CN104091914A - 电池极片无毛刺超速切分方法及超速切分机 - Google Patents
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Abstract
一种电池极片无毛刺超速切分方法及超速切分机,其中方法为（1）、使电池极片搁置在电池极片支撑件上，并以预定速度朝同一方向移动；（2）、在电池极片一侧设置至少一个圆盘刀，所述圆盘刀具有圆盘刀主体和位于圆盘刀主体外缘上的圆盘刀刃，所述圆盘刀刃具有两个倾斜表面，两个所述倾斜表面相向倾斜，两个倾斜表面的相交处形成圆盘刀刃口；（3）、驱动圆盘刀旋转，令圆盘刀刃口的线速度大于电池极片移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀通过其圆盘刀刃口将电池极片切分开来。本发明具有对电池极片上的正极或负极材料的性能没有任何影响，且不会在极片金属本体的截面上形成毛刺的优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种可能电池极片进行切分的电池极片无毛刺超速切分方法及超速切分机。
背景技术
锂电池因其具有髙能量密度大、输出功率髙、循环使用寿命长、无环境污染等优点，被广泛应用于移动通讯设备和便携式电子设备。在锂电池生产过程中，电池极片裁切是一道很重要的工序，只有将成卷的电池极片裁切后后，才可以与隔膜卷绕形，做成电芯。现有的裁切极片的方法，最常见的是通过上下切刀剪切极片，其原理是通过上下两个（组）刀具纵向咬合而将电池极片的金属基片（一般为铜箔或铝箔）剪切分开，这种方法具有较高的生产效率，但是这种剪切极片的方法，很容易由于切刀某个部位出现问题,如产生一个小缺口或粗糙面,就会在极片金属本体的截面上形成毛刺，如果极片毛刺超过一定大小，在电芯内部就会存在刺穿隔膜，致使电池正、负极发生短路，造成安全隐患的问题。
为了解决上述问题，人们提出许多解决毛刺的方案，如中国专利文献CN200995302Y公开了一种电池极片切割机,通过在切割后的极片输送通道上设置摄像设备,并将摄像设备得到的图像输入图像识别器,图像识别器将摄像设备得到的图像与理想图像对比,自动识别极片边缘毛刺长度超过能接受的范围的不合格极片,以免毛刺刺破极片上的绝缘层,造成短路,在后续工序中产生废品,浪费后续工艺的成本。这种方法虽然可以挑出不合格的极片,但是,这是在事实形成之后的一种补救措施,它可以减少后续工艺的成本,消除安全隐患,可是,已形成的带毛刺的电极片还是一种浪费。
再如中国专利文献CN101777640A公开了一种用于汽车动力电池极片的光纤激光切割装置。包括工作台,工作台上依次布置有放置电池极片的放料机构、用于传送电池极片的传送机构以及对电池极片进行切割的切割机构,所述的切割机构的切割头为光纤激光切割头。该方案采用光纤激光对电池极片进行切割,具有切割出来的极片切缝窄,切边光滑，无毛刺,精度高的优点。但是，这种光纤激光切割装置在实际使用中，由于光纤激光切割存在较高的温度，引起极片切缝窄两侧的正极或负极材料变性，造成电池极片与集流片之间的电阻过大，电池在使用过程中容易升温，形成新的安全隐患；另外，光纤激光切割会燃烧正极或负极材料，在工作现场产生粉沫，造成二次污染，对现场工作的工人的身体健康有影响；由于上述多种不利因素的影响，所以，目前，光纤激光切割装置在电池极片分切行业中难于推广，甚至有些已经使用了光纤激光切割装置工厂计划更换其它极片切割设备，来替代光纤激光切割装置。
发明内容
为了克服上述问题，本发明向社会提供一种对电池极片上的正极或负极材料的性能没有任何影响，且不会在极片金属本体的截面上形成毛刺的电池极片无毛刺超速切分方法。
本发明的另一个目的是还向社会提供一种电池极片无毛刺超速切分机。
本发明的技术方案是：提供一种电池极片无毛刺超速切分方法，包括如下步骤：
（1）、通过张紧机构使电池极片张紧，并以预定速度朝同一方向移动；
（2）、在电池极片一侧设置至少一个圆盘刀；
（3）、驱动圆盘刀旋转，令圆盘刀刃口的线速度大于电池极片移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀通过其圆盘刀刃口将电池极片切分开来。
作为对本发明方法的改进，所述圆盘刀刃口的线速度是所述电池极片移动的线速度的2倍以上。
作为对本发明方法的改进，所述圆盘刀是一体式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体和圆盘刀刃的材料相同，所述圆盘刀刃直接形成于所述圆盘刀主体的外缘上。
作为对本发明方法的改进，所述圆盘刀是复合式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体的外缘上设有与所述圆盘刀主体材料不同的圆盘刀刃。
本发明还提供一种电池极片无毛刺超速切分机，包括，
电池极片支撑件，用于支撑电池极片，并允许电池极片在其表面上移动；
电池极片输送装置，用于输送电池极片朝同一方向移动；
至少一个圆盘刀，设置在电池极片一侧；
圆盘刀驱动装置，驱动所述圆盘刀旋转，圆盘刀刃口的线速度大于电池极片移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀通过其圆盘刀刃口将电池极片切分开来。
作为对本发明的切分机的改进，所述圆盘刀刃口的线速度是所述电池极片移动的线速度的2倍以上。
作为对本发明的切分机的改进，所述圆盘刀是一体式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体和圆盘刀刃的材料相同，所述圆盘刀刃直接形成于所述圆盘刀主体的外缘上。
作为对本发明的切分机的改进，所述圆盘刀是复合式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体的外缘上设有与所述圆盘刀主体材料不同的圆盘刀刃。
作为对本发明的切分机的改进，所述电池极片输送装置包括放卷装置和收卷装置，放卷装置和收卷装置向同一方向旋转，输送所述电池极片按预定速度移动。
作为对本发明的切分机的改进，其特征在于：所述圆盘刀驱动装置是电动机或伺服电机。
本发明的技术核心是利用比电池极片的线速度大的旋转的圆盘刀的圆盘刀刃直接切割电池极片，不同于现有的利用上下刀纵向咬合的剪切方式；假设本发明中的圆盘刀刃出现有一个小的问题，如有一个小缺口，当本发明中的圆盘刀刃的缺口切过电池极片时，会在电池极片的截面上留下毛刺，但是由于本发明中圆盘刀刃的线速度远远大于电池极片的移动线速度，这时，本发明的圆盘刀刃的缺后的刃口会紧接着对电池极片上留有毛刺的部位，再次切割一次或多次，这样，留在电池极片上的毛刺就会被迅速切除，不会留在电池极片上，彻底有效地消除了由于毛刺而带来的电池的安全隐患；关于这一点，本文将在具体实施方式中结合附图作更加详细的说明。
附图说明
图1是本发明的第一种实施例的平面结构示意图。
图２是本发明的第二种实施例的平面结构示意图。
图3是本发明的第三种实施例的平面结构示意图。
图4是本发明的第四种实施例的平面结构示意图。
图5是图1-图4中的圆盘刀的平面结构示意图。
图6是图1-图4中的另一种圆盘刀的平面结构示意图。
具体实施方式
本发明揭示了一种电池极片无毛刺超速切分方法，包括如下步骤：
（1）、通过张紧机构使电池极片张紧，并以预定速度朝同一方向移动；所述张紧机构可以是圆辊式结构，也可以平板式结构，还可以是两个平行布置的张紧辊结构；
（2）、在电池极片一侧设置至少一个圆盘刀，所述圆盘刀具有圆盘刀主体和位于圆盘刀主体外缘上的圆盘刀刃，所述圆盘刀刃可以是所述圆盘刀刃具有两个倾斜表面，两个所述倾斜表面相向倾斜，两个倾斜表面的相交处形成圆盘刀刃口；所述圆盘刀刃也可以仅具有一个倾斜表面，而与圆盘刀另一向外延伸的表面相交所形成的圆盘刀刃口；所述圆盘刀可以设在电池极片的上侧，也可以设在电池极片的下侧；
（3）、驱动圆盘刀旋转，令圆盘刀刃口的线速度大于电池极片移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀通过其圆盘刀刃口将电池极片切分开来。
优选的，所述圆盘刀刃口的线速度是所述电池极片移动的线速度的2倍以上；最佳为2-4倍。
优选的，所述圆盘刀是一体式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体和圆盘刀刃的材料相同，所述圆盘刀刃直接形成于所述圆盘刀主体的外缘上。
优选的，所述圆盘刀是复合式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体的外缘上设有与所述圆盘刀主体材料不同的圆盘刀刃。所述圆盘刀刃的材料的硬度大于圆盘刀主体材料的硬度。最好选用优质合金钢制作。复合式圆盘刀的圆盘刀主体与圆盘刀刃的结合，可以采用焊接，也可以采用复合煅压工艺制作。
请参见图1，图1揭示的是一种电池极片无毛刺超速切分机，包括，
张紧机构1，本实施例中，所述张紧机构1是一个辊筒，辊筒可以在电池极片2的带动下被动旋转，其主要作用是用于张紧电池极片2，并允许电池极片2在其表面11上移动；
电池极片输送装置3，用于输送电池极片2朝同一方向移动；本实施例中，所述电池极片输送装置3包括放卷装置31和收卷装置32，放卷装置31和收卷装置32向同一方向旋转，输送所述电池极片2按预定速度移动，本实施例中的预定速度依据不同的电池极片而设定，通过放卷装置31和收卷装置32的转速而实现。
至少一个圆盘刀4，设置在电池极片上侧，所述圆盘刀4具有圆盘刀主体41和位于圆盘刀主体41外缘上的圆盘刀刃42，所述圆盘刀刃42具有两个倾斜表面421、422，两个所述倾斜表面421、422相向倾斜，两个倾斜表面421、422的相交处形成圆盘刀刃口423（请参见图5，图5中为三个圆盘刀4,当然,根据需要可以设置任意个圆盘刀5）；显然，所述圆盘刀刃也可以仅具有一个倾斜表面421，而与圆盘刀另一向外延伸的表面相交所形成的圆盘刀刃口（参见图6）；
圆盘刀驱动装置（图中未示出），驱动所述圆盘刀4旋转，所述圆盘刀刃口423的线速度大于电池极片2移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀4通过其圆盘刀刃口423将电池极片2切分开来。圆盘刀4的旋转方向可以与电池极片的移动方向同向，也可以与电池极片的移动方向反向；优选的，圆盘刀4的旋转方向可以与电池极片的移动方向同向。
本实施例中，在所述辊筒的表面上对应于所述圆盘刀刃口423可以设置一个切槽（未画出），以便所述圆盘刀刃口423伸入所述切槽内，这样有利于保护圆盘刀刃口423，不至于使圆盘刀刃口423长期与辊筒表面长期磨擦，而快速磨损；
本实施例中，所述辊筒可以金属辊筒，也可以是非金属辊筒，如橡胶辊、塑料辊或硅胶辊等。在所述辊筒的下面可以设置弹性件，用于自动将辊筒与电池极片2张紧。
本发明的技术核心是利用比电池极片2的线速度大的旋转的圆盘刀4的圆盘刀刃42直接切割电池极片2，它不同于现有的利用上下刀纵向咬合的剪切方式；人们可以把圆盘刀刃口423想像成是由N个质点411、412……41N构成的,假设本发明中的圆盘刀刃42的圆盘刀刃口423上出现有一个小的问题，如有一个质点411成为了小缺口，而后面的圆盘刀刃口423没有出现问题，当本发明中的圆盘刀刃的缺口切过电池极片2时，会在电池极片2的截面上的相应位置留下毛刺，但是,由于本发明中圆盘刀刃42的线速度远远大于电池极片2的移动线速度，这时，本发明的圆盘刀刃42的缺后的刃口（即质点412……41N）会紧接着对电池极片上留有毛刺的部位，再次切割一次或多次，这样，留在电池极片2上的毛刺就会被迅速切除，不会留在电池极片2上，可以彻底有效地消除由于毛刺而带来的电池的安全隐患。
优选的，所述圆盘刀刃口42的线速度是所述电池极片2移动的线速度的2倍以上；最佳为2-4倍。
优选的，所述圆盘刀4是一体式圆盘刀，所述圆盘刀4的圆盘刀主体41和圆盘刀刃42的材料相同，所述圆盘刀刃42直接形成于所述圆盘刀主体41的外缘上。
优选的，所述圆盘刀4是复合式圆盘刀，所述圆盘刀4的圆盘刀主体41的外缘上设有与所述圆盘刀主体41材料不同的圆盘刀刃42。所述圆盘刀刃42的材料的硬度大于圆盘刀主体41材料的硬度。最好选用优质合金钢制作。复合式圆盘刀的圆盘刀主体41与圆盘刀刃42的结合，可以采用焊接，也可以采用复合煅压工艺制作。
优选的，所述圆盘刀驱动装置可以是电动机或伺服电机。
请参见图2，图２是本发明的第二种实施例的平面结构示意图。图2所示实施例与图1所示实施例相比，其大体结构相同，其均包括张紧机构1，用于张紧电池极片2，并允许电池极片2在其表面11上移动；
电池极片输送装置3，用于输送电池极片2朝同一方向移动；本实施例中，所述电池极片输送装置3包括放卷装置31和收卷装置32，放卷装置31和收卷装置32向同一方向旋转，输送所述电池极片2按预定速度移动，本实施例中的预定速度依据不同的电池极片而设定，通过放卷装置31和收卷装置32的转速而实现。
至少一个圆盘刀4，设置在电池极片上侧，所述圆盘刀4具有圆盘刀主体41和位于圆盘刀主体41外缘上的圆盘刀刃42，所述圆盘刀刃42具有两个倾斜表面421、422，两个所述倾斜表面421、422相向倾斜，两个倾斜表面421、422的相交处形成圆盘刀刃口423（请参见图5）；显然，所述圆盘刀刃也可以仅具有一个倾斜表面421，而与圆盘刀另一向外延伸的表面相交所形成的圆盘刀刃口（参见图6）；
圆盘刀驱动装置（图中未示出），驱动所述圆盘刀4旋转，所述圆盘刀刃口423的线速度大于电池极片2移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀4通过其圆盘刀刃口423将电池极片2切分开来。圆盘刀4的旋转方向可以与电池极片的移动方向同向，也可以与电池极片2的移动方向反向；优选的，圆盘刀4的旋转方向可以与电池极片的移动方向同向。
所不同的是图2所示实施例中的张紧机构1是平面式支撑件5；
本实施例中，在所述平面式支撑件5的表面上对应于所述圆盘刀刃口423可以设置一个切槽（未画出），以便所述圆盘刀刃口423伸入所述切槽内，这样有利于保护圆盘刀刃口423，不至于使圆盘刀刃口423长期与平面式支撑件5的表面长期磨擦，而快速磨损；
本实施例中，所述平面式支撑件5可以金属或非金属材料制作的，金属材料如钢板，铝板或铜板等，非金属材料如橡胶板、塑料板或硅胶板等。在所述平面式支撑件5的下面可以设置弹性件，用于自动将平面式支撑件5与电池极片2张紧。。
图3是本发明的第三种实施例的平面结构示意图。图3所示实施例与图2所示实施例相比，其大体结构相同，所不同的是所述圆盘刀4位于电池极片2的下侧，通过平面式支撑件5上的槽51伸出于平面式支撑件5上平面52之上，图3所示实施例中，圆盘刀4的旋转方向最好与电池极片2的移动方向相反。可以实现同样的切分效果。
图4是本发明的第四种实施例的平面结构示意图。图4是另一种电池极片无毛刺超速切分机，包括，
张紧机构1，本实施例中，所述张紧机构1包括两个平行且间隔预定距离的张紧辊筒6、7，张紧辊筒6、7可以在电池极片2的带动下被动旋转，其主要作用是用于张紧电池极片2，并允许电池极片2在其表面11上移动；
电池极片输送装置3，用于输送电池极片2朝同一方向移动；本实施例中，所述电池极片输送装置3包括放卷装置31和收卷装置32，放卷装置31和收卷装置32向同一方向旋转，输送所述电池极片2按预定速度移动，本实施例中的预定速度依据不同的电池极片而设定，通过放卷装置31和收卷装置32的转速而实现。
至少一个圆盘刀4，设置在电池极片上侧，所述圆盘刀4具有圆盘刀主体41和位于圆盘刀主体41外缘上的圆盘刀刃42，所述圆盘刀刃42具有两个倾斜表面421、422，两个所述倾斜表面421、422相向倾斜，两个倾斜表面421、422的相交处形成圆盘刀刃口423（请参见图5，图5中为三个圆盘刀4,当然,根据需要可以设置任意个圆盘刀4）；显然，所述圆盘刀刃也可以仅具有一个倾斜表面421，而与圆盘刀另一向外延伸的表面相交所形成的圆盘刀刃口（参见图6）；
圆盘刀驱动装置（图中未示出），驱动所述圆盘刀4旋转，所述圆盘刀刃口423的线速度大于电池极片2移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀4通过其圆盘刀刃口423将电池极片2切分开来。圆盘刀4的旋转方向可以与电池极片的移动方向同向，也可以与电池极片的移动方向反向；优选的，圆盘刀4的旋转方向可以与电池极片的移动方向同向。
本实施例中，所述张紧辊筒6、7可以金属辊筒，也可以是非金属辊筒，如橡胶辊、塑料辊或硅胶辊等。
Claims (10)
1.一种电池极片无毛刺超速切分方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）、通过张紧机构使电池极片张紧，并使电池极片以预定速度朝同一方向移动；
（2）、在电池极片一侧设置至少一个圆盘刀；
（3）、驱动圆盘刀旋转，令圆盘刀刃口的线速度大于电池极片移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀通过其圆盘刀刃口将电池极片切分开来。
2.如权利要求1所述的电池极片无毛刺超速切分方法，其特征在于：所述圆盘刀刃口的线速度是所述电池极片移动的线速度的2倍以上。
3.如权利要求1或2所述的电池极片无毛刺超速切分方法，其特征在于：所述圆盘刀是一体式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体和圆盘刀刃的材料相同，所述圆盘刀刃直接形成于所述圆盘刀主体的外缘上。
4.如权利要求1或2所述的电池极片无毛刺超速切分方法，其特征在于：所述圆盘刀是复合式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体的外缘上设有与所述圆盘刀主体材料不同的圆盘刀刃。
5.一种电池极片无毛刺超速切分机，其特征在于：包括，
电池极片张紧机构，用于将电池极片张紧，并允许电池极片在其表面上移动；
电池极片输送装置，用于输送电池极片朝同一方向移动；
至少一个圆盘刀，设置在电池极片一侧；
圆盘刀驱动装置，驱动所述圆盘刀旋转，所述圆盘刀刃口的线速度大于电池极片移动的线速度，使在旋转中的圆盘刀通过其圆盘刀刃口将电池极片切分开来。
6.如权利要求5所述的电池极片无毛刺超速切分机，其特征在于：所述圆盘刀刃口的线速度是所述电池极片移动的线速度的2倍以上。
7.如权利要求5或6所述的电池极片无毛刺超速切分机，其特征在于：所述圆盘刀是一体式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体和圆盘刀刃的材料相同，所述圆盘刀刃直接形成于所述圆盘刀主体的外缘上。
8.如权利要求5或6所述的电池极片无毛刺超速切分机，其特征在于：所述圆盘刀是复合式圆盘刀，所述圆盘刀的圆盘刀主体的外缘上设有与所述圆盘刀主体材料不同的圆盘刀刃。
9.如权利要求5或6所述的电池极片无毛刺超速切分机，其特征在于：所述电池极片输送装置包括放卷装置和收卷装置，放卷装置和收卷装置向同一方向旋转，输送所述电池极片按预定速度移动。
10.如权利要求5或6所述的电池极片无毛刺超速切分机，其特征在于：所述张紧机构是圆辊式或平板式，在所述圆辊或平板的表面设有切槽。
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