CN114211036B - 一种用于锂电池极片的加工装置及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及锂电池极片加工技术领域，具体为一种用于锂电池极片的加工装置及其加工方法，包括加工台，所述加工台表面的前后两侧均固定连接有侧板。该种用于锂电池极片的加工装置及其加工方法，将压切刀从嵌槽内弹出，并对顶部压辊压送的极片原料带进行压切，利用原有的输送工序实现裁切，无需单独设置驱动源，降低了生产成本，随着极片原料带的输送进行同步循环的裁切处理，相比于单纯垂直的上下移动切割，该种裁切方法通过流水线性加工有效提高了处理效率，一方面可对压切刀的刀口进行冲洗，避免裁切产生的碎屑粘覆在刀口上影响后续压切，另一方面可对压切刀进行降温，避免长时间压切导致刀口高温、影响裁切效果。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池极片加工技术领域，具体为一种用于锂电池极片的加工装置及其加工方法。
背景技术
锂电池是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池，由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，锂电池的正极包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极，负极由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成，所以锁槽锂电池时需要用铝箔或者铜箔等电极材料进行模切加工。
现有专利(公开号：CN108788271A)公开了一种锂电池加工用极片切割装置，包括切割台、第一连接条、第一橡胶辊、第一转轴、极片、第一支撑杆、弧型固定板、第二连接条、第二转轴、第二橡胶辊、第一转动电机、第二转动电机、工业吸尘器、连接管、吸尘环、扁环、排刷、环型空腔、吸尘孔、支撑板、第二支撑杆、气动泵、气压缸、切割刀、第一导向孔、极片压紧机构、固定块、压紧杆、底板、弹簧、圆孔、第二导向孔和进刀槽。发明人在实现本发明的过程中发现现有技术存在如下问题：1、需要单独设置切割刀驱动源，增加了成本，且上下移动裁切效率太差；2、只能下压固定极片，而不能抻平，容易造成次品；3、不能对切割刀进行冲洗、降温。
鉴于此，我们提出一种用于锂电池极片的加工装置及其加工方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于锂电池极片的加工装置及其加工方法，以解决上述背景技术中提出的需要单独设置切割刀驱动源，增加了成本，且上下移动裁切效率太差，只能下压固定极片，而不能抻平，容易造成次品，不能对切割刀进行冲洗、降温问题。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于锂电池极片的加工装置，包括加工台，所述加工台表面的前后两侧均固定连接有侧板，两个所述侧板之间转动连接有底部输送辊，所述底部输送辊的数量为两个，且两个底部输送辊沿加工台呈对称设置。
所述侧板的顶部且与加工台对应的位置固定连接有支撑板，两个所述支撑板之间转动连接有顶部压辊，所述顶部压辊的表面设置有自启裁切机构，所述支撑板表面的内侧设置有与自启裁切机构相配合的联控抻平机构。
优选的，所述自启裁切机构包括嵌槽，所述嵌槽开设于顶部压辊的表面，且嵌槽的内部滑动连接有压切刀，所述顶部压辊的内部设置有与嵌槽和压切刀相配合的导水结构，且顶部压辊的侧表面开设有与嵌槽连通的侧通槽，所述压切刀的侧表面分别固定连接有第一控制柱和第二控制柱，所述第一控制柱和第二控制柱均滑动连接在侧通槽内，所述联控抻平机构设置于支撑板上并与第二控制柱相配合。
所述支撑板的表面分别开设有第一圆槽和第二圆槽，所述第一控制柱和第二控制柱分别滑动连接在第一圆槽和第二圆槽，所述支撑板的表面分别开设有与第一圆槽连通的第一凸槽和与第二圆槽连通的第二凸槽。
优选的，所述导水结构包括储液腔，所述储液腔开设于顶部压辊的内部，且顶部压辊的内部开设有连通储液腔和嵌槽的导液槽，所述导液槽的端口且在嵌槽的内部固定嵌设有出水头，上述压切刀的刀背处固定连接有与出水头相配合的压塞。
优选的，所述联控抻平机构包括导向槽，所述导向槽的数量为四个，四个所述导向槽以两个为一组对称开设于两个支撑板上，同组所述导向槽内滑动连接有与第二控制柱相配合的H形架，所述H形架的其中两端滑动连接在导向槽内，且H形架的剩余两端均转动套接有L形摆臂，纵向同侧两个所述L 形摆臂之间转动套接有抻平筒，横向同侧两个所述L形摆臂之间固定连接有拉簧。
优选的，所述嵌槽的数量设为六个，且六个嵌槽沿顶部压辊表面呈环形等距设置。
优选的，所述H形架与L形摆臂的连接处嵌设有轴承。
优选的，所述抻平筒和L形摆臂之间嵌设有旋转阻尼器。
一种用于锂电池极片的加工装置的加工方法，包括如下步骤：
S1、将极片原料带设置于底部输送辊和加工台上，并控制底部输送辊和顶部压辊进行相对逆向转动，以此推动加工台上的极片原料带进行输送位移。
S2、旋转状态的顶部压辊带动内部的压切刀和侧边的第一控制柱、第二控制柱进行同步运动，且此过程中第一控制柱、第二控制柱沿第一圆槽和第二圆槽滑动，直至压切刀转动至垂直下位时，第一控制柱、第二控制柱分别由第一圆槽和第二圆槽滑动至第一凸槽和第二凸槽内，使得第一控制柱、第二控制柱被第一凸槽和第二凸槽推动下移，以此将压切刀从嵌槽内弹出，并对顶部压辊压送的极片原料带进行压切，且随着顶部压辊的持续转动，第一控制柱、第二控制柱分别由第一凸槽和第二凸槽内回位至第一圆槽和第二圆槽内，使得当前压切刀缩入嵌槽中。
S3、顶部压辊的持续转动使得其表面设置的多个压切刀当转动至垂直下位时依次交替弹出，随着极片原料带的输送进行同步循环的裁切处理。
S4、上述压切刀弹出裁切极片原料带的过程中，下移的压切刀带动压塞同步运动解除对出水头的封堵，上位的储液腔将水由导液槽输入出水头喷送至嵌槽内，一方面可对压切刀的刀口进行冲洗，避免裁切产生的碎屑粘覆在刀口上影响后续压切，另一方面可对压切刀进行降温，避免长时间压切导致刀口高温、影响裁切效果，且从嵌槽内排出的水可冲淋在极片原料带的裁切处，对极片的分切口进行同步冲洗、降温。
S5、上述压切过程中，第二控制柱被第二凸槽推动下移时，会同步推动H 形架沿导向槽下移，以此将L形摆臂和抻平筒压贴在极片原料带上，并随着持续下压推动L形摆臂拉伸拉簧偏转至如图5所示，此过程中两侧压贴在极片原料带上进行下压外扩的抻平筒可对中部裁切区域的原料带进行抻平，避免极片原料带处于不平状态被裁切，导致产出不合格极片，影响整体加工效率。
与现有技术相比，本发明的有益效果：
本发明中，通过旋转状态的顶部压辊带动内部的压切刀和侧边的第一控制柱、第二控制柱进行同步运动，压切刀转动至垂直下位时，第一控制柱、第二控制柱被第一凸槽和第二凸槽推动下移，以此将压切刀从嵌槽内弹出，并对顶部压辊压送的极片原料带进行压切，利用原有的输送工序实现裁切，无需单独设置驱动源，降低了生产成本。
本发明中，通过顶部压辊的持续转动使得其表面设置的多个压切刀当转动至垂直下位时依次交替弹出，随着极片原料带的输送进行同步循环的裁切处理，相比于单纯垂直的上下移动切割，该种裁切方法通过流水线性加工有效提高了处理效率。
本发明中，通过压切刀弹出裁切极片原料带的过程中，下移的压切刀带动压塞同步运动解除对出水头的封堵，上位的储液腔将水由导液槽输入出水头喷送至嵌槽内，一方面可对压切刀的刀口进行冲洗，避免裁切产生的碎屑粘覆在刀口上影响后续压切，另一方面可对压切刀进行降温，避免长时间压切导致刀口高温、影响裁切效果，且从嵌槽内排出的水可冲淋在极片原料带的裁切处，对极片的分切口进行同步冲洗、降温。
本发明中，通过压切过程中，第二控制柱下移同步推动H形架沿导向槽下移，以此将L形摆臂和抻平筒压贴在极片原料带上，并随着持续下压推动L 形摆臂拉伸拉簧偏转，此过程中两侧压贴在极片原料带上进行下压外扩的抻平筒可对中部裁切区域的原料带进行抻平，避免极片原料带处于不平状态被裁切，导致产出不合格极片，影响整体加工效率。
附图说明
图1为本发明中的正剖视图；
图2为本发明图1中A处的放大图；
图3为本发明图1中顶部压辊的侧剖视图；
图4为本发明中支撑板的正视图；
图5为本发明图4中B处的放大图；
图6为本发明图5中H形架的俯视图。
图中：1、加工台；2、侧板；3、底部输送辊；4、支撑板；5、顶部压辊； 6、自启裁切机构；601、嵌槽；602、压切刀；603、导水结构；60301、储液腔；60302、导液槽；60303、出水头；60304、压塞；604、侧通槽；605、第一控制柱；606、第二控制柱；607、第一圆槽；608、第二圆槽；609、第一凸槽；610、第二凸槽；7、联控抻平机构；701、导向槽；702、H形架；703、L 形摆臂；704、抻平筒；705、拉簧。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作人员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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1至图6，本发明提供一种技术方案：一种用于锂电池极片的加工装置，包括加工台1，加工台1表面的前后两侧均固定连接有侧板2，两个侧板2之间转动连接有底部输送辊3，底部输送辊3的数量为两个，且两个底部输送辊3沿加工台1呈对称设置；
侧板2的顶部且与加工台1对应的位置固定连接有支撑板4，两个支撑板4之间转动连接有顶部压辊5，底部输送辊3和顶部压辊5与外部动力源连接进行相对逆向转动，以此推动加工台1上的极片原料带进行输送位移，顶部压辊5的表面设置有自启裁切机构6，支撑板4表面的内侧设置有与自启裁切机构6相配合的联控抻平机构7。
本实施例中，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，自启裁切机构6包括嵌槽601，嵌槽601开设于顶部压辊5的表面，且嵌槽601的内部滑动连接有压切刀602，顶部压辊5的内部设置有与嵌槽601和压切刀602相配合的导水结构603，且顶部压辊5的侧表面开设有与嵌槽601连通的侧通槽604，压切刀602的侧表面分别固定连接有第一控制柱605和第二控制柱606，第一控制柱605和第二控制柱606均滑动连接在侧通槽604内，联控抻平机构7 设置于支撑板4上并与第二控制柱606相配合；
支撑板4的表面分别开设有第一圆槽607和第二圆槽608，第一控制柱605 和第二控制柱606分别滑动连接在第一圆槽607和第二圆槽608，支撑板4的表面分别开设有与第一圆槽607连通的第一凸槽609和与第二圆槽608连通的第二凸槽610，旋转状态的顶部压辊5带动内部的压切刀602和侧边的第一控制柱605、第二控制柱606进行同步运动，且此过程中第一控制柱605、第二控制柱606沿第一圆槽607和第二圆槽608滑动，直至压切刀602转动至垂直下位时，第一控制柱605、第二控制柱606分别由第一圆槽607和第二圆槽608滑动至第一凸槽609和第二凸槽610内，使得第一控制柱605、第二控制柱606被第一凸槽609和第二凸槽610推动下移，以此将压切刀602从嵌槽601内弹出。
本实施例中，如图1和图2所示，导水结构603包括储液腔60301，储液腔60301开设于顶部压辊5的内部，且顶部压辊5的内部开设有连通储液腔 60301和嵌槽601的导液槽60302，导液槽60302的端口且在嵌槽601的内部固定嵌设有出水头60303，上述压切刀602的刀背处固定连接有与出水头60303相配合的压塞60304。
本实施例中，如图1、图2、图3、图4、图5和图6所示，联控抻平机构7包括导向槽701，导向槽701的数量为四个，四个导向槽701以两个为一组对称开设于两个支撑板4上，同组导向槽701内滑动连接有与第二控制柱 606相配合的H形架702，H形架702的其中两端滑动连接在导向槽701内，且H形架702的剩余两端均转动套接有L形摆臂703，纵向同侧两个L形摆臂 703之间转动套接有抻平筒704，横向同侧两个L形摆臂703之间固定连接有拉簧705，拉簧705常态拉动横向同侧的两个L形摆臂703相对位移。
本实施例中，如图1所示，嵌槽601的数量设为六个，且六个嵌槽601 沿顶部压辊5表面呈环形等距设置，具体数量可根据实际生产进行控制，主要用于保证对应的压切刀602能够跟随顶部压辊5的转动进行持续性裁切。
本实施例中，如图4、图5和图6所示，H形架702与L形摆臂703的连接处嵌设有轴承，轴承可以有效降低L形摆臂703运动过程中的摩擦系数，能够在限位的同时，并保证其转动精度。
本实施例中，如图6所示，抻平筒704和L形摆臂703之间嵌设有旋转阻尼器，使得L形摆臂703能够控制抻平筒704在极片原料带上滚动的同时，通过降低滚动速率产生抻平效果。
一种用于锂电池极片的加工装置的加工方法，包括如下步骤：
S1、将极片原料带设置于底部输送辊3和加工台1上，并控制底部输送辊3和顶部压辊5进行相对逆向转动，以此推动加工台1上的极片原料带进行输送位移；
S2、旋转状态的顶部压辊5带动内部的压切刀602和侧边的第一控制柱 605、第二控制柱606进行同步运动，且此过程中第一控制柱605、第二控制柱606沿第一圆槽607和第二圆槽608滑动，直至压切刀602转动至垂直下位时，第一控制柱605、第二控制柱606分别由第一圆槽607和第二圆槽608 滑动至第一凸槽609和第二凸槽610内，使得第一控制柱605、第二控制柱606 被第一凸槽609和第二凸槽610推动下移，以此将压切刀602从嵌槽601内弹出，并对顶部压辊5压送的极片原料带进行压切，且随着顶部压辊5的持续转动，第一控制柱605、第二控制柱606分别由第一凸槽609和第二凸槽610 内回位至第一圆槽607和第二圆槽608内，使得当前压切刀602缩入嵌槽601 中；
S3、顶部压辊5的持续转动使得其表面设置的多个压切刀602当转动至垂直下位时依次交替弹出，随着极片原料带的输送进行同步循环的裁切处理；
S4、上述压切刀602弹出裁切极片原料带的过程中，下移的压切刀602 带动压塞60304同步运动解除对出水头60303的封堵，上位的储液腔60301 将水由导液槽60302输入出水头60303喷送至嵌槽601内，一方面可对压切刀602的刀口进行冲洗，避免裁切产生的碎屑粘覆在刀口上影响后续压切，另一方面可对压切刀602进行降温，避免长时间压切导致刀口高温、影响裁切效果，且从嵌槽601内排出的水可冲淋在极片原料带的裁切处，对极片的分切口进行同步冲洗、降温；
S5、上述压切过程中，第二控制柱606被第二凸槽610推动下移时，会同步推动H形架702沿导向槽701下移，以此将L形摆臂703和抻平筒704 压贴在极片原料带上，并随着持续下压推动L形摆臂703拉伸拉簧705偏转至如图5所示，此过程中两侧压贴在极片原料带上进行下压外扩的抻平筒704 可对中部裁切区域的原料带进行抻平，避免极片原料带处于不平状态被裁切，导致产出不合格极片，影响整体加工效率。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术工作人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种用于锂电池极片的加工装置，包括加工台(1)，其特征在于：所述加工台(1)表面的前后两侧均固定连接有侧板(2)，两个所述侧板(2)之间转动连接有底部输送辊(3)，所述底部输送辊(3)的数量为两个，且两个底部输送辊(3)沿加工台(1)呈对称设置；
所述侧板(2)的顶部且与加工台(1)对应的位置固定连接有支撑板(4)，两个所述支撑板(4)之间转动连接有顶部压辊(5)，所述顶部压辊(5)的表面设置有自启裁切机构(6)，所述支撑板(4)表面的内侧设置有与自启裁切机构(6)相配合的联控抻平机构(7)；
所述自启裁切机构(6)包括嵌槽(601)，所述嵌槽(601)开设于顶部压辊(5)的表面，且嵌槽(601)的内部滑动连接有压切刀(602)，所述顶部压辊(5)的内部设置有与嵌槽(601)和压切刀(602)相配合的导水结构(603)，且顶部压辊(5)的侧表面开设有与嵌槽(601)连通的侧通槽(604)，所述压切刀(602)的侧表面分别固定连接有第一控制柱(605)和第二控制柱(606)，所述第一控制柱(605)和第二控制柱(606)均滑动连接在侧通槽(604)内，所述联控抻平机构(7)设置于支撑板(4)上并与第二控制柱(606)相配合；
所述支撑板(4)的表面分别开设有第一圆槽(607)和第二圆槽(608)，所述第一控制柱(605)和第二控制柱(606)分别滑动连接在第一圆槽(607)和第二圆槽(608)，所述支撑板(4)的表面分别开设有与第一圆槽(607)连通的第一凸槽(609)和与第二圆槽(608)连通的第二凸槽(610)；
所述导水结构(603)包括储液腔(60301)，所述储液腔(60301)开设于顶部压辊(5)的内部，且顶部压辊(5)的内部开设有连通储液腔(60301)和嵌槽(601)的导液槽(60302)，所述导液槽(60302)的端口且在嵌槽(601)的内部固定嵌设有出水头(60303)，上述压切刀(602)的刀背处固定连接有与出水头(60303)相配合的压塞(60304)；
所述联控抻平机构(7)包括导向槽(701)，所述导向槽(701)的数量为四个，四个所述导向槽(701)以两个为一组对称开设于两个支撑板(4)上，同组所述导向槽(701)内滑动连接有与第二控制柱(606)相配合的H形架(702)，所述H形架(702)的其中两端滑动连接在导向槽(701)内，且H形架(702)的剩余两端均转动套接有L形摆臂(703)，纵向同侧两个所述L形摆臂(703)之间转动套接有抻平筒(704)，横向同侧两个所述L形摆臂(703)之间固定连接有拉簧(705)。
2.根据权利要求1所述的一种用于锂电池极片的加工装置，其特征在于：所述嵌槽(601)的数量设为六个，且六个嵌槽(601)沿顶部压辊(5)表面呈环形等距设置。
3.根据权利要求1所述的一种用于锂电池极片的加工装置，其特征在于：所述H形架(702)与L形摆臂(703)的连接处嵌设有轴承。
4.根据权利要求1所述的一种用于锂电池极片的加工装置，其特征在于：所述抻平筒(704)和L形摆臂(703)之间嵌设有旋转阻尼器。
5.根据权利要求1所述的一种用于锂电池极片的加工装置的加工方法，包括如下步骤：
S1、将极片原料带设置于底部输送辊(3)和加工台(1)上，并控制底部输送辊(3)和顶部压辊(5)进行相对逆向转动，以此推动加工台(1)上的极片原料带进行输送位移；
S2、旋转状态的顶部压辊(5)带动内部的压切刀(602)和侧边的第一控制柱(605)、第二控制柱(606)进行同步运动，且此过程中第一控制柱(605)、第二控制柱(606)沿第一圆槽(607)和第二圆槽(608)滑动，直至压切刀(602)转动至垂直下位时，第一控制柱(605)、第二控制柱(606)分别由第一圆槽(607)和第二圆槽(608)滑动至第一凸槽(609)和第二凸槽(610)内，使得第一控制柱(605)、第二控制柱(606)被第一凸槽(609)和第二凸槽(610)推动下移，以此将压切刀(602)从嵌槽(601)内弹出，并对顶部压辊(5)压送的极片原料带进行压切，且随着顶部压辊(5)的持续转动，第一控制柱(605)、第二控制柱(606)分别由第一凸槽(609)和第二凸槽(610)内回位至第一圆槽(607)和第二圆槽(608)内，使得当前压切刀(602)缩入嵌槽(601)中；
S3、顶部压辊(5)的持续转动使得其表面设置的多个压切刀(602)当转动至垂直下位时依次交替弹出，随着极片原料带的输送进行同步循环的裁切处理；
S4、上述压切刀(602)弹出裁切极片原料带的过程中，下移的压切刀(602)带动压塞(60304)同步运动解除对出水头(60303)的封堵，上位的储液腔(60301)将水由导液槽(60302)输入出水头(60303)喷送至嵌槽(601)内，一方面可对压切刀(602)的刀口进行冲洗，避免裁切产生的碎屑粘覆在刀口上影响后续压切，另一方面可对压切刀(602)进行降温，避免长时间压切导致刀口高温、影响裁切效果，且从嵌槽(601)内排出的水可冲淋在极片原料带的裁切处，对极片的分切口进行同步冲洗、降温；
S5、上述压切过程中，第二控制柱(606)被第二凸槽(610)推动下移时，会同步推动H形架(702)沿导向槽(701)下移，以此将L形摆臂(703)和抻平筒(704)压贴在极片原料带上，并随着持续下压推动L形摆臂(703)拉伸拉簧(705)偏转，此过程中两侧压贴在极片原料带上进行下压外扩的抻平筒(704)可对中部裁切区域的原料带进行抻平，避免极片原料带处于不平状态被裁切，导致产出不合格极片，影响整体加工效率。
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