一种电池料带激光裁切制片装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子电芯制造工艺设备，尤其涉及一种电池料带激光裁切制片装置。


背景技术：

2.锂离子电芯核心制造工艺分为：叠片工艺和卷绕工艺。其中叠片工艺是将正极、负极切成小片与隔离膜叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯的一种锂离子电芯制造工艺。
3.正极、负极的极片制造对整个工艺有着很大的影响，正极、负极由卷料料带状态裁切成单个极片有很多方式，包括五金模具裁切、超声波切刀等等。如果用于裁切的切刀装置精度不良，将在刀口处形成较大的毛刺，毛刺可能会刺穿隔膜，导致电池内部发生短路，引发安全事故。
4.激光裁切制片是一种新颖的极片裁切形式和制片装置，可以极大的改善极片裁切质量，提高整机生产效率，如中国专利文献cn114888451a披露的全激光制片切叠一体机，中国专利文献cn114633035a披露的一种正极极片的制片方法、制片系统及正极极片。
5.目前，从料带上激光裁切单个极片时料带处于展平状态，在展平之前还需要经历牵引放卷过程，工艺路线比较长。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种电池料带激光裁切制片装置，以改善极片裁切质量、提高整机生产效率。
7.为此，本实用新型提供了一种电池料带激光裁切制片装置，包括极片牵引卷筒、激光裁切组件和除尘系统，所述极片牵引卷筒由伺服电机驱动、步进旋转，所述极片牵引卷筒的外周上设有n等分吸附组件，所述吸附组件的表面为圆弧面，用于真空吸附绕设于其上的料带并同步旋转，相邻两吸附组件之间具有激光裁切间隙，其中，所述激光裁切组件布置在极片牵引卷筒的侧面，其产生的激光切割线在极片牵引卷筒步进停止时对准激光裁切间隙，进而裁切料带、产生极片，且吸附极片的吸附组件在旋转至下料工位时解除吸附状态。
8.进一步地，上述极片牵引卷筒牵引来自上方的料带，且自极片牵引卷筒的底部水平引出单个极片，所述激光裁切组件产生的激光斜向上地径向入射极片牵引卷筒。
9.进一步地，上述绕设在极片牵引卷筒上的料带在切割之前由两个以上吸附组件吸附且在切割之后的极片仍由吸附组件吸附，且在该吸附组件步进旋转至下料工位时解除吸附状态。
10.进一步地，上述吸附组件包括真空吸附板和吸附腔，所述真空吸附板的表面为圆弧面，其中，所述吸附组件具有吸附料带/极片的工作状态和解除吸附的自由状态。
11.进一步地，上述激光裁切组件包括激光器和手动调节滑台，其中，所述激光器固定连接至手动调节滑台上，其中，所述手动调节滑台用于调节激光器与待切割极片二者之间
的距离。
12.进一步地，上述激光裁切组件还包括轴向移动模组和在轴向移动模组两端对其支撑的支腿，所述支腿的顶部安装面为斜面，以满足激光器产生的激光斜向上地径向入射极片牵引卷筒。
13.进一步地，上述手动调节滑台包括手轮、直线导轨副、滚珠螺杆副、锁紧块、数显标尺，其中，所述激光器设置在直线导轨副上，所述手轮与滚珠螺杆副驱动连接，用于调节激光器的位置，所述锁紧块用于激光器调节到位后锁紧，所述数显标尺用于显示激光器的位置参数。
14.进一步地，上述激光器为振镜扫描式激光器。
15.进一步地，上述除尘系统包括吸尘嘴、x向连接轴、中间调节块、y向连接轴、基架，其中，所述吸尘嘴连接至x向连接轴，x向连接轴通过中间调节块与y向连接轴连接，所述y向连接轴连接至基架上。
16.进一步地，上述极片牵引卷筒与真空传送带衔接，以将脱离吸附组件的极片转移至真空传送带。
17.本实用新型可以解决卷料极片裁切后毛刺大，影响锂电池安全的问题，通过极片牵引转筒以真空吸附方式将极片牵引至激光切割线位置，由激光器将卷料裁切成单个极片，完成制片功能。本实用新型将料带牵引和激光切割集成于一起，缩短了工艺路径且避免极片褶皱。激光切割极片还具有毛刺小，速度快，兼容性高的优点。
18.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1是本实用新型的电池料带激光裁切制片装置的主视图；
21.图2是本实用新型的电池料带激光裁切制片装置的俯视图；
22.图3是本实用新型的电池料带激光裁切制片装置的轴侧图。
具体实施方式
23.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
24.结合参照图1至图3，本实用新型的电池料带激光裁切制片装置主要由激光切刀组件1、极片牵引转筒2、以及除尘系统3组成。
25.极片牵引卷筒2由伺服电机26驱动、步进旋转，极片牵引卷筒的外周上设有n等分吸附组件，吸附组件的表面为圆弧面，用于真空吸附绕设于其上的料带并同步旋转，且相邻两吸附组件之间形成激光裁切间隙。
26.优选地，激光切刀组件1包括激光器12、手动调节滑台、轴向移动模组，在极片牵引卷筒步进停止时其产生的激光切割线对准激光裁切间隙，进而裁切料带、产生极片。
27.激光器12，即激光切刀，安装在焊接式固定支架16上，通过过渡板31安装在下方手
动调节滑台上；手动调节滑台主要由手轮6、直线导轨副5、滚珠螺杆副9、锁紧块10以及数显标尺7组成。
28.手动调节滑台可以调节激光器12和待切割极片的距离，以满足激光切割时需要的正确焦距。该手动调节滑台由手轮6驱动，滚珠螺杆副9传递动力，直线导轨副5起导向作用，摇动手轮6整体激光器12相对于牵引转筒径向移动，数显标尺7实时显示对应的位置，待调节到需要的位置时可通过锁紧块10锁紧螺杆，保持位置不变，消除整个设备运行时振动对切割效果的影响。
29.激光器12跟随手动调节滑台整个布置在可轴向移动的模组上。切割时，模组驱动激光器12从牵引转筒2一段快速移动到另一端，覆盖整个极片的宽度，完成切割动作。轴向移动模组由伺服电机13驱动提供动力，模组内部的直线导轨副14和滚珠丝杆副15，起到限位导向和传递动力的作用，一组光电开关17可以有效的检测模组移动的两个极限位、为设备的运行提供安全保障。
30.另外，激光器12的连接线缆穿过拖链11，可以保证运行过程中线缆不弯折、损坏。激光切刀组件1由两个支腿18固定支撑。支腿18带有一定角度，确保激光裁切组件1产生的激光斜向上地径向入射极片牵引卷筒。
31.在一实施例中，激光器12为振镜扫描式激光器。此方式切割速度快速、高效，可大幅缩短步进停歇时间。甚至允许极片牵引卷筒2连续无停歇旋转，即切割时慢速、旋转时快速。
32.极片牵引卷筒2牵引来自上方的斜向下延伸的料带，且自极片牵引卷筒的底部水平引出单个极片。
33.极片牵引转筒2整体固定在焊接支腿25上，左右各布置一个确保了整体的稳定性。极片牵引转筒2由伺服电机26驱动，整体步进旋转。吸附组件主要由真空吸附板30、吸附真空腔28组成。这2个零部件为一组，安装在调整支撑座29上。该吸附组件具有吸附料带/极片的工作状态和解除吸附的自由状态。例如可通过电磁阀控制吸附真空腔抽真空的工作状态或连通大气环境的自由状态。
34.本实用新型的牵引转筒2为8等分，真空吸附板30和吸附真空腔28组合在一起可紧紧吸附住料带，带动料带共同旋转至激光切割处。优选地，绕设在极片牵引卷筒2上的料带在切割之前由两个以上吸附组件吸附且在切割之后的单个极片由一个吸附组件吸附，且该吸附组件在旋转至下料工位时解除吸附状态。
35.在其他实例中，牵引转筒可以为其他等分形式，具体由极片尺寸决定，可根据极片规格自行设计。
36.另，切割成型后的极片跟随转筒旋转到下一工位，解除吸附，由下游的真空传送带吸附并传送，接下来的工序实现单个极片的极耳、倒角切割，最终输出完整的单个极片。
37.激光切割过程中产生的烟尘由除尘系统3吸入除尘设备过滤净化。除尘系统3主要由吸尘嘴19、x向连接轴20、中间调节块23、y向连接轴21、基架24组成。
38.吸尘嘴19布置在激光器与极片的切割线上方，因切割基材不同、激光器的功率不同等等因素产生的烟尘也不一致，所以需要调整吸尘嘴19到合适的位置。吸尘嘴19通过x向连接轴20和y向连接轴21固定在调节块23上，可以实现多角度、多位置的调整以满足需求。另整个除尘系统通过基架24固定在牵引转筒2的一个支腿25上。
39.本实用新型的除尘是在极片切割运动中进行，不占设备运行的时间，可以节约设备的运行节拍，不需要单独提供动力，降低了设备的整体能耗，提供生产效率。
40.以上所述仅为本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，包括极片牵引卷筒、激光裁切组件和除尘系统，所述极片牵引卷筒由伺服电机驱动、步进旋转，所述极片牵引卷筒的外周上设有n等分吸附组件，所述吸附组件的表面为圆弧面，用于真空吸附绕设于其上的料带并同步旋转，相邻两吸附组件之间具有激光裁切间隙，其中，所述激光裁切组件布置在极片牵引卷筒的侧面，其产生的激光切割线在极片牵引卷筒步进停止时对准激光裁切间隙，进而裁切料带、产生极片，且吸附极片的吸附组件在旋转至下料工位时解除吸附状态。2.根据权利要求1所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述极片牵引卷筒牵引来自上方的料带，且自极片牵引卷筒的底部水平引出单个极片，所述激光裁切组件产生的激光斜向上地径向入射极片牵引卷筒。3.根据权利要求1所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，绕设在极片牵引卷筒上的料带在切割之前由两个以上吸附组件吸附且在切割之后的极片仍由吸附组件吸附，且在该吸附组件步进旋转至下料工位时解除吸附状态。4.根据权利要求1所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述吸附组件包括真空吸附板和吸附腔，所述真空吸附板的表面为圆弧面，其中，所述吸附组件具有吸附料带/极片的工作状态和解除吸附的自由状态。5.根据权利要求1所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述激光裁切组件包括激光器和手动调节滑台，其中，所述激光器固定连接至手动调节滑台上，其中，所述手动调节滑台用于调节激光器与待切割极片二者之间的距离。6.根据权利要求5所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述激光裁切组件还包括轴向移动模组和在轴向移动模组两端对其支撑的支腿，所述支腿的顶部安装面为斜面，以满足激光器产生的激光斜向上地径向入射极片牵引卷筒。7.根据权利要求5所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述手动调节滑台包括手轮、直线导轨副、滚珠螺杆副、锁紧块、数显标尺，其中，所述激光器设置在直线导轨副上，所述手轮与滚珠螺杆副驱动连接，用于调节激光器的位置，所述锁紧块用于激光器调节到位后锁紧，所述数显标尺用于显示激光器的位置参数。8.根据权利要求5所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述激光器为振镜扫描式激光器。9.根据权利要求1所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述除尘系统包括吸尘嘴、x向连接轴、中间调节块、y向连接轴、基架，其中，所述吸尘嘴连接至x向连接轴，x向连接轴通过中间调节块与y向连接轴连接，所述y向连接轴连接至基架上。10.根据权利要求1所述的电池料带激光裁切制片装置，其特征在于，所述极片牵引卷筒与真空传送带衔接，以将脱离吸附组件的极片转移至真空传送带。

技术总结
本实用新型公开了一种电池料带激光裁切制片装置，包括极片牵引卷筒、激光裁切组件和除尘系统，所述极片牵引卷筒由伺服电机驱动、步进旋转，所述极片牵引卷筒的外周上设有N等分吸附组件，所述吸附组件的表面为圆弧面，用于真空吸附绕设于其上的料带并同步旋转，相邻两吸附组件之间具有激光裁切间隙，其中，所述激光裁切组件布置在极片牵引卷筒的侧面，其产生的激光切割线在极片牵引卷筒步进停止时对准激光裁切间隙，进而裁切料带、产生极片，且吸附极片的吸附组件在旋转至下料工位时解除吸附状态。本实用新型将料带牵引和激光切割集成于一起，缩短了工艺路径且避免极片褶皱。缩短了工艺路径且避免极片褶皱。缩短了工艺路径且避免极片褶皱。


技术研发人员：林巨广 周心亮 丁金虎 夏善伟
受保护的技术使用者：安徽巨一科技股份有限公司
技术研发日：2023.03.16
技术公布日：2023/9/13