电极片多极耳高速成型机制造技术

本实用新型专利技术属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种电极片多极耳高速成型机，包括依次设置的放卷机构、第一储料机构、模切机构、牵引机构、视觉检测机构、第二储料机构和收卷机构，所述模切机构包括第一模切刀组和第二模切刀组，所述第一模切刀组和所述第二模切刀组依次设置在电极片走带方向上，所述模切机构还包括用于补偿极耳变间距的补偿装置。相比于现有技术，本实用新型专利技术通过对模切刀组、模切控制方法的改进，在保证模切刀寿命的前提下，实现了一次成型两组极耳，有效提高了模切效率，可以实现高达40～50m/min的生产速度；而且通过补偿装置和视觉检测机构的设置使得本实用新型专利技术极耳成型精度高，有效提高了产品合格率。

【技术实现步骤摘要】
电极片多极耳高速成型机
本技术属于电池生产设备
，尤其涉及一种电极片多极耳高速成型机。
技术介绍
近年来，锂离子电池的应用越来越广泛，潜力巨大的市场需求量促进了锂离子电池的发展。电池极耳在极片完成卷绕后需要对齐，以便后续将极耳焊接到一起，然而电池内外层极片的长度不同，为满足重合要求就需要极耳之间具有不同的间距，所以极耳的成型设备需要兼容变间距的极耳设计。极耳的成型可通过焊接引出极耳或切割极片获得，上述方式中焊接极耳容易导致虚焊，稳定性和可靠性相对较低，而且不适用于具有大倍率放电需求的电池，比如电动汽车的动力电池。然而，通过切割电极片获得多极耳成型过程中，因为铝箔和铜箔极片是连续的薄片，快速高效实现变间距双边极耳成型是一个很棘手的问题，目前锂电池厂常用的极耳成型方式是采用刀模在线模切成型和激光在线切割成型两种。由于激光在线切割成型的能量密度极高，极容易损伤极片，因而目前锂电池厂更多采用刀模在线模切成型的方式。其中，刀模在线模切成型又分为飞切和静切两种方式。飞切即刀模跟随电极片同步运动(刀模与极片相对静止)进行模切成型；静切指电极片在模切时间段是静止不动，模切完成后，电极片加速运动。然而目前采用静切方式的极耳模切机存在以下几个明显的缺陷：第一、无法保持匀速收放卷。现有模切机在静态模切的时候，收放卷也同时停止运行，使得模切效率降低，同时这样极片张力波动较大，会出现“跳舞”现象，容易导致极片断带，模切长度、宽度超出规格。第二、模切速度慢，成型效率低。虽然目前静切极耳成型方式比较广泛地应用于电极片多极耳成型，但是目前的模切速度相对较慢，实际应用于生产的速度&lt;25m/min。这是因为静切的方式下，极片走带速度和静态模切时间是一对矛盾。若要提高生产速度，则需要压缩静态模切时间；但是静态模切时间缩短，会导致刀模发热变大，磨损严重，影响刀模寿命。因此为了保证刀模的寿命，刀模的模切时间大都设置为>0.5s，而目前的相邻两极耳间距一般为270～360mm；假设25m/min的生产速度，那么要求进给270～360mm的时间约为0.14～0.36s，而这样的进给加速度是现有电机根本无法实现的，因此目前的生产速度只能<25m/min。第三、模切机没有在线监测品质参数功能。极耳间距、模切宽度、台阶高度、极耳高度等参数会影响到卷绕后的极片错位，甚至会影响到电池安全问题。目前极耳成型在品质上要求每片极片的长度偏差≤±3mm，台阶高度偏差≤0.5mm，极耳高度偏差≤±0.5mm，相邻极耳间距偏差≤±0.5mm，也就是说，目前对极耳成型的品质要求极为严格。然而，目前普遍应用的模切机均无在线检测系统，模切后的品质均是通过人工裁样离线检测，没有在线实时监控各个品质参数，从而影响电极片的品质。第四、无实时补偿极耳变间距的装置。现有模切机将待冲切的间距变化的极耳分成两个部分进行冲切，其在冲切时，先冲切恒定长度，即定长切，然后再冲切一个变化的修正长度，即修正切。其虽然能够实现变间距的极耳成型，然而该冲切方法繁琐复杂，冲切效率低，而且一个极耳间距进行多次冲切，会大大增加极耳间距误差，无法满足极耳成型的精度要求。有鉴于此，确有必要对现有的极耳成型设备作进一步的改进，以克服上述缺陷，实现电极片多极耳的高效、快速成型，同时保证极耳成型的精确度。
技术实现思路
本技术的目的在于：针对现有电极片多极耳成型机结构复杂、成型速度慢、效率低、成型精度低的不足，而提供一种结构简单、成型精度高，并能够实现高效、快速成型的电极片多极耳成型机。为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：一种电极片多极耳高速成型机，包括依次设置的放卷机构、第一储料机构、模切机构、牵引机构、视觉检测机构、第二储料机构和收卷机构，所述模切机构包括第一模切刀组和第二模切刀组，所述第一模切刀组和所述第二模切刀组依次设置在电极片走带方向上，所述模切机构还包括用于补偿极耳变间距的补偿装置。为了便于说明，首先给出以下定义：如图1所示，在电极片上每侧所需成型的极耳个数为N；相邻极耳之间的间距为D，D1指电极片的第一个极耳与第二个极耳的中心距，Dn为电极片中第n个极耳与第n+1个极耳之间的中心距，即极耳之间的间距依次为D1、D2、D3......DN(N≥2)，且相邻间距之间的差值均为G，即D2-D1＝G、D3-D2＝G、D4-D3＝G、……Dn-D(n-1)＝G；使用上述多极耳成型机成型极耳时，电极片的走带速度设定为V，第一模切刀组和第二模切刀组的模切动作时间为T1，进给走带时间为T2。其中，常见的极耳间距范围D1～DN为270mm～360mm，G一般为1～2mm。现有极耳模切设备一般只设有一组刀模，并且需要在电极片静止的时候才能进行极耳的模切，因此目前模切设备都是模切一次成型一组极耳，进给距离是一个极耳间距，假设极耳间距D＝270mm，T1＝0.5s的情况下，那么V＝30m/min的生产速度则要求进给时间T2＝0.04s，而V＝20m/min的生产速度则要求进给时间T2<0.3s；而这样的进给加速度是现有电机根本无法实现的，因此目前采用静切方式的极耳模切机的生产速度最快只能达到20～25m/min，生产效率相对较低。而本技术配置了两组刀模，因此模切一次成型两组极耳，而进给距离是相邻两个极耳间距之和，即相当于现有模切设备进给距离的两倍；目前常设的极耳间距D＝270mm～360mm，那么本技术进给距离为540～720mm。假设进给距离以600mm计算，模切时间T1＝0.5s，在V＝45m/min速度下，那么进给时间T2＝0.3s。因此，在刀模结构不变，模切时间为0.5s的情况下，能够达到40m/min以上的生产速度；因而大大提升了模切速度和模切效率。本技术的具体工作过程为，待成型的电极片通过放卷机构进行匀速放卷，在进行模切前，第一储料机构使电极片上升，第二储料机构使电极片下降，并通过补偿装置对极耳变间距进行实时补偿，然后第一模切刀组和第二模切刀组对静止的电极片进行模切，模切动作完成后，电极片进行进给加速，第一储料机构使电极片下降，第二储料机构使电极片上升，成型后的电极片通过视觉检测机构进行品质监控，并通过收卷机构进行匀速收卷。其中，进给加速的距离等于收放卷匀速运动的长度。作为本技术电极片多极耳高速成型机的一种改进，所述补偿装置包括两个定位辊、以及活动设置于两个所述定位辊之间的补偿辊，且所述补偿装置设置在所述第一模切刀组和所述第二模切刀组之间。本方法通过补偿辊实时地补偿两组刀模之间的极耳间距变化，其中，补偿辊在直线电机等带动下，可沿纵向上下移动。例如，假设第一模切刀组与第二模切刀组之间的距离为270mm，那么在第一模切刀组进行模切时，补偿辊会下降0.5mm进行补偿，实际补偿1mm。作为本技术电极片多极耳高速成型机的一种改进，所述补偿装置包括直线电机和定位辊，所述定位辊设置在所述第一模切刀组和所述第二模切刀组之间，所述直线电机电连接于所述第二模切刀组，以驱动所述第二模切刀组沿电极片走带方向上前后移动。本方法通过直线电机驱动第二模切刀组实时地补偿两组刀模之间的极耳间距变化。例如，假设第一模切刀组与第二模切刀组之间的距离为270mm，那么在第一模本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极片多极耳高速成型机，其特征在于：包括依次设置的放卷机构、第一储料机构、模切机构、牵引机构、视觉检测机构、第二储料机构和收卷机构，所述模切机构包括第一模切刀组和第二模切刀组，所述第一模切刀组和所述第二模切刀组依次设置在电极片走带方向上，所述模切机构还包括用于补偿极耳变间距的补偿装置。

【技术特征摘要】
1.一种电极片多极耳高速成型机，其特征在于：包括依次设置的放卷机构、第一储料机构、模切机构、牵引机构、视觉检测机构、第二储料机构和收卷机构，所述模切机构包括第一模切刀组和第二模切刀组，所述第一模切刀组和所述第二模切刀组依次设置在电极片走带方向上，所述模切机构还包括用于补偿极耳变间距的补偿装置。2.根据权利要求1所述的电极片多极耳高速成型机，其特征在于：所述补偿装置包括两个定位辊、以及活动设置于两个所述定位辊之间的补偿辊，且所述补偿装置设置在所述第一模切刀组和所述第二模切刀组之间。3.根据权利要求1所述的电极片多极耳高速成型机，其特征在于：所述补偿装置包括直线电机和定位辊，所述定位辊设置在所述第一模切刀组和所述第二模切刀组之间，所述直线电机电连接于所述第二模切刀组。4.根据权利要求2或3所述的电极片多极耳高速成型机，其特征在于：所述补偿装置还包括用于提高补偿精度的绝对式光栅尺。5.根据权利要求1所述的电极片多极耳高速成型机，其特征在于：所述放卷机构包括放卷辊、至少两个放卷导向辊和活动设置于放卷导向辊之间的放卷浮动辊；所述收卷机构包括收卷辊、至少两个收卷导向辊和活动设置于收卷导向辊之间的收卷浮动辊。6.根据权利要求1所述的电极片多极耳高速成型机，其特征在于：所述第一储料机构包括两个第一固定辊、设置在两个所述第一固定辊之间的第一储料辊、以及驱动所述第一储料辊上升或下降的第一升降机构；所述第二储料机构包括两个第二固定辊、设置在两个所述第二固定辊之间的第二储料辊、以及驱动所述第二储料辊上升或下降的第二升降机构。7.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德治，
申请(专利权)人：东莞塔菲尔新能源科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44