一种磁棒和利用磁棒进行极片除磁的除磁装置的制作方法

1.本实用新型涉及极片除磁领域，具体地涉及一种磁棒和利用磁棒进行极片除磁的除磁装置。


背景技术：

2.在锂离子电池的生产过程中，电池极片的涂层在烘干、对辊、分切、冲片时，易受因设备磨损产生的金属碎屑和粉尘的污染，磁性金属物质直接流转后制成电芯，最终造成电芯成品自燃的风险。因此，去除电池正、负极极片表面的磁性杂质是一个很关键的步骤，对锂离子电池的自放电起到至关重要的作用。现有技术中多通过磁棒等产生磁场对电极极片表面上的磁性金属杂质进行吸附处理，简称极片除磁。
3.在现有的磁棒结构中，通常以轴向充磁的三块磁铁为一组，每相邻两组磁铁安装时磁极的极性相反，并在中间使用导磁垫片聚磁，该磁棒表面的磁场强度分布呈现类似正弦曲线的波动，磁场强度在导磁垫片的边缘处最大，为波峰，在每组磁铁的中间位置处磁性强度极小，为波谷。当极片经过该磁棒时，仅导磁垫片处可以达到较好的除磁效果，而每组磁铁的中间位置处除磁效果极差，导致极片除磁效果极不均匀，极片表面周期性地出现条状区域的磁性金属物质残留。而这种极片制成的电芯由于混入了金属粉尘/碎屑，会在反应过程中溶剂化，溶剂化的金属离子在电池的负极片表面析出并顺着隔膜孔隙生长，最终会在负极片表面形成金属枝晶刺穿隔膜形成局部短路，造成模组内各电芯电压不一致，严重情况下还可能造成电池的安全隐患。
4.因此，本领域技术人员需要解决利用现有的磁棒进行极片除磁时除磁效果不均匀的问题。


技术实现要素：

5.为达到上述目的，本实用新型方案提供了一种磁棒和利用磁棒进行极片除磁的除磁装置。
6.本实用新型方案如下：
7.第一方面，本实用新型提供了一种磁棒，该磁棒包括由至少一个磁块和至少一个导磁垫片交替设置组成的磁芯；
8.其中，所述磁块沿其径向方向充磁，且多个所述磁块的相同磁极装配在同一方向。
9.优选地，所述磁块和所述导磁垫片同轴设置。
10.优选地，所述磁棒还包括包裹于该磁芯外部的不锈钢套。
11.第二方面，本实用新型提供了一种应用上述磁棒进行极片除磁的除磁装置，所述除磁装置包括设置在极片基材两侧的至少一个除磁单元；
12.所述除磁单元用于吸附所述极片基材表面的磁性金属杂质。
13.优选地，每个除磁单元中包括有一根或多根磁棒。
14.优选地，所述磁棒固定于所述极片基材表面的上方和下方。
15.优选地，所述磁棒沿垂直于所述极片基材的传送方向并列设置。
16.优选地，在同一除磁单元中，每相邻两根磁棒的相邻磁极极性相异。
17.优选地，在同一除磁单元中，每相邻两根磁棒的同一端沿磁棒的轴向方向呈错位设置。
18.优选地，所述每相邻两根磁棒的同一端沿磁棒的轴向方向的错位距离l为：
[0019][0020]
其中，a为单个磁块的轴向长度；
[0021]
b为单个导磁垫片的轴向长度；
[0022]
n为不小于1的正整数。
[0023]
根据上述技术方案，磁棒包括由磁块和导磁垫片交替设置组成的磁芯，每相邻的两个磁块中间使用导磁垫片隔开以便于装配，其中，将磁块沿其径向方向充磁，因此沿磁块的径向方向的两端分别为n极和s极，多个磁块以磁极方向相同的方式进行装配，也就是将多个磁块的n极/s极装配在同一方向，保证磁块的装配方向与其充磁方向一致，使得最终形成的磁棒的充磁方向与其径向方向相同。由于该磁棒的充磁方向为径向，磁棒表面沿径向方向的n极和s极磁场强度高，其产生环绕磁棒的轴向方向的磁场，使得磁棒表面的磁场分布均匀且磁场强度的波动小，当使用本实用新型提供的磁棒进行极片除磁时除磁效果更好，更均匀。
附图说明
[0024]
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
[0025]
图1是第一实施例提供的磁棒的外形示意图；
[0026]
图2是图1中的圆圈标注部分的放大示意图；
[0027]
图3是导磁垫片的示意图；
[0028]
图4是磁块的示意图；
[0029]
图5是磁块的充磁方向示意图；
[0030]
图6是第二实施例提供的除磁装置的结构示意图；
[0031]
图7是图6中的除磁装置的俯视图；
[0032]
图8是图6中的除磁装置的侧视图；
[0033]
图9是除磁单元中磁棒的错位安装示意图；
[0034]
图10是第三实施例提供的另一结构的除磁装置的俯视图；
[0035]
图11是第四实施例提供的另一结构的除磁装置的俯视图；
[0036]
图12是第五实施例提供的另一结构的除磁装置的俯视图。
[0037]
附图标记说明
[0038]
磁块1；导磁垫片2；不锈钢套3；电池极片4；极片基材5；第一磁棒6；第二磁棒7。
具体实施方式
[0039]
以下结合附图对本实用新型实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
[0040]
本实用新型第一实施例提供了一种磁棒，如图1和图2所示，该磁棒包括磁芯和包裹于该磁芯外部的不锈钢套3。
[0041]
请参阅图1至图5，该磁棒的磁芯由至少一个磁块1和至少一个导磁垫片2交替设置组成。例如，磁芯中设置有2个或2个以上的磁块1，且每相邻的两个磁块1中间设置有一个导磁垫片2。可选的，该磁块1为柱型磁铁，其截面形状可以为圆形、方形或多边形，导磁垫片2中央开设有通孔。
[0042]
其中，所述磁块1沿其径向方向充磁，且多个所述磁块1的相同磁极装配在同一方向，也就是多个磁块1的n极装配在同一方向，而s极装配在沿其径向的另一方向。磁块1和导磁垫片2同轴设置，该轴也是磁棒的轴，在本实用新型中，磁块1的径向方向为沿磁块1的厚度方向，磁棒的径向为沿磁棒的长度方向。
[0043]
根据上述技术方案提供的磁棒，该磁棒包括由磁块和导磁垫片交替设置组成的磁芯，每相邻的两个磁块中间使用导磁垫片隔开以便于装配，其中，将磁块沿其径向方向充磁，因此沿磁块的径向方向的两端分别为n极和s极，多个磁块以磁极方向相同的方式进行装配，也就是将多个磁块的n极/s极装配在同一方向，保证磁块的装配方向与其充磁方向一致，使得最终形成的磁棒的充磁方向与其径向方向相同。由于该磁棒的充磁方向为径向，磁棒表面沿径向方向的n极和s极磁场强度高，其产生环绕磁棒的轴向方向的磁场，使得磁棒表面的磁场分布均匀且磁场强度的波动小，当使用本实用新型提供的磁棒进行极片除磁时除磁效果更好，更均匀。
[0044]
本实用新型第二实施例提供了一种利用磁棒进行极片除磁的除磁装置，如图6所示，极片基材5实际为锂离子电池极片的一种原材料，即铝箔或者铜箔等材料，该极片基材5的表面涂覆有锂离子电池的正极/负极材料4，极片基材5与该锂离子电池的正极/负极材料4组成了锂离子电池极片。在本实用新型中，该除磁装置包括设置在极片基材5两侧的至少一个除磁单元，例如设置在极片基材5上侧的上除磁单元和设置在极片基材5下侧的下除磁单元。可选地，该极片基材5的上侧和下侧均设置有至少一个除磁单元。所述除磁单元利用磁棒吸附极片基材5与正/负极材料4表面的磁性金属杂质。其中，该磁棒包括磁芯和包裹于该磁芯外部的不锈钢套。该磁棒的磁芯由至少一个磁块和至少一个导磁垫片交替设置组成，该至少一个磁块和至少一个导磁垫片同轴排列，且每相邻的两个磁块中间设置有一个导磁垫片。其中，磁块沿其径向方向充磁，因此磁块的n极到s极的方向为沿磁块的径向方向，多个磁块以磁极方向相同的方式进行装配，也就是将多个磁块的n极/s极装配在磁棒的同一方向，保证磁块的装配方向与其充磁方向，也即磁块的径向方向一致，使得最终形成的磁棒的充磁方向与磁棒的径向方向相同。该磁棒的充磁方向为径向，其产生了环绕磁棒的轴向方向的磁场。
[0045]
进一步地，每个除磁单元中包括有一根或多根磁棒，所述磁棒固定于极片基材5的表面上方和下方，且每根磁棒沿垂直于极片基材5的传送方向并列设置，使得磁棒的轴向方向与极片基材5的传送方向垂直。
[0046]
在同一除磁单元中，每相邻两根磁棒的相邻磁极极性相异；每相邻两根磁棒的同一端沿磁棒的轴向方向呈错位设置。在实际应用中，根据磁棒的磁场强度调节磁棒与磁棒之间、磁棒与极片基材5的表面之间的距离。
[0047]
为便于理解，本实用新型第二实施例中以每个除磁单元中包括有两根磁棒进行具体描述。
[0048]
请参阅图6至图9，极片基材5的上方和下方分别设置有第一磁棒6和第二磁棒7，该第一磁棒6和第二磁棒7互相平行且轴向方向与所述极片基材5的传送方向垂直，也就是，在极片基材5的上侧和下侧，均设置有互相平行的两根磁棒且横跨于极片基材5的表面。
[0049]
根据一个优选的实施方式，如图8所示，该两根磁棒通过支架固定在极片基材5的上方和下方，且磁棒的位置可调。具体地，第一磁棒6和第二磁棒7与极片基材5的表面之间的距离l3可调；以及，第一磁棒6与第二磁棒7的间距l1可调。
[0050]
在实际应用中，第一磁棒6、第二磁棒7与极片基材5的表面之间的距离l3，以及，第一磁棒6与第二磁棒7的间距l1根据极片除磁的磁场强度要求来定。示例性的，l3的取值范围为0～30mm；l1的取值范围为0～1000mm。
[0051]
如图7和图9所示，相邻两根磁棒的相近侧的磁极分别为s极和n极。同时，设置于极片基材5同一侧的两根磁棒，端部不平齐，也即第一磁棒6和第二磁棒7的同一端沿磁棒的轴向方向呈错位设置。
[0052]
根据一个具体的实施方式，对于相邻的第一磁棒6和第二磁棒7，第一磁棒6的首个磁块的s极的中部与第二磁棒7的首个导磁垫片的中部对应，第一磁棒6的首个导磁垫片的中部与第二磁棒7的第二个磁块的n极的中部对应，因此，第一磁棒6和第二磁棒7的同一端沿磁棒的轴向方向的错位距离l的计算公式为：
[0053][0054]
也即，
[0055][0056]
其中，a为单个磁块的轴向长度，也就是单个磁块的厚度；
[0057]
b为单个导磁垫片的轴向长度，也就是单个导磁垫片的厚度；
[0058]
n为不小于1的正整数。
[0059]
具体地，当n取1时，所述第一磁棒6和所述第二磁棒7的同一端沿磁棒的轴向方向的错位距离l为单个磁块和单个导磁垫片的轴向长度之和的一半。在实际应用中，还可以根据磁棒的磁性强度将n取其他正整数，当n不为1时，所述第一磁棒6和所述第二磁棒7的同一端沿磁棒的轴向方向的错位距离l整数倍于该单个磁块和单个导磁垫片的轴向长度之和的一半。
[0060]
根据一个具体的实施方式，如图8所示，不同除磁单元中相邻两个磁棒沿极片基材5的传送方向具有一定的偏移距离l2，以防止磁场相互干扰，示例性的，l2的取值范围为0～1000mm。
[0061]
本实用新型的第二实施例提供了一种利用磁棒进行极片除磁的除磁装置，首先装
配磁棒，选用柱型的磁块进行径向充磁，磁块的大小可根据极片除磁过程中实际磁场强度的需要进行调整，在每相邻的两个磁块中间同轴装配一个导磁垫片隔开，并将所有磁块的n极装配在同一方向，保证磁块的装配方向与充磁方向一致，通过这种方法将磁块和导磁垫片组成磁芯，并在磁芯的外部包裹不锈钢套即可完成磁棒的装配；再将装配好的磁棒进行组合并安装到极片的上侧和下侧以作为除磁单元，由于该磁棒的充磁方向为径向，磁棒表面沿径向方向的n极和s极磁场强度最高，并产生环绕磁棒柱体的磁场，且柱形磁棒表面的磁场强度分布均匀且波动极小，相邻的两根磁棒错位安装，能够有效错开磁棒表面存在的无除磁效力区域，并消除磁棒上在导磁垫片处的磁场强度较弱的影响，从而将极片表面堆积的磁性金属物质完全去除；同时，安装在极片上侧和下侧的磁棒组合也具有一定的偏移距离，该偏移距离可跟据选用的磁棒的磁性强度进行调整，以防止上/下磁棒间的磁场干扰。通过上述除磁装置，提高了磁棒的利用率，实现锂离子电池极片表面全区域除磁。
[0062]
如图10所示，本发明第三实施例提供了除磁装置的另一结构，与第二实施例不同的是，在本实施例中，设置于极片基材上方的两根磁棒端部对齐，设置于极片基材下方的两根磁棒端部对齐，上两根磁棒和下两根磁棒的相同端沿磁棒的轴向方向具有一定的错位距离，且上两根磁棒在前，下两根磁棒在后。
[0063]
如图11所示，本发明第四实施例提供了除磁装置的另一结构，与第二实施例不同的是，在本实施例中，设置于极片基材上方的两根磁棒端部对齐，设置于极片基材下方的两根磁棒端部对齐，上两根磁棒和下两根磁棒的相同端沿磁棒的轴向方向具有一定的错位距离，且上两根磁棒在后，下两根磁棒在前。
[0064]
如图12所示，本发明第五实施例提供了除磁装置的另一结构，与第二实施例不同的是，在本实施例中，设置于极片基材上方的两根磁棒的同一端沿磁棒的轴向方向具有一定的错位距离，且错位顺序与第二实施例中的相反，设置于极片基材下方的两根磁棒的同一端沿磁棒的轴向方向具有一定的错位距离，且错位顺序与第二实施例中的相反。
[0065]
以上结合附图详细描述了本实用新型的优选实施方式，但是，本实用新型并不限于此。在本实用新型的技术构思范围内，该除磁装置中磁棒的布置方式还具有多种形式，从而对本实用新型的技术方案进行多种简单变型，此处不一一列举，但这些简单变型和组合同样应当视为本实用新型所公开的内容，均属于本实用新型的保护范围。