CN108213731B - 一种电池极片切割设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种电池极片切割设备，包括分别固定在壳体上的上料模块、切割模块、检测模块和收料模块，电池极片由上料模块经切割模块切割和检测模块送至收料模块；所述切割模块包括固定在第二底板上的激光切割机构、废边料回收机构、第二张力浮辊部件和若干传动辊，所述激光切割机构上设有粉尘回收机构，用于回收激光切割过程中产生的粉尘；所述检测模块包括固定在第三底板上的极片刷粉机构、第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构和贴标机构。本发明解决了激光切割机构切割电池极片过程中产生粉尘或废料的问题，且电池极片带料在传送时容易整齐、顺畅，不会出现褶皱现象。

Description

一种电池极片切割设备

技术领域

本发明属于电池极片加工技术领域，具体涉及一种电池极片切割设备。

背景技术

现有的电池极片模切一般采用刀模冲裁工艺，然而这种刀模冲裁工艺主要存在如下缺陷：1、现有的刀模冲裁工艺一般需要用到模具，而且模具时常需要维修或者更换，成本太高；2、电池极片的冲裁加工属于间断起停加工，加工效率较低；3、采用刀模对极片冲裁过程中，电池极片的切割部位容易产生毛刺；4、不同的电池极片所需要的模具不同，所以遇到不同型号电池极片进行切割时需要转换模具型号，非常麻烦；另外每次转换模具的成本也较高。

现有技术中也有采用激光切割机构对电池极片进行切割的，这种激光飞切工艺流程为：电池极片卷料经放卷机构展成电池极片带料后，由输送机构输送电池极片带料，在电池极片带料切割工位上，通过激光发射器发射激光将带料切割所需要产品要求，从而完成电池极片的放卷、送料、切割和收料全过程。然而这种激光飞切工艺在切割过程中容易产生粉尘和废边料。产生的粉尘容易附着在极片卷材上带入到后面的工序，甚至被卷入电池内部，就很容易刺穿电芯内的隔膜纸，造成电池微短路，甚至导致电池爆炸等安全隐患。而废料堆积于剪切机底部，不方便设备操作人员正常生产；另外，废边料的堆积容易产生粉尘，附着在极片的表面，影响极片的质量，进而影响电池的安全性。此外，激光飞切工艺对于电池极片带料在传送时容易出现褶皱现象。可见，现有技术中，粉尘的清理和废边料的处理对于加大激光飞切工艺具有重要意义，而现如今还没有一个很好的解决办法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种电池极片切割设备，解决了激光切割机构切割电池极片过程中产生粉尘或废料的问题，且电池极片带料在传送时容易整齐、顺畅，不会出现褶皱现象。

本发明的技术方案是这样实现的：一种电池极片切割设备，包括分别固定在壳体上的上料模块、切割模块、检测模块和收料模块，电池极片由上料模块经切割模块切割和检测模块送至收料模块；所述切割模块包括固定在第二底板上的激光切割机构、废边料回收机构、第二张力浮辊部件和若干传动辊，所述电池极片由上料模块经激光切割机构切割后进入第二张力浮辊部件中，所述激光切割机构上设有粉尘回收机构，用于回收激光切割过程中产生的粉尘；所述废边料回收机构设于粉尘回收机构的下方，用于回收切割电池极片时产生的废边料；所述检测模块包括固定在第三底板上的极片刷粉机构、第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构和贴标机构；所述电池极片由极片刷粉机构处理后分别经第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构检测并由所述贴标机构贴上相应标签。

进一步的，所述上料模块包括固定在第一底板上的放料机构、接料平台、第一张力浮辊部件、纠偏机构和若干传动辊，所述电池极片经接料平台缓冲后经第一张力浮辊部件进入纠偏机构中；所述第一张力浮辊部件与所述接料平台之间设有拉紧机构，所述拉紧机构可用于调节电池极片拉紧度和传动速度。

进一步的，所述放料机构包括第一放料机构和第二放料机构，所述收料模块包括第一收料机构和第二收料机构。

进一步的，所述粉尘回收机构有2个，分别设于所述电池极片的两边；所述粉尘回收机构包括左吸尘装置、右吸尘装置和负压吸尘管，所述左吸尘装置和右吸尘装置正对设置形成空腔，所述空腔与所述负压吸尘管相通；所述电池极片经传动辊进入所述左吸尘装置和右吸尘装置间形成的缝隙，所述左吸尘装置上设有开口，所述激光切割机构的切割头正对所述开口对所述电池极片进行切割。

进一步的，所述左吸尘装置包括吸尘架、固定板、第一正压气刀和第二正压气刀，所述固定板固定在所述吸尘架上，所述左吸尘装置通过所述吸尘架的一端固定在第一固定架上；所述电池极片、吸尘架和固定板形成一用于回收粉尘的第一空腔与所述负压吸尘管连通；所述第一正压气刀和所述第二正压气刀固定在所述吸尘架上，所述吸尘架的上下两端平行设有第一抚平辊、第二抚平辊；所述左吸尘装置和右吸尘装置结构相同。

进一步的，所述第一正压气刀通过固定件固定在吸尘架的外围，所述固定件外套有一密封件，所述第二正压气刀穿过所述固定板上设有的通孔固定在所述吸尘架上。

进一步的，所述废边料回收机构包括两负压吸管、进料辊、第二固定架和固定在所述第二固定架上的收废边料主动辊、两收废边料传动辊、若干废边料缓冲装置；所述电池极片从传动辊经过时其两边所切割出来的废边料进入收废边料主动辊，经废边料缓冲装置缓冲后分别通过相应收废边料传动辊的传动将废边料导入相应负压吸管中；两收废边料传动辊分别与第一伺服电机和第二伺服电机相连。

进一步的，所述废边料缓冲装置包括第一废边料缓冲装置和第二废边料缓冲装置，所述进料辊和所述第一废边料缓冲装置处于同一水平面，所述第二废边料缓冲装置设于所述进料辊和所述第一废边料缓冲装置的中间，所述收废边料传动辊与所述第一废边料缓冲装置的侧面相贴；所述废边料由所述收废边料主动辊经第二废边料缓冲装置送入第一废边料缓冲装置，并从相应收废边料传动辊与第一废边料缓冲装置的间隙进入相应负压吸管。

进一步的，所述粉尘回收机构的左右两边分别设有2个负压吸尘管。

进一步的，所述收废边料主动辊和第一废料缓冲装置的表面设有利于废边料滑行的滑行轨道，所述滑行轨道上分别设有若干档条。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明利用正压气刀吹走切割部位上的产生的粉尘，再通过负压吸尘管使这些粉尘沿同一方向移动最终进入粉尘收集装置中，解决了粉尘产生的问题；再通过收废边料主动辊、收废边料传动辊和废边料缓冲装置的正向传动，负压吸管的负压吸力将废边料收集起来，实现废边料的回收。本发明很好的解决了粉尘和废边料的问题，利于激光飞切工艺的推广。另外本发明的拉紧装置、第一张力浮辊部件、第二张力浮辊部件和粉尘回收机构等结构的设置，也解决了传统工艺中电池极片带料在传送时容易褶皱的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明一种电池极片切割设备的结构示意图；

图2为本发明一种电池极片切割设备中切割模块的结构示意图；

图3为本发明一种电池极片切割设备中粉尘回收机构的结构示意图；

图4为本发明一种电池极片切割设备中粉尘回收机构的爆炸图；

图5为本发明一种电池极片切割设备中废边料回收机构的结构示意图；

图6为本发明一种电池极片切割设备中废边料回收机构的结构示意图；

图7本发明粉尘回收机构的工作原理图；

图8本发明废边料回收机构的工作原理图。

附图标识：10第一底板；11第一放料机构；12第二放料机构；13接料平台；14拉紧机构；15第一张力浮辊部件；16纠偏机构；20第二底板；21粉尘回收机构；2101左吸尘装置；2102右吸尘装置；2103负压吸尘管；2104切割抚平辊气缸；2105连接轴；2106开口；2107吸尘架；2108固定板；2109第二正压气刀；2110第一正压气刀；2111第一抚平辊；2112第二抚平辊；2113密封件；2114连接杆；2115连接件；22激光切割机构；23废边料回收机构；2301负压吸管；2302收废边料主动辊；2303第一废边料缓冲装置；2304收废边料传动辊；2305第二废边料缓冲装置；2306第一伺服电机；2307第二伺服电机；2309第二固定架；24第二张力浮辊部件；30第三底板；31极片刷粉机构；32第一缺陷检测机构；33第二缺陷检测机构；34贴标机构；40第四底板；41第一收料机构；42第二收料机构；50电池极片；60真空机；70真空碎料机；80废边料。

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，本领域普通技术人员在没有作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。

参阅图1，本发明一实施例中，一种电池极片切割设备，主要包括分别固定在壳体上的上料模块、切割模块、检测模块和收料模块，电池极片50由上料模块经切割模块切割和检测模块送至收料模块。其中：

上料模块包括固定在第一底板10上的放料机构、接料平台13、第一张力浮辊部件15、纠偏机构16和若干传动辊，所述电池极片50经接料平台13缓冲后经第一张力浮辊部件15进入纠偏机构16中；所述第一张力浮辊部件15与所述接料平台13机构之间设有拉紧机构14，所述拉紧机构14可用于调节电池极片50的拉紧度和传动速度；第一张力浮辊部件15在对电池极片进行传动时，保证恒定的张力；

切割模块包括固定在第二底板20上的激光切割机构22、废边料回收机构23、第二张力浮辊部件24和若干传动辊，所述电池极片50由上料模块经激光切割机构22切割后进入第二张力浮辊部件24中，所述激光切割机构22上设有粉尘回收机构21，用于回收激光切割过程中产生的粉尘；所述废边料回收机构23设于粉尘回收机构21的下方，用于回收切割电池极片50时产生的废边料80，通过粉尘回收机构21和废边料80的结合很好地解决了粉尘和废边料80的问题；第二张力浮辊部件24也是为了在对电池极片进行传动时，保证恒定的张力；

检测模块包括固定在第三底板30上的极片刷粉机构31、第一缺陷检测机构32、第二缺陷检测机构33和贴标机构34；所述电池极片50由极片刷粉机构31处理后分别经第一缺陷检测机构32、第二缺陷检测机构33检测并由所述贴标机构34贴上相应标签。其中，极片刷粉机构31用于刷去切割时落下的极片粉尘，第一缺陷检测机构32用于检测电池极片的正面缺陷，第二缺陷检测机构33用于检测电池极片的反面缺陷。

上述实施例中，所述放料机构包括第一放料机构11和第二放料机构12，所述收料模块包括第一收料机构41和第二收料机构42，所述第一收料机构41和第二收料机构42固定在第四底板40上，分别设置两个放料机构和两个收料机构，可缩短换料时间，提高效率。

参阅图2及图3，粉尘回收机构21有2个，分别设于所述电池极片50的两边。粉尘回收机构21包括左吸尘装置2101、右吸尘装置2102和负压吸尘管2103，左吸尘装置2101和右吸尘装置2102正对设置形成空腔，所述空腔与负压吸尘管2103相通。其中，所述电池极片50经传动辊进入所述左吸尘装置2101和右吸尘装置2102间形成的缝隙，然后通过传动辊传动到后面的工艺中，所述左吸尘装置2101上设有开口2106，所述激光切割机构22的切割头正对所述开口2106对所述电池极片50进行切割。

参阅图3及图4，左吸尘装置2101包括吸尘架2107、固定板2108、第一正压气刀2110和第二正压气刀2109，所述固定板2108固定在所述吸尘架2107上，所述左吸尘装置2101通过所述吸尘架2107的一端固定在第一固定架上。所述电池极片50、吸尘架2107和固定板2108形成一用于回收粉尘的第一空腔与所述负压吸尘管2103连通；所述第一正压气刀2110和所述第二正压气刀2109固定在所述吸尘架2107上，所述吸尘架2107的上下两端平行设有第一抚平辊2111、第二抚平辊2112。

从图3及图4也可以看出，左吸尘装置2101和右吸尘装置2102结构相同，只是左吸尘装置2101比右吸尘装置2102多一个开口2106，便于激光切割机构22穿过开口2106对处于左吸尘装置2101和右吸尘装置2102之间间隙的电池极片50进行切割。

上述实施例中，所述第一固定架的左右两端分别设有切割抚平辊气缸2104，分别用于调节左吸尘装置2101和右吸尘装置2102与电池极片50之间的距离。所述第一固定架上设有滑行导轨，所述左吸尘装置通过连接件2115固定在滑行导轨上，所述切割抚平辊气缸2104与连接件2115通过连接轴2105连接；两切割抚平辊气缸2104之间通过连接杆2114连接。

上述实施例中，电池极片50夹在左吸尘装置2101和右吸尘装置2102之间，激光切割机构22穿过开口2106对电池极片50进行切割，此时表面会产生相应粉尘；这时通过左吸尘装置2101和右吸尘装置2102上分别设置的正压气刀对切割部位吹气，此时负压吸尘管2103产生的负压会将相应粉尘吹入吸入相应负压吸尘管2103中，达到清除粉尘的目的。

进一步的，所述第一正压气刀2110通过固定件固定在吸尘架2107的外围，所述第一正压气刀2110外套有一密封件2113，使电池极片在腔内进行切割，避免了粉尘溅到极片上，减少污染面积。所述第二正压气刀2109穿过所述固定板2108上设有的通孔固定在所述吸尘架2107上。

如图7所示，激光切割机构22对电池极片50进行切割时，正压气刀产生正压气体吹向电池极片50的切割部件，使粉尘吹向负压吸尘管2103中；负压吸尘管2103在真空机60的作用下，将粉尘往真空管道吸走。其中，左边的切割抚平辊气缸2104控制左吸尘装置2101移动，右边的切割抚平辊气缸2104控制右吸尘装置2102移动，使第一抚平辊2111、第二抚平辊2112与电池极片50之间压紧，从而防止灰尘从间隙飞出；另外第一抚平辊2111和第二抚平辊2112的设置也是为了便于电池极片3的传动。

参阅图2、图5及图6，所述废边料回收机构23设于粉尘回收机构21的正下方，所述废边料回收机构23包括两负压吸管2301和固定在所述第二固定架2309上的收废边料主动辊2302、两收废边料传动辊2304、若干废边料缓冲装置；所述电池极片50从传动辊经过时其两边所切割出来的废边料80进入收废边料主动辊2302，经废边料缓冲装置缓冲后分别通过相应收废边料传动辊2304的传动将废边料80导入相应负压吸管2301中；两收废边料传动辊2304分别与第一伺服电机2306和第二伺服电机2307相连。

上述实施例中，两收废边料传动辊2304分别设在电池极片50的左右两边，废边料缓冲装置包括第一废边料缓冲装置2303和第二废边料缓冲装置2305，所述进料辊和所述第一废边料缓冲装置2303处于同一水平面，所述第二废边料缓冲装置2305设于所述进料辊和所述第一废边料缓冲装置2303的中间，所述收废边料传动辊2304与所述第一废边料缓冲装置2303的侧面相贴。其中，废边料80由收废边料主动辊2302经第二废边料缓冲装置2305送入第一废边料缓冲装置2303，电池极片50左右两边产生的废边料80从相应收废边料传动辊2304与第一废边料缓冲装置2303的间隙进入相应负压吸管2301。优选的，粉尘回收机构21的左右两边分别设有2个负压吸尘管2103。其中，左右两边的收废边料传动辊2304分别与第一伺服电机2306、第二伺服电机2307相连，分别用于驱动两收废边料传动辊2304转动。所述第一伺服电机2306和第二伺服电机2307通过固定杆固定在所述第二固定架2309上。

如图8所示，当电池极片50进入到进料辊时，废边料80从电池极片50中分离出来，进入到收废边料主动辊2302中，并通过第二废边料缓冲装置2305、第一废边料缓冲装置2303进入到负压吸管2301中，并通过真空管道进入真空碎料机中进行处理。其中，通过收废边料传动辊2304的作用，使废边料80不断从第一废料缓冲装置和收废边料传动辊2304之间的间隙进入到负压吸管2301中。

进一步的，所述收废边料主动辊2302和第一废料缓冲装置的表面设有利于废边料80滑行的滑行轨道，所述滑行轨道上分别设有若干档条，可用于防止废边料80溢出。进料辊上还设有第三废边料缓冲装置，便于废边料80和电池极片50的分离。其中优选的，所述负压吸管2301为真空式负压吸管2301，可便于废边料80的快速回收。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电池极片切割设备，其特征在于，包括分别固定在壳体上的上料模块、切割模块、检测模块和收料模块，电池极片由上料模块经切割模块切割和检测模块送至收料模块；

所述切割模块包括固定在第二底板上的激光切割机构、废边料回收机构、第二张力浮辊部件和若干传动辊，所述电池极片由上料模块经激光切割机构切割后进入第二张力浮辊部件中，所述激光切割机构上设有粉尘回收机构，用于回收激光切割过程中产生的粉尘；所述废边料回收机构设于粉尘回收机构的下方，用于回收切割电池极片时产生的废边料；

所述粉尘回收机构有2个，分别设于所述电池极片的两边；所述粉尘回收机构包括左吸尘装置、右吸尘装置和负压吸尘管，所述左吸尘装置和右吸尘装置正对设置形成空腔，所述空腔与所述负压吸尘管相通；所述电池极片经传动辊进入所述左吸尘装置和右吸尘装置间形成的缝隙，所述左吸尘装置上设有开口，所述激光切割机构的切割头正对所述开口对所述电池极片进行切割；

所述检测模块包括固定在第三底板上的极片刷粉机构、第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构和贴标机构；所述电池极片由极片刷粉机构处理后分别经第一缺陷检测机构、第二缺陷检测机构检测并由所述贴标机构贴上相应标签。

2.如权利要求1所述电池极片切割设备，其特征在于，所述上料模块包括固定在第一底板上的放料机构、接料平台、第一张力浮辊部件、纠偏机构和若干传动辊，所述电池极片经接料平台缓冲后经第一张力浮辊部件进入纠偏机构中；所述第一张力浮辊部件与所述接料平台之间设有拉紧机构，所述拉紧机构可用于调节电池极片拉紧度和传动速度。

3.如权利要求2所述电池极片切割设备，其特征在于，所述放料机构包括第一放料机构和第二放料机构，所述收料模块包括第一收料机构和第二收料机构。

4.如权利要求1所述电池极片切割设备，其特征在于，所述左吸尘装置包括吸尘架、固定板、第一正压气刀和第二正压气刀，所述固定板固定在所述吸尘架上，所述左吸尘装置通过所述吸尘架的一端固定在第一固定架上；所述电池极片、吸尘架和固定板形成一用于回收粉尘的第一空腔与所述负压吸尘管连通；所述第一正压气刀和所述第二正压气刀固定在所述吸尘架上，所述吸尘架的上下两端平行设有第一抚平辊、第二抚平辊；所述左吸尘装置和右吸尘装置结构相同。

5.如权利要求4所述电池极片切割设备，其特征在于，所述第一正压气刀通过固定件固定在吸尘架的外围，所述固定件外套有一密封件，所述第二正压气刀穿过所述固定板上设有的通孔固定在所述吸尘架上。

6.如权利要求1所述电池极片切割设备，其特征在于，所述废边料回收机构包括两负压吸管、进料辊、第二固定架和固定在所述第二固定架上的收废边料主动辊、两收废边料传动辊、若干废边料缓冲装置；所述电池极片从传动辊经过时其两边所切割出来的废边料进入收废边料主动辊，经废边料缓冲装置缓冲后分别通过相应收废边料传动辊的传动将废边料导入相应负压吸管中；两收废边料传动辊分别与第一伺服电机和第二伺服电机相连。

7.如权利要求6所述电池极片切割设备，其特征在于，所述废边料缓冲装置包括第一废边料缓冲装置和第二废边料缓冲装置，所述进料辊和所述第一废边料缓冲装置处于同一水平面，所述第二废边料缓冲装置设于所述进料辊和所述第一废边料缓冲装置的中间，所述收废边料传动辊与所述第一废边料缓冲装置的侧面相贴；所述废边料由所述收废边料主动辊经第二废边料缓冲装置送入第一废边料缓冲装置，并从相应收废边料传动辊与第一废边料缓冲装置的间隙进入相应负压吸管。

8.如权利要求6所述电池极片切割设备，其特征在于，所述粉尘回收机构的左右两边分别设有2个负压吸尘管。

9.如权利要求6所述电池极片切割设备，其特征在于，所述收废边料主动辊和第一废料缓冲装置的表面设有利于废边料滑行的滑行轨道，所述滑行轨道上分别设有若干档条。

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