CN217095223U - 电池极片切分机构及电池极片切叠系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池极片切分机构及电池极片切叠系统，其中，电池极片切分机构包括：第一检测装置、切片装置及报废装置。报废装置包括：卷绕组件及第一夹持件。当极片具有较长的不合格部分需要剔除时，第一检测装置控制切片装置停止工作；然后第一检测装置控制第一夹持件夹持不合格的极片送到卷绕组件上，同时第一检测装置控制卷绕组件将不合格的极片全部卷到其上；之后第一检测装置控制切片装置将卷到卷绕组件上的不合格的极片与合格的极片切断，以完成对不合格极片的剔除，上述切片的过程，避免了切片装置的切刀对不合格极片的无效裁切，降低了切刀的损耗速度，另外，减少了剔除不合格的极片的时间，提高了电池极片切分机构的工作效率。

Description

电池极片切分机构及电池极片切叠系统

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电池极片切分机构及电池极片切叠系统。

背景技术

锂电池的电芯制作时，先将正、负卷极通过分切工艺形成正极片及负极片，然后通过堆叠工序将正极片、负极片与隔膜一起堆叠形成电芯。由于卷极的制作过程工艺较为复杂，卷极上会存在破损、划痕、褶皱、涂层缺失等不良问题，因此，分切工艺后需要逐片挑出存在不良问题的极片，但是在遇到极片出现连续不良的问题时，分切工艺中的切刀连续裁切极片形成连续的存在不良问题的极片，之后再将不良问题的极片最逐一挑出，上述切刀连续裁切存在不良问题的极片形成极片的过程是无效裁切，这样会浪费切刀的寿命，同时剔除存在不良问题的极片的时间较长，降低了设备整体生产效率。

实用新型内容

本申请的目的是提供一种使用寿命高、排废效率高、生产效率高的电池极片切分机构及电池极片切叠系统。

为达到上述目的，本申请第一方面的实施例提供了一种电池极片切分机构，其包括：放卷装置、第一检测装置、切片装置、报废装置及传送装置；所述第一检测装置分别与所述切片装置及所述报废装置电连接，所述第一检测装置被配置为根据极片的状态控制所述切片装置及所述报废装置的启停；所述报废装置包括：架体；卷绕组件，所述卷绕组件设置在所述架体上，并能够相对于所述架体转动，所述卷绕组件被配置为卷绕极片；以及第一夹持件，所述第一夹持件设置在所述架体上，并能够相对于所述架体移动，所述第一夹持件被配置为将极片送到所述卷绕组件上。

与现有技术相比，上述的技术方案具有如下的优点：

当极片具有较长的不合格部分需要剔除时，第一检测装置控制切片装置停止工作；然后第一检测装置控制第一夹持件夹持不合格的极片送到卷绕组件上，同时第一检测装置控制卷绕组件将不合格的极片全部卷到其上；之后第一检测装置控制切片装置将卷到卷绕组件上的不合格的极片与合格的极片切断，以完成对不合格极片的剔除，上述切片的过程，通过报废装置将较长的不合格极片剔除，一方面，避免了切片装置的切刀对不合格极片的无效裁切，降低了切刀的损耗速度，从而提高了切刀使用寿命，另一方面，只需要报废装置对不合格的极片的卷绕和切片装置的一次裁切就可将不合格极片剔除，减少了剔除不合格的极片的时间，提高了电池极片切分机构的工作效率。

本申请第二方面的实施例提供了一种电池极片切叠系统，其包括：电芯叠片机构；以及两个上述的电池极片切分机构，两个所述电池极片切分机构对称地设置在所述电芯叠片机构的两侧。

与现有技术相比，上述的技术方案具有如下的优点：

电池极片切分机构的切刀的损耗速度低，从而提高了切刀使用寿命，降低了切刀的损耗成本，进而降低了产品的生产制造成本，另外，电池极片切分机构的排废效率高，从而提高了产品生产效率，进一步降低了产品的生产制造成本。

附图说明

以下附图仅旨在于对本申请做示意性说明和解释，并不限定本申请的范围。其中：

图1是本申请所述的电池极片切分机构的结构示意图；

图2是图1所示电池极片切分机构第一种实施例的局部结构示意图；

图3是本申请所述的报废装置的结构示意图；

图4是图1所示电池极片切分机构第二种实施例的局部结构示意图；

图5是图1所示电池极片切分机构第三种实施例的局部结构示意图；

图6是图1所示电池极片切分机构第四种实施例的局部结构示意图；

图7是本申请所述张力释放装置的结构示意图；

图8是本申请所述的电池极片切叠系统的结构示意图。

附图标号说明：

10、放卷装置；20、第一检测装置；21、传感器；22、控制器；30、切片装置；40、报废装置；41、卷绕组件；411、卷针；4111、第一针体；4112、第二针体；412、转动装置；413、夹持装置；414、抵压件；42、第一夹持件；43、伸缩装置；44、剥离装置；45、废料桶；46、固定件；47、第二夹持件；48、胶带裁切刀；50、传送装置；60、第二检测装置；70、剔除装置；80、张力释放装置；81、第一安装架；82、第一辊；83、第二安装架；84、第二辊；91、极片；100、电池极片切分机构；200、电芯叠片机构；300、电芯传送机构；400、隔膜。

具体实施方式

下面通过附图和实施例对本申请进一步详细说明。通过这些说明，本申请的特点和优点将变得更为清楚明确。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。下述讨论提供了本申请的多个实施例。虽然每个实施例代表了申请的单一组合，但是本申请不同实施例可以替换，或者合并组合，因此本申请也可认为包含所记载的相同和/或不同实施例的所有可能组合。因而，如果一个实施例包含A、B、C，另一个实施例包含B和D的组合，那么本申请也应视为包括含有A、B、C、D的一个或多个所有其他可能的组合的实施例，尽管该实施例可能并未在以下内容中有明确的文字记载。此外，下面所描述的本申请不同实施方式中涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1至图5所示，本申请第一方面的实施例提供的电池极片切分机构100包括：放卷装置10、第一检测装置20、切片装置30、报废装置40及传送装置50。

第一检测装置20分别与切片装置30及报废装置40电连接。第一检测装置20被配置为根据极片91的状态控制切片装置30及报废装置40的启停。在本申请的一个具体实施例中，第一检测装置20包括第一检测件和第二检测件，第一检测件用于检测极片91的第一面的状态，第二检测件用于检测极片91的第二面的状态，第一面与第二面相对设置。极片91的不合格是指的是：极片91上出现破损、划痕、褶皱、涂层缺失等不良问题，当裁切不合格的极片91时得到的极片91也不合格，不合格的极片91需要剔除。第一检测装置20包括传感器21及控制器22，传感器21用于检测极片91的状态，控制器22用于根据传感器21检测的结果控制切片装置30及报废装置40的启停。

报废装置40包括：架体(图中未示出)、卷绕组件41以及第一夹持件42。

卷绕组件41设置在架体上，并能够相对于架体转动，卷绕组件41被配置为卷绕极片91。

第一夹持件42设置在架体上，并能够相对于架体移动，第一夹持件42被配置为将极片91送到卷绕组件41上。

本申请提供的电池极片切分机构100，当第一检测装置20检测到放卷装置10放出的极片91连续不合格(连续不合格指的是：较长的极片91上出现连续的不良问题，导致该段极片91无法裁切出合格的极片91)时，首先，第一检测装置20控制切片装置30停止工作，然后，第一检测装置20控制第一夹持件42将切片装置30上不合格的极片91送到卷绕组件41上，同时第一检测装置20控制卷绕组件41将不合格的极片91卷绕到其上，当不合格的极片91全部卷绕到卷绕组件41后，第一检测装置20控制切片装置30将卷绕组件41上的极片91与合格的极片91切断，以完成对不合格极片91的剔除，之后第一检测装置20控制切片装置30将合格的极片91分切成设置宽度的极片91。上述切片的过程，通过报废装置40将较长的不合格极片91剔除，一方面，避免了切片装置30的切刀对不合格极片91的无效裁切，降低了切刀的损耗速度，从而提高了切刀使用寿命，另一方面，只需要报废装置40对不合格的极片91的卷绕和切片装置30的一次裁切就可将较长不合格极片91剔除，减少了剔除不合格的极片91的时间，提高了电池极片切分机构100的工作效率。

如图2和图3所示，在本申请的一个实施例中，卷绕组件41包括：卷针411以及转动装置412。

卷针411包括第一针体4111和第二针体4112，第一针体4111及第二针体4112之间具有间隙。

转动装置412设置在架体上，卷针411与转动装置412连接，转动装置412能够带卷针411相对于架体转动。在本申请的一个具体实施例中，卷针411与极片91的接触面具有一定的粗糙度，以避免极片91相对于卷针411的滑动，使极片91更顺利的卷绕到卷针411上。

第一检测装置20控制第一夹持件42将极片91送插入第一针体4111及第二针体4112之间的间隙内，同时转动装置412带动卷针411，卷针411将不合格的极片91卷绕在其上，以完成对不合格极片91的剔除，上述结构简单，操作方便。

如图2和图3所示，在本申请的一个实施例中，卷绕组件41还包括夹持装置413。

夹持装置413与第一针体4111连接，夹持装置413能够带动第一针体4111相对于第二针体4112移动，以改变第一针体4111与第二针体4112之间的距离。

第一检测装置20控制第一夹持件42将极片91送插入第一针体4111及第二针体4112之间的间隙内，然后第一检测装置20控制夹持装置413改变第一针体4111与第二针体4112之间的距离，以使第一针体4111与第二针体4112对极片91进行夹持，上述结构使极片91更牢固地固定在卷针411上，避免了极片91从卷针411上脱离的情况发生，从而使极片91更顺利的卷绕到卷针411上，保证了报废装置40对不合格极片91的快速剔除。

如图2和图3所示，在本申请的一个实施例中，报废装置40还包括：伸缩装置43、剥离装置44以及废料桶45。

伸缩装置43设置在架体上，并与卷针411连接，伸缩装置43被配置为将卷针411移动到传送装置50的一侧。

剥离装置44设置在架体上，并位于传送装置50的一侧，且剥离装置44设置在卷针411的移动路径上，剥离装置44被配置为将极片91从卷针411上剥离。

废料桶45位于剥离装置44的下方。

当需要将卷绕在卷针411上的极片91剔除时，第一检测装置20控制伸缩装置43回缩，以将卷针411移动到传送装置50的一侧，第一检测装置20剥离装置44将极片91从卷针411上剥离，剥离的极片91落入废料桶45，完成了对不合格极片91的回收，之后，第一检测装置20控制伸缩装置43复位，以完成下一次对不合格的极片91的回收，上述结构，实现了不合格的极片91自动回收，从而提高了产品的自动化程度，提高了产品的使用舒适度，进而增加了产品的时长竞争力。

如图4所示，在本申请的一个实施例中，卷绕组件41还包括：抵压件414。

抵压件414通过滑动件(图中未示出)安装在架体上，并能够抵压在卷针411上，且抵压件414能够通过滑动件相对于卷针411沿卷针411的径向移动。

一方面，当极片91上出现褶皱时，抵压件414抵压在极片91上对其上褶皱起到了抚平的作用，使极片91均匀地卷绕在卷针411上，避免了卷绕在卷针411上的极片91出现偏移的情况；另一方面，抵压件414抵压在极片91上，使极片91紧密的卷绕在卷针411上，避免了松散的极片91从卷针411上脱落的情况发生。

如图4所示，在本申请的具体一个实施例中，抵压件414为压辊，压辊可转动地安装在架体上。

压辊与极片91之间的摩擦为滚动摩擦，降低了抵压件414与极片91之间的摩擦力，使极片91更顺畅地卷绕到卷针411上，降低了抵压件414对极片91的损伤等。

如图5所示，在本申请的一个实施例中，报废装置40还包括：固定件46、第二夹持件47以及胶带裁切刀48。

固定件46固定在架体上，固定件46被配置为安装胶带卷。

第二夹持件47设置在架体上，并能够相对于架体移动，第二夹持件47被配置为将胶带粘贴到卷绕在卷绕组件41的极片91上。

胶带裁切刀48位于固定件46与第二夹持件47之间。

当不合格的极片91全部卷绕到卷针411上后，第二夹持件47将胶带送到卷绕在卷绕组件41的极片91，旋转的卷绕组件41(卷针411)将胶带粘贴在极片91上，然后通过胶带裁切刀48将胶带切断，使胶带将卷绕在卷绕组件41(卷针411)的极片91固定在其上，从而使极片91紧密的卷绕在卷针411上，避免了松散的极片91从卷针411上脱落的情况发生。

如图6所示，在本申请的一个实施例中，电池极片切分机构100还包括第二检测装置60及剔除装置70。第二检测装置60包括检测部分及控制部分，检测部分用于检测传送装置50上极片91的状态，控制部分用于根据检测部分检测的结果控制剔除装置70的启停。

第二检测装置60与剔除装置70电连接，第二检测装置60的设置位置与传送装置50的位置相对应，剔除装置70的设置位置与传送装置50的位置相对应，第二检测装置60被配置为根据传送装置50上的极片91的状态控制剔除装置70的启停。

当第一检测装置20检测到放卷装置10放出的极片91间歇性不合格(间歇性不合格指的是：极片91上间断出现的不良问题，裁切该段极片91能够形成合格的极片91和具有不良问题的不合格极片91)时，第一检测装置20控制切片装置30对间歇性不合格的极片91裁切形成极片91，上述极片91进入传送装置50后，第二检测装置60实时检测极片91的状态，当第二检测装置60检测到一个极片91上存在不良问题后，第二检测装置60控制剔除装置70将该极片91剔除，以保证从传送装置50上运出的极片91均为合格产品，从而保证了极片91堆叠制成电芯的合格率。

如图1和图7所示，在本申请的一个实施例中，电池极片切分机构100还包括张力释放装置80，张力释放装置80被配置为张紧极片91。

张力释放装置80包括：第一安装架81、多个第一辊82、第二安装架83以及多个第二辊84。

多个第一辊82间隔地设置在第一安装架81上，且第一辊82能够在第一安装架81上移动，第一辊82被配置为沿极片91的厚度方向顶压极片91。

第二安装架83的设置位置与第一安装架81的位置对应，第二安装架83与第一安装架81之间具有间隙，且第一安装架81与第二安装架83之间能够相对移动，以改变第一安装架81与第二安装架83之间的距离。

多个第二辊84间隔地设置在第二安装架83上，且第二辊84能够在第二安装架83上移动，第二辊84被配置为沿极片91的厚度方向顶压极片91。

极片91交替穿过第一辊82及第二辊84，使极片91呈“S”形分布在张力释放装置80上，极片91经多个第一辊82及第二辊84剧烈弯曲，即极片91经过多次反向拉伸塑性变形，降低了极片91各区域的内应力和张力，从而解决了极片91因张力、应力不均匀导致裁切后的极片91翘曲的问题。根据不同极片91的状态可以调整第一安装架81及第二安装架83之间的距离、相邻第一辊82之间的距离、相邻第二辊84之间的距离、第一辊82的直径、第二辊84的直径、第一辊82与第二辊84相对位置关系等，从而使通过张力释放装置80的极片91释放应力及张力变成合适的状态，进而保证后续对极片91的裁剪得到相应的极片91。

如图8所示，本申请第二方面的实施例提供的电池极片切叠系统包括：电芯叠片机构200以及两个上述的电池极片切分机构100。

两个电池极片切分机构100对称地设置在电芯叠片机构200的两侧。一个电池极片切分机构100用于正极片的裁切，另一个电池极片切分机构100用于负极片的裁切。

电芯叠片机构200将合格的正极片、合格的负极片及隔膜400一起叠片贴制成电芯，然后电芯传送机构300将电芯传送到相应的位置。

本申请提供的电池极片切叠系统，电池极片切分机构100的切刀的损耗速度低，从而提高了切刀使用寿命，降低了切刀的损耗成本，进而降低了产品的生产制造成本，另外，电池极片切分机构100的排废效率高，从而提高了产品生产效率，进一步降低了产品的生产制造成本。

在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。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。

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”应作广义理解。术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。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。

以上结合了优选的实施方式对本申请进行了说明，不过这些实施方式仅是范例性的，仅起到说明性的作用。在此基础上，可以对本申请进行多种替换和改进，这些均落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池极片切分机构，其特征在于，所述电池极片切分机构沿极片的传送方向包括：放卷装置、第一检测装置、切片装置、报废装置及传送装置；

所述第一检测装置分别与所述切片装置及所述报废装置电连接，所述第一检测装置被配置为根据极片的状态控制所述切片装置及所述报废装置的启停；

所述报废装置包括：架体；

卷绕组件，所述卷绕组件设置在所述架体上，并能够相对于所述架体转动，所述卷绕组件被配置为卷绕极片；以及

第一夹持件，所述第一夹持件设置在所述架体上，并能够相对于所述架体移动，所述第一夹持件被配置为将极片送到所述卷绕组件上。

2.根据权利要求1所述的电池极片切分机构，其特征在于，

所述卷绕组件包括：卷针，所述卷针包括第一针体和第二针体，所述第一针体及所述第二针体之间具有间隙；以及

转动装置，所述转动装置设置在所述架体上，所述卷针与所述转动装置连接，所述转动装置能够带所述卷针相对于所述架体转动。

3.根据权利要求2所述的电池极片切分机构，其特征在于，

所述卷绕组件还包括夹持装置，所述夹持装置与所述第一针体连接，所述夹持装置能够带动所述第一针体相对于所述第二针体移动，以改变所述第一针体与所述第二针体之间的距离。

4.根据权利要求2所述的电池极片切分机构，其特征在于，

所述卷绕组件还包括：抵压件，所述抵压件通过滑动件安装在所述架体上，并能够抵压在所述卷针上，且所述抵压件能够通过滑动件相对于所述卷针沿所述卷针的径向移动。

5.根据权利要求4所述的电池极片切分机构，其特征在于，

所述抵压件为压辊，所述压辊可转动地安装在所述架体上。

6.根据权利要求2所述的电池极片切分机构，其特征在于，

所述报废装置还包括：伸缩装置，所述伸缩装置设置在所述架体上，并与所述卷针连接，所述伸缩装置被配置为将所述卷针移动到所述传送装置的一侧；

剥离装置，所述剥离装置设置在所述架体上，并位于所述传送装置的一侧，且所述剥离装置设置在所述卷针的移动路径上，所述剥离装置被配置为将极片从所述卷针上剥离；以及

废料桶，所述废料桶位于所述剥离装置的下方。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池极片切分机构，其特征在于，所述报废装置还包括：固定件，所述固定件固定在所述架体上，所述固定件被配置为安装胶带卷；

第二夹持件，所述第二夹持件设置在所述架体上，并能够相对于所述架体移动，所述第二夹持件被配置为将胶带粘贴到卷绕在所述卷绕组件的极片上；以及

胶带裁切刀，所述胶带裁切刀位于所述固定件与所述第二夹持件之间。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的电池极片切分机构，其特征在于，所述电池极片切分机构还包括第二检测装置及剔除装置；

所述第二检测装置与所述剔除装置电连接，所述第二检测装置的设置位置与所述传送装置的位置相对应，所述剔除装置的设置位置与所述传送装置的位置相对应，所述第二检测装置被配置为根据传送装置上的极片的状态控制所述剔除装置的启停。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电池极片切分机构，其特征在于，所述电池极片切分机构还包括张力释放装置，所述张力释放装置被配置为张紧极片；

所述张力释放装置包括：第一安装架；

多个第一辊，多个所述第一辊间隔地设置在所述第一安装架上，且所述第一辊能够在所述第一安装架上移动，所述第一辊被配置为沿极片的厚度方向顶压极片；

第二安装架，所述第二安装架的设置位置与所述第一安装架的位置对应，所述第二安装架与所述第一安装架之间具有间隙，且所述第一安装架与所述第二安装架之间能够相对移动，以改变所述第一安装架与所述第二安装架之间的距离；以及

多个第二辊，多个所述第二辊间隔地设置在所述第二安装架上，且所述第二辊能够在所述第二安装架上移动，所述第二辊被配置为沿极片的厚度方向顶压极片。

10.一种电池极片切叠系统，其特征在于，所述电池极片切叠系统包括：

电芯叠片机构；以及

两个如权利要求1至9中任一项所述的电池极片切分机构，两个所述电池极片切分机构对称地设置在所述电芯叠片机构的两侧。

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