一种锂电池极片模切分条一体机的制作方法

本实用新型涉及锂电池极片生产设备技术领域，具体涉及一种锂电池极片模切分条一体机。

背景技术：

锂电池具有能量高、绿色环保、使用寿命长、携带方便的特点。随着锂电池的需求越来越大，以及针对不用应用领域的样式越来越多，锂电池的生产制造能力也在逐渐增大，以满足量及各种形式的需求。锂电池极片的生产制造是锂电池生产过程中的关键过程，具体包括浆料的制备、极片涂布和干燥、极片的辊压压实以及极片的模切。

其中，极片的模切是根据电池的各种型号或样式需求，采用模切机将大尺寸的极片带模切成多条较小尺寸的极片带，然后再采用分条收卷机进行分条收卷的过程。此外，在极片转移至模切机进行模切之前，极片上还需要根据模切分条的数目分别进行标记打孔、成型相应的小尺寸极片带的极耳、缺陷及尺寸检测以及贴标等，目前这些工序都分别需要在不同的独立设备上完成。这样将多个连续的工序分别放在多个独立的设备上进行，不仅使生产用时增加，而且在转移过程中还需耗费更多的人力物力，大大降低了电池极片的生产效率，且多次转移过程对生产的极片更容易造成损伤。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的缺陷或不足，提供了一种锂电池极片模切分条一体机。该锂电池极片模切分条一体机集模切、分条以及模切前标记打孔、极耳成型、检测、贴标等多种工位于一体，使制作好的极片可直接在该一体机上一次性快速完成模切分条的所有工序，有效提高极片的生产效率，降低生产成本，并有效减少对极片造成的损伤。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种锂电池极片模切分条一体机，包括沿锂电池极片的移动方向依次设置的放卷机构、标记打孔机构、极耳成型机构、贴标机构、裁切分条机构以及收卷机构；

所述放卷机构包括两条以上独立的放卷辊，且所述放卷机构的放卷出料端设置有接带组件；所述标记打孔机构包括按极片模切分条数、沿垂直于锂电池极片的移动方向排布的若干打孔装置；所述极耳成型机构包括按极片模切分条数、沿垂直于锂电池极片的移动方向排布的若干极耳裁切组件；所述贴标机构包括按极片模切分条数、沿垂直于锂电池极片的移动方向排布的若干贴标组件；所述裁切分条机构包括裁切分条装置；所述收卷机构包括两条以上独立的收卷辊，分别用于收卷所述裁切分条机构裁切分条后的多条极片带料。

在优选的实施例中，所述接带组件的出料端设置有第一张力机构，所述贴标机构的出料端设置有第二张力机构；所述第一张力机构包括由张力气缸驱动的两个张力摆辊；所述第二张力机构包括一固定过辊，以及可上下浮动的一浮辊。

在优选的实施例中，所述极耳成型机构的出料端设置有牵引组件。

在更优选的实施例中，所述标记打孔机构的进料端设置有辅助牵引机构；

所述辅助牵引机构包括辅牵主动过辊以及辅牵压辊；所述辅牵主动过辊通过独立的辅牵伺服电机驱动进行转动；所述辅牵压辊平行设置在所述辅牵主动过辊的外侧，且可通过辅牵气缸驱动进行旋转摆动的压靠在所述辅牵主动过辊上。

在优选的实施例中，所述标记打孔机构中，两相邻的所述打孔装置之间的间距可调；所述极耳成型机构中，两相邻的所述极耳裁切组件之间的间距可调；所述贴标机构中，两相邻的所述贴标组件之间的间距可调。

在优选的实施例中，所述标记打孔机构以及极耳成型机构上均设置有纠偏传感器以及纠偏电机；且所述纠偏传感器与所述纠偏电机通过控制器连接。

在更优选的实施例中，所述标记打孔机构上还设置有用于测量两相邻的所述打孔装置之间间接的纠偏刻度尺。

在优选的实施例中，所述极耳成型机构与所述贴标机构之间设置有ccd检测机构；所述ccd检测机构包括缺陷检测组件以及尺寸检测组件，分别用于检测锂电池极片的缺陷和尺寸。

在优选的实施例中，所述裁切分条机构的进料端设置有分条纠偏机构；

和/或，所述裁切分条机构的出料端设置有过辊除尘机构。

在更优选的实施例中，所述过辊除尘机构包括吸尘盒体；所述吸尘盒体的底部为与过辊辊面相适应的弧形；

所述吸尘盒体内设置有吸尘腔室以及离子风刀；所述吸尘腔室的吸尘口以及所述离子风刀的出风口均朝向所述吸尘盒体的底部；

所述吸尘盒体的底部、位于极片放卷前进方向的进料端侧设置有磁铁阵列。

在优选的实施例中，所述收卷机构的进料端设置有抚极耳机构；所述抚极耳机构包括抚极耳电机、抚极耳片以及抚极耳导轨；所述抚极耳导轨的走向沿收卷卷径；所述抚极耳片设置在所述抚极耳导轨上，并通过所述抚极耳电机驱动可在所述抚极耳导轨上滑动靠近或远离所述收卷辊。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

本实用新型的模切分条一体机集模切、分条以及模切前标记打孔、极耳成型、检测、贴标等多种工位于一体，避免了多个工序需分散在多个单独的设备上分别完成的缺陷，从而使制作好的极片可直接在该一体机上一次性快速完成模切分条的所有工序，减少极片模切分条所需用时以及连续工序之间转移所耗费的人力物力，有效提高极片的生产效率，降低生产成本，并有效减少多次转移对极片造成的损伤，保障极片的生产质量。

附图说明

图1为具体实施例中本实用新型的锂电池极片模切分条一体机的整体结构示意图；

图2为锂电池极片模切分条一体机中接带组件的结构示意图；

图3为锂电池极片模切分条一体机中标记打孔机构的结构示意图；

图4为锂电池极片模切分条一体机中裁切分条机构的结构示意图；

图5为锂电池极片模切分条一体机中第一张力机构的结构示意图；

图6为锂电池极片模切分条一体机中牵引组件的结构示意图；

图7为锂电池极片模切分条一体机中辅助牵引机构的结构示意图；

图8为锂电池极片模切分条一体机中分条纠偏机构的结构示意图；

图9为锂电池极片模切分条一体机中除尘机构的整体结构示意图；

图10为锂电池极片模切分条一体机中除尘机构的剖视结构示意图；

图11为锂电池极片模切分条一体机中抚极耳机构的结构示意图；

附图标注：1-放卷机构，101-放卷辊，2-标记打孔机构，201-打孔装置，202-纠偏传感器，203-纠偏电机，204-纠偏刻度尺，205-调节件，3-极耳成型机构，301-极耳裁切组件，4-贴标机构，401-贴标装置，5-裁切分条机构，501-裁切分条过辊，502-上裁切刀，503-下裁切刀，6-收卷机构，601-收卷辊，7-接带组件，701-接带压板，702-接带台，8-第一张力机构，801-张力气缸，802-张力摆辊，9-第二张力机构，901-固定过辊，902-浮辊，10-牵引组件，101-牵引主动过辊，102-牵引压辊，103-牵引伺服电机，104-牵引气缸，11-辅助牵引机构，111-辅牵主动过辊，112-辅牵压辊，113-辅牵伺服电机，114-辅牵气缸，12-ccd检测机构，121-缺陷检测组件，122-尺寸检测组件，13-分条纠偏机构，131-纠偏辊，132-纠偏感应器，14-过辊除尘机构，140-吸尘盒体，141-吸尘腔室，142-离子风刀，143-负压接口，144-磁铁阵列，15-抚极耳机构，151-抚极耳电机，152-抚极耳片，153-抚极耳导轨，16-防抖摆辊。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。在具体的实施例描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，或者该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，以及术语“第一”、“第二”等，仅用于区分描述，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结构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，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的锂电池极片模切分条一体机。该模切分条一体机包括沿锂电池极片的移动方向依次设置的放卷机构1、标记打孔机构2、极耳成型机构3、贴标机构4、裁切分条机构5以及收卷机构6。在对制作好的大尺寸锂电池极片进行模切分条时，首先由放卷机构1将成卷的锂电池极片卷材进行放卷；放卷经过标记打孔机构2处时，由标记打孔机构2根据模切分条的条数，对对应的分条上进行标记打孔；而后，继续放卷经过极耳成型机构3处时，由极耳成型机构3根据模切分条的条数，对对应的分条上的侧边裁切形成极耳；再继续放卷经过贴标机构4处，由贴标机构4根据模切分条的条数，对对应的分条进行贴标；锂电池极片继续放卷至裁切分条机构5进行裁切并分条，裁切分条后的分条极片带料由收卷机构6分别进行收卷成小尺寸的极片卷。

其中，所述放卷机构1包括两条以上独立的放卷辊101，两条以上独立的放卷辊101可相互切换进行放卷，本实施例中，放卷机构1为双切换放卷机构，包括两条独立的放卷辊101。且所述放卷机构1的放卷出料端设置有接带组件7，在两条独立的放卷辊101进行切换放卷时，可由接带组件7接带完成放卷。参见图2所示，本实施例中，接带组件7为人工接带组件，包括接带压板701和接带平台702，在两条放卷辊101进行切换放卷接带时，接带压板701在气缸的驱动下将料带下压在接带平台702上，再通过人工进行接带。

可选的，所述标记打孔机构2包括按极片模切分条数、沿垂直于锂电池极片的移动方向排布的若干打孔装置201；所述极耳成型机构3包括按极片模切分条数、沿垂直于锂电池极片的移动方向排布的若干极耳裁切组件301；所述贴标机构4包括按极片模切分条数、沿垂直于锂电池极片的移动方向排布的若干贴标组件401。而在具体的实施例中，参见图1所示的将大尺寸极片带模切分条为两条小尺寸极片带的模切分条一体机，所述标记打孔机构2包括沿锂电池极片的移动方向对称设置在两侧的两个打孔装置201；所述极耳成型机构3包括沿锂电池极片的移动方向对称设置在两侧的两个极耳裁切组件301，且可选的，极耳裁切组件301包括上下刀模，在上刀模上安装有极耳裁切刀，下刀模上具有裁切刀台；所述贴标机构4包括沿锂电池极片的移动方向对称设置在两侧的两个贴标组件401，且可选的，贴标组件401包括驱动气缸，以及由驱动气缸驱动进行贴标的贴标头。

而且，可选的，所述标记打孔机构2中，两相邻的所述打孔装置201之间的间距可调；所述极耳成型机构3中，两相邻的所述极耳裁切组件301之间的间距可调；所述贴标机构4中，两相邻的所述贴标组件401之间的间距可调。

本实施例中，所述标记打孔机构2以及极耳成型机构3上均设置有纠偏传感器202以及纠偏电机203，且所述纠偏传感器202与所述纠偏电机203通过plc控制器连接；通过纠偏传感器202探测锂电池极片的放卷轨迹，并将探测信号传输给plc控制器，由plc控制器发出指令控制纠偏电机203作出纠偏调整。参见图2所示，在本实施例中，标记打孔机构2中的两个打孔装置201可通过纠偏电机203驱动沿垂直于锂电池极片移动方向的方向一起移动，从而可进行纠偏作业。

优选的，参见图3所示，所述标记打孔机构2上还设置有用于测量两个所述打孔装置201之间间距的纠偏刻度尺204，从而可对标记打孔机构2上的两个打孔装置201实现精准纠偏调节。

而且，可选的，所述标记打孔机构2还通过调节件205可沿锂电池极片移动方向进行来回移动调节，以此满足标记孔相对极片的位置，并可实现满足多种工艺要求。其中，调节件205包括调节螺杆，调节螺杆的一端连接标记打孔机构2，另一端上具有调节手柄，调节螺杆通过旋转即可驱使标记打孔机构2沿锂电池极片移动方向进行来回移动。

在具体的实施例中，所述裁切分条机构5包括裁切分条装置，可对锂电池极片进行裁切并分条。可选的，参见图4所示，本实施例的分条裁切装置中包括上下设置的裁切分条过辊501，而且在上下的裁切分条过辊501上分别设置有上裁切刀502和下裁切刀503，在放卷料带经过上下的裁切分条过辊501时，上裁切刀502和下裁切刀503配合对放卷料带进行裁切分条。

相应的，所述收卷机构6包括两条以上独立的收卷辊601，分别用于收卷所述裁切分条机构5裁切分条后的多条极片带料。本实施例中，上下的裁切分条过辊501的中间分别设置一上裁切刀502和一下裁切刀503，可对放卷料带进行裁切分成两条；对应的收卷机构6为双收卷机构，具有两条独立的收卷辊601，可对裁切分成两条的小尺寸料带进行收卷。

在本实施例中，所述接带组件7的出料端设置有第一张力机构8，所述贴标机构4的出料端设置有第二张力机构9。参见图5所示，所述第一张力机构8包括由张力气缸801驱动的两个张力摆辊802，在放卷过程中，张力气缸801根据气压大小控制输出力矩，从而控制张力摆辊802的摆动而实现张力连续可调，进而实现极片恒张力放卷。而所述第二张力机构9包括一固定过辊901，以及可上下浮动的一浮辊902。在极片料带的放卷模切分条作业过程中，第一张力机构8可保证放卷带路张紧，而第二张力机构9可保证分条带路张紧。

在本实施例中，所述极耳成型机构3的出料端设置有牵引组件10，用于对极片放卷进行牵引。参见图6所示，牵引组件10包括牵引主动过辊101以及牵引压辊102，牵引主动过辊101通过独立的牵引伺服电机103驱动进行转动，而牵引压辊102设置在牵引主动过辊101的上方，并可在牵引气缸104的驱动下压靠在牵引主动过辊101上。在放卷过程中，极片料带放卷经过牵引主动过辊101时，牵引压辊102压靠在牵引主动过辊101上，对极片料带进行压紧牵引；且通过控制牵引气缸104的气阀输入气压的大小，可精准控制牵引压辊102的压力大小。

进一步的，所述标记打孔机构2的进料端设置有辅助牵引机构11，用于极片放卷进行辅助牵引。参见图7所示，所述辅助牵引机构11包括辅牵主动过辊111以及辅牵压辊112；所述辅牵主动过辊111通过独立的辅牵伺服电机113驱动进行转动；所述辅牵压辊112平行设置在所述辅牵主动过辊111的外侧，且在进辅助牵引工作时可通过辅牵气缸114驱动进行旋转摆动的压靠在所述辅牵主动过辊111上。在放卷过程中，辅助牵引机构11可配合牵引组件10对极片料带进行牵引。

而且，优选的，位于辅助牵引机构11的出料端还设置有防抖摆辊16，用于减缓放卷过程中极片的抖动。防抖摆辊16与辅助牵引机构11以及主牵引10之间的配合，有效解决了牵引机构10与辅助牵引机构11的牵引误差而造成的带路抖动或撕扯带路的问题。可选的，防抖摆辊16由气缸驱动进行摆动，且张力大小可通过气缸的气压阀进行调节控制。

优选的，所述极耳成型机构3与所述贴标机构4之间设置有ccd检测机构12。具体的，本实施例中，所述ccd检测机构12沿极片的行进方向依次包括缺陷检测组件121以及尺寸检测组件122，分别用于检测锂电池极片的缺陷和尺寸。缺陷检测组件121以及尺寸检测组件122均包括ccd摄像头，且ccd摄像头与外接处理终端连接。

优选的，所述裁切分条机构5的进料端设置有分条纠偏机构13，用于对进入裁切分条机构的极片带料进行行进纠偏。具体的，参见图8所示，本实施例中，分条纠偏机构13包括纠偏辊131以及纠偏感应器132，纠偏感应器132通过plc控制器与纠偏辊131的驱动电机连接。在极片料带放卷经过分条纠偏机构13前，首先纠偏感应器132与极片料带的位置完成设定；极片料带放卷过程中，纠偏感应器132可感应极片料带的位置并将感应信号传送至plc控制器；当极片料带相对于纠偏感应器132的位置发生改变时，plc控制器将发出指令控制纠偏辊131旋转进行纠偏，以确保极片料带的位置准确，以确保裁切分条位置精准。

优选的，所述裁切分条机构5的出料端设置有过辊除尘机构14，用于对裁切分条后的小尺寸极片带料收卷过辊时进行除尘。参见图9和图10所示，本实施例中，所述过辊除尘机构14包括吸尘盒体140。其中，所述吸尘盒体140内设置有吸尘腔室141，且所述吸尘盒体140的底部开设有与吸尘腔室141连通的吸尘口。而在所述吸尘盒体140外还连接有负压接头143，且负压接头143与所述吸尘腔室141连通。而且，在所述吸尘盒体140内还设置有离子风刀142；离子风刀142的出风口朝向所述吸尘盒体140的底部。

在实际的应用时，该过辊除尘机构14非接触式的设置在极片料带过辊的辊面上方。在极片料带经裁切分条后、移动前行经过过辊时，吸尘腔室141的吸尘口和离子风刀142的出风口均对准经过过辊面上的极片的表面，负压接头143则外接负压吸尘装置，离子风刀142外接离子风输出装置。进行工作时，由离子风输出装置向离子风刀142内输入离子风，且负压吸尘装置通过负压接头143对吸尘腔室141抽真空；离子风通过离子风刀142的出风口吹向极片，从而将极片上的灰尘进行除静电并吹起；而后，吹起的灰尘由吸尘腔室141通过负压从吸尘口吸入至吸尘腔室141内，并由负压吸尘装置继续吸出；从而，完成对极片极耳后裁切放卷的除尘，保证极片无尘无污染的进行收卷，提供极片的裁切质量，进而保证下游制作的电芯的质量。而且，由于吸尘盒体140的底部为与过辊面相适应的弧形面，使得吸尘口142和离子风刀142的出风口距离极片表面的距离相等，对由过辊辊面撑起的极片形成适应的包围圈，与吸尘盒体140的底部为平面结构相比，不会造成离子风携带灰尘从前后端侧外逸的现象，避免外逸的灰尘造成二次污染，提高了吸尘除尘的效率。

进一步优选的，该过辊除尘机构14的吸尘腔室11包括沿极片放卷前进方向分布的两个吸尘腔室，两个吸尘腔室相互连通并与负压接头143连通；且沿极片放卷前进方向，离子风刀142分布位于两个吸尘腔室之间。且具体可选的，吸尘腔室141为沿垂直于极片放卷前进方向设置的长条形腔室。而且，吸尘腔室141的吸尘口为沿垂直于极片放卷前进方向开设的条形口。此外，离子风刀142的出风口与吸尘腔室141的吸尘口平行。由于在离子风刀142将离子风吹向极片后，离子风将受到极片的阻挡而向两边散开，而吹起的灰尘亦将会随受阻挡后的离子风飘散。而吸尘腔室141为包括两个吸尘腔室，且依次沿极片放卷的前进方向分布在离子风刀142的两侧，即形成两个吸尘口分别分布在离子风刀142的出风口的沿极片放卷的前进方向两侧。如此，在离子风刀142工作时，吹出的离子风受极片阻挡并携带灰尘向两边散开后，将从分布在两边的吸尘口被吸附如吸尘腔室141内，且由于吸尘盒体140的底部为与过辊面相适应的弧形面，将对吹起的灰尘形成包围式吸附，从而有效避免灰尘被吹起后的外逸飘散，并提高对灰尘的吸附效率，达到对极片的有效除尘。

此外，所述吸尘盒体140的底部、位于极片放卷前进方向的进料端侧设置有磁铁阵列144，磁铁阵列144中的磁铁沿垂直于极片放卷前进方向阵列排布。由于在极片裁切过程中，机械磨损会产生极少的铁屑或屑末灰尘，且其不易被离子风吹气，而磁铁可对具有磁性的铁屑或屑末灰尘进行吸附，从而可有效达到完全除尘除杂的目的，避免各种污染物的污染，有效提高极片的生产质量。

作为另一个优选的实施例中，所述收卷机构6的进料端设置有抚极耳机构15。参见图11所示，所述抚极耳机构15包括抚极耳电机151、抚极耳片152以及抚极耳导轨153；所述抚极耳导轨153的走向沿收卷卷径；所述抚极耳片152设置在所述抚极耳导轨153上，并通过所述抚极耳电机151驱动可在所述抚极耳导轨153上滑动靠近或远离所述收卷辊601。其中，抚极耳片152为靠进料端向上弯曲的片块，在分条后的小尺寸极片带料被收卷至收卷辊601的过程中，抚极耳片152可在抚极耳电机151的牵引下始终抵靠在收卷的料卷的进料端上，并可随料卷的直径增大而逐渐外移，以引导极片料带顺畅收卷，且能有效避免对极片上的极耳造成损伤。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

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