度进行采集、并与控制器电联接的温度传感器。

在控制器内预设有导热介质的目标温度范围，温度传感器会将采集信息传送给控制器，控制器将接收到的信息、并与目标温度值进行比较，导热介质的温度在预定的温度范围内时，控制器向电加热件13发生停止加热的信号。当导热介质的温度低于预定的温度范围时，电加热件13继续对导热介质进行加热，直至导热介质的温度达到预定的温度范围后，电加热件13接收控制器的停止信号后，停止加热并进入保温状态。即只有当导热介质的温度在目标温度范围内时，控制器才会向驱动泵才发送启动信号而将导热介质输送至加热通道内。

由于辊面会因导热介质在加热通道内的流动而被加热，为具有较好的使用效果，辊面在辊压电池极片1前应具有稳定的温度。即在进行辊压动作前，先对辊面的温度进行测量，当辊面的温度达到目标温度值后，再执行对电池极片1的辊压动作。而为达到较好的辊压效果，气缸通过辊体2作用到电池极片1上的辊压力也有目标压力值。此外，环辊面的周向设有氧化铝层，以提高辊体2在使用中的耐磨性，进而利于延长辊体2的使用寿命。

本实施例所述的电池极片整形装置在使用时，开启模切机12后随即开启电机，以驱动辊体2以恒定的速度转动，同时，电加热件13将箱体10内导热介质加热至目标温度后驱动泵启动，驱使导热介质在加热通道和箱体10间流通；当辊体2的温度达到目标温度后，手动控制气缸向下推动辊体2，以保证辊体2的辊压力达到目标压力值，模切后的电池极片1被传送带输送至辊体2和承托面之间，电池极片1受热软化，并通过辊体2与承托面间的压力对电池极片1进行在线压平整形。当模切机12停止工作时，手动控制气缸带动辊体2抬起，同时电加热件13停止工作，导热介质通过驱动泵回流至箱体10中，电机停止转动。

本实施例所述的电池极片整形装置，通过在辊体2内设置用于对辊面加热的加热部，能够对电池极片1进行加热而使电池极片1软化。并通过辊体2与承托面之间的抵接对输送中的电池极片1进行辊压，使得电池极片1在辊压的过程中受力一致，进而减少辊压后电池极片1的形变量，从而使电池极片1具有较好的平整性。该电池极片整形装置，相比于传统的通过施压重物而压平电池极片1的整形方式，能够有效防止电池极片1在整形过程中被压伤，而具有较好的使用效果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池极片整形装置，用以对模切后的电池极片(1)进行压平整形，其特征在于，所述电池极片整形装置包括：

输送部(9)，所述输送部(9)被设置为承接外部旋转驱动力而可构成对所述电池极片(1)的输送；

整形单元，为设于所述电池极片(1)的输送路径上的至少一个，所述整形单元包括具有承托面的基座(4)，和对应于所述承托面可旋转的安装于所述基座(4)上的辊体(2)，所述辊体(2)因承接外部直线驱动力而可靠近或远离所述承托面，并于所述辊体(2)内设有可构成对所述辊体(2)的辊面加热的加热部，且因所述辊体(2)于所述承托面上的抵接，而可加热并辊压输送至两者之间的所述电池极片(1)。

2.根据权利要求1所述的电池极片整形装置，其特征在于：于所述基座(4)上设有直线驱动部(7)，所述直线驱动部(7)的动力输出端经由连接组件分别与所述辊体(2)的两端相连，以向所述辊体(2)施加所述外部直线驱动力。

3.根据权利要求2所述的电池极片整形装置，其特征在于：所述连接组件具有分别转动连接在所述辊体(2)两端的连接块(3)，所述直线驱动部(7)为位于所述辊体(2)上方的分别与各所述连接块(3)固连的两个气缸。

4.根据权利要求1所述的电池极片整形装置，其特征在于：所述加热部包括设于所述辊体(2)内的沿所述辊体(2)轴向延伸布置的加热通道，并于所述加热通道的端部连通有进液管和出液管，外部的导热介质可由所述进液管流入所述加热通道内而构成对所述辊面的加热。

5.根据权利要求4所述的电池极片整形装置，其特征在于：所述电池极片整形装置还包括存储有所述导热介质的箱体(10)，所述进液管和所述出液管均与所述箱体(10)相连通，并于所述进液管或所述出液管上设有驱使所述导热介质流动的驱动泵，且于所述箱体(10)内设有加热所述导热介质的电加热件(13)。

6.根据权利要求4所述的电池极片整形装置，其特征在于：所述加热通道经由旋转接头(11)与所述进液管和所述出液管相连通，且所述旋转接头(11)的旋转连接端与所述加热通道相连，并可随所述辊体(2)同步运动。

7.根据权利要求6所述的电池极片整形装置，其特征在于：于所述加热通道和所述旋转连接端之间分别连通有穿经所述基座(4)设置的进液连接管(6)和出液连接管(5)。

8.根据权利要求7所述的电池极片整形装置，其特征在于：所述基座(4)上开设有以避让运动的所述进液连接管(6)和所述出液连接管(5)的避让孔。

9.根据权利要求1所述的电池极片整形装置，其特征在于：环所述辊面的周向设有氧化铝层。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的电池极片整形装置，其特征在于：所述输送部(9)为传动设于模切机(12)上的传送带，所述基座(4)安装于所述模切机(12)上，并位于所述模切机(12)的模切工序的下游。

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