极片切割装置及电池生产线的制作方法

1.本实用新型涉及电池生产设备技术领域，具体涉及一种极片切割装置及电池生产线。


背景技术：

2.在锂电池生产工艺中，极片料带经过料浆涂布、干燥和辊压分切极耳之后，需要对极片料带进行裁切成片。传统的极片裁切方式包括了圆盘剪分切、模具冲切和激光裁切等。在极片裁切过程中，极片裁切边缘对于整个电池制造的性能具有至关重要的影响。极片裁切的具体工艺要求包括毛刺、尺寸精度、热影响区、切边平整度等。例如，如果切边毛刺过大，在叠片过程中，毛刺可能刺穿隔膜，造成电池内部短路，引起自放电甚至起火；再例如，如果裁切尺寸精度差，无法保证隔膜完全隔离正负极极片，也可能引起电池短路等安全问题。
3.传统的利用模具冲切工艺因为需要冲头与极片进行物理接触，在长时间使用后，刀具不可避免的会出现磨损问题，很容易造成极片边缘产生毛刺、尺寸等参数无法满足等问题，导致极片成品质量下降。对此相对应的是，激光裁切利用高功率、高密度的激光束照射待裁切极片，使得裁切边缘迅速融化并形成孔洞，随着激光束移动，连续孔洞形成切缝，完成极片裁切。在裁切过程中，极片与裁切件不存在物理接触，整体工艺稳定性好，因此在锂电池极片裁切中激光裁切应用越来越广泛。
4.现有技术中的极片激光裁切中，多采用静止裁切方式。静止裁切方式指的是，极片裁切时传输带上的极片处于静止状态，待切裁切完成后，输送带继续输送极片一定距离。但是，这种静态激光裁切方式，每次裁切时走带停止，无法连续送料，影响了生产效率。而且每次走带启动停止的控制，直接影响了每片极片尺寸精度，因此对走带的启停控制精度要求高。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的极片激光裁切生产效率低，精度较差的缺陷，从而提供一种极片切割装置及电池生产线。
6.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种极片切割装置，包括：输送结构，适于输送极片料带；激光器，设置在输送结构的侧部并适于发射激光；反射结构，适于将激光器的激光反射至输送结构的输送面上；第一驱动机构，第一驱动机构适于驱动反射结构转动。
7.可选地，反射结构为反射镜。
8.可选地，反射镜的反射面为内凹的弧形面。
9.可选地，第一驱动机构适于驱动反射结构沿输送方向摆动，以及驱动反射结构沿垂直于输送方向摆动。
10.可选地，极片切割装置还包括第二驱动机构，第二驱动机构适于驱动反射结构沿垂直于输送方向往复移动。
11.可选地，输送结构为输送辊，激光器设置在输送辊的轴向侧部，反射结构设置在输送辊的周向侧部。
12.可选地，输送辊为中空结构，输送辊的滚动面上设置有沿轴向延伸的切割槽，切割槽与输送辊的内部连通。
13.可选地，切割槽为多个，多个切割槽并行设置。
14.可选地，输送辊为中空结构，输送辊的滚动面上设置有吸附孔，输送辊的侧部设置有吸附口，吸附口适于与负压设备连接。
15.本实用新型还提供了一种电池生产线，包括上述的极片切割装置。
16.本实用新型具有以下优点：
17.利用本实用新型的技术方案，输送结构输送极片料带。在进行极片切割时，激光器发射出激光，激光通过反射结构反射后，照射在输送结构的输送面上。第一驱动机构能够使得反射结构摆动，进而调节激光的角度，改变光斑在输送面上的位置，实现极片料带不停止的激光光路追切，极大的提高了生产效率。由于极片料带不停止，因此不存在加速和减速过程，因此激光控制更为简单，并提高极片切割精度。因此本实用新型的技术方案解决了现有技术中的极片激光裁切生产效率低，精度较差的缺陷。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
19.图1示出了本实用新型的极片切割装置的主视示意图；
20.图2示出了图1中极片切割装置的侧视示意图；
21.图3示出了图1中极片切割装置的立体示意图；
22.图4示出了3中a处放大示意图；以及
23.图5示出了极片料带的结构示意图。
24.附图标记说明：
25.10、输送结构；11、切割槽；12、吸附孔；13、吸附口；20、激光器；30、反射结构；100、极片料带。
具体实施方式
26.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
27.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
28.在本实用新型的描述中，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，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所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。
30.如图1和图2所示，本实施例的极片切割装置包括输送结构10、激光器20、反射结构30以及第一驱动机构。其中，输送结构10适于输送极片料带100。激光器20设置在输送结构10的侧部并适于发射激光。反射结构30适于将激光器20的激光反射至输送结构10的输送面上。第一驱动机构适于驱动反射结构30转动。
31.利用本实施例的技术方案，输送结构10输送极片料带100。在进行极片切割时，激光器20发射出激光，激光通过反射结构30反射后，照射在输送结构10的输送面上。第一驱动机构能够使得反射结构30摆动，进而调节激光的角度，改变光斑在输送面上的位置，实现极片料带不停止的激光光路追切，极大的提高了生产效率。由于极片料带100不停止，因此不存在加速和减速过程，因此激光控制更为简单，并提高极片切割精度。因此本实施例的技术方案解决了现有技术中的极片激光裁切生产效率低，精度较差的缺陷。
32.需要说明的是，第一驱动机构可以驱动反射结构30朝各方向摆动，进而控制光斑在输送结构10的输送面上的运行轨迹。
33.结合图5可以看到，极片料带100上的切割轨迹为直线(也即轨迹1-2)。由于极片料带100在输送结构10上是以一定速度流转的，因此本领域技术人员可以理解，反射结构30需要控制光斑以一条斜线运动，才能够切割出图5所示的轨迹。
34.进一步地，从图5可以看到，在极片料带100流转的过程中，需要切割出多条轨迹。本领域技术人员可以理解，当切割完一条轨迹后，激光器20暂停发射激光，第一驱动机构调节反射结构30的摆动位置，使得激光器20再次发射激光时，光斑位于下一个轨迹的起始处(也即1点)。然后激光器20发射激光，切割下一条轨迹。
35.如图1所示，反射结构30为反射镜。并且优选地，反射镜的反射面为内凹的弧形面。弧形反射镜能够提高激光的调节范围。
36.优选地，反射镜的反射面可以为球冠面。
37.如图1和图2所示，在本实施例的技术方案中，第一驱动机构适于驱动反射结构30沿输送方向摆动，以及驱动反射结构30沿垂直于输送方向摆动。
38.具体而言，“反射结构30沿输送方向摆动”指的是图2中c方向。其中，反射镜的摆动轨迹为一弧形轨迹，该弧形轨迹的圆心落入在输送结构10的轴线上。当反射结构30以c方向摆动时，即可使得光斑沿着极片料带100的输送方向移动(也即图5中左右方向)。
39.具体而言，“反射结构30沿垂直于输送方向摆动”指的是图1中a方向。其中，反射镜的摆动轨迹为一弧形轨迹，该弧形轨迹的圆心落入在输送结构10的轴线上。当反射结构30以a方向摆动时，即可使得光斑沿着垂直极片料带100的输送方向移动(也即图5中上下方向)。
40.本领域技术人员可以理解，通过调节反射镜的a方向和c方向的摆动位置和摆动速度，即可使得光斑在图5所示的极片料带100上形成任意预设轨迹。
41.优选地，上述的第一驱动机构可以为凸轮机构。
42.在本实施例的技术方案中，极片切割装置还包括第二驱动机构，第二驱动机构适于驱动反射结构30沿垂直于输送方向往复移动。
43.具体而言，“反射结构30沿垂直于输送方向往复移动”，指的是图1中b方向。从图1可以看到，第二机构能够驱动反射镜沿平行于输送结构10的轴线方向往复动。当反射结构30以b方向移动时，即可使得光斑沿着垂直极片料带100的输送方向移动(也即图5中上下方向)。
44.本领域技术人员可以理解，反射镜进行图1中b方向移动，以及进行图2中c方向摆动时，也可以实现切割轨迹，也即无需进行图1中b方向摆动。这使得反射镜仅朝一个方向摆动即可，控制更加容易，有利于保证切割精度。
45.如图1至图3所示，在本实施例的技术方案中，输送结构10为输送辊，激光器20设置在输送辊的轴向侧部，反射结构30设置在输送辊的周向侧部。从图1可以看到，激光器20设置在输送辊的轴向的侧部，并且激光器20发射出的激光与输送辊的轴线呈一定夹角，以使得激光能够罩设在反射镜上。
46.当然，在一些其他的实施方式中，输送结构10也可以为其他结构，例如为输送带。
47.如图3和图4所示，在本实施例的技术方案中，输送辊为中空结构，输送辊的滚动面上设置有沿轴向延伸的切割槽11，切割槽11与输送辊的内部连通。
48.具体而言，切割槽11为通槽，也即切割槽11将输送辊的内外空间连通。切割槽11与输送辊的中心轴线平行设置。在进行切割时，激光器20发射的激光作用在切割槽11上，保证在切割极片料带100的同时，不切割输送辊的表面，提高输送辊的使用寿命。同时，由于切割槽11与输送辊的内部连通，增加了切割槽11处的散热效率，使得裁切后的热量迅速散去，减少了激光裁切的热影响区域，提高激光裁切的品质。
49.优选地，切割槽11为多个，多个切割槽11并行设置。多个切割槽11之间沿输送辊的轴向间隔设置。
50.结合图3和图4可以看到，多个切割槽11之间的间隔，以大间隔和小间隔依次设置。进一步地，上述的大间隔可以根据极片的宽度来设计(也即图5中相邻裁切轨迹之间的距离)。小间隔可以使得输送辊能够切割不同宽度规格的极片。
51.因此多个切割槽11之间的间隔以及布置形式，本领域技术人员可以根据实际工作需要来决定。
52.如图4所示，在本实施例的技术方案中，输送辊为中空结构，输送辊的滚动面上设置有吸附孔12，输送辊的侧部设置有吸附口13，吸附口13适于与负压设备连接。
53.具体而言，吸附口13可以与负压设备，例如负压泵进行连接。负压设备运行后，在输送辊内产生真空腔体，进而在吸附孔12处产生负压。吸附孔12可以将极片料带100吸附在输送辊上，防止极片料带100偏移。此外，吸附孔12也可以将极片料带100的极耳吸附固定在输送辊上，从而防止极耳在输送过程中发生抖动，提高极耳的切割质量。
54.进一步地，由于上述的切割槽11与输送辊的内部连通，也即切割槽11与输送辊内的真空腔体连通，因此吸附口13处产生的负压能够将激光裁切后在切割槽11产生的热量迅
速带走，极大降低了激光裁切的热影响区域，提高裁切品质。
55.本实施例还提供了一种电池生产线，包括上述的极片切割装置。
56.根据上述描述，本专利申请具有以下优点：
57.1、采用一套激光器，实现了极片料带在不停止的情况下的裁切，极大提升了裁切效率；
58.2、采用激光裁切，相较于五金裁切设备维护成本低，降低生产成本；
59.3、使用激光裁切工艺，能够保证极片裁切的一致性，提升极片裁切的品质；
60.4、切割槽与输送辊内部真空腔体连通，极大降低了激光裁切后的热影响区。
61.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。