极耳成型方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种极耳成型方法及装置。所述极耳成型方法包括步骤：提供极片；沿纵向在极片的将形成极耳的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片的圆孔，一对圆孔在位置上对应一个极耳的两个根部倒角；沿纵向对相邻两对圆孔之间的极片采用激光切割进行纵向直线切割，纵向直线切割形成的纵向直切割线与相邻两对圆孔中的处于内侧的两个圆孔相交；沿横向对极片采用直线模切进行横向直线模切，横向直线模切形成的各条横向直切割线从集流体的横向边缘向对应的一个圆孔延伸并在末端与对应的圆孔相交；极片的由各条纵向直切割线、与该条纵向直切割线的相反两端相交的两个圆孔以及分别与该两个圆孔相交的横向直切割线围成的部分被切除，形成极耳。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及极耳领域，尤其涉及一种极耳成型方法及装置。
技术介绍
在锂离子电池制造过程中，极片的极耳成型工序是整个电池生产过程中非常重要环节，极耳成型工艺和设备技术的优劣会影响制造的柔性和成本，极耳品质的好坏和稳定性则直接影响电池电化学性能和安全性能。目前常用的极耳成型方法分两种。一种为机械模切成型，这种成型方式存在以下问题：1)一种电池尺寸需要相对应的模切模具，不同电池尺寸的模切模具很难共用，柔性差；2)受限于机械加工的精度，凹模2和凸模1(参见图1)在极耳根部倒角处(图1中的虚线圆圈区域凹模2和凸模1以间隙配合)的配合难以控制，导致此处毛刺大，极片活性材料掉粉严重，这样的极片制造的电池自放电大，甚至发生电池着火；3)机械模切成型基于凹模2和凸模1的剪切力成型，因此在使用过程中凹模2和凸模1容易磨损，导致品质稳定性差；4)模具磨损不利于产线连续生产，且模具维护和更换劳动强度大；5)模具成本高，寿命短导致制造成本增加。另一种是单采用激光切割成型极耳但这种成型方式也有着固有的缺陷，导致该方式还没有大规模运用：1)极耳成型涉及到活性物质层282和未涂覆活性物质层282的未涂膜区2812(参见图2未涂膜区2812用于形成极耳283)，激光成型很难保证两个区域的品质同时达到最优，尤其在两个区域的过渡区域(过渡区域R即极耳根部)毛刺和熔珠大；2)激光成型需要将切割产生的粉尘去除，吹风或抽风气流一般要覆盖至少一个极耳大小的区域，面积大，导致气流较弱，除尘效果不好，毛刺熔珠和粉尘都会导致电池自放电大甚至着火等风险。
技术实现思路
鉴于现有技术中存在的问题，本专利技术的目的在于提供一种极耳成型方法及装置，其柔性高、制造成本低、品质好且稳定性高。为了实现上述目的，在第一方面，本专利技术提供了一种极耳成型方法，其包括步骤：步骤一：提供极片，极片具有集流体和涂覆在集流体上的活性物质层，且集流体具有涂覆活性物质层的涂膜区和沿横向位于涂膜区外侧的未涂覆活性物质层的未涂膜区；步骤二：沿纵向在极片的将形成极耳的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片的圆孔，一对圆孔在位置上对应一个极耳的两个根部倒角，各对圆孔处于集流体的涂膜区内、与涂膜区和未涂膜区之间的纵向交界线相切或横跨涂膜区和未涂膜区；步骤三：沿纵向对相邻两对圆孔之间的极片采用激光切割进行纵向直线切割，纵向直线切割形成的纵向直切割线与涂膜区和未涂膜区之间的纵向交界线重合或位于集流体的涂膜区内，且纵向直线切割形成的纵向直切割线与相邻两对圆孔中的处于内侧的两个圆孔相交；步骤四：沿横向对极片采用直线模切进行横向直线模切，横向直线模切形成的各条横向直切割线从集流体的横向边缘向对应的一个圆孔延伸并在末端与对应的圆孔相交；由此，极片的由各条纵向直切割线、与该条纵向直切割线的相反两端相交的两个圆孔以及分别与该两个圆孔相交的横向直切割线围成的部分被切除，从而在极片上形成极耳。为了实现上述目的，在第二方面，本专利技术提供了一种极耳成型装置，其包括极片提供机构、圆孔模切机构、激光切割机构以及直线模切机构。极片提供机构包括：放卷辊，卷绕有待放卷的极片，极片具有集流体和涂覆在集流体上的活性物质层，且集流体具有涂覆活性物质层的涂膜区和沿横向位于涂膜区外侧的未涂覆活性物质层的未涂膜区；以及过辊，位于放卷辊的下游，用于向下游输送极片。圆孔模切机构沿纵向在极片的将形成极耳的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片的圆孔，一对圆孔在位置上对应一个极耳的两个根部倒角，各对圆孔处于集流体的涂膜区内、与涂膜区和未涂膜区之间的纵向交界线相切或横跨涂膜区和未涂膜区。激光切割机构沿纵向对相邻两对圆孔之间的极片采用激光切割进行纵向直线切割，纵向直线切割形成的纵向直切割线与涂膜区和未涂膜区之间的纵向交界线重合或位于集流体的涂膜区内，且纵向直线切割形成的纵向直切割线与相邻两对圆孔中的处于内侧的两个圆孔相交。直线模切机构，沿横向对极片采用直线模切进行横向直线模切，横向直线模切形成的各条横向直切割线从集流体的横向边缘向对应的一个圆孔延伸并在末端与对应的圆孔相交。由此，极片的由各条纵向直切割线、与该条纵向直切割线的相反两端相交的两个圆孔以及分别与该两个圆孔相交的横向直切割线围成的部分被切除，从而在极片上形成极耳。本专利技术的有益效果如下：在根据本专利技术所述的极耳成型方法及装置中，通过利用圆孔模切形成极耳的根部倒角、利用直线模切成型形成极耳的横向侧边、利用激光切割形成相邻极耳之间的直线段，从而将形成极耳过程中所需切割的各段分开采用不同的方式进行，圆孔模切的圆孔的一部分将形成极耳的根部倒角，无需采用更复杂的模具，无毛刺；激光切割形成相邻极耳之间的直线段，切割品质稳定且便于长距离切割，有利于提高作业效率，这种长距离的切割也便于在采用吹风或抽风除尘时除尘效果的提升；由于圆孔模切成型和直线模切成型技术成熟且稳定，由此切割品质提高且品质稳定，模具维护更换简单且成本低；将机械切割和激光切割的优点有效结合，工艺和设备的柔性也大大增强。附图说明图1是现有技术中单采用机械模切成型极耳的示意图，其中虚线圆圈部分标出倒角处凸模和凹模的配合间隙；图2是现有技术中单采用激光切割成型极耳的示意图；图3是根据本专利技术的极耳成型方法的一实施例的示意图，其中(a)-(g)示出了各步骤；图4是根据本专利技术的极耳成型方法的另一实施例的示意图，其中(a)-(g)示出了各步骤；图5示出了根据本专利技术的极耳成型装置的一实施例的示意图；图6示出了根据本专利技术的极耳成型装置的另一实施例的示意图；图7示出了根据本专利技术的极耳成型装置的过辊的结构示意图，其中为了清楚起见，将图3的(c)和(d)置于过辊的上下游，从而适用于图3的极耳成型方法。图8示出了根据本专利技术的极耳成型装置的过辊的结构示意图，其中为了清楚起见，将图4的(c)和(d)置于过辊的上下游，从而适用于图4的极耳成型方法。其中，附图标记说明如下：1凸模22收卷辊2凹模23收卷侧EPC光电纠偏仪R过渡区域24除尘器11极片提供机构25分切机构111放卷辊26存储机构112过辊261机械手1121辊子262储存弹夹11211抽风除尘孔27控制机构S轴向间隔区域28极片113放卷侧EPC光电纠偏仪281集流体114缓存机构2811涂膜区1141缓存用辊2812未涂膜区12圆孔模切机构282活性物质层13激光切割机构283极耳131固定激光头B纵向交界线14直线模切机构C纵向中心线15驱动辊L纵向16CCD检测器T横向17吹风机构H圆孔18密封罩L1纵向直切割线19抽风管T1横向直切割线20除尘机构28'分条的极片21切割分条机构28”定尺寸极片具体实施方式下面参照附图来说明根据本专利技术的极耳成型方法及装置。首先说明根据本专利技术第一方面的极耳成型方法。参照图3和图4，根据本专利技术的极耳成型方法包括步骤：步骤一：提供极片28，极片28具有集流体281和涂覆在集流体281上的活性物质层282，且集流体281具有涂覆活性物质层282的涂膜区2811和沿横向T位于涂膜区2811外侧的未涂覆活性物质层282的未涂膜区2812；步骤二：沿纵向L在极片28的将形成极耳283的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片28的圆孔H，一对圆孔H在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种极耳成型方法，其特征在于，包括步骤：步骤一：提供极片(28)，极片(28)具有集流体(281)和涂覆在集流体(281)上的活性物质层(282)，且集流体(281)具有涂覆活性物质层(282)的涂膜区(2811)和沿横向(T)位于涂膜区(2811)外侧的未涂覆活性物质层(282)的未涂膜区(2812)；步骤二：沿纵向(L)在极片(28)的将形成极耳(283)的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片(28)的圆孔(H)，一对圆孔(H)在位置上对应一个极耳(283)的两个根部倒角，各对圆孔(H)处于集流体(281)的涂膜区(2811)内、与涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)之间的纵向交界线(B)相切或横跨涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)；步骤三：沿纵向(L)对相邻两对圆孔(H)之间的极片(28)采用激光切割进行纵向直线切割，纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)与涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)之间的纵向交界线(B)重合或位于集流体(281)的涂膜区(2811)内，且纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)与相邻两对圆孔(H)中的处于内侧的两个圆孔(H)相交；步骤四：沿横向(T)对极片(28)采用直线模切进行横向直线模切，横向直线模切形成的各条横向直切割线(T1)从集流体(281)的横向边缘向对应的一个圆孔(H)延伸并在末端与对应的圆孔(H)相交；由此，极片(28)的由各条纵向直切割线(L1)、与该条纵向直切割线(L1)的相反两端相交的两个圆孔(H)以及分别与该两个圆孔(H)相交的横向直切割线(T1)围成的部分被切除，从而在极片(28)上形成极耳(283)。...

【技术特征摘要】
1.一种极耳成型方法，其特征在于，包括步骤：步骤一：提供极片(28)，极片(28)具有集流体(281)和涂覆在集流体(281)上的活性物质层(282)，且集流体(281)具有涂覆活性物质层(282)的涂膜区(2811)和沿横向(T)位于涂膜区(2811)外侧的未涂覆活性物质层(282)的未涂膜区(2812)；步骤二：沿纵向(L)在极片(28)的将形成极耳(283)的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片(28)的圆孔(H)，一对圆孔(H)在位置上对应一个极耳(283)的两个根部倒角，各对圆孔(H)处于集流体(281)的涂膜区(2811)内、与涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)之间的纵向交界线(B)相切或横跨涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)；步骤三：沿纵向(L)对相邻两对圆孔(H)之间的极片(28)采用激光切割进行纵向直线切割，纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)与涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)之间的纵向交界线(B)重合或位于集流体(281)的涂膜区(2811)内，且纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)与相邻两对圆孔(H)中的处于内侧的两个圆孔(H)相交；步骤四：沿横向(T)对极片(28)采用直线模切进行横向直线模切，横向直线模切形成的各条横向直切割线(T1)从集流体(281)的横向边缘向对应的一个圆孔(H)延伸并在末端与对应的圆孔(H)相交；由此，极片(28)的由各条纵向直切割线(L1)、与该条纵向直切割线(L1)的相反两端相交的两个圆孔(H)以及分别与该两个圆孔(H)相交的横向直切割线(T1)围成的部分被切除，从而在极片(28)上形成极耳(283)。2.根据权利要求1所述的极耳成型方法，其特征在于，集流体(281)沿横向(T)位于涂膜区(2811)的两个外侧均具有未涂膜区(2812)且这两个涂膜区(2811)相对极片(28)的纵向中心线(C)横向对称，沿纵向(L)在极片(28)的将形成极耳(283)的根部倒角的位置处进行圆孔模切时形成的成对贯穿极片(28)的圆孔(H)相对极片(28)的纵向中心线(C)对称，沿纵向(L)对相邻两对圆孔(H)之间的极片(28)
\t采用激光切割进行纵向直线切割时纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)相对极片(28)的纵向中心线(C)横向对称，沿横向(T)对极片(28)采用直线模切进行横向直线模切时横向直线模切形成的横向直切割线(T1)相对极片(28)的纵向中心线(C)横向对称，由此形成的多个极耳(283)相对极片(28)的纵向中心线(C)横向对称；所述极耳成型方法还包括步骤：在极耳(283)成型之后，沿极片(28)的纵向中心线(C)对极片(28)进行切割分条，以形成分条的极片(28')。3.根据权利要求1所述的极耳成型方法，其特征在于，集流体(281)沿横向(T)位于涂膜区(2811)的仅一个外侧具有未涂膜区(2812)；所述极耳成型方法还包括步骤：在极耳(283)成型之后，对极片(28)进行分切，以形成带有对应数量极耳(283)的定尺寸极片(28”)。4.一种极耳成型装置，其特征在于，包括：极片提供机构(11)，包括：放卷辊(111)，卷绕有待放卷的极片(28)，极片(28)具有集流体(281)和涂覆在集流体(281)上的活性物质层(282)，且集流体(281)具有涂覆活性物质层(282)的涂膜区(2811)和沿横向(T)位于涂膜区(2811)外侧的未涂覆活性物质层(282)的未涂膜区(2812)；以及过辊(112)，位于放卷辊(111)的下游，用于向下游输送极片(28)；圆孔模切机构(12)，沿纵向(L)在极片(28)的将形成极耳(283)的根部倒角的位置处进行圆孔模切而形成成对贯穿极片(28)的圆孔(H)，一对圆孔(H)在位置上对应一个极耳的两个根部倒角，各对圆孔(H)处于集流体(281)的涂膜区(2811)内、与涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)之间的纵向交界线(B)相切或横跨涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)；激光切割机构(13)，沿纵向(L)对相邻两对圆孔(H)之间的极片(28)
\t采用激光切割进行纵向直线切割，纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)与涂膜区(2811)和未涂膜区(2812)之间的纵向交界线(B)重合或位于集流体(281)的涂膜区(2811)内，且纵向直线切割形成的纵向直切割线(L1)与相邻两对圆孔(H)中的处于内侧的两个圆孔(H)相交；直线模切机构(14)，沿横向(T)对...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵义，方宏新，何平，江桦锐，周华利，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35