CN216719990U - 极片造孔机构及极片 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种极片造孔机构及极片，属于造孔技术领域。该极片造孔机构包括放卷件，支撑件，造孔件和联动件。其中，放卷件用于对极片进行放卷。支撑件由放卷件驱动，用于形成张力，以使极片压附于支撑件。造孔件与支撑件相对设置，用于对极片进行造孔。联动件由放卷件驱动，并带动造孔件转动。本申请实施例的极片造孔机构中，造孔件可以在联动件的联动作用下，随放卷件转动，并在压附于支撑件的极片上产生孔。此外，造孔件在极片上产生孔时，联动件可以限制造孔件的波动，提高造孔件在极片上产生孔的可行性。当电池采用具有孔的极片时，在电池充、放电过程中，金属离子可以快速脱出或嵌入极片，使电池的充、放电倍率提高，快充能力提升。

Description

极片造孔机构及极片

技术领域

本申请实施例涉及造孔技术领域，尤其涉及一种极片造孔机构及极片。

背景技术

电池不仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。

但是，现有技术中，电池的充、放电倍率低，导致车辆等用电设备的充电速度较慢，且电池容量较小，放电时间短，影响用户使用。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种极片造孔机构及极片，用于缓解现有技术中的电池充、放电倍率低的问题。

根据本申请实施例的一个方面，提供了一种极片造孔机构。该极片造孔机构包括：放卷件，支撑件，造孔件和联动件。放卷件用于对极片进行放卷。支撑件由放卷件驱动，用于形成张力，以使极片压附于支撑件。造孔件与支撑件相对设置，用于对极片进行造孔。联动件由放卷件驱动，并带动造孔件转动。

通过上述方案，造孔件可以在联动件的联动作用下，随放卷件转动，并在压附于支撑件的极片上产生孔。此外，造孔件在极片上产生孔时，联动件可以限制造孔件的波动，提高造孔件在极片上产生孔的可行性。当电池采用具有孔的极片时，在电池充电过程中，金属离子脱出正极极片的速率和嵌入负极极片的速率加快，在电池放电过程中，金属离子脱出负极极片的速率和嵌入正极极片的速率加快，使电池的充、放电倍率提高，电池的快充能力提升。

在一些实施例中，联动件包括第一传动带，第一传动带传送连接放卷件与造孔件。

通过上述方案，造孔件可以在第一传动带的联动作用下，随放卷件转动。此外，造孔件在极片上产生孔时，第一传动带可以限制造孔件朝远离放卷件方向的波动，保证造孔件与极片之间的距离恒定，使造孔件能够在极片上产生孔。

在一些实施例中，联动件还包括第一辊，第一辊设置于放卷件与造孔件之间，用于支撑第一传动带。

通过上述方案，造孔件在极片上产生孔时，第一辊可以对第一传动带进行支撑，使第一传动带更为紧绷，施加至造孔件的作用力更大，进而使造孔件更不易波动，在极片上产生孔的可能性更高。

在一些实施例中，联动件包括第二辊和第三辊。第二辊设置在支撑件远离造孔件的一侧，第二辊通过第二传动带与放卷件传送连接。第三辊套接于造孔件，第三辊通过第三传动带与第二辊传送连接。

通过上述方案，造孔件可以在第二辊、第二传动带、第三传动带和第三辊的联动作用下，随放卷件转动。此外，第二辊、第三传动带、支撑件、第三辊和造孔件可以设置于同一面，造孔件在极片上产生孔的过程中，第三传动带能够限制造孔件朝远离极片的方向产生波动，保证造孔件与极片之间的距离恒定，使造孔件在极片上产生孔的可能性更高。

在一些实施例中，联动件还包括第四辊。第四辊设置于第二辊与第三辊之间，用于支撑第三传动带。

通过上述方案，造孔件在极片上产生孔时，第四辊可以对第三传动带进行支撑，使第三传动带更为紧绷，施加至造孔件的作用力更大，造孔件更不易朝远离极片的方向波动。

在一些实施例中，极片造孔机构还包括第一调节件和第二调节件。第一调节件与第三辊连接，用于使第三辊带动造孔件朝靠近或远离支撑件的方向移动。第二调节件用于连接并移动第四辊。

通过设置第一调节件，能够对造孔件的位置进行调整，使造孔件能够在极片上造出孔，还能够使极片上孔的深度满足设计要求；通过设置第二调节件，能够基于造孔件移动的距离对第四辊的位置进行调节，使得第三传动带处于紧绷状态，以限制造孔件的波动。

在一些实施例中，造孔件包括转动辊和布设于转动辊的外周面上的造孔针。造孔针用于随转动辊的转动而靠近极片，并对极片进行造孔。

通过上述方案，转动辊能够在联动件的联动作用下随放卷件转动，造孔针能够随转动辊的转动朝靠近极片的方向移动，在压附于支撑件的极片上形成孔。

在一些实施例中，造孔针在转动辊的外周面上圆周阵列排布。

通过上述方案，造孔件能够在极片上产生多个间隔、均匀分布的孔。在电池充、放电过程中，能够进一步提高金属离子脱出、嵌入极片的速率，提高电池的充、放电倍率。

在一些实施例中，极片造孔机构还包括收卷件和负压发生件。收卷件用于收卷极片。两个负压发生件分别设置于放卷件内和收卷件内，用于吸附极片。

随着放卷件对极片的放卷和收卷件对极片收卷，可以实现对极片的传送，便于造孔件在极片的多个部位均产生孔。同时，负压发生件可以使放卷件和收卷件内部产生负压，以吸附极片，防止极片的滑落，保证支撑件上的极片的张力。

在一些实施例中，极片造孔机构还包括纠偏构件。两个纠偏构件分别设置于放卷件和收卷件，以拉伸极片。

通过上述方案，使得放卷件、支撑件和收卷件之间的极片均处于拉伸状态，进而使压附于支撑件上的极片处于拉伸状态，便于造孔件在极片上产生孔。

在一些实施例中，极片造孔机构还包括清洁件。清洁件设置于支撑件和收卷件之间。

通过上述方案，极片上产生孔后，清洁件能够去除极片上和孔内的粉末，使得极片在卷绕成电极组件的过程中，粉末不会损伤隔膜，避免电池单体内部的短路。

在一些实施例中，极片造孔机构还包括监测件。监测件设置于清洁件与收卷件之间，用于监测极片上孔的数量、尺寸及形貌。

通过上述方案，监测件能够监测极片上孔的数量，尺寸和形貌，以保证孔的数量、尺寸和形貌满足设计要求；监测件还可以在收卷件收卷极片时，对极片上残留的粉末量进行监测。

根据本申请实施例的另一个方面，提供了一种极片。该极片根据第一方面的极片造孔机构制造。极片包括相连的涂覆区和未涂覆区，涂覆区涂覆有活性物质，涂覆区包括多个盲孔。

通过上述方案，当电池采用具有盲孔的极片时，在电池充、放电过程中，金属离子能够快速沿盲孔嵌入活性物质，或沿盲孔从活性物质中快速脱出，使电池的充、放电倍率提高。

上述说明仅是本申请实施例技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请实施例的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请实施例的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请一些实施例中现有技术极片的示意图。

图2为本申请一些实施例中极片造孔机构的结构示意图。

图3为本申请一些实施例中第一种联动件的示意图。

图4为本申请一些实施例中第二种联动件的示意图。

图5为本申请一些实施例中第三种联动件的示意图。

图6为本申请一些实施例中第四种联动件的示意图。

图7为本申请一些实施例中第一调节件和第二调节件的装配示意图。

图8为本申请一些实施例中造孔件的示意图。

图9为本申请一些实施例中极片造孔机构的主视图。

图10为本申请一些实施例中极片造孔机构的俯视图。

图11为本申请一些实施例中极片的示意图。

附图标记说明：

11-放卷件，12-支撑件，13-收卷件；

2-造孔件，21-转动辊，22-造孔针；

3-联动件，31-第一传动带，32-第一辊，33-第二辊，34-第二传动带，

35-第三辊，36-第三传动带，37-第四辊；38-第一调节件，

39-第二调节件；

4-极片，41-集流体，42-活性物质；

5-负压发生件；

6-纠偏机构；

7-清洁件；

8-监测件。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

本申请的说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖而不排除其它的内容。单词“一”或“一个”并不排除存在多个。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语“实施例”并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。例如，在本申请的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，机械结构的“相连”或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接，例如通过固定件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其它固定件固定连接；物理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接也可以是一体地连接，例如，焊接、粘接或一体成型形成连接进行连接。电路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通；信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行信号连接，例如，无线电波。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

动力电池包括多个电池单体。电池单体包括外壳、电极组件和电解液。其中，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。请参见图1，极片包括集流体和涂布于集流体表面的活性物质。正极极片包括正极集流体和正极活性物质，正极活性物质涂覆于正极集流体的表面，正极集流体上未涂敷正极活性物质的部位作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质，负极活性物质涂覆于负极集流体的表面，负极集流体上未涂敷负极活性物质的部位作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例不做特殊限定。

在制备电池单体的过程中，为了提高电池单体的能量密度，常规的金属离子电池将正极极片和负极极片的厚度均设计得比较厚，而该厚度主要是由于单位面积的正极集流体上的正极活性物质的量以及单位面积的负极集流体上的负极活性物质的量较大而引起的。

发明人发现，当正极极片和负极极片的厚度较厚时，电池单体的充、放电倍率较低。这主要是因为，在电池单体充电过程中，当正极极片和负极极片的厚度较大时，靠近正极集流体部位的正极活性物质中的金属离子不易脱出，且从正极活性物质脱出的金属离子不易嵌入靠近负极集流体的负极活性物质中，这导致金属离子在正极极片和负极极片之间的扩散速度减慢。此外，当正负极片和负极极片的厚度较大时，还可能导致部分金属离子无法嵌入负极活性物质，以金属原子的形式析出。

在不改变电池单体的能量密度的前提下，为了提高电池单体的充、放电倍率，发明人经过深入研究发现，可以在极片上造孔，使电解液与活性物质之间的固液界面在活性物质的厚度方向上更加靠近集流体，进而使电解液能够进入到正极活性物质的孔和负极活性物质的孔中。这样，有利于正极活性物质中的金属离子沿着的孔内的电解液脱出正极极片，并沿着负极活性物质的孔内的电解液嵌入至负极活性物质内部；或者有利于负极活性物质中的金属离子沿着的孔内的电解液脱出负极极片，并沿着正极活性物质的孔内的电解液嵌入至正极活性物质内部，在一定程度上提高金属离子脱出、嵌入负极极片的速度，从而提高电池单体的充、放电倍率。

为了在极片上产生孔，需要使用造孔装置。现有的造孔装置包括收卷辊、支撑辊、放卷辊和针辊，且主要作用于极片中的集流体。造孔装置将放卷辊、支撑辊和收卷辊依次设置，并将针辊设置为与支撑辊相对。其中，放卷辊对集流体进行放卷，支撑辊对集流体进行支撑，针辊对支撑辊上的集流体进行造孔，收卷辊对造孔后的集流体进行收卷。但是，现有的造孔装置造孔的对象是集流体，且对集流体进行造孔时，针辊易波动，针辊上的针可能不会与集流体接触，导致无法在集流体上形成通孔，造孔效果差。

考虑到本申请造孔的对象是极片，且在造孔过程中，当针辊朝向远离支撑辊的方向波动时，针辊可能会接触不到极片，不能在极片上产生孔。因此，为了提高对在极片上产生孔的可行性，需要考虑针辊的波动问题。

基于以上考虑，为了解决现有电池单体的充、放电倍率低的问题，发明人经过深入研究，设计了一种极片造孔机构。该极片造孔机构能够给极片造孔。该极片造孔机构包括放卷件，支撑件，造孔件和联动件。联动件由放卷件驱动，并带动造孔件转动，给压附于支撑件上的极片进行造孔。同时，造孔件在极片上产生孔的过程中，联动件能够限制造孔件的波动，提高造孔件在极片上产生孔的可行性。

进而，当电池单体中采用具有孔的极片时，在电池单体充、放电过程中，金属离子脱出、嵌入极片的速率加快，电池的充、放电倍率提高，快充能力提升。

本申请的极片造孔机构可以但不限用于对极片的造孔，还可以用于对其他材料的造孔。其中，对极片的造孔可以是对极片中集流体的造孔，也可以是对极片中活性物质的造孔。对其他材料的造孔，可以是无纺布等材料的造孔，本申请对极片造孔机构的适用领域不做特殊限定。

以下实施例为了方便说明，以本申请对极片的造孔为例进行说明。

根据本申请的一些实施例，请参见图2，图2为本申请一些实施例中极片造孔机构的结构示意图。本申请实施例提供了一种极片造孔机构。该极片造孔机构包括放卷件11，支撑件12，造孔件2和联动件3。其中，放卷件11用于对极片4进行放卷。支撑件12由放卷件11驱动，用于形成张力，以使极片4压附于支撑件11。造孔件2与支撑件12相对设置，用于对极片4进行造孔。联动件3由放卷件11驱动，并带动造孔件2转动。

放卷件11是对极片4进行放卷，并驱动支撑件12和造孔件2转动的部件。放卷件11可以是放卷辊。放卷辊可以是圆柱状辊，也可以是椭圆柱状辊。

支撑件12是在放卷件11对极片4放卷后，给极片4提供张力的部件。支撑件12可以包括支撑杆和支撑辊。其中，支撑杆可以固定设置，支撑辊可以套设在支撑杆外，并随着放卷件11对极片4的放卷而转动。

造孔件2是在极片4上产生孔的部件。造孔件2与支撑件12的位置相对是指造孔件2与极片4压附在支撑件12上的部位相对。

联动件3是基于放卷件11带动造孔件2转动的部件，也是造孔件2在极片4上形成孔的过程中，限制造孔件2波动的部件。联动件3可以是单一的部件，也可以是多个单一部件的组合，本申请对此不做特殊限定。

为了便于理解本申请实施例极片造孔机构对极片4的造孔原理，下面结合图2进行详细的说明。

造孔前，示例性地，可以像图2那样，使极片4的一部分卷绕在放卷件11上，另一部分压附于支撑件12上；再使造孔件2位于支撑件12的正上方；最后使联动件3传送连接放卷件11与造孔件2。

造孔时，启动放卷件11，使放卷件11对极片4进行放卷，并通过联动件3带动造孔件2转动。在放卷件11对极片4放卷的过程中，支撑件12随着极片4的传送而随放卷件11转动，并形成张力，使极片4压附于支撑件12。造孔件2转动的过程中，在压附于支撑件11上的极片4上产生孔。

放卷件11通过联动件3带动造孔件2转动的过程中，为了保证造孔件2随放卷件11的转动速率，需使联动件3处于紧绷状态；当联动件3处于紧绷状态时，联动件3能够给造孔件2施加朝向放卷件11的作用力，限制造孔件2朝远离放卷件11的方向波动，使造孔件2与放卷件11之间保持恒定的距离，进而使造孔件2与极片4之间保持恒定的距离，保证造孔件2能够在极片4上产生孔。

在前述原理下，当极片造孔机构对极片4的一面造完孔后，可以将极片4翻面，对极片4另一面进行造孔。极片4可以是正极极片，也可以是负极极片。对极片4造孔时，可以是对极片4的活性物质42造孔。当极片4为正极极片时，活性物质42为正极活性物质。当极片4为负极极片时，活性物质42为负极活性物质。造孔件2在正极活性物质和/或负极活性物质上产生的孔可以是盲孔。

进一步地，在正极活性物质的重量和厚度相同的情况下，在正极活性物质上产生盲孔后，电解液可以沿盲孔进入正极活性物质靠近正极集流体的部位，正极活性物质与电解液的接触面积增大，有利于金属离子从正极活性物质脱出，或嵌入正极活性物质。在负极活性物质的重量和厚度相同的情况下，在负极活性物质上产生盲孔后，电解液可以沿盲孔进入负极活性物质靠近负极集流体的部位，负极活性物质与电解液的接触面积增大，有利于金属离子沿盲孔快速嵌入负极活性物质靠近负极集流体部位，或从负极活性物质靠近负极集流体部位脱出，提高金属离子在负极活性物质的扩散速率，提高电池的充、放电倍率。在正极活性物质和负极活性物质的重量和厚度相同的情况下，在正极活性物质和负极活性物质均产生盲孔后，金属离子在正极极片和负极极片之间的扩散速率更快，电池单体的充、放电倍率更高，电池单体的性能更优。

本申请实施例的技术方案中，造孔件2可以在联动件3的联动作用下，随放卷件11转动，并在压附于支撑件11的极片4上形成孔。此外，造孔件2在极片4上产生孔时，联动件3可以限制造孔件2的波动，提高造孔件2在极片4上产生孔的可行性。当电池采用具有孔的极片4时，在电池充、放电过程中，金属离子脱出、嵌入极片的速率加快，电池的充、放电倍率提高，电池的快充能力提升。

根据本申请的另一些实施例，请参见图3，图3为本申请一些实施例中第一种联动件3的示意图。联动件3包括第一传动带31，第一传动带31传送连接放卷件11与造孔件2。

第一传动带31可以是橡胶材质，也可以是硅胶材质，还可以是聚氨酯材质等，本申请实施例对此不做特殊限定。

造孔前，示例性地，可以像图3那样，将第一传动带31套在放卷件11与造孔件2上。

本申请实施例的技术方案中，造孔件2可以在第一传动带31的联动作用下，随放卷件11转动。此外，造孔件2在极片4上产生孔时，第一传动带31可以限制限制造孔件2朝远离放卷件11方向的波动，保证造孔件2与放卷件11之间的距离恒定，进而保证造孔件2与极片4之间的距离恒定，使得造孔件2能够在极片4上产生孔。

根据本申请的另一些实施例，请参见图4，图4为本申请一些实施例中第二种联动件3的示意图。联动件3还包括第一辊32。第一辊32设置于放卷件11与造孔件2之间，用于支撑第一传动带31。

第一辊32可以设置为圆柱状辊，也可以设置为椭圆柱状辊。

造孔前，示例性地，可以像图4那样，将第一辊32固定设置在放卷件11与造孔件2之间，并可以使第一辊32偏离放卷件11与造孔件2的连线，再将第一传动带31套在放卷件11、第一辊32与造孔件2上。

本申请实施例的技术方案中，造孔件2在极片4上产生孔时，第一辊32可以对第一传动带31进行支撑，使第一传动带31更为紧绷，施加至造孔件2的作用力更大，进而使造孔件2更不易波动，在极片4上产生孔的可能性更高。

根据本申请的另一些实施例，请参见图5，图5为本申请一些实施例中第三种联动件3的示意图。联动件3包括第二辊33和第三辊35。第二辊33设置在支撑件12远离造孔件2的一侧，第二辊33通过第二传动带34与放卷件11传送连接。第三辊35套接于造孔件2，第三辊35通过第三传动带36与第二辊33传送连接。

第二辊33和第三辊35可以均设置为圆柱状辊，也可以均设置为椭圆状辊。

第三辊35套接于造孔件2内时，可以在造孔件2的中间部位设置与第三辊35尺寸适配的通槽，第三辊35可以套接于通槽内部与造孔件2形成一体。

造孔前，示例性地，可以像图5那样，将第二辊33固定在支撑件12远离造孔件2的一侧，并保证第二辊33、造孔件2与支撑件12在同一面上，将第三辊35套接在造孔件2内，再将第二传动带34套在第二辊33与放卷件11上，将第三传动带36套在第二辊33与第三辊35上。

本申请实施例的技术方案中，造孔件2可以在第二辊33、第二传动带34、第三传动带36和第三辊35的联动作用下，随放卷件11转动。此外，第二辊33、第三传动带36、支撑件12、第三辊35和造孔件2设置于同一面，造孔件2在极片4上产生孔的过程中，第三传动带36能够限制造孔件2朝远离极片4方向的波动，保证造孔件2与极片4之间的距离恒定，使造孔件2在极片4上产生孔的可能性更高。

根据本申请的另一些实施例中，请参见图6，图6为本申请一些实施例中第四种联动件3的示意图。联动件3还包括第四辊37。第四辊37设置于第二辊33与第三辊35之间。第四辊37用于支撑第三传动带36。

第四辊37可以设置为圆柱状辊，也可以设置为椭圆状辊。

造孔前，示例性地，可以像图6那样，将第四辊37固定设置在第二辊33与第三辊35之间，并偏离第二辊33与第三辊35的连线，再将第三传动带36套在第二辊33、第三辊35和第四辊37上。

本申请实施例的技术方案中，造孔件2在极片4上产生孔时，第四辊37可以对第三传动带36进行支撑，使第三传动带36更为紧绷，施加至极片4的作用力更大，造孔件2更不易朝远离极片4的方向波动，在极片4上产生孔的可能性更高。

根据本申请的另一些实施例，请参见图7，图7为本申请一些实施例中第一调节件38和第二调节件39的装配示意图。极片造孔机构还包括第一调节件38和第二调节件39。第一调节件38与第三辊35连接。第一调节件38用于使第三辊35带动造孔件2朝靠近或远离支撑件12的方向移动。第二调节件39用于连接并移动第四辊37。

第一调节件38和第二调节件39可以是步进电机，也可以是电动推杆，还可以是液压缸等。本申请对第一调节件38和第二调节件39不做特殊限定。第一调节件38的动作端朝向第三辊35设置，并与第三辊35连接，以调节第三辊35，使第三辊35带动造孔件2朝靠近或远离支撑件12的方向移动。第二调节的动作端可以垂直于第二辊33与第三辊35之间的连线朝向第四辊37，并与第四辊37连接，以基于第三辊35的移动驱动第四辊37移动。

为了便于理解第一调节件38对第三辊35的调节作用和第二调节件39对第四辊37的调节作用，下面进行详细说明。

如若造孔件2与极片4之间的距离较大，则造孔件2无法在极片4上产生孔，此时，需要通过第一调节件38调节第三辊35，使第三辊35带动造孔件2朝向靠近极片4的方向移动，使造孔件2与极片4之间的距离适宜。在造孔件2朝向极片4移动的过程中，可以通过第二调节件39调节第四辊37朝远离第二辊33与第三辊35连线的方向移动，以使第三传动带36处于紧绷状态。

反之，如若造孔件2与支撑件12之间的距离较小，则造孔件2可能会穿透极片4，甚至将支撑件12损坏；因此，需要通过第一调节件38调节第三辊35，使第三辊35带动造孔件2朝向远离极片4的方向移动。在造孔件2朝向远离极片4的方向移动时，可以通过第二调节件39调节第四辊37，朝靠近第二辊33与第三辊35连线的方向移动，使给第三辊35提供调节余量。

进一步地，为了保证极片4上产生的孔的深度，也可以通过第一调节件38调节第三辊35，使第三辊35带动造孔件2朝向靠近或远离支撑件12的方向移动。示例性地，假设当前位置下，造孔件2可以极片4上造出120微米深的孔，而根据设计要求，需要在极片4上造出90微米深的孔，此时，可以调节第一调节件38，使第三辊35带动造孔件2朝向远离支撑件12的方向移动30微米，同时调节第二调节件39，使第三传动带36处于紧绷状态。

本申请实施例的技术方案中，通过设置第一调节件38，能够对造孔件2的位置进行调整，使得造孔件2能够在极片4上造出孔，还能够使极片4上孔的深度满足设计要求；通过设置第二调节件39，能够基于造孔件2移动的距离对第四辊37的位置进行调节，使得第三传动带36处于紧绷状态，限制造孔件2的波动。

根据本申请的另一些实施例，请参见图8，图8为本申请一些实施例中造孔件2的示意图。造孔件2包括转动辊21和造孔针22。造孔针22布设于转动辊21的外周面上。造孔针22用于随转动辊21的转动而靠近极片4，并对极片4进行造孔。

转动辊21可以设置为圆柱状。转动辊21的内腔可以设置与第三辊35尺寸适配的通槽，以对第三辊35进行固定。

造孔针22可以设置为圆锥状，也可以设置为棱锥状。造孔针22具有针头和针尾，其中，针尾用于与转动辊21连接，针头用于对极片4造孔。

造孔针22可以与转动辊21一体连接，也可以与转动辊21可拆卸地连接。当造孔针22与转动辊21一体连接时，可以是一体制成，也可以是将造孔针22焊接在转动辊21上。当造孔针22和转动辊21可拆卸地连接时，可以在转动辊21的外壁设置多个内螺纹，在造孔针22的针尾外壁设置多个外螺纹，通过针尾的外螺纹与转动辊21的内螺纹连接，以实现造孔针22与转动辊21的可拆卸连接。当造孔针22与转动辊21可拆卸连接时，可以对损坏的造孔针22及时更换。

本申请实施例的技术方案中，转动辊21能够在联动件3的联动作用下随放卷件11转动，造孔针22随转动辊21的转动朝靠近极片4的方向移动，在压附于支撑件11的极片4上产生孔。

根据本申请的另一些实施例，请继续参见图8，造孔针22在转动辊21的外周面上圆周阵列分布。

当造孔针22在转动辊21的外周面上圆周阵列分布时，相邻造孔针22的针头之间的距离可以设置为30至600微米，以保证电池的能量密度，以及电池的充、放电倍率。这是因为，当针头之间的距离设置较小时，极片4上活性物质42的重量损失较大，无法保证电池的能量密度；当针头之间的距离设置较大时，活性物质42上孔与孔的间隙较大，金属离子不易嵌入相邻孔之间的活性物质42，金属离子会以原子的形式析出。

此外，造孔针22的间距可以调整，以适用于对正极极片的造孔或对负极极片的造孔。例如，在对正极极片进行造孔时，造孔针22的针头之间的距离可以设置为100微米；在对负极极片进行造孔时，造孔针22的针头之间的距离可以设置为120微米。这是因为，在极片4卷绕成电极组件中，通常需要将负极极片包覆在隔膜的外侧，再将负极极片和隔膜包覆在正极极片的外侧，负极极片、隔膜和正极极片在卷绕过程中，正极极片的孔与负极极片的孔位置相对，需要将负极极片上的孔的间距设大一些，以提高电极组件的CB(Cell Balance)值，进而提高电池的充、放电倍率。

上述CB值的计算方法为：CB值＝单位面积负极容量/单位面积正极容量。其中，单位面积负极容量由单位面积内的负极活性物质的量来决定；单位面积正极容量由单位面积内的正极活性物质的量来决定。当正活性物质的孔与负极活性物质的孔的位置对应时，单位面积负极容量与单位面积正极容量最为接近，此时，正极极片与负极极片之间具有最佳的CB值。当CB至最佳时，金属离子迁移的路径最短，速度最快，电池的充电倍率充、放电倍率更高。

本申请实施例的技术方案中，造孔件2能够在极片4上产生多个间隔、均匀分布的孔。在电池充、放电过程中，能够进一步提高金属离子脱出、嵌入极片的速率，提高电池的充、放电倍率。

根据本申请的另一些实施例，请参见图9至图10，图9为本申请一些实施例中极片造孔机构的主视图，图10为极片造孔机构的俯视图。极片造孔机构还包括收卷件13和负压发生件5。收卷件13用于收卷极片4。两个负压发生件5分别设置于放卷件11内和收卷件13内，用于吸附极片4。

收卷件13可以是圆柱辊。放卷件11、支撑件12和收卷件13可以分别通过第一支撑架，第二支撑架和第三支撑架来支撑。其中，第一支撑架和第三支撑架高度可以相同，也可以不同，能够实现对极片4的传送即可；第二支撑架可以设置为高于第一支撑架和第三支撑架，以便于支撑件12给极片4提供张力。

此外，前述的造孔件2可以连接在第二支撑架的顶端。前述的第一调节件38和第二调节件39可以均固定在第二支撑架上。其中，第一调节件38可以固定在第二支撑架的顶部，第二调节件39可以连接在第二支撑架朝向放卷件13延伸出的分支部位。

放卷件11和收卷件13上均可以连接电机等动力机构，以通过动力机构带动放卷件11或收卷件13转动，实现对极片4的放卷或收卷。两个动力机构的输出端可以分别固定连接至放卷件11和收卷件13。

负压发生件5可以是真空发生器。负压发生件5设置于放卷件11和收卷件13时，可以在放卷件11和收卷件13的内部设置内腔，并在放卷件11的腔壁和收卷件13的腔壁均匀设置多个孔洞，将负压发生件5设置在放卷件11的内腔和收卷件13的内腔中。

由于极片4卷绕在放卷件11或收卷件13的外表，并将放卷件11和收卷件13上的孔洞密封，在放卷件11和收卷件13转动过程中，负压发生件5可以使放卷件11的内腔和收卷件13的内腔中产生负压，进而使得极片4在负压的作用下，能够吸附在放卷件11的外壁或收卷件13的外壁。

本申请实施例的技术方案中，随着放卷件11对极片4的放卷和收卷件13对极片4收卷，可以实现对极片4的传送，便于造孔件2在极片4上产生孔。同时，负压发生件5可以使放卷件11和收卷件13内部产生负压，以吸附极片4，防止极片4的滑落，保证支撑件11上的极片4的张力。

根据本申请的另一些实施例，请继续参见图10，极片造孔机构还包括纠偏构件6，两个纠偏构件6分别设置于放卷件11和收卷件13，以拉伸极片4。

两个纠偏机构6均可以包括一个纠偏传感器、一个纠偏电机。其中，两个纠偏传感器分别设置在放卷件11的外壁和收卷件13的外壁，以监测极片4的拉伸状态。两个纠偏电机分别与放卷件11和收卷件13连接，以分别基于两个纠偏传感器监测的数据带动收卷件13、放卷件11移动，以实现对收卷件13与放卷件11的纠偏，使极片4处于拉伸状态。

本申请实施例的技术方案中，通过设置纠偏机构6，使得放卷件11、支撑件12和收卷件13之间的极片4均处于拉伸状态，进而使支撑件12上的极片4处于拉伸状态，便于造孔件2在极片4上产生孔。

根据本申请的另一些实施例，请继续参见图9和图10，极片造孔机构还包括清洁件7。清洁件7设置于支撑件12和收卷件13之间。

清洁件7可以设置一组，也可以设置两组。当清洁件7设置一组时，该清洁件7可以设置于靠近支撑件12部位的极片4上方。当清洁件7设置两组时，第一组清洁件可以设置在靠近支撑件12部位的极片4上方，以对造孔后极片4上产生的粉末进行去除。第二组清洁件可以设置在收卷件13部位的极片4外侧，以对极片4上残留的粉末进行去除。

第一组清洁件可以设置吹气嘴，吹气嘴可以朝向极片4的宽度方向设置，且吹气嘴与极片4之间可以设置夹角，使得吹起嘴能够将极片4上的孔内的粉末吹出，并吹至极片4的两侧。

第二组清洁件可以设置吸气嘴，吸气嘴可以设置为与极片4的方向垂直，以使得吸气嘴能够将极片4上残留的粉末吸出。

本申请实施例的技术方案中，极片4上产生孔后，清洁件7能够对极片4上和孔内的的粉末去除，使得极片4卷绕成电极组件的过程中，粉末不会损伤隔膜，避免电池单体内部的短路。

根据本申请的另一些实施例，请继续参见图10，极片造孔机构还包括监测件8，监测件8固定于清洁件7与收卷件13之间，用于监测极片4上的孔的数量、尺寸及形貌。

监测件8可以是CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)摄像机。

监测件8可以设置两组。其中，一组监测件8可以设置在第一组清洁件的后部，以对第一次清洁后的极片4上的孔间距以及孔的形貌进行监测；另一组监测件8可以设置在收卷件13部位，以对第二组清洁件清洁后的极片4上的孔的尺寸进行监测。

进一步地，另一组监测件8还可以对第二组清洁件清洁后的极片4上残留的粉末量进行监测，以保证粉末残留量在预定的范围内。

本申请实施例的技术方案中，监测件8能够监测极片4上孔的数量，尺寸和形貌进行监测，以保证孔的数量、尺寸和形貌满足设计要求；监测件8还可以在收卷件13收卷极片4时，对极片4上残留的粉末量进行监测。

在前述实施例的基础上，进一步地，极片造孔机构还包括控制件。控制件用于在极片造孔机构对极片4造孔时，对极片造孔机构进行控制。

控制件可以是PLC控制器(Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器)，也可以是MCU(Microcontroller Unit，微控制单元)，还可以是MPU(MicroprocessorUnit，微处理单元)，本申请对控制件不做特殊限定。

控制件可以连接至前述动力机构，以驱动放卷件11对极片4的放卷，并驱动收卷件13对极片4的收卷。

控制件也可以连接至第一调节件38和第二调节件39，实现第一调节件38与第二调节件39的联动，使第一调节件38带动造孔件2朝远离或靠近极片4的方向移动，并基于造孔件2的移动距离使第二调节件39带动第四辊37的移动。

控制件也连接至纠偏机构6，基于纠偏传感器监测到的极片4拉伸状态数据控制纠偏电机带动放卷件11或收卷件13移动，以拉伸放卷件11、支撑件12和收卷件13之间的极片4。

控制件还可以连接至清洁件7，控制第一组清洁件朝向极片4吹气，吹走极片4上的粉末，并控制第二组清洁件吸气，吸走极片4上残留的粉末。

控制件还可以连接至监测件8，以获取监测件8监测的孔的数量，尺寸和形貌，便于技术人员知晓。

本申请实施例的极片造孔机构可以适用于在极片4制造过程中的涂布、烘干和冷压环节。在涂布和烘干环节中，由于活性物质42的压密稍小，可以选用针头直径在200微米以上的大型造孔针22和直径在100微米至200微米之间的中型造孔针22对极片4进行造孔。在冷压过程中，由于活性物质42的压密较大，因此，可以选用针头直径在30微米至100微米的小型造孔针22，对极片4进行造孔。这是因为，如果涂布和烘干环节中给极片4上造的孔较小，则在冷压环节中，极片4上的孔可能会消失，因此，在涂布和烘干过程中，需要造出尺寸稍大的孔。

根据本申请的一些实施例，请参见图11，图11为本申请一些实施例中极片4的示意图。极片4由前述的极片造孔机构制造。极片4包括相连的涂覆区和未涂覆区，涂覆区涂覆有活性物质，涂覆区包括多个盲孔。

具体的，活性物质42涂覆在集流体41的两个面上。活性物质42远离集流体41的一侧包括多个盲孔。

本申请实施例的技术方案中，当单池采用涂覆区具有盲孔的极片4时，在电池充、放电过程中，金属离子能够沿盲孔嵌入活性物质，或从活性物质42中脱出，金属离子在涂覆区的转移速率加快，电池的充、放电倍率提高。

根据本申请的一些实施例，请参见图1至图10，本申请提供了一种极片造孔机构。该极片造孔机构包括放卷件11，支撑件12，收卷件13，造孔件2和联动件3。其中，支撑件12设置在放卷件11与收卷件13之间；极片4的一端卷绕在放卷件11上，另一端卷绕在收卷件13上，中间压附于支撑件12上。造孔件2与支撑件12的位置相对。造孔件2包括转动辊21和造孔针22，造孔针22在转动辊21的外周面圆周阵列排布。联动件3包括第二传动带34、第二辊33、第三传动带36、第三辊35和第四辊37。其中，第二辊33设置在支撑件12远离造孔件2的一侧，第二辊33通过第二传动带34与放卷件11连接，并通过第三传动带36与套接在转动辊21中的第三辊35连接，第四辊37设置在第二辊33和第三辊35之间，并偏离第二辊33和第三辊35的连线。第三辊35上还连接有第一调节件38，第四辊37上还连接有第二调节件39。

造孔前，调节第一调节件38使得转动辊21与支撑件12之间的距离适宜，并调节第二调节件39使得第三传动带36处于紧绷状态。

造孔时，放卷件11对极片4进行放卷，收卷件13对极片4进行收卷，支撑件12对放卷件11与收卷件13之间的极片4进行支撑，给极片4提供张力，使极片4压附于支撑件12；同时，放卷件11通过第二传动带34、第二辊33、第三传动带36和第三辊35带动转动辊21转动，造孔针22随着转动辊21的转动在极片4上产生孔；极片4上产生孔的过程中，第三传动带36使转动辊21不会朝远离极片4的方向波动。

综上，造孔件2可以在联动件3的联动作用下，随放卷件11转动，并在压附于支撑件11的极片4的活性物质42上形成盲孔。此外，造孔件2在活性物质42上形成孔时，联动件3可以限制造孔件2的波动，提高造孔件2在活性物质42上形成孔的可行性。当电池采用活性物质42具有盲孔的极片4时，在电池充、放电过程中，金属离子脱出、嵌入极片4的速率加快，电池的充、放电倍率提高，充电性能提升。

本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

以上所述，以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (13)

1.一种极片造孔机构，用于在极片上形成孔，其特征在于，所述极片造孔机构包括：

放卷件，用于对所述极片进行放卷；

支撑件，由所述放卷件驱动，用于形成张力，以使所述极片压附于所述支撑件；

造孔件，与所述支撑件相对设置，用于对所述极片进行造孔；和

联动件，由所述放卷件驱动，并带动所述造孔件转动。

2.根据权利要求1所述的极片造孔机构，其特征在于，所述联动件包括第一传动带，所述第一传动带传送连接所述放卷件与所述造孔件。

3.根据权利要求2所述的极片造孔机构，其特征在于，所述联动件还包括第一辊，所述第一辊设置于所述放卷件与所述造孔件之间，用于支撑所述第一传动带。

4.根据权利要求1所述的极片造孔机构，其特征在于，所述联动件包括第二辊，所述第二辊设置在所述支撑件远离所述造孔件的一侧，所述第二辊通过第二传动带与所述放卷件传送连接；和

第三辊，套接于所述造孔件，所述第三辊通过第三传动带与所述第二辊传送连接。

5.根据权利要求4所述的极片造孔机构，其特征在于，所述联动件还包括第四辊，所述第四辊设置于所述第二辊与所述第三辊之间，用于支撑所述第三传动带。

6.根据权利要求5所述的极片造孔机构，其特征在于，还包括：

第一调节件，与所述第三辊连接，用于使所述第三辊带动所述造孔件朝靠近或远离所述支撑件的方向移动；

第二调节件，用于连接并移动所述第四辊。

7.根据权利要求1所述的极片造孔机构，其特征在于，所述造孔件包括转动辊和布设于所述转动辊的外周面上的造孔针，所述造孔针用于随所述转动辊的转动而靠近所述极片，并对所述极片进行造孔。

8.根据权利要求7所述的极片造孔机构，其特征在于，所述造孔针在所述转动辊的外周面上圆周阵列排布。

9.根据权利要求1所述的极片造孔机构，其特征在于，所述极片造孔机构还包括收卷件，所述收卷件用于收卷所述极片；和

负压发生件，两个所述负压发生件分别设置于所述放卷件内和所述收卷件内，用于吸附所述极片。

10.根据权利要求9所述的极片造孔机构，其特征在于，所述极片造孔机构还包括纠偏构件，两个所述纠偏构件分别设置于所述放卷件和所述收卷件，以拉伸所述极片。

11.根据权利要求9所述的极片造孔机构，其特征在于，所述极片造孔机构还包括清洁件，所述清洁件设置于所述支撑件和所述收卷件之间。

12.根据权利要求11所述的极片造孔机构，其特征在于，所述极片造孔机构还包括监测件，所述监测件固定于所述清洁件与所述收卷件之间，用于监测所述极片上孔的数量、尺寸及形貌。

13.一种极片，其特征在于，所述极片根据权利要求1-12任一项所述的极片造孔机构制造，包括：

相连的涂覆区和未涂覆区，所述涂覆区涂覆有活性物质，所述涂覆区包括多个盲孔。

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