极片加工装置和设备的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制造领域，具体而言，涉及一种极片加工装置和设备。


背景技术：

2.目前锂电池的极片主要是通过冲裁机构(五金刀模)或激光切割两种制造工艺的其中一种来进行生产。首先，冲裁机构由于刀模的限制，生产的产品存在裁切不到位、毛刺大、尺寸差异大的缺点，且冲裁机构的刀模极易磨损，刀模需要进行经常性的维修和更换，因此，冲裁极片的生产成本过大；其次，激光切割虽然自带除尘系统，但除尘系统并不能解决产品表面附着高温熔珠、熔渣等副产物的问题，产品良率低。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种极片加工装置和设备，能够解决极片加工精度差、毛刺多的问题，生产高质量的极片。
4.第一方面，本实用新型提供一种极片加工装置，包括第一输送机构、冲裁机构、第二输送机构和激光切割机构；所述第一输送机构用于将所述极片卷输送至所述冲裁机构；所述冲裁机构位于所述第一输送机构与所述第二输送机构之间并用于裁断所述极片卷以形成极片；所述第二输送机构用于将所述极片自所述冲裁机构输送至所述激光切割机构；所述激光切割机构切割形成所述极片的极耳。
5.在可选的实施方式中，还包括第一膜卷、第一放卷机构和第二放卷机构；所述第一膜卷的一端绕设于所述第一放卷机构，另一端绕过所述第二输送机构并绕设于所述第二放卷机构；所述第一放卷机构位于所述冲裁机构与所述激光切割机构之间；所述第二放卷机构位于所述激光切割机构远离冲裁机构的一端；在所述冲裁机构与所述激光切割机构之间，所述第一膜卷至少部分盖设于所述极片的上表面，且所述第一膜卷的运动方向与所述极片的输送方向平行。
6.在可选的实施方式中，所述第二输送机构包括第一胶辊、第二胶辊、第二膜卷、第三放卷机构和第四放卷机构；所述第一胶辊与第二胶辊彼此平行，且所述第一胶辊供所述第一膜卷绕过；所述第二膜卷至少部分设于所述极片的下表面以承载所述极片，且所述第二膜卷的一端绕设于所述第三放卷机构，另一端绕过所述第二胶辊并绕设于所述第四放卷机构；所述第三放卷机构与第四放卷机构分别与所述第一放卷机构和第二放卷机构对应设置。
7.在可选的实施方式中，所述激光切割机构包括激光刀头；所述极片包括保护区和切割区；所述保护区供所述第一膜卷盖设，且所述保护区承载于所述第二膜卷；所述第二膜卷与第一膜卷夹持带动所述极片运动至激光切割机构时，所述切割区与所述激光刀头对应。
8.在可选的实施方式中，所述第二输送机构还包括夹持输送件；所述夹持输送件设有输送通道；所述输送通道的一端与所述冲裁机构对应，另一端与所述第一胶辊和所述第
二胶辊形成的第一间隙对应；所述极片自所述冲裁机构通过所述输送通道和所述第一间隙输送至所述激光切割机构。
9.在可选的实施方式中，所述第一胶辊和第二胶辊分别包括若干个子胶辊；各所述子胶辊沿极片的输送方向间隔布设并抵接对应的所述第一膜卷或所述第二膜卷。
10.在可选的实施方式中，还包括四个牵引机构；各所述牵引机构分别装设于所述第一放卷机构、第二放卷机构、第三放卷机构和第四放卷机构。
11.在可选的实施方式中，所述第一输送机构包括第五放卷机构、第三胶辊和第四胶辊；所述第三胶辊与所述第四胶辊平行设置，且所述第三胶辊与第四胶辊形成的第二间隙与所述冲裁机构对应；所述极片卷自所述第五放卷机构通过所述第二间隙输送至所述冲裁机构。
12.在可选的实施方式中，所述第一放卷机构、第二放卷机构、第三放卷机构、第四放卷机构和第五放卷机构分别包括电机和卷放筒；所述电机输出端与所述卷放筒连接；所述卷放筒供对应的所述第一膜卷、第二膜卷或极片卷绕设。
13.第二方面，本实用新型提供一种极片加工设备，包括前述实施方式中的极片加工装置、热复合装置和叠片装置；所述热复合装置位于所述激光切割机构与所述叠片装置之间。
14.相比于现有技术，本技术的有益效果是：
15.首先，本技术通过第一输送机构和第二输送机构对极片进行工位转移；其次，本技术利用冲裁机构和激光切割机构对极片进行分工序加工，形成具有极耳的极片成品；本技术的产品具有误差小、轮廓圆滑、表面光洁的优势，且本技术的冲裁机构刀模磨损轻微，维护成本低，有利于工业化生产。
附图说明
16.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
17.图1示出了实施例一极片加工装置的结构示意图；
18.图2示出了实施例二极片加工装置的结构示意图；
19.图3示出了冲裁机构裁断形成的极片结构示意图；
20.图4示出了激光切割机构切割前的极片结构示意图；
21.图5示出了激光切割机构切割后的极片结构示意图；
22.图6示出了极片成品结构示意图。
23.主要元件符号说明：
24.100-极片；110-极片卷；120-极耳；200-第一输送机构；210-第五放卷机构；220-第三胶辊；230-第四胶辊；300-冲裁机构；400-第二输送机构；410-夹持输送件；420-传送带；430-第一胶辊；440-第二胶辊；450-第二膜卷；460-第三放卷机构；470-第四放卷机构；500-激光切割机构；600-第一膜卷；700-第一放卷机构；800-第二放卷机构；900-牵引机构。
具体实施方式
25.下面详细描述本技术的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
26.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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技术和简化描述，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技术的限制。
27.此外，术语“第一”、“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
28.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
30.实施例一
31.本实施例应用于极片100的加工，在加工前，由长条形的极片100卷绕形成极片卷110，该极片卷110为正极卷或负极卷，涂布方式为连续涂布；如图6所示，在加工后，极片100成品为带极耳120的极片100，并具有人为预设的长度l和宽度w，其中长度l在本实施例加工前为固定值；值得说明的是，本实施例中极片100的输送方向为水平方向。
32.请参阅图1，本实施例示出了一种极片100加工装置，具体包括以下部分：第一输送机构200、冲裁机构300、第二输送机构400和激光切割机构500。
33.第一输送机构200用于将极片卷110输送至冲裁机构300；具体而言，第一输送机构200包括第五放卷机构210、第三胶辊220和第四胶辊230；第三胶辊220与第四胶辊230平行设置起到牵引的作用，且第三胶辊220与第四胶辊230形成的第二间隙与冲裁机构300对应；极片卷110自第五放卷机构210间歇放卷后通过第二间隙输送至冲裁机构300；可以理解，极片卷110自第二间隙输出后呈平直状态。
34.冲裁机构300位于第一输送机构200与第二输送机构400之间并用于裁断极片卷110以形成极片100；如图3所示，冲裁形成的极片100为长方形；实际应用中，冲裁机构300为数控冲床，即冲裁机构300间隔自动冲裁一次，冲裁形成的极片100宽度w为人为预设的宽度；相对于直接裁切带极耳120的极片100，本实施例对刀具的配合要求较低，且因冲裁机构
300仅进行直线的裁断动作，相对于直接冲裁带有极耳120的极片100，本实施例对刀模的磨损较小，节约维修和更换的成本。
35.如图1所示，第二输送机构400用于将极片100自冲裁机构300输送至激光切割机构500；由于第五放卷机构210间歇放卷，再配合冲裁机构300间歇冲裁，冲裁好的若干极片100在第二输送机构400上沿输送方向间隔排布，避免相邻极片100互相干扰，有助于加工的顺利进行。
36.本实施例中，第二输送机构400包括夹持输送件410和传送带420。
37.其中，夹持输送件410设有输送通道；输送通道的一端与冲裁机构300对应，本实施例，夹持输送件410为长方体，输送通道的轮廓与极片100的轮廓相适应，且为防止极片100远离冲裁机构300的一端因冲裁力翘起，输送通道的高度设置为与极片100的厚度接近，本实施例的夹持输送件410有利于极片100在冲裁和输送过程中保持稳定的位置，不发生位移和卡顿。
38.传送带420用于承载极片100，且传送带420的输入端与输送通道的另一端对应；传送带420将极片100从输送通道运输至激光切割机构500，可以理解，传送带420还作为激光切割的承载台。
39.激光切割机构500切割形成极片100的极耳120，即激光切割机构500切割后为极片100成品，如图5所示，极耳120位于极片100一侧的中部；本实施例中，激光切割机构500包括激光刀头；极片100包括保护区和切割区；保护区承载于传送带420；传送带420带动极片100运动至激光切割机构500时，切割区与激光刀头对应，此时传送带420暂停运动，待切割完成后继续运动，即传送带420为间歇传动；本实施例利用激光切割机构500的编程对极耳120的形状和尺寸进行限定以切割出符合生产需求的极耳120，切割精度高，且切割轮廓圆滑。
40.更优地，本实施例的极片100加工装置还包括第一膜卷600、第一放卷机构700、第二放卷机构800和牵引机构900。
41.第一膜卷600为pet膜、tlt复合膜、pen膜等颜色系透明色或者透光率较好的深色膜，以防止激光反射；第一膜卷600的厚度应当控制在有效夹持和输送极片100的范围内，例如：0.25-1.5mm；本实施例中，第一膜卷600与传送带420共同夹持带动所述极片100运动。
42.如图1所示，第一放卷机构700用于放卷并位于冲裁机构300与激光切割机构500之间。
43.第二放卷机构800用于收卷并位于激光切割机构500远离冲裁机构300的一端；具体地，第一放卷机构700和第二放卷机构800均位于传送带420的上方，且第一放卷机构700和第二放卷机构800与传送带420同步启停。
44.第一膜卷600的一端绕设于第一放卷机构700，另一端绕过第二输送机构400并绕设于第二放卷机构800；在冲裁机构300与激光切割机构500之间，第一膜卷600至少部分盖设于极片100的上表面，且第一膜卷600的运动方向与极片100的输送方向平行，即第一膜卷600的运动方向与传送带420的传送方向平行，且为保证极片100运输平稳，第一膜卷600的运行速度与传送带420的传送速度相同；本实施例中，第一膜卷600盖设于保护区，通过第一膜卷600盖设于极片100以保护区进行覆膜保护，防止激光切割时熔珠、熔渣飞溅，保证极片100表面的光洁度，提高产品质量。
45.如图4所示，第一膜卷600在宽度w方向上连续且完全包覆极片100的两侧，且第一
膜卷600在长度l方向上超出极片100远离切割区的一侧；因此，在激光切割时，第一膜卷600有效保护极片100的涂层区域，防止熔珠飞溅。
46.另外，由于激光切割时激光刀头会产生微量气流，此时第一膜卷600紧压保护区，防止极片100发生翘起或者位移，提高切割精度；切割区运动至与激光刀头对应时传送带420暂停运动，待切割完成后继续运动，即传送带420为间歇传动；本实施例将切割区露出，因此本实施例无需切割第一膜卷600，激光切割机构500耗气量更小，保护程度更高；且第一膜卷600保持完好，经第二放卷机构800卷收后进行回收再利用，有效降低生产成本。
47.牵引机构900为两个；两个牵引机构900分别装设于第一放卷机构700、第二放卷机构800以调整第一膜卷600；第一膜卷600调整为张紧状态，从而防止第一膜卷600扭曲缠绕，提高运行可靠性；本实施例的牵引机构900为现有技术，不再详细赘述。
48.更优地，第一放卷机构700、第二放卷机构800和第五放卷机构210分别包括电机和卷放筒；电机输出端与卷放筒连接；卷放筒供对应的第一膜卷600或极片卷110绕设；本实施例通过电机调整对应的卷放筒的转速，可以对极片100的冲裁宽度以及本技术的加工速度进行实时调整，满足不同的生产需求，使用范围广；另外，本实施例通过调整第一放卷机构700和第二放卷机构800对应的电机转速来保证第一膜卷呈张紧状态，从而达到第一膜卷600紧压极片100的效果。
49.本实施例的第二输送机构400还包括第一胶辊430；第一胶辊430与传送带420彼此平行并形成第一间隙，第一间隙与输送通道的另一端对应，由此，极片100自冲裁机构300通过输送通道和第一间隙输送至激光切割机构500；具体应用中，第一胶辊430包括若干个子胶辊；各子胶辊沿极片100的输送方向间隔布设并抵接第一膜卷600；即第一膜卷600绕过各子胶辊后绕设于第二放卷机构800，同时由于第一胶辊430的各子胶辊抵接第一膜卷600，第一膜卷600与传送带420共同夹紧保护区以使极片100的位置相对稳定，避免极片100在输送和切割过程中产生位移；可以理解，第一膜卷600与传送带420形成上述的第一间隙。
50.本实施例极片100加工装置的运行原理：
51.(1)第五放卷机构210对极片卷110进行间歇放卷；
52.(2)极片卷110经第二间隙输出至冲裁机构300，此时极片卷110呈平直状态；
53.(3)冲裁机构300冲裁一次后停止，待上一片极片100运输至预设位置时，极片卷110再次放卷后冲裁机构300再次冲裁；
54.(4)极片100输出至传送带420时，第一膜卷600覆盖至极片100的保护区，且第一膜卷600与传送带420共同夹持极片100运动。
55.(5)极片100运输至激光刀头位置时，传送带420和第一膜卷600停止运动，激光切割机构500进行激光切割；
56.(6)激光切割完成后，传送带420和第一膜卷600继续运动，第一膜卷600与极片100成品分离。
57.本技术通过冲裁机构300和激光切割机构500对极片100分工序进行加工，提高了产品质量，降低生产成本；且由于本实施例的极片100始终保持在预设位置，实现了极片100的自动化流水线生产，大大提高生产效率。
58.实施例二
59.本实施例是基于实施例一作出的改进，本实施例与实施例一不同的是，第二输送
机构400的传送带420置换为第二胶辊440、第二膜卷450、第三放卷机构460和第四放卷机构470。
60.请参阅图2，第一胶辊430与第二胶辊440彼此平行并形成第一间隙，第一间隙与输送通道的另一端对应，由此，极片100自冲裁机构300通过输送通道和第一间隙输送至激光切割机构500；具体应用中，第二胶辊440包括若干个子胶辊；各子胶辊沿极片100的输送方向间隔布设并抵接第二膜卷450；即第二膜卷450绕过对应的子胶辊后绕设于第四放卷机构470。
61.第二膜卷450至少部分设于极片100的下表面以承载极片100，第二膜卷450与第一膜卷600夹持带动极片100运动至激光切割机构500时，切割区与激光刀头对应；且第二膜卷450的一端绕设于第三放卷机构460，另一端绕过第二胶辊440并绕设于第四放卷机构470；本实施例第二膜卷450与第一膜卷600材质、厚度均相同。
62.本实施例中，第三放卷机构460用于放卷并位于冲裁机构300与激光切割机构500之间，第四放卷机构470用于收卷并位于激光切割机构500远离冲裁机构300的一端，第三放卷机构460与第四放卷机构470分别和第一放卷机构700与第二放卷机构800相对设置，且第一放卷机构700、第二放卷机构800、第三放卷机构460和第四放卷机构470同步启停；第三放卷机构460和第四放卷机构470分别包括电机和卷放筒；电机输出端与卷放筒连接；卷放筒供对应的第二膜卷450绕设。
63.具体地，第一胶辊430和第二胶辊440对应的第一子胶辊靠近输送通道设置，二者对应的第二子胶辊位于激光切割机的远离冲裁机构300的一端；两个第一子胶辊形成上述的第一间隙；极片100直接进入第一间隙后被第一膜卷600和第二膜卷450夹紧，且极片100在激光切割后经过两个第二子胶辊与第一膜卷600和第二膜卷450分离；第一子胶辊和第二子胶辊之间设有多个间隔布设的子胶辊。
64.牵引机构900增设两个；两个牵引机构900分别装设于第三放卷机构460和第四放卷机构470以调整第二膜卷450；第二膜卷450调整为张紧状态，从而防止第二膜卷450扭曲缠绕，提高运行可靠性，同时由于第二胶辊440的各子胶辊抵接第二膜卷450，第二膜卷450与第一膜卷600共同夹紧保护区以使极片100的位置相对稳定，进一步避免极片100在输送和切割过程中产生位移。
65.第二膜卷450保持完好，经第四放卷机构470卷收后进行回收再利用。
66.实施例三
67.本实施例示出了一种极片100加工设备，包括实施例一或实施例二的极片100加工装置、热复合装置和叠片装置；热复合装置位于激光切割机构500与叠片装置之间；其中热复合装置和叠片装置为现有技术，本实施例不再赘述。
68.带极耳120的极片100在经过热复合和堆叠后形成电芯；本实施例采用实施例一或实施例二的极片100加工装置，因此本实施例的极片100加工设备具有实施例一或实施例二中所有的技术效果；且本实施例通过极片加工装置、热复合装置和叠片装置的流水线设置，加快极片100的生产，提高产出率和良品率。
69.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
70.尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种极片加工装置，其特征在于，包括第一输送机构、冲裁机构、第二输送机构和激光切割机构；所述第一输送机构用于将极片卷输送至所述冲裁机构；所述冲裁机构位于所述第一输送机构与所述第二输送机构之间并用于裁断所述极片卷以形成极片；所述第二输送机构用于将所述极片自所述冲裁机构输送至所述激光切割机构；所述激光切割机构切割形成所述极片的极耳。2.如权利要求1所述的极片加工装置，其特征在于，还包括第一膜卷、第一放卷机构和第二放卷机构；所述第一膜卷的一端绕设于所述第一放卷机构，另一端绕过所述第二输送机构并绕设于所述第二放卷机构；所述第一放卷机构位于所述冲裁机构与所述激光切割机构之间；所述第二放卷机构位于所述激光切割机构远离冲裁机构的一端；在所述冲裁机构与所述激光切割机构之间，所述第一膜卷至少部分盖设于所述极片的上表面，且所述第一膜卷的运动方向与所述极片的输送方向平行。3.如权利要求2所述的极片加工装置，其特征在于，所述第二输送机构包括第一胶辊、第二胶辊、第二膜卷、第三放卷机构和第四放卷机构；所述第一胶辊与第二胶辊彼此平行，且所述第一胶辊供所述第一膜卷绕过；所述第二膜卷至少部分设于所述极片的下表面以承载所述极片，且所述第二膜卷的一端绕设于所述第三放卷机构，另一端绕过所述第二胶辊并绕设于所述第四放卷机构；所述第三放卷机构与第四放卷机构分别与所述第一放卷机构和第二放卷机构对应设置。4.如权利要求3所述的极片加工装置，其特征在于，所述激光切割机构包括激光刀头；所述极片包括保护区和切割区；所述保护区供所述第一膜卷盖设，且所述保护区承载于所述第二膜卷；所述第二膜卷与第一膜卷夹持带动所述极片运动至激光切割机构时，所述切割区与所述激光刀头对应。5.如权利要求3所述的极片加工装置，其特征在于，所述第二输送机构还包括夹持输送件；所述夹持输送件设有输送通道；所述输送通道的一端与所述冲裁机构对应，另一端与所述第一胶辊和所述第二胶辊形成的第一间隙对应；所述极片自所述冲裁机构通过所述输送通道和所述第一间隙输送至所述激光切割机构。6.如权利要求4所述的极片加工装置，其特征在于，所述第一胶辊和第二胶辊分别包括若干个子胶辊；各所述子胶辊沿极片的输送方向间隔布设并抵接对应的所述第一膜卷或所述第二膜卷。7.如权利要求3-6任一项所述的极片加工装置，其特征在于，还包括四个牵引机构；各所述牵引机构分别装设于所述第一放卷机构、第二放卷机构、第三放卷机构和第四放卷机构。8.如权利要求7所述的极片加工装置，其特征在于，所述第一输送机构包括第五放卷机构、第三胶辊和第四胶辊；所述第三胶辊与所述第四胶辊平行设置，且所述第三胶辊与第四胶辊形成的第二间隙与所述冲裁机构对应；所述极片卷自所述第五放卷机构通过所述第二间隙输送至所述冲裁机构。9.如权利要求8所述的极片加工装置，其特征在于，所述第一放卷机构、第二放卷机构、第三放卷机构、第四放卷机构和第五放卷机构分别包括电机和卷放筒；所述电机输出端与所述卷放筒连接；所述卷放筒供对应的所述第一膜卷、第二膜卷或极片卷绕设。10.一种极片加工设备，其特征在于，包括权利要求1至9中任意一项所述的极片加工装
置、热复合装置和叠片装置；所述热复合装置位于所述激光切割机构与所述叠片装置之间。

技术总结
本申请提供了一种极片加工装置和设备，涉及锂电池制造领域；极片加工装置包括第一输送机构、冲裁机构、第二输送机构和激光切割机构；第一输送机构用于将极片卷输送至冲裁机构；冲裁机构位于第一输送机构与第二输送机构之间并用于裁断极片卷以形成极片；第二输送机构用于将极片自冲裁机构输送至激光切割机构；激光切割机构切割形成极片的极耳；极片加工设备，包括上述的极片加工装置、热复合装置和叠片装置；热复合装置位于激光切割机构与叠片装置之间。本申请通过冲裁机构与激光切割机构的配合，达到提高产品质量和提高生产效率的效果。达到提高产品质量和提高生产效率的效果。达到提高产品质量和提高生产效率的效果。


技术研发人员：陈海廷 马万伏 娄豫皖 丁丽平 和祥运 万生辉 王卡
受保护的技术使用者：宁夏宝丰昱能科技有限公司
技术研发日：2023.04.19
技术公布日：2023/8/17