本發(fā)明涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域，特別是一種鋰離子電池極片加工過程中毛刺拔除裝置及拔除方法。

背景技術(shù)：

隨著3c產(chǎn)品（筆記本、智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)）、電動(dòng)汽車的廣泛應(yīng)用，以及儲(chǔ)能電站的大規(guī)模建設(shè)，鋰離子電池市場(chǎng)規(guī)模也穩(wěn)步的逐年擴(kuò)大，預(yù)計(jì)2018年市場(chǎng)規(guī)模將超過鉛酸電池。

目前鋰離子電池的制造，在分切電池極片時(shí)，由于分條機(jī)上下兩刀片對(duì)齊角度的偏差或刀口的磨損，極易在剪切處產(chǎn)生毛刺。當(dāng)毛刺的長度大于隔膜厚度時(shí)，極易刺穿隔膜，造成正負(fù)極之間的短路，降低電池合格率；即使毛刺長度不足以穿透隔膜，但毛刺過長（≥15μm），則會(huì)加重電池的自放電現(xiàn)象，影響電池性能。目前使用的隔膜厚度規(guī)格有25μm、20μm、18μm、16μm、12μm，隨著人們對(duì)電池能量密度要求的提高，越來越傾向于使用較薄的隔膜，如華為、蘋果手機(jī)電池使用的隔膜厚度是12μm，因此，電池極片的毛刺對(duì)電池合格率及電學(xué)性能的影響也愈發(fā)顯著。

為解決這一問題，目前嘗試的方法有機(jī)械法、化學(xué)法、物理法等。

已公開專利文獻(xiàn)中，專利cn100521304c和專利cn203553272u采用的是機(jī)械滾壓，先將電池極片固定，再啟動(dòng)滾壓機(jī)滾壓極片的邊緣，不同的是：前者利用上、下滾輪的倒圓形缺口使毛刺內(nèi)斂，后者利用上、下不等徑滾輪形成的銳角使毛刺內(nèi)斂，從而避免毛刺穿透隔膜。但這些都沒有去除毛刺，只是使毛刺向內(nèi)彎折，在極片轉(zhuǎn)運(yùn)、分撿時(shí)，向內(nèi)彎折的毛刺由于碰撞、擠壓而再次向外彎折，問題的隱患仍然存在，所以消除毛刺的效果并不理想，同時(shí)非連續(xù)式的作業(yè)，不適于生產(chǎn)應(yīng)用。

同樣，專利cn102350454b采用機(jī)械滾壓法，雖然實(shí)現(xiàn)了處理的連續(xù)性，但在極片分切后收卷時(shí)，極片有一個(gè)動(dòng)態(tài)的橫向擺動(dòng)，同時(shí)由于毛刺非常?。?0—50μm），滾壓位置稍有偏差就會(huì)導(dǎo)致毛刺去除不切底或損傷極片。

也有采用電機(jī)操作的，比如專利cn201207403y采用大電流、低電壓在極片上進(jìn)行電擊操作，瞬時(shí)電流產(chǎn)生的局部高溫將毛刺熔掉，但將鋁熔化需要產(chǎn)生幾百度的高溫，這會(huì)影響電極材料有效物質(zhì)的活性。專利200910036707.7提出的化學(xué)法，則存在二次污染和影響電池品質(zhì)的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中鋰電池極片加工過程中毛刺處理困難的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的具體方案是：

設(shè)計(jì)一種鋰離子電池極片加工過程中毛刺拔除裝置，包括固定軸，固定軸上套裝至少兩個(gè)拔除單元，所述拔除單元包括以固定軸為支點(diǎn)的擺桿，所述擺桿的另一端安裝有拔除機(jī)構(gòu)，所述拔除機(jī)構(gòu)包括相對(duì)設(shè)置的連接有動(dòng)力源的膠輥，膠輥上設(shè)有螺紋，所述螺紋的旋向與膠輥的轉(zhuǎn)向相同，所述膠輥間螺紋的間距與對(duì)應(yīng)的待處理的電池極片的寬度相對(duì)應(yīng)。

優(yōu)選的，所述膠輥由柔性材料制成，其底端與傳動(dòng)帶相配合，傳動(dòng)帶的輸入端連接有電機(jī)，所述膠輥的截面直徑自底端向另一端遞減。

優(yōu)選的，所述拔除機(jī)構(gòu)上安裝有調(diào)節(jié)膠輥的間距的調(diào)距元件。所述調(diào)距元件，包括調(diào)距螺釘，所述調(diào)距螺釘與兩側(cè)連桿間為齒輪齒條配合，所述兩側(cè)連桿上各安裝有拔除機(jī)構(gòu)。

優(yōu)選的，所述擺桿通過套管套裝于所述固定軸上。所述螺紋的牙距在90～110μm之間，突起高度在100～130μm之間。所述固定軸兩端設(shè)有固定板，所述固定板上設(shè)有定位孔。

使用毛刺拔除裝置的拔除方法，是利用外旋的螺紋接觸面對(duì)毛刺所在的側(cè)面進(jìn)行滾邊處理，利用外旋的力，進(jìn)行毛刺的拔除。螺紋接觸面相對(duì)于毛刺施加傾斜的壓力以對(duì)極片進(jìn)行定位。

本發(fā)明的有益效果在于：

1.引入柔性膠輥，與分條機(jī)相結(jié)合，對(duì)極片邊緣進(jìn)行處理，不影響極片分切后的收卷，可實(shí)現(xiàn)極片生產(chǎn)的連續(xù)性；

2.膠輥采用軟質(zhì)材質(zhì)，設(shè)計(jì)為錐形棱臺(tái)，同時(shí)棱臺(tái)的側(cè)面設(shè)有外旋的螺紋，在接觸極片時(shí)有輕微的形變，不損傷極片，能提高成品質(zhì)量；

3.設(shè)計(jì)的微調(diào)機(jī)構(gòu)，每對(duì)膠輥間距可微調(diào)，獲得最佳去毛刺效果；

4.與現(xiàn)有技術(shù)比，本發(fā)明拔出毛刺的方式不是機(jī)械壓平，而是完全拔除，消除了作為電池電極的安全隱患；

5.采用本發(fā)明裝置能形成連續(xù)的拔除流程，拔除效率高，對(duì)零部件局部損傷小。

附圖說明

圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)的立體圖；

圖2是圖1結(jié)構(gòu)的主視圖；

圖3是圖1結(jié)構(gòu)的右視圖；

圖4是圖1結(jié)構(gòu)的俯視圖；

圖5是本發(fā)明擺桿作業(yè)端的放大圖；

圖6是本發(fā)明工作狀態(tài)與分條機(jī)配合的主視方向示意圖；

圖7是本發(fā)明工作狀態(tài)與分條機(jī)配合的左視方向示意圖；

圖8是本發(fā)明去毛刺的原理示意圖；

圖中各部件名稱：1.固定孔；2.膠輥；3.電機(jī)；4.調(diào)距機(jī)構(gòu)；5.固定軸；6.固定板；7.擺桿；8.套管；9.傳動(dòng)帶；10.螺紋；11.極片；12.毛刺；13.切刀；14.分條機(jī)的導(dǎo)輥。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：一種鋰離子電池極片加工過程中毛刺拔除裝置，參見圖1至圖8，包括固定軸5，固定軸5上套裝至少兩個(gè)拔除單元，拔除單元包括以固定軸5為支點(diǎn)的擺桿7，擺桿7的另一端安裝有拔除機(jī)構(gòu)，拔除機(jī)構(gòu)包括相對(duì)設(shè)置的連接有動(dòng)力源的膠輥2，膠輥2上設(shè)有螺紋10，螺紋10的旋向與膠輥2的轉(zhuǎn)向相同，膠輥2間螺紋10的間距與待處理的電池極片11的寬度相對(duì)應(yīng)。膠輥2由柔性材料制成，其底端與傳動(dòng)帶9相配合，傳動(dòng)帶9的輸入端連接有電機(jī)3，膠輥2的直徑自底端向另一端遞減。

拔除機(jī)構(gòu)上安裝有調(diào)節(jié)膠輥2的間距的調(diào)距元件。本實(shí)施例中，調(diào)距元件包括調(diào)距螺釘，調(diào)距螺釘?shù)牡撞颗c兩側(cè)連桿間為齒輪齒條配合，兩側(cè)連桿上各安裝有拔除機(jī)構(gòu)。擺桿7通過套管8套裝于固定軸5上。螺紋10的牙距為100μm，突起高度為在110μm。固定軸5兩端設(shè)有固定板6，固定板6上設(shè)有定位孔。

固定軸5兩端有固定裝置6，用于該裝置在分條機(jī)上的固定，固定軸5與分條機(jī)的導(dǎo)輥14平行，的擺桿7端部帶有調(diào)距機(jī)構(gòu)4，調(diào)距機(jī)構(gòu)4可調(diào)節(jié)膠輥的間距，擺桿7與固定軸5使用套管8連接，可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整擺桿7在主軸5的位置及上下偏轉(zhuǎn)角度。

膠輥2的兩端直徑不同，一端大于另一端，表面有螺紋10，電機(jī)3與膠輥2的傳動(dòng)方式為皮帶傳動(dòng)9。螺紋牙距100μm，突起高度110μm，螺紋方向?yàn)轫槙r(shí)針。膠輥的材質(zhì)為軟質(zhì)橡膠，在接觸極片時(shí)略有形變。

組裝時(shí)，先將固定板6與分條機(jī)進(jìn)行固定連接，使固定軸5與極片分條后的導(dǎo)輥平行，調(diào)整擺桿7在主軸5上的位置，使每個(gè)擺桿7對(duì)準(zhǔn)分條后極片的中心，再調(diào)整上下偏轉(zhuǎn)角度，使膠輥直徑大的一端與分條機(jī)的導(dǎo)輥14接觸，最后使用調(diào)距機(jī)構(gòu)4對(duì)膠輥間距離進(jìn)行微調(diào)，使螺紋部分10對(duì)應(yīng)極片的邊緣。

使用時(shí)，電機(jī)3帶動(dòng)膠輥2順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)中間分條后的極片進(jìn)行滾邊處理。膠輥2的轉(zhuǎn)動(dòng)使其表面的螺紋10對(duì)極片11邊緣產(chǎn)生面向極片11外側(cè)的橫向作用力f，同時(shí)與分條機(jī)的導(dǎo)輥擠壓配合，將毛刺12拔除。

使用毛刺拔除裝置的拔除方法，是利用外旋的螺紋接觸面對(duì)毛刺所在的側(cè)面進(jìn)行滾邊處理，利用外旋的力，進(jìn)行毛刺的拔除。螺紋接觸面相對(duì)于毛刺施加傾斜的壓力以對(duì)極片進(jìn)行定位。

拔除原理在于：膠輥與分條后極片的導(dǎo)輥平行接觸，膠輥的直徑開始變化的部位對(duì)應(yīng)極片的邊緣，電機(jī)帶動(dòng)膠輥轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)方向是螺紋向電池極片的外側(cè)旋出，對(duì)中間分條后的極片進(jìn)行滾邊處理。利用膠輥表面的螺紋對(duì)極片邊緣的橫向作用力，及與分條機(jī)導(dǎo)輥的擠壓配合，將毛刺拔除。螺紋接觸面相對(duì)于毛刺施加傾斜的壓力以對(duì)極片進(jìn)行定位。即保護(hù)了零件，又不影響生產(chǎn)的連續(xù)性。

最后需說明的是，以上者僅系本發(fā)明部分實(shí)施例，并非用以限制本發(fā)明，依據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)及特征，稍加變化修飾而成者，如膠輥的動(dòng)力傳動(dòng)方式、調(diào)距機(jī)構(gòu)的形式，亦應(yīng)包括在本發(fā)明范圍之內(nèi)。