專利名稱：一種切刀機(jī)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種能夠改善鋰離子電池安全性能的切刀機(jī)構(gòu)。
背景技術(shù)：
近年來，鋰離子電池因其高放電電壓、高能量密度以及優(yōu)良的低自放電特性等諸 多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在諸多領(lǐng)域，例如筆記本電腦、智能手機(jī)和平板電腦等電子產(chǎn)品。而隨著各種電子產(chǎn)品的發(fā)展，市場上對作為這些電子產(chǎn)品的供能元件的鋰離子電池的需求量呈現(xiàn)迅速增長的態(tài)勢。最近，鋰離子電池的應(yīng)用范圍得到了很大的拓展，其將逐漸被應(yīng)用在交通工具領(lǐng)域和儲能領(lǐng)域，如動力汽車、電動自行車和儲能電站等。鋰離子二次電池的生產(chǎn)工序一般包括攪拌、涂布、冷壓、卷繞、化成和容量等。其中，卷繞工序是一個(gè)十分重要的工序,卷繞過程中電池的微結(jié)構(gòu)對于鋰離子電池的性能有非常重要的影響。而在卷繞工序中，極片裁切對電池的性能有重要影響，因?yàn)樵跇O片裁切過程中很容易產(chǎn)生毛刺和金屬碎削，極大的降低了電池的安全性和產(chǎn)品的合格率。在鋰離子電池的生產(chǎn)過程中，為了提高卷繞效率和降低生產(chǎn)成本，一般對卷繞工藝的要求較高，要求電池極片裁切處理后，極片上的毛刺尺寸波動范圍在8微米以內(nèi)。這是因?yàn)槿绻麡O片上的毛刺尺寸波動范圍超過8微米，極片的毛刺就有可能刺破隔離膜，導(dǎo)致電池發(fā)熱，壽命大幅度的減少；嚴(yán)重時(shí)，電池甚至?xí)紵?，誘發(fā)安全事故。目前使用的極片裁切的工具——切刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)如圖I所示，主要包括切刀10、汽缸20、支架30和刀架50，其中，所述切刀10包括上切刀101和下切刀102，支架30和下切刀102采用間隙調(diào)節(jié)螺絲40連接，所述上切刀101和下切刀102安裝在刀架50上整個(gè)切刀機(jī)構(gòu)采用分體組裝，工作時(shí)，切刀10采用機(jī)械間隙來控制切斷極片的切斷效果。這種切刀機(jī)構(gòu)的缺點(diǎn)在于由于該切刀機(jī)構(gòu)是通過控制機(jī)械間隙來控制切斷效果，因此精度難以控制；而且調(diào)試難度大，對調(diào)試人員的要求較高，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，影響設(shè)備的利用率；更重要的是，該切刀機(jī)構(gòu)容易導(dǎo)致較為嚴(yán)重的毛刺和銅屑問題，嚴(yán)重威脅到產(chǎn)品的安全問題。有鑒于此，確有必要提供一種能夠改善鋰離子電池安全性能的切刀機(jī)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種能夠改善鋰離子電池安全性能的切刀機(jī)構(gòu)。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種切刀機(jī)構(gòu)，包括支架、汽缸、刀架、切刀和軸承，所述切刀包括匹配的上切刀和下切刀，所述上切刀和下切刀均安裝在刀架上，所述軸承安裝在所述支架內(nèi)，所述支架為整體式框架結(jié)構(gòu)，以提高裁切精度，所述汽缸和切刀通過卡環(huán)連接，從而減小傳動過程中的震動，提高傳動過程中的裁切精度，所述下切刀的刀架和支架通過彈性裝置連接，從而使上切刀和下切刀可以緊密配合，沒有間隙，而且可以減少上切刀與下切刀之間的磨損。所述上切刀和下切刀的材料都為合金鋼(如9Cr2Mo合金鋼)，二者采用的合金鋼材料可以相同，也可以不同。而支架和連接部分都采用調(diào)制鋼，并采用熱軋工藝制造，表面經(jīng)過粗加工、調(diào)質(zhì)處理、精加工和表面熱處理而達(dá)到所需的表面粗糙度和表面硬度。所述切刀適用的溫度范圍為室溫至150攝氏度之間。作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述上切刀和下切刀過盈裝配。作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述上切刀和下切刀的嚙合深度為0. Olmm全 Smnin作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述上切刀和下切刀的中心線重合，誤差應(yīng)小于3mm。
作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述上切刀的裁切面為斜面，所述下切刀的裁切面為平面。作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述上切刀和下切刀上均設(shè)有套輥。所述套輥采用熱軋工藝制造，表面經(jīng)過粗加工、調(diào)質(zhì)處理、精加工和表面熱處理而達(dá)到所需的表面粗糙度和表面硬度。作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述彈性裝置為彈簧或橡膠片。作為本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的一種改進(jìn)，所述彈性裝置上方設(shè)有導(dǎo)塊，導(dǎo)塊用來控制彈性裝置的精度。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過采用彈性裝置，減少了上切刀和下切刀的裁切面的面壓力，減少了切刀機(jī)構(gòu)在切極片的過程中產(chǎn)生的金屬削和毛刺，從而減少了電池隔月旲被刺穿的幾率，提聞了電池內(nèi)部的絕緣性能，從而提聞了電池的K值性能,最終提聞了電池產(chǎn)品的合格率。此外，本實(shí)用新型的切刀機(jī)構(gòu)可以極大的提高上切刀和下切刀的使用壽命一從20萬次提高到100萬次，從而減少了 70 %的調(diào)機(jī)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率；而且本實(shí)用新型能輕易地將刀具之間的間隙減少到最低，調(diào)節(jié)方便，對調(diào)節(jié)機(jī)器的人員的要求較低，也有利于提聞生廣效率。
以下結(jié)合附圖
和具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。圖I為現(xiàn)有技術(shù)中切刀機(jī)構(gòu)的剖面圖；圖2為本實(shí)用新型的立體圖；圖3為與圖2中心對稱的本實(shí)用新型的另一個(gè)立體圖；圖4為本實(shí)用新型的剖面圖。
具體實(shí)施方式
請參閱圖2、圖3和圖4，一種切刀機(jī)構(gòu)，包括支架I、汽缸2、刀架3、切刀4和軸承5，所述切刀4包括匹配的上切刀41和下切刀42，所述上切刀41和下切刀42均安裝在刀架3上，所述軸承5安裝在所述支架I內(nèi)，所述支架I為整體式框架結(jié)構(gòu)，以提高裁切精度；所述汽缸2和切刀4通過卡環(huán)7連接，從而減小傳動過程中的震動，提高傳動過程中的裁切精度；所述下切刀42的刀架31和支架I通過彈性裝置6連接，從而使上切刀41和下切刀42可以緊密配合，沒有間隙，而且可以減少上切刀41與下切刀42之間的磨損。所述上切刀41和下切刀42的材料都為合金鋼(如9Cr2Mo合金鋼)，二者采用的合金鋼材料可以相同，也可以不同。而支架I和連接部分都采用調(diào)制鋼，并采用熱軋工藝制造，表面經(jīng)過粗加工、調(diào)質(zhì)處理、精加工和表面熱處理而達(dá)到所需的表面粗糙度和表面硬度。所述切刀4適用的溫度范圍為室溫至150攝氏度之間。其中，所述上切刀41和下切刀42過盈裝配。所述上切刀41和下切刀42的嚙合深度為0. Olmm至5_。所述上切刀41和下切刀42的中心線重合，誤差不超過3mm。所述上切刀41的裁切面為斜面，所述下切刀42的裁切面為平面。所述上切刀41和下切刀4上均設(shè)有套輥43。所述彈性裝置6為彈簧或橡膠片。所述彈性裝置6上方設(shè)有導(dǎo)塊61，用于控制彈性裝置6的精度。本實(shí)用新型中切刀4的制作過程如下刀具的材料為相同或不同的合金鋼，分別采用熱軋工藝制造，經(jīng)過初加工、調(diào)質(zhì)處理、表面處理而達(dá)到要求的表面硬度和粗糙度。裝配時(shí)，將刀具加熱至200攝氏度左右，將上切刀41和下切刀42進(jìn)行過盈裝配，待刀具的溫度降低至室溫后，由于熱脹冷縮效應(yīng)，本實(shí)用新型適用的溫度范圍為室溫至150攝氏度之間。實(shí)際操作時(shí)，通過軸承5和彈性裝置6共同控制上切刀41和下切刀42之間的切削動作。為了驗(yàn)證本實(shí)用新型的有益效果，對現(xiàn)有切刀機(jī)構(gòu)和本實(shí)用新型切刀機(jī)構(gòu)的切削效果分別進(jìn)行了分析，以下對實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在確保安裝調(diào)試精度的基礎(chǔ)上，用現(xiàn)有切刀機(jī)構(gòu)對陽極極片和陰極極片進(jìn)行裁切，結(jié)果發(fā)現(xiàn)裁切陽極極片只能達(dá)到20萬次的安全壽命；而裁切陰極極片只能達(dá)到40萬次的安全壽命，而本使用新型的切刀機(jī)構(gòu)對陰極極片和陽極極片進(jìn)行裁切時(shí)，裁切陽極極片和陰極極片的安全壽命都可以保證達(dá)到100萬次以上?？梢姳緦?shí)用新型切刀能極大的延長切刀4的使用壽命，提高生產(chǎn)效率，減少維護(hù)成本。而且裁切后毛刺的監(jiān)測結(jié)果也表明，使用本實(shí)用新型的切刀機(jī)構(gòu)能夠大大減少裁切后極片上的毛刺，從而極大程度地改善了極片切削時(shí)產(chǎn)生的毛刺對產(chǎn)品的安全的威脅。這是因?yàn)楸緦?shí)用新型通過將切刀機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行模塊化分割處理，從而改善了切刀4的應(yīng)力均勻性，減少了毛刺的產(chǎn)生，同時(shí)有助于降低成本、提高鋰離子電池生產(chǎn)的效率和產(chǎn)能，因此大大拓展了切削的應(yīng)用范圍，有利于拓展和改善切刀4的切削功能。本實(shí)用新型可以廣泛應(yīng)用于鋰離子電池極片的卷繞工序，但是不限于鋰離子電池極片的卷繞工序，對于熟知本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，本實(shí)用新型同樣適用于需要對材料進(jìn)行卷繞加工處理的生產(chǎn)行業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域。根據(jù)上述說明書的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷摹Ｒ虼?，本?shí)用新型并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對本實(shí)用新型的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本實(shí)用新型的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求1.一種切刀機(jī)構(gòu)，包括支架(I)、汽缸(2)、刀架(3)、切刀(4)和軸承(5)，所述切刀(4)包括匹配的上切刀(41)和下切刀(42)，所述上切刀(41)和下切刀(42)均安裝在刀架(3)上，所述軸承(5)安裝在所述支架(I)內(nèi)，其特征在于所述支架(I)為整體式框架結(jié)構(gòu)，所述汽缸(2)和切刀(4)通過卡環(huán)(7)連接，所述下切刀(42)的刀架(31)和支架(I)通過彈性裝置(6)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述上切刀(41)和下切刀(42)過盈裝配。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述上切刀(41)和下切刀(42)的哨合深度為0. Olmm至5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述上切刀(41)和下切刀(42)的中心線重合。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述上切刀(41)的裁切面為斜面，所述下切刀(42)的裁切面為平面。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述上切刀(41)和下切刀(4)上均設(shè)有套輥(43)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈性裝置(6)為彈簧或橡膠片。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的切刀機(jī)構(gòu)，其特征在于所述彈性裝置(6)上方設(shè)有導(dǎo)塊(61)。
專利摘要本實(shí)用新型屬于鋰離子電池生產(chǎn)設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種切刀機(jī)構(gòu)，包括支架、汽缸、刀架、切刀和軸承，所述切刀包括匹配的上切刀和下切刀，所述上切刀和下切刀均安裝在刀架上，所述軸承安裝在所述支架內(nèi)，所述支架為整體式框架結(jié)構(gòu)，所述汽缸和切刀通過卡環(huán)連接，所述下切刀的刀架和支架通過彈性裝置連接。相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過采用彈性裝置，減少了上切刀和下切刀的裁切面的面壓力，減少了切刀機(jī)構(gòu)在切極片的過程中產(chǎn)生的金屬削和毛刺，從而減少了電池隔膜被刺穿的幾率，提高了電池產(chǎn)品的合格率。此外，本實(shí)用新型的切刀機(jī)構(gòu)可以極大的提高上切刀和下切刀的使用壽命，從而減少了70％的調(diào)機(jī)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。
文檔編號H01M4/04GK202490972SQ20122004988
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月16日
發(fā)明者劉寶, 李新偉, 黃秋根 申請人:東莞新能源科技有限公司