本發(fā)明屬于鋰離子電池制造領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及一種電池極耳成形設(shè)備和電池極耳成形方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有電動(dòng)汽車電池的電池極耳成形設(shè)備只設(shè)有一組沖模刀組，并且需要在電池極片靜止的時(shí)候才能進(jìn)行極耳的沖切，因此，現(xiàn)有極耳成型的步驟如圖1所示：1)開(kāi)機(jī)，張緊電池極片10，沖模刀組12沖切第一刀；2)走帶，電池極片10前進(jìn)距離為D₁時(shí)停止，沖模刀組12沖切第二刀；3)走帶，電池極片10前進(jìn)距離為D₂時(shí)停止，沖模刀組沖切第三刀；4)依此類推，走帶、停止、沖切……直至第n刀；5)重復(fù)步驟1)～4)。可見(jiàn)，由于沖切動(dòng)作頻繁，且每次沖切時(shí)電池極片10都必須停止前進(jìn)，因此生產(chǎn)效率很低，速度最快只能是12～15m/min。

另外，請(qǐng)參閱圖2，現(xiàn)有沖模刀組12的刀組長(zhǎng)邊與電池極片10的長(zhǎng)邊平行。由于極耳14的間距是遞增的，必須錯(cuò)位沖切，使得這種沖模刀組很容易導(dǎo)致極片沖切邊沿拉絲，給電池帶來(lái)安全風(fēng)險(xiǎn)。

有鑒于此，確有必要提供一種能夠解決上述問(wèn)題的電池極耳成形設(shè)備和電池極耳成形方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于：提供一種速度更快的電池極耳成形設(shè)備，并提供使用上述設(shè)備的電池極耳成形方法，以提高生產(chǎn)效率，并避免電池極片的沖切邊沿拉絲。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種電池極耳成形設(shè)備，其包括放 卷機(jī)構(gòu)、張緊機(jī)構(gòu)、收卷機(jī)構(gòu)、控制系統(tǒng)、第一模切刀組、第二模切刀組和沖切平臺(tái)；所述沖切平臺(tái)與第一模切刀組、第二模切刀組傳動(dòng)連接，三者可以在走帶方向上同步移動(dòng)，且第一模切刀組、第二模切刀組能夠在移動(dòng)中進(jìn)行沖切。

作為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的一種改進(jìn)，所述第一模切刀組、第二模切刀組的組刀長(zhǎng)邊均設(shè)置為與電池極片的長(zhǎng)邊成一個(gè)角度A，1度≤A≤45度，以防止錯(cuò)位沖切時(shí)的邊沿拉絲。

作為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的一種改進(jìn)，所述第一模切刀組和第二模切刀組在電池極片走帶方向上按前后順序排列，二者同時(shí)進(jìn)行沖切，且沖切間距可調(diào)。

作為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的一種改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)通過(guò)控制信號(hào)與第一模切刀組、第二模切刀組、沖切平臺(tái)分別連接并控制其協(xié)調(diào)動(dòng)作，使得整套電池極耳成形設(shè)備能夠全自動(dòng)地連續(xù)進(jìn)行極耳成形。

作為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的一種改進(jìn)，所述第一模切刀組和第二模切刀組的沖切動(dòng)作時(shí)間t滿足t＜(1/2～1/3)*(D1/V)，其中，D1為相鄰極耳之間間距的最小值，V為電池極片的走帶速度。

作為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的一種改進(jìn)，所述控制系統(tǒng)還通過(guò)控制信號(hào)與張緊機(jī)構(gòu)、放卷機(jī)構(gòu)、收卷機(jī)構(gòu)分別連接并控制其動(dòng)作。

作為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的一種改進(jìn)，所述沖切平臺(tái)的行程長(zhǎng)度L為：當(dāng)N為奇數(shù)、且(N/2+0.5)也為奇數(shù)時(shí)，行程L＞2(N-1)*G；當(dāng)N為奇數(shù)、且(N/2+0.5)為偶數(shù)時(shí)，行程L＞2(N-2)*G；當(dāng)N為偶數(shù)、且(N/2+1)為奇數(shù)時(shí)，行程L＞2N*G；當(dāng)N為偶數(shù)、且(N/2+1)為偶數(shù)時(shí)，行程L＞2(N-1)*G；以上公式中，N為單節(jié)電池極片每側(cè)所需沖切的極耳個(gè)數(shù)，G為相鄰極耳間距之間的固定差值。

為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明還提供了一種電池極耳成形方法，其采用上述任一段落所述的電池極耳成形設(shè)備進(jìn)行極耳成形，所述沖切平臺(tái)、第一模切刀組、第二模切刀組均與待沖切的電池極片同步運(yùn)動(dòng)，且第一模切刀組、第 二模切刀組在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中對(duì)正在走帶的電池極片進(jìn)行極耳沖切。

作為本發(fā)明電池極耳成形方法的一種改進(jìn)，其包括以下步驟：

1)開(kāi)機(jī)，張緊待沖切的電池極片，在控制系統(tǒng)的控制下，將第一模切刀組和第二模切刀組的兩組刀間距自動(dòng)調(diào)整為S₁＝D₁+D₂；D為相鄰極耳之間的間距，D₁指單節(jié)電池極片中第一個(gè)極耳與第二個(gè)極耳的中心距，D_n為單節(jié)電池極片中第n個(gè)極耳與第n+1個(gè)極耳之間的中心距，D₁+D₂即等于第一個(gè)極耳到第三個(gè)極耳的中心距；

2)走帶，在控制系統(tǒng)的控制下，沖切平臺(tái)、第一模切刀組和第二模切刀組均與電池極片同步運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，第一模切刀組和第二模切刀組沖切第一刀；

3)繼續(xù)走帶，沖切平臺(tái)快速?gòu)?fù)位到初始位置，同時(shí)第一模切刀組和第二模切刀組也回移，并將兩組刀之間的間距依次自動(dòng)調(diào)整為S₂、S₃……S_m；在沖切平臺(tái)、第一模切刀組和第二模切刀組與電池極片同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，第一模切刀組和第二模切刀組依次沖切第二、三……m刀；其中，m>1且為偶數(shù)時(shí)，S_m＝D_(2m-2)+D_(2m-1)，m>1且為奇數(shù)時(shí)，S_m＝D_(2m-1)+D_2m；

4)循環(huán)以上動(dòng)作，直至將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整為S_M＝D_N+1+D_N，并沖切做為最后一刀的第M刀，即可完成單節(jié)電池極片的沖切；N為單節(jié)電池極片每側(cè)所需沖切的極耳個(gè)數(shù)；

5)繼續(xù)走帶，沖切平臺(tái)快速?gòu)?fù)位至初始位置，同時(shí)第一模切刀組和第二模切刀組也回移，并將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整回S₁＝D₁+D₂；之后重復(fù)步驟2)～4)，進(jìn)行下一個(gè)極片的沖切。

作為本發(fā)明電池極耳成形方法的一種改進(jìn)，對(duì)于相鄰極耳間距之間的差值G為固定值的電池極片，在單節(jié)電池極片的極耳成形過(guò)程中：沖切第偶數(shù)刀時(shí)，兩組刀之間的間距S_m比前一刀的間距增大2G；沖切第一刀以外的第奇數(shù)刀時(shí)，兩組刀之間的間距S_m比前一刀的間距增大6G。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，通過(guò)對(duì)模切刀組、沖切平臺(tái)和控制程序的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一次沖切兩組極耳并連續(xù)沖切，將綜合速度提升了1.5～2倍以上，而且還能有效防止沖切時(shí)形成毛刺，因此具有連續(xù)生產(chǎn)、速度較快、安全風(fēng)險(xiǎn)低的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備、電池極耳成形方法及其有益效果進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。其中：

圖1為現(xiàn)有電池極耳成形方法的沖切過(guò)程示意圖。

圖2為現(xiàn)有電池極耳成形設(shè)備的沖模刀組的錯(cuò)位沖切示意圖。

圖3為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的組成示意圖；

圖4為本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備的沖模刀組的錯(cuò)位沖切示意圖。

圖5為本發(fā)明電池極耳成形方法的沖切過(guò)程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的發(fā)明目的、技術(shù)方案及其有益技術(shù)效果更加清晰，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說(shuō)明書中描述的具體實(shí)施方式僅僅是為了解釋本發(fā)明，并非為了限定本發(fā)明。

請(qǐng)參閱圖3和圖4，本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備是一種全自動(dòng)連續(xù)極耳成形設(shè)備，其包括第一模切刀組21、第二模切刀組22、沖切平臺(tái)23、張緊機(jī)構(gòu)24、放卷機(jī)構(gòu)25、收卷機(jī)構(gòu)26及控制系統(tǒng)27。

放卷機(jī)構(gòu)25、張緊機(jī)構(gòu)24和收卷機(jī)構(gòu)26在結(jié)構(gòu)上與現(xiàn)有電池極耳成形設(shè)備的對(duì)應(yīng)結(jié)構(gòu)大致相同，分別用于實(shí)現(xiàn)電池極片30的放卷、張緊和收卷。

第一模切刀組21和第二模切刀組22在電池極片30走帶方向上按前后順序排列，且二者之間的間距可調(diào)。

沖切平臺(tái)23與第一模切刀組21、第二模切刀組22傳動(dòng)連接，可以與第一模切刀組21、第二模切刀組22一起在走帶方向上同步移動(dòng)。

控制系統(tǒng)27通過(guò)控制信號(hào)與第一模切刀組21、第二模切刀組22、沖切平臺(tái)23、張緊機(jī)構(gòu)24、放卷機(jī)構(gòu)25、收卷機(jī)構(gòu)26分別連接并控制其動(dòng)作，使得整套電池極耳成形設(shè)備能夠全自動(dòng)地連續(xù)進(jìn)行極耳34的成形。

本發(fā)明將第一模切刀組21和第二模切刀組22的組刀長(zhǎng)邊設(shè)置為與電池極片30的長(zhǎng)邊形成一個(gè)角度A，1度≤A≤45度，從而有效地防止了錯(cuò)位沖切時(shí)的邊沿拉絲情況，避免了毛刺的形成，有利于提高電池的安全性。

為了便于說(shuō)明，首先給出以下定義：在單節(jié)電池極片30上每側(cè)所需成形的極耳34個(gè)數(shù)為N；相鄰極耳34之間的間距為D，D₁指單節(jié)電池極片30的第一個(gè)極耳與第二個(gè)極耳的中心距，D_n為單節(jié)電池極片30中第n個(gè)極耳與第n+1個(gè)極耳之間的中心距，即極耳34之間的間距依次為D₁、D₂、D₃......D_N(N≥2)，且相鄰間距之間的差值均為G，即D₂-D₁＝G、D₃-D₂＝G、D₄-D₃＝G、……D_n-D_(n-1)＝G；使用上述電池極耳成形設(shè)備成形極耳34時(shí)，電池極片30的走帶速度設(shè)定為V。

那么，在本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備中，各參數(shù)的要求如下：

1)沖切時(shí)間t：第一模切刀組21、第二模切刀組22的沖切動(dòng)作時(shí)間t小于(1/2～1/3)*(D₁/V)；

2)沖切平臺(tái)23的行程長(zhǎng)度L：

當(dāng)單節(jié)電池極片30每側(cè)所需沖切的極耳34的個(gè)數(shù)N為奇數(shù)時(shí)：若(N/2+0.5)也為奇數(shù)，行程L必須大于2(N-1)*G；若(N/2+0.5)為偶數(shù)，行程L必須大于2(N-2)*G；

當(dāng)單節(jié)電池極片30每側(cè)所需沖切的極耳34的個(gè)數(shù)N為偶數(shù)時(shí)：若(N/2+1)為奇數(shù)，行程L必須大于2N*G；若(N/2+1)為偶數(shù)，行程L必須大于2(N-1)*G。

請(qǐng)同時(shí)參閱圖5，本發(fā)明電池極耳成形方法的具體步驟為：

1)開(kāi)機(jī)，在控制系統(tǒng)的控制下，張緊電池極片30，將第一模切刀組21和第二模切刀組22的兩組刀間距自動(dòng)調(diào)整為S1＝D₁+D₂，即等于第一個(gè)極耳34到第三個(gè)極耳34的中心距；

2)走帶，在控制系統(tǒng)的控制下，沖切平臺(tái)23、第一模切刀組21和第二模切刀組22與電池極片30同步運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，第一模切刀組21和第二模切刀組22同時(shí)沖切第一刀；

3)繼續(xù)走帶，沖切平臺(tái)23快速?gòu)?fù)位到初始位置，同時(shí)第一模切刀組21和第二模切刀組22也回移，并將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整為S₂＝D₂+D₃，即相對(duì)初始狀態(tài)，兩刀組間距增加2G＝(D₂+D₃)-(D₁+D₂)；在沖切平臺(tái)23、第一模切刀組21和第二模切刀組22與電池極片30同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，第一模切刀組21和第二模切刀組22沖切第二刀；

4)繼續(xù)走帶，沖切平臺(tái)23快速?gòu)?fù)位到初始位置，同時(shí)第一模切刀組21和第二模切刀組22也回移，并將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整為S₃＝D₅+D₆，即相對(duì)上一步狀態(tài)，兩組刀間距增加6G＝(D₅+D₆)-(D₂+D₃)；在沖切平臺(tái)23、第一模切刀組21和第二模切刀組22與電池極片30同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，第一模切刀組21和第二模切刀組22沖切第三刀；

5)繼續(xù)走帶，沖切平臺(tái)23快速?gòu)?fù)位到初始位置，同時(shí)第一模切刀組21和第二模切刀組22也回移，并將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整為S_m，m>1且為偶數(shù)時(shí)，S_m＝D_(2m-2)+D_(2m-1)，m>1且為奇數(shù)時(shí)，S_m＝D_(2m-1)+D_2m；在沖切平臺(tái)23、第一模切刀組21和第二模切刀組22與電池極片30同步運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，第一模切刀組和第二模切刀組沖切第m刀；

6)循環(huán)以上動(dòng)作，直至將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整為S_M＝D_N+1+D_N，并沖切做為最后一刀的第M刀，即可完成單節(jié)電池極片的沖切；當(dāng)N為奇數(shù)時(shí)，M＝(N/2+0.5)，當(dāng)N為偶數(shù)時(shí)，M＝(N/2+1)；

7)繼續(xù)走帶，沖切平臺(tái)23快速?gòu)?fù)位至初始位置，同時(shí)第一模切刀組21和第二模切刀組22也回移，并將兩組刀之間的間距自動(dòng)調(diào)整回S₁＝D₁+D₂；繼續(xù)走帶，并重復(fù)步驟2)～6)，進(jìn)行下一節(jié)電池極片30的沖切。

通過(guò)以上描述可知，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明電池極耳成形設(shè)備及成形方 法至少具有以下優(yōu)點(diǎn)：1)通過(guò)增加一組模切刀組，實(shí)現(xiàn)每次沖切兩組極耳34，沖切速度提升了1倍；2)將沖切平臺(tái)23設(shè)為在走帶方向上可與模切刀組21、22同步移動(dòng)，并優(yōu)化控制程序使兩組模切刀組21、22之間的距離可調(diào)，且沖切動(dòng)作跟走帶同步，從而實(shí)現(xiàn)了連續(xù)沖切，使得生產(chǎn)效率又提高了0.5～1倍；3)將模切刀組21、22的組刀長(zhǎng)邊設(shè)置為與電池極片30的長(zhǎng)邊成一個(gè)角度，有效防止了錯(cuò)位沖切時(shí)的邊沿拉絲和形成毛刺，降低了電池的安全風(fēng)險(xiǎn)。

綜上所述，本發(fā)明通過(guò)對(duì)模切刀組、沖切平臺(tái)23和控制程序的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了一次沖切兩組極耳34并連續(xù)沖切，將綜合速度提升了1.5～2倍以上，而且還能有效防止沖切時(shí)形成毛刺，因此具有連續(xù)生產(chǎn)、速度較快、安全風(fēng)險(xiǎn)低的優(yōu)點(diǎn)。

根據(jù)上述說(shuō)明書的揭示和教導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說(shuō)明書中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。