极片裁切装置

技术领域

本发明涉及锂电池加工领域，尤其涉及极片裁切装置。

背景技术

锂电池叠片工艺高速发展情况下，对电池类的大电芯极片需要进行切片，如何在降低成本的前提下，又能保证高效率的的生产工艺，是一个亟待解决的问题。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种极片裁切装置，旨在提供一种低成本，但能高效将极片进行模切的极片裁切装置。

为实现上述目的，本发明提出的一种极片裁切装置，其中，极片裁切装置包括：

座体；

预压机构，包括均沿横向延伸、且在上下向上呈间隔设置的主动辊轴和从动辊轴，所述主动辊轴和所述从动辊轴均可转动的安装于所述座体，所述从动辊轴可靠近和远离所述主动辊轴，以在靠近所述主动辊轴的活动行程中将位于所述主动辊轴和所述从动辊轴之间的极片压紧于所述主动辊轴上；以及，

裁切机构，与所述预压机构在纵向上间隔设置，包括设于所述座体的承载台、设于所述承载台的下裁切部、以及位于所述下裁切部上方的上裁切部，所述上裁切部沿上下向可靠近和远离所述下裁切部设置，用以在向下的活动行程中裁切所述承载台上的极片。

可选地，所述裁切机构包括：

第一驱动装置，具有沿纵向延伸的第一输出转轴；

驱动轴，与所述第一输出转轴同轴固定连接，所述驱动轴具有驱动轴段，所述驱动轴段的轴线偏离所述第一输出转轴的轴线设置；

驱动轴套，套设于所述驱动轴段的外围，在所述驱动轴转动时，所述驱动轴段用以驱动所述驱动轴套上下活动；

固定块，固设于所述座体，开设有沿上下向延伸设置的导向滑槽；以及，

导向块，与所述驱动轴套固定连接，所述导向块上设置有上下延伸的第一导轨，所述第一导轨与所述导向滑槽滑动配合，所述导向块处在纵向上的一侧凹设有限位槽；

所述上裁切部包括连接块、以及设于所述连接块的上刀片，所述连接块上设置有两个凸轮轴承，所述两个凸轮轴承均滚动安装于所述限位槽内，在所述第一输出转轴转动时，所述导向块驱动所述连接块带动所述上刀片上下活动。

可选地，各所述凸轮轴承的周侧面在其厚度方向上呈弧面设置。

可选地，所述极片裁切装置还包括噪音传感器、温度传感器和报警装置，所述噪音传感器用于检测所述固定块和所述导向块的工作噪音大小，所述温度传感器用于检测所述固定块和所述导向块的工作温度，所述报警装置与所述噪音传感器和所述温度传感器电性连接，用以在所述噪音传感器检测的噪音大于预设值、和/或在所述温度传感器检测的工作温度大于设定值时报警。

可选地，所述裁切机构还包括：

预压板，沿上下向可活动安装于所述连接块，所述预压板与所述上刀片在纵向上间隔设置；以及，

第一弹簧，所述第一弹簧设于所述预压板与所述连接块之间。

可选地，所述上裁切部沿上下向贯设有导向孔；

所述承载台上设置有导向柱，所述导向柱沿上下向延伸，供所述上裁切部的导向孔穿设；

所述裁切机构还包括第二弹簧，所述第二弹簧套设于所述导向柱，且位于所述上裁切部和所述承载台之间，以在所述上裁切部向下活动时提供缓冲。

可选地，所述承载台转动安装于所述座体，所述承载台的自由端沿上下向贯设有长形孔；

所述裁切机构还包括：

第一滑轨，沿纵向延伸设置；

调节块，所述调节块开设有沿纵向延伸的第一滑槽，所述调节块通过所述第一滑槽纵向滑动安装于所述第一滑轨，所述调节块还形成有凸柱，所述凸柱穿设于所述长形孔；以及，

第二驱动装置，所述第二驱动装置具有沿纵向活动的第二驱动部，所述第二驱动部与所述调节块连接，在所述第二驱动部沿纵向活动时，所述调节块的凸柱驱动所述承载台的自由端转动。

可选地，所述极片裁切装置还包括：

第二滑轨，设于所述座体，所述第二滑轨沿横向延伸设置；

第三驱动装置，具有沿横向可活动设置的第三驱动部，所述第三驱动部开设有沿横向延伸的第二滑槽，所述第三驱动部通过所述第二滑槽横向滑动安装于所述第二滑轨；

安装座，所述主动辊轴和所述从动辊轴均可转动的安装于所述安装座，所述安装座与所述第三驱动部固定连接，用以带动所述主动辊轴和所述从动辊轴横向活动。

可选地，所述极片裁切装置还包括位置测定装置和控制装置，所述位置测定装置用于检测极片和极耳的位置，所述控制装置与所述第二驱动装置和所述第三驱动装置电性连接，用以根据所述位置测定装置控制所述第二驱动装置和所述第三驱动装置工作。

可选地，所述裁切机构还包括设于所述下裁切部的下方的排废料机构，所述排废料机构包括壳体，所述壳体设置有收集口和排气口，所述收集口对应所述下裁切部设置，所述壳体内形成有多个回流通道，所述多个回流通道均连通所述收集口和所述排气口，所述排气口用于与负压装置连通。

本发明提供的技术方案中，将需要裁切的极片板放置于主动辊轴和从动辊轴之间，所述主动辊轴和所述从动辊轴之间的极片被夹紧后，所述主动辊轴转动过程中，则带动极片能够水平活动，在极片活动到承载台上，处于所述上裁切部和所述下裁切部之间的合适的位置后，所述主动辊轴停止转动，待裁切的极片板静止，所述上裁切部向下活动，将所述承载台上的极片切割，在裁切完一极片后，所述主动辊轴继续转动，从而带动待裁切的极片板继续前进，在极片活动到承载台上合适的位置后，所述主动辊轴停止转动，所述上裁切部再次向下活动，将所述承载台上的后面的极片切割，如此重复上述步骤，能够自动化实现裁切极片，所述上裁切部以0.05S/片的速率进行裁切，以提供一种低成本，但能高效将极片进行模切的极片裁切装置。

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的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明提供的极片裁切装置一实施例的部分结构立体示意图；

图2为图1中的预压机构的立体示意图；

图3为图1中的裁切机构的部分结构的立体示意图；

图4为图3中的驱动轴的平面示意图；

图5为图3的侧面示意图；

图6为图1中的裁切机构的另一部分结构的侧面示意图；

图7为图1中的裁切机构的另一部分结构的立体示意图；

图8为图6中的预压板和第一弹簧的立体示意图；

图9为图1中的排废料机构的立体示意图；

图10为图9中的排废料机构内部结构示意图；

图11为图1中的位置测定装置的部分结构示意图；

图12为发明提供的极片裁切装置一实施例的立体示意图。

附图标号说明：

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本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

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的一部分实施例，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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中出现的“和/或”的含义，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

锂电池叠片工艺高速发展情况下，对电池类的大电芯极片需要进行切片，如何在降低成本的前提下，又能保证高效率的的生产工艺，是一个亟待解决的问题。

为了解决上述问题，本发明提供一种极片裁切装置，图1至图12为本发明提供的极片裁切装置的具体实施例。

请参阅图1至图3，所述极片裁切装置包括座体1、预压机构2和裁切机构3，所述预压机构2包括均沿横向延伸、且在上下向上呈间隔设置的主动辊轴21和从动辊轴22，所述主动辊轴21和所述从动辊轴22均可转动的安装于所述座体1，所述从动辊轴22可靠近和远离所述主动辊轴21，以在靠近所述主动辊轴21的活动行程中将位于所述主动辊轴21和所述从动辊轴22之间的极片压紧于所述主动辊轴21上；所述裁切机构3与所述预压机构2在纵向上间隔设置，裁切机构3包括设于所述座体1的承载台31、设于所述承载台31的下裁切部32、以及位于所述下裁切部32上方的上裁切部33，所述上裁切部33沿上下向可靠近和远离所述下裁切部32设置，用以在向下的活动行程中裁切所述承载台31上的极片。

本发明提供的技术方案中，将需要裁切的极片板1000放置于主动辊轴21和从动辊轴22之间，所述主动辊轴21和所述从动辊轴22之间的极片被夹紧后，所述主动辊轴21转动过程中，则带动极片能够水平活动，在极片活动到承载台31上，处于所述上裁切部33和所述下裁切部32之间的合适的位置后，所述主动辊轴21停止转动，待裁切的极片板1000静止，所述上裁切部33向下活动，将所述承载台31上的极片切割，在裁切完一极片后，所述主动辊轴21继续转动，从而带动待裁切的极片板1000继续前进，在极片活动到承载台31上合适的位置后，所述主动辊轴21停止转动，所述上裁切部33再次向下活动，将所述承载台31上的后面的极片切割，如此重复上述步骤，能够自动化实现裁切极片，所述上裁切部33以0.05S/片的速率进行裁切，以提供一种低成本，但能高效将极片进行模切的极片裁切装置。

需要说明的是，裁切动刀(上裁切部33的刀片)和定刀(下裁切部32的刀片)采用合金高硬质刀具，六面滑动轴承为过盈无间隙配合，裁切200万后，极片毛刺控制在0.005MM以内，具有超长耐用性。

还需要说明的是，所述主动辊轴21和所述从动辊轴22的表面可以均设置弹性包胶，在增大摩擦力的同时，保护极片的表面，避免极片表面划伤。并且，所述主动辊轴21被伺服电机20带动转动时，伺服电机20的转速影响极片裁切的宽度，因此可以在下裁切部32的旁侧设置测长传感器71检测极片宽度，从而控制伺服电机20工作。

具体地，请参阅图3至图5，在本实施例中，所述裁切机构3包括第一驱动装置34、驱动轴351、驱动轴套36、固定块37和导向块38，所述第一驱动装置34具有沿纵向延伸的第一输出转轴；所述驱动轴351与所述第一输出转轴同轴固定连接，所述驱动轴351具有驱动轴段351，所述驱动轴段351的轴线偏离所述第一输出转轴的轴线设置；所述驱动轴套36套设于所述驱动轴段351的外围；如此，在所述第一驱动装置34工作时，所述第一输出转轴转动过程中，带动所述驱动轴351转动，所述驱动轴段351的轴线与所述第一输出转轴的轴线不共线，从而使得所述驱动轴套36的内壁面与所述驱动轴段351的外周面抵接时，所述驱动轴套36会随所述驱动轴段351上下活动。

可以理解的是，因所述驱动轴套36的内壁面与所述驱动轴段351的外周面抵持，所述驱动轴段351的轴线偏离所述第一输出转轴的距离越大，所述驱动轴套36被带动上下活动的幅度越大，并且所述第一驱动装置34的转速越大，所述驱动轴套36上下活动的频率越高。

为了保证所述上裁切部33沿上下方向活动的稳定性，在本实施例中，所述固定块37固设于所述座体1，开设有沿上下向延伸设置的导向滑槽；所述导向块38与所述驱动轴套36固定连接，所述导向块38上设置有上下延伸的第一导轨381，所述第一导轨381与所述导向滑槽滑动配合。如此，在所述驱动轴套36带动所述导向块38上下活动时，所述导向块38上的所述第一导轨381与所述导向滑槽滑动配合，使得所述导向块38上下活动时能够保持稳定性和垂直度。

具体地，请参阅图6至图7，在所述导向块38处在纵向上的一侧凹设有限位槽38a，所述上裁切部33包括连接块331、以及设于所述连接块331的上刀片，所述连接块331上设置有两个凸轮轴承332，所述两个凸轮轴承332均滚动安装于所述限位槽38a内，在所述第一输出转轴转动时，所述导向块38驱动所述连接块331带动所述上刀片上下活动。

如此，所述上刀片通过所述两个凸轮轴承332装配在所述限位槽38a内，所述导向块38的限位槽38a的上下侧壁与所述凸轮轴承332的周壁抵持，从而带动所述上刀片能够上下活动。在刀片需要维护时，可以直接将所述两个凸轮轴承332从所述限位槽38a内取出，更换另一维护好的所述上裁切部33，如此设置，在需要维护上刀片时只需将所述两个凸轮轴承332进行拆卸，而无需将所述上刀片卸下，避免在重新安装所述上刀片后需要再次调试刀片的位置角度等，使得维护效率更高，便于操作。

进一步地，在本实施例中，各所述凸轮轴承332的周侧面在其厚度方向上呈弧面设置。如此设置，所述凸轮轴承332能够在纵向上稍微前后摆动，能够对所述上刀片的位置作自适应的调节，实现浮动校正。

进一步地，因所述导向块38和所述固定块37之间为滑动配合，在所述第一驱动装置34工作，所述第一输出转轴高速旋转时，所述导向块38和所述固定块37之间的摩擦频率超高，为了减少所述导向块38和所述固定块37之间的摩擦系数，保护滑动机构的寿命和稳定性，请参阅图5，在本实施例中，所述极片裁切装置还包括噪音传感器41、温度传感器42和报警装置，所述噪音传感器41用于检测所述固定块37和所述导向块38的工作噪音大小，所述温度传感器42用于检测所述固定块37和所述导向块38的工作温度，所述报警装置与所述噪音传感器41和所述温度传感器42电性连接，用以在所述噪音传感器41检测的噪音大于预设值、和/或在所述温度传感器42检测的工作温度大于设定值时报警。

可以理解的是，在活动机构之间的润滑油液不足时，活动机构之间会干磨，从而会发出噪音，并且摩擦系数增大后，产生的热量大于散发的热量，因而温度会升高。所述极片裁切装置还包括自动加油系统，所述自动加油系统在所述报警装置报警后，控制装置控制所述自动加油系统自动加油润滑活动机构。

进一步地，请参阅图6和图8，在本实施例中，所述裁切机构3还包括预压板333和第一弹簧334，所述预压板333沿上下向可活动安装于所述连接块331，所述预压板333与所述上刀片在纵向上间隔设置；所述第一弹簧334设于所述预压板333与所述连接块331之间。

可以理解的是，所述预压板333的下端面的初始位置低于所述上刀片的刀锋，在所述连接块331向下活动时，所述预压板333的下端先与极片抵持，在所述连接块331继续向下活动时，所述第一弹簧334压缩发生形变，使得所述预压板333作用于极片的力越来越大，使得极片能够被固定在所述预压板333和所述承载台31之间，直至所述上刀片的刀锋与所述预压板333的下端面平齐后，在所述连接块331进一步向下活动后，所述上刀片实现裁切。如此设置，便于极片在裁切之前能够精准定位。

进一步地，请参阅图7，在本实施例中，所述上裁切部33沿上下向贯设有导向孔33a；所述承载台31上设置有导向柱335，所述导向柱335沿上下向延伸，供所述上裁切部33的导向孔33a穿设；所述裁切机构3还包括第二弹簧336，所述第二弹簧336套设于所述导向柱335，且位于所述上裁切部33和所述承载台31之间，以在所述上裁切部33向下活动时提供缓冲。如此设置，所述导向柱335能够为所述上裁切部33的上下活动提供导向，进一步保证所述上裁切部33的垂直度。并且所述第二弹簧336为所述上裁切部33向下活动提供缓冲，并且也具有一定的协助所述上裁切部33复位的作用。

进一步地，因极片的裁切需要保证呈相对的两个侧边的平行度以及与另外两边的垂直度，在极片的宽度的平行度产生偏差时，为了方便调节校正，请参阅图7，在本实施例中，所述承载台31转动安装于所述座体1，所述承载台31的自由端沿上下向贯设有长形孔31a；所述裁切机构3还包括第一滑轨51、调节块52和第二驱动装置53，所述第一滑轨51沿纵向延伸设置；所述调节块52开设有沿纵向延伸的第一滑槽，所述调节块52通过所述第一滑槽纵向滑动安装于所述第一滑轨51，所述调节块52还形成有凸柱，所述凸柱穿设于所述长形孔31a；所述第二驱动装置53具有沿纵向活动的第二驱动部531，所述第二驱动部531与所述调节块52连接，在所述第二驱动部531沿纵向活动时，所述调节块52的凸柱驱动所述承载台31的自由端转动。

如此设置，在所述第二驱动装置53工作时，所述第二驱动部531沿纵向活动，从而带动所述调节块52沿纵向滑动，而所述调节块52上的凸柱穿设于所述长形孔31a内，长形孔31a能够在所述凸柱沿纵向滑动时让位，且所述凸柱能够驱动所述承载台31旋转调节一定的角度，该角度基本控制在正负10°的范围内。因所述承载台31发生偏转，相应的所述上裁切部33和所述承载台31都发生偏转，但是极片板1000的一端被所述预压机构2固定，因此，所述裁切机构3发生偏转时，相应的裁切的极片的侧边的角度也进行调节，从而保证极片的宽度的平行度。

需要说明的是，所述第二驱动装置53可以是滚珠丝杠结构，即通过驱动电机旋转带动丝杠旋转，而套设在丝杠上的驱动螺母可以理解为所述第二驱动部531。如此，通过滚珠丝杠结构，能够精准的调节所述调节块52的滑动行程，方便把控所述裁切机构3的旋转角度。

进一步地，在裁切过程中，极片的位置在横向上若发生偏差也会导致极片的平行度随之发生改变，为了保证极片在横向上能够也处于中心位置，请参阅图2，在本实施例中，所述极片裁切装置还包括第二滑轨61、第三驱动装置62和安装座63，所述第二滑轨61设于所述座体1，所述第二滑轨61沿横向延伸设置；所述第三驱动装置62具有沿横向可活动设置的第三驱动部621，所述第三驱动部621开设有沿横向延伸的第二滑槽，所述第三驱动部621通过所述第二滑槽横向滑动安装于所述第二滑轨61；所述主动辊轴21和所述从动辊轴22均可转动的安装于所述安装座63，所述安装座63与所述第三驱动部621固定连接，用以带动所述主动辊轴21和所述从动辊轴22横向活动。

可以理解的是，在所述安装座63沿横向活动时，夹设于所述主动辊轴21和所述从动辊轴22之间的极片能够被带动沿横向微调，从而保证极片板1000前送行程中的直线度。

需要说明的是，所述第三驱动装置62也可以是滚珠丝杠结构，即通过驱动电机旋转带动丝杠旋转，而套设在丝杠上的驱动螺母可以理解为所述第三驱动部621。如此，通过滚珠丝杠结构，能够精准的调节所述安装座63的滑动行程，方便把控极片所在的位置的中心度。

进一步地，请参阅图2和图11，在本实施例中，所述极片裁切装置还包括位置测定装置7和控制装置，所述位置测定装置7用于检测极片和极耳的位置，所述控制装置与所述第二驱动装置53和所述第三驱动装置62电性连接，用以根据所述位置测定装置7控制所述第二驱动装置53和所述第三驱动装置62工作。所述位置测定装置7包括测长传感器71、留白传感器72、检边传感器73、纠偏传感器74和接近传感器75，通过测长传感器71检测极片宽度，驱动所述主动辊轴21转动的伺服电机20根据需求可调节极片宽度，通过各个传感器对极片或是多极耳的位置偏移量进行检测，并且根据检测结果控制对应的驱动装置工作，从而实现自动调节和控制。

进一步地，为了收集所述裁切机构3在裁切极片时产生的粉末杂质，请参阅图9至图10，在本实施例中，所述裁切机构3还包括设于所述下裁切部32的下方的排废料机构8，所述排废料机构8包括壳体，所述壳体设置有收集口8a和排气口8c，所述收集口8a对应所述下裁切部32设置，所述壳体内形成有多个回流通道8b，所述多个回流通道8b均连通所述收集口8a和所述排气口8c，所述排气口8c用于与负压装置连通。如此设置，各所述回流通道8b内都能够产生较大的负压，所述负压装置能够以30米/S的风速吸走裁切废料，整个裁切工序能够实现快速高效的全自动化生产。

进一步地，为了保证极片的洁净度，请参阅图12，在本实施例中，所述极片裁切装置还设置有工作仓91和风机组件92，所述座体1、所述预压机构2和所述裁切机构3均设置在所述工作仓91内，所述风机组件92对所述工作仓91内进行送风，避免粉尘和杂质吸附在极片表面。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。