一种电池极片模切及去除毛刺装置的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，尤其涉及一种电池极片模切及去除毛刺装置。


背景技术：

2.二次电池，例如锂离子电池作为新型储能设备，具有体积小、重量轻、能量密度高等优点，目前已经被广泛的应用于数码类、电动车类和储能类产品等领域。集流体是二次电池必不可少的组成部分，用于涂敷正负极活性物质并形成电池极片。二次电池在极片成型阶段往往采用五金模切完成极耳成型过程，但是在模切过程中集流体容易产生细微的毛刺和拉丝等情况，而集流体的毛刺和拉丝都会给电池带来极大的安全隐患，例如毛刺会刺穿隔膜，导致阴极和阳极的直接接触，造成电池内部短路的安全事故。
3.目前，可以对模切装置进行改进来解决集流体毛刺和拉丝问题，例如将直线型切刀模具改为圆弧状的凹凸式切刀模具等，然而这些方法无法有效避免集流体毛刺和拉丝问题，并且改进后的模切装置结构较为复杂。避免集流体毛刺和拉丝现象的另一种方法是对模切后的集流体进行后处理，例如采用对极耳的外边缘进行加热处理熔化毛刺等，但这种方法难免会对极耳以及集流体上的活性材料造成影响。
4.cn204130648u公开了一种锂电池的极耳切圆角装置，所述装置包括凹凸式切刀模具，所述凹凸式切刀模具包括凸式上模和凹式下模，所述凸式上模为两侧呈圆弧状的凸模，所述凹式下模为两侧呈圆弧状的凹模，通过凸式上模与凹式下模的配合，可将极耳裁切成圆弧状。虽然降低了极耳边角的尖锐度，但是凸式上模与凹式下模为机械连接，两者之间无可避免地存在着装配间隙，在极耳切割时，极耳容易在凸式上模与凹式下模的装配间隙区产生变形，进而使得极耳的切割边缘产生毛刺，大量的毛刺集中在极耳边缘的表面仍然容易刺穿隔离膜。
5.cn208162384u公开了一种极耳模切装置，刀座固定在安装架上，刀座上设置有极片放置面：刀模活动安装在刀座上，两者相配合以用于切割放置在极片放置面上的极片；极片抬升件，极片抬升件具有与极片放置面平行的极片支撑面；弹性复位件，弹性复位件安装在安装架上并与极片抬升件连接，以向极片抬升件施加远离极片放置面的作用力。该极耳模切装置仅用于解决在完成切割后将极片移出的过程中极耳的下垂边会与刀座碰撞或刮擦，使极耳撞伤出现毛刺的问题。
6.cn105070883a公开了一种锂离子电池用极片处理工艺，刀模切割得到预定形状的锂离子电池用极片，层叠所述极片，使任意相邻的两所述极片之间面对面接触层叠在一起，且各所述极片的外边缘相互正对平齐，组成层叠极片体，激光切割所述层叠极片体的外周边缘，所述层叠极片体的外周边缘的毛刺受热熔化或汽化，熔化或汽化的毛刺在气流带动下被带走，从而切割去除所述层叠极片体的外周边缘的毛刺。该处理工艺采用激光对极片外周毛刺进行后处理，但是无法在模切机上一步完成该处理工艺。
7.因此，设计一种结构简单的极片模切装置，使其在模切成型极耳的同时，达到去除极片毛刺和拉丝的效果对于根源上提高电池安全性非常必要。


技术实现要素：

8.针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种电池极片模切及去除毛刺装置，不仅能够完成极耳成型过程，还可以在不损伤极片涂料区和极耳区的条件下，有效清除极片上的毛刺和拉丝等缺陷；同时适用于正极片和负极片，适用范围广，极大的提高了锂电池极片的安全性。此外，本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置无需对现有模切机进行较大改动，结构简单，空间利用率高。
9.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
10.本实用新型提供了一种电池极片模切及去除毛刺装置，所述电池极片模切及去除毛刺装置包括沿极片输送方向依次设置的模切组件和激光清洗组件，所述激光清洗组件包括错位设置于所述极片两侧的第一激光设备和第二激光设备，所述第一激光设备和第二激光设备均正对所述极片的表面。
11.所述极片依次经过所述模切组件和激光清洗组件，完成极耳成型和去除毛刺。
12.本实用新型在模切机上增设激光清洗组件，极片依次经过模切组件和激光清洗组件，一次性完成极耳成型和对模切后极片上毛刺和拉丝的清除，无需将模切后的极片移出，进行毛刺和拉丝的后处理。此外，本实用新型中第一激光设备和第二激光设备错位设置，避免极片出现断裂时，两个激光设备彼此造成高反，从而损伤两个激光设备的情况。同时，第一激光设备和第二激光设备的功率均为20～200w，此激光功率范围不会对极片上的极耳区及涂料区造成损伤。
13.本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置，不仅能够完成极耳成型过程，还可以在不损伤极片涂料区和极耳区的条件下，有效清除极片上的毛刺和拉丝等缺陷；同时适用于正极片和负极片，适用范围广，极大的提高了锂电池极片的安全性。此外，本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置无需对现有模切机进行较大改动，结构简单，空间利用率高。
14.需要说明的是，本实用新型对第一激光设备和第二激光设备的形状、结构和尺寸不作具体要求和特殊限定，在第一激光设备和第二激光设备的激光照射下，极片上的毛刺和拉丝受热熔化或汽化，达到去除极片毛刺和拉丝的效果。因此，可以去除极片毛刺和拉丝的激光设备均适用于本实用新型，本领域的技术人员可以根据实际情况对第一激光设备和第二激光设备的形状、结构和尺寸进行选择或改进。
15.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述模切组件包括设置于所述极片两侧的第一切刀和第二切刀，所述第一切刀的刀口剪切面和第二切刀的刀口剪切面与所述极片的表面垂直。
16.需要说明的是，本实用新型对第一切刀和第二切刀的形状、结构和尺寸不作具体要求和特殊限定，通过第一切刀和第二切刀对极片的冲切完成极耳成型过程。因此，可以完成极耳成型的切刀均适用于本实用新型，本领域的技术人员可以根据实际情况对第一切刀和第二切刀的形状、结构和尺寸进行选择或改进。
17.作为本实用新型一种优选的技术方案，沿所述极片的输送方向，模切后所述极片的中部区域为涂料区，所述涂料区的两侧为极耳区。
18.本实用新型中，模切前的极片包括涂料区和空箔区，模切组件对空箔区进行模切形成极耳，因此，模切后的极片包括涂料区和极耳区。
19.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述涂料区的宽度占所述极片宽度的75％～90％，例如可以是75％、78％、80％、82％、85％、88％或90％，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
20.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述极耳区的形状包括梯形、矩形或三角形中的任意一种。
21.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述涂料区与极耳区的交接处记为激光清洗区，所述激光清洗组件作用于所述极片上的激光清洗区。
22.本实用新型中激光组件作用于激光清洗区，在本实用新型所选的20～200w 的功率范围内对于极片上的涂料区和极耳区不会造成损伤。
23.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述激光清洗区的宽度为1～4mm，例如可以是1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、 3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm或4mm，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
24.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述激光清洗区由部分所述涂料区与部分所述极耳区组合形成。
25.本实用新型中，靠近极耳区的部分涂料区和靠近涂料区的部分极耳区组合形成激光清洗区，模切极耳成型过程造成的毛刺和拉丝集中在激光清洗区。
26.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述激光清洗区中占用所述涂料区的宽度记为h1，所述激光清洗区中占用所述极耳区的宽度记为h2，其中0≤h1/h2≤1，例如可以是0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或1，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。
27.本实用新型中，h1:h2优选为1:1。
28.作为本实用新型一种优选的技术方案，所述电池极片模切及去除毛刺装置还包括放卷装置，所述极片经所述放卷装置放出，依次经过所述模切组件和激光清洗组件。
29.示例性地，采用本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置时，极片经放卷装置放出后，首先经过模切组件，第一切刀和第二切刀对极片的空箔区进行冲切完成极耳成型；模切后的极片经过激光清洗组件，第一激光设备和第二激光设备对极片两面上的激光清洗区域进行清洗，去除模切产生的毛刺和拉丝，从而实现在不损伤极片涂料区和极耳区的条件下，一次性完成极耳成型和对模切后极片上毛刺和拉丝的清除。
30.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
31.本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置，不仅能够完成极耳成型过程，还可以在不损伤极片涂料区和极耳区的条件下，有效清除极片上的毛刺和拉丝等缺陷；同时适用于正极片和负极片，适用范围广，极大的提高了锂电池极片的安全性。此外，本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置无需对现有模切机进行较大改动，结构简单，空间利用率高。
附图说明
32.图1为本实用新型一个具体实施方式中提供的电池极片模切及去除毛刺装置的结构示意图。
33.图2为本实用新型一个具体实施方式中提供的模切前和模切后的极片结构示意
图。
34.其中，1-放卷装置；2-第一切刀；3-第二切刀；4-第一激光设备；5-第二激光设备；6-极片；7-空箔区；8-极耳区；9-涂料区；10-激光清洗区。
具体实施方式
35.需要理解的是，在本实用新型的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
36.需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
38.在一个具体实施方式中，本实用新型提供了一种电池极片模切及去除毛刺装置，如图1所示，所述电池极片模切及去除毛刺装置包括沿极片6输送方向依次设置的模切组件和激光清洗组件，所述激光清洗组件包括错位设置于所述极片6两侧的第一激光设备4和第二激光设备5，所述第一激光设备4和第二激光设备5均正对所述极片6的表面。所述极片6依次经过所述模切组件和激光清洗组件，完成极耳成型和去除毛刺。
39.本实用新型在模切机上增设激光清洗组件，极片6依次经过模切组件和激光清洗组件，一次性完成极耳成型和对模切后极片6上毛刺和拉丝的清除，无需将模切后的极片6移出，进行毛刺和拉丝的后处理。此外，本实用新型中第一激光设备4和第二激光设备5错位设置，避免两个激光设备彼此造成高反的情况。同时，第一激光设备4和第二激光设备5的功率均为20～200w，此激光功率范围不会对极片6上的极耳区8及涂料区9造成损伤。
40.本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置，不仅能够完成极耳成型过程，还可以在不损伤极片6的涂料区9和极耳区8条件下，有效清除极片6 上的毛刺和拉丝等缺陷；同时适用于正极片和负极片，适用范围广，极大的提高了锂电池的极片6安全性。此外，本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置无需对现有模切机进行较大改动，结构简单，空间利用率高。
41.需要说明的是，本实用新型对第一激光设备4和第二激光设备5的形状、结构和尺寸不作具体要求和特殊限定，在第一激光设备4和第二激光设备5的激光照射下，极片6上的毛刺和拉丝受热熔化或汽化，达到去除极片6毛刺和拉丝的效果。因此，可以去除极片6上毛刺和拉丝的激光设备均适用于本实用新型，本领域的技术人员可以根据实际情况对第一激光设备4和第二激光设备5 的形状、结构和尺寸进行选择或改进。
42.进一步地，所述模切组件包括设置于所述极片6两侧的第一切刀2和第二切刀3，所述第一切刀2的刀口剪切面和第二切刀3的刀口剪切面与所述极片6 的表面垂直。
43.需要说明的是，本实用新型对第一切刀2和第二切刀3的形状、结构和尺寸不作具体要求和特殊限定，通过第一切刀2和第二切刀3对极片6的冲切完成极耳成型过程。因此，可以完成极耳成型的切刀均适用于本实用新型，本领域的技术人员可以根据实际情况对第一切刀2和第二切刀3的形状、结构和尺寸进行选择或改进。
44.进一步地，如图2所示，沿所述极片6的输送方向，模切后所述极片6的中部区域为涂料区9，所述涂料区9的两侧为极耳区8。
45.如图2所示，本实用新型中，模切前的极片6包括涂料区9和空箔区7，模切组件对空箔区7进行模切形成极耳，因此，模切后的极片6包括涂料区9和极耳区8。
46.进一步地，所述涂料区9的宽度占所述极片6宽度的75％～90％。
47.进一步地，所述极耳区8的形状包括梯形、矩形或三角形中的任意一种。
48.进一步地，所述涂料区9与极耳区8的交接处记为激光清洗区10，所述激光清洗组件作用于所述极片6上的激光清洗区10。
49.本实用新型中激光组件作用于激光清洗区10，在本实用新型所选的20～200w的功率范围内对于极片6上的涂料区9和极耳区8不会造成损伤。
50.进一步地，所述激光清洗区10的宽度为1～4mm。
51.进一步地，所述激光清洗区10由部分所述涂料区9与部分所述极耳区8组合形成。
52.本实用新型中，靠近极耳区8的部分涂料区9和靠近涂料区9的部分极耳区8组合形成激光清洗区10，模切极耳成型过程造成的毛刺和拉丝集中在激光清洗区10。
53.进一步地，所述激光清洗区10中占用所述涂料区9的宽度记为h1，所述激光清洗区10中占用所述极耳区8的宽度记为h2，其中0≤h1/h2≤1。
54.进一步地，所述电池极片模切及去除毛刺装置还包括放卷装置1，所述极片 6经所述放卷装置1放出，依次经过所述模切组件和激光清洗组件。
55.示例性地，如图1所示，采用本实用新型提供的电池极片模切及去除毛刺装置时，极片6经放卷装置1放出后，首先经过模切组件，第一切刀2和第二切刀3对极片6的空箔区7进行冲切完成极耳成型；模切后的极片6经过激光清洗组件，第一激光设备4和第二激光设备5对极片6两面上的激光清洗区10 域进行清洗，去除模切产生的毛刺和拉丝，从而实现在不损伤极片6涂料区9 和极耳区8的条件下，一次性完成极耳成型和对模切后极片6上毛刺和拉丝的清除。
56.申请人声明，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。