激光模切制痕一体机

文档序号:489434 发布日期:2022-01-04 浏览:1次 >En<

阅读说明:本技术 激光模切制痕一体机 (Laser die cutting and marking integrated machine ) 是由 冯彪 陈荣军 林瑞 吴学科 王先声 阳如坤 于 2021-09-29 设计创作,主要内容包括:本发明的实施例提供了一种激光模切制痕一体机,涉及锂电池制造技术领域,该激光模切制痕一体机包括安装架、放卷组件、激光切极耳组件、激光制痕组件和收卷组件,放卷组件设置在安装架上,激光切极耳组件设置在安装架上,并位于放卷组件的下游,激光制痕组件设置在安装架上,并位于激光切极耳组件的下游,用于向极片施加激光束,以在极片的表面形成叠片痕迹,收卷组件设置在安装架上,并位于激光制痕组件的下游,用于收卷极片。相较于现有技术,本发明提供的激光模切制痕一体机,其能够同时实现模切和制痕工艺,设备简单,设备稼动率高,并且效率高,能够满足后段的叠片工艺要求,且大大降低了设备短路的风险。(The embodiment of the invention provides a laser die cutting mark all-in-one machine, which relates to the technical field of lithium battery manufacturing and comprises an installation frame, an unreeling component, a laser tab cutting component, a laser mark making component and a reeling component, wherein the unreeling component is arranged on the installation frame, the laser tab cutting component is arranged on the installation frame and is positioned at the downstream of the unreeling component, the laser mark making component is arranged on the installation frame and is positioned at the downstream of the laser tab cutting component and is used for applying laser beams to pole pieces so as to form lamination marks on the surfaces of the pole pieces, and the reeling component is arranged on the installation frame and is positioned at the downstream of the laser mark making component and is used for reeling the pole pieces. Compared with the prior art, the laser die-cutting and mark-making integrated machine provided by the invention can realize die-cutting and mark-making processes at the same time, has the advantages of simple equipment, high equipment utilization rate and high efficiency, can meet the requirement of a lamination process at the rear section, and greatly reduces the risk of equipment short circuit.)

激光模切制痕一体机

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域,具体而言,涉及一种激光模切制痕一体机。

背景技术

在锂电行业叠片工艺中,一般是将极片切断进行叠片,但这种工艺往往存在裁切极片过程中会产生锋利的毛刺,毛刺会刺穿隔膜导致电池短路的可能。因此为了控制裁切产生的毛刺,现在在阳极激光切与叠片工艺中采用制痕工艺替代裁切工艺。然而,如将制痕工艺集成在叠片设备上,设备太过复杂,设备稼动率低,良品率低,如做成单制痕设备,又存在效率低下的问题。

发明内容

本发明的目的包括,例如,提供了一种激光模切制痕一体机,其能够同时实现模切和制痕工艺,设备简单,设备稼动率高,并且效率高,能够满足后段的叠片工艺要求,并且大大降低了设备短路的风险。

本发明的实施例可以这样实现:

第一方面,本发明提供一种激光模切制痕一体机,包括安装架、放卷组件、激光切极耳组件、激光制痕组件和收卷组件,所述放卷组件设置在所述安装架上,用于放卷极片,所述激光切极耳组件设置在所述安装架上,并位于所述放卷组件的下游,用于对所述极片进行激光切割以形成极耳,所述激光制痕组件设置在所述安装架上,并位于所述激光切极耳组件的下游,用于向所述极片施加激光束,以在所述极片的表面形成叠片痕迹,所述收卷组件设置在所述安装架上,并位于所述激光制痕组件的下游,用于收卷所述极片。

在可选的实施方式中,所述安装架上还设置有第一缓存组件、第二缓存组件和制痕驱动件,所述第一缓存组件位于所述激光切极耳组件的下游,并位于所述激光制痕组件的上游;所述第二缓存组件位于所述激光制痕组件的下游,并位于所述收卷组件的上游,所述制痕驱动件位于所述第一缓存组件和所述第二缓存组件之间,且所述制痕驱动件用于间歇性驱动所述极片经过所述激光制痕组件,所述第一缓存组件用于在所述制痕驱动件停止时缓存所述极片,所述第二缓存组件用于在所述制痕驱动件驱动时缓存所述极片。

在可选的实施方式中,所述第一缓存组件包括第一缓存辊和第一驱动件,所述第一驱动件设置在所述安装架上,所述第一缓存辊与所述第一驱动件传动连接,并用于滚动贴合在所述极片的表面,且所述第一缓存辊在所述第一驱动件的带动下推动所述极片沿垂直于输送方向作往复运动,以实现对所述极片的缓存和释放。

在可选的实施方式中,所述第二缓存组件包括第二缓存辊和第二驱动件,所述第二驱动件设置在所述安装架上,所述第二缓存辊与所述第二驱动件传动连接,并用于滚动贴合在所述极片的表面,且所述第二缓存辊在所述第二驱动件的带动下推动所述极片沿垂直于输送方向作往复运动,以实现对所述极片的缓存和释放。

在可选的实施方式中,所述激光制痕组件包括多个激光制痕器,多个所述激光制痕器间隔设置并形成有供所述极片穿过的通道,多个所述激光制痕器用于在所述极片的两侧表面各形成至少两条叠片痕迹。

在可选的实施方式中,每个所述激光制痕器具有出光模块,所述出光模块用于调整所述激光制痕器的出光角度,以使所述激光制痕器追切所述极片。

在可选的实施方式中,所述安装架上还设置有模切纠偏组件,所述模切纠偏组件设置在所述激光切极耳组件的上游,用于对进入所述激光切极耳组件的所述极片进行纠偏。

在可选的实施方式中,所述安装架上还设置有制痕纠偏组件,所述制痕纠偏组件设置在所述激光制痕组件的上游,用于对进入所述激光制痕组件的所述极片进行纠偏。

在可选的实施方式中,所述安装架上还设置有制痕张力组件,所述制痕张力组件设置在所述激光切极耳组件和所述激光制痕组件之间,用于调整所述激光切极耳组件和所述激光制痕组件之间的所述极片的张力。

在可选的实施方式中,所述安装架上还设置有驱动组件,所述驱动组件设置在所述激光切极耳组件和所述激光制痕组件之间,用于驱动所述极片运动。

本发明实施例的有益效果包括,例如:

本发明提供的激光模切制痕一体机,通过在安装架上同时设置激光切极耳组件和激光制痕组件,同时实现模切和制痕工艺,并且,设备结构简单,相较于分体设置或单独制痕,省去了模切与制痕工艺间的转换时间,从而提升了设备的稼动率,同时一体设置也提高了设备效率。同时,激光制痕组件用于向极片施加激光束,以在极片的表面形成叠片痕迹,采用激光制痕,无需采用裁切方式,一方面方便后续的叠片工艺,另一方面也大大降低了设备短路的风险。相较于现有技术,本发明提供的激光模切制痕一体机,其能够同时实现模切和制痕工艺,设备简单,设备稼动率高,并且效率高,能够满足后段的叠片工艺要求,并且大大降低了设备短路的风险。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的激光模切制痕一体机的整体结构示意图;

图2为本发明实施例提供的激光模切制痕一体机的局部结构示意图。

图标:100-激光模切制痕一体机;110-安装架;111-模切纠偏组件;113-制痕纠偏组件;115-制痕张力组件;117-驱动组件;120-放卷组件;121-放卷张力组件;130-激光切极耳组件;140-激光制痕组件;141-第一激光制痕器;143-第二激光制痕器;150-收卷组件;151-收卷张力组件;160-第一缓存组件;161-第一缓存辊;163-第一驱动件;170-第二缓存组件;171-第二缓存辊;173-第二驱动件;180-制痕驱动件。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此,以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中,需要说明的是,若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

此外,若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

正如背景技术中所公开的,现有技术中的叠片工艺,通常需要在进行叠片前对极片进行裁切工艺,从而将极片切断,并利用隔膜包覆后进行叠片。然而,由于裁切刀具在冲切过程中会使得极片边缘产生较大变形,从而在裁切边缘形成锋利的毛刺,而在叠片过程中毛刺受压可能会刺穿隔膜,导致电池短路,影响产品质量。

进一步地,出现了利用制痕工艺在极片上形成叠片痕迹,后续叠片时可以根据该叠片痕迹来进行叠片,避免了切断极片而造成毛刺。然而,现有的制痕工艺通常集成在叠片设备上或单独设置,若制痕装置设置在叠片设备上,由于叠片设备自身的机械复杂度较高,叠加制痕装置进一步提升了设备的复杂程度,不利于制造和器械分布,并且由于制痕和叠片无法持续匀速进行,导致设备稼动率过低,且制痕后直接进行叠片,叠片效果较差,良品率较低。若采用单独设置的制痕装置,则又存在整体效率低下的问题。

为了解决上述问题,本发明提供了一种激光模切制痕一体机,需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明的实施例中的特征可以相互结合。

具体实施例

结合参见图1和图2,本实施例提供了一种激光模切制痕一体机100,其能够同时实现模切和制痕工艺,设备简单,设备稼动率高,并且效率高,能够满足后段的叠片工艺要求,并且大大降低了设备短路的风险。

本实施例提供的激光模切制痕一体机100,包括安装架110、放卷组件120、激光切极耳组件130、激光制痕组件140和收卷组件150,放卷组件120设置在安装架110上,用于放卷极片,激光切极耳组件130设置在安装架110上,并位于放卷组件120的下游,用于对极片进行激光切割以形成极耳,激光制痕组件140设置在安装架110上,并位于激光切极耳组件130的下游,用于向极片施加激光束,以在极片的表面形成叠片痕迹,收卷组件150设置在安装架110上,并位于激光制痕组件140的下游,用于收卷极片。

在本实施例中,安装架110为一承载板状结构,放卷组件120、激光切极耳组件130、激光制痕组件140和收卷组件150间隔分布在安装架110上,且放卷组件120和收卷组件150分别设置在安装架110的首尾两端,极片由放卷组件120进行放卷,并通过激光切极耳组件130进行切极耳操作,然后再经过激光制痕组件140进行激光制痕动作,从而在极片的表面形成了叠片痕迹,该叠片痕迹即叠片时的叠片边缘,利用叠片痕迹能够很好地完成叠片动作。经过激光制痕后的极片由收卷组件150进行收卷,等待后续的叠片工艺。此处通过在安装架110上同时设置激光切极耳组件130和激光制痕组件140,同时实现模切和制痕工艺,并且,设备结构简单,相较于分体设置或单独制痕,省去了模切与制痕工艺间的转换时间,从而提升了设备的稼动率,同时一体设置也提高了设备效率。同时,激光制痕组件140用于向极片施加激光束,以在极片的表面形成叠片痕迹,采用激光制痕,无需采用裁切方式,一方面方便后续的叠片工艺,另一方面也大大降低了设备短路的风险。

需要说明的是,本实施例中提及的上游、下游,均是指的沿极片输送方向的上游或下游,其能够表明极片的输送先后顺序,而对各部件的实际位置方位并没有确切的限制。

在本实施例中,安装架110上还设置有模切纠偏组件111,模切纠偏组件111设置在激光切极耳组件130的上游,用于对进入激光切极耳组件130的极片进行纠偏。具体地,模切纠偏组件111还位于放卷组件120的下游,该模切纠偏组件111采用辊轮对极片进行纠偏动作,保证进入激光切极耳组件130的极片置中,进而保证了激光切极耳的准确性。

需要说明的是,此处模切纠偏组件111的基本结构和实现原理也可以参考现有的纠偏设备,在此不作限定。

值得注意的是,此处激光切极耳组件130可以利用激光器在极片的边缘进行切割,从而形成极耳结构。当然,此处激光器可以实现追切功能,以保证极片在运动过程中实现切极耳动作。

在本实施例中,安装架110上还设置有制痕纠偏组件113,制痕纠偏组件113设置在激光制痕组件140的上游,用于对进入激光制痕组件140的极片进行纠偏。具体地,制痕纠偏组件113还设置有激光切极耳组件130的下游,其采用辊轮对极片进行纠偏动作,保证进入制痕纠偏组件113的极片置中,进而保证了激光制痕的准确性。

需要说明的是,此处制痕纠偏组件113的具体结构和实现原理与模切纠偏组件111相同或相似,同样可以参考现有的纠偏设备,在此不作限定。

在本实施例中,安装架110上还设置有制痕张力组件115,制痕张力组件115设置在激光切极耳组件130和激光制痕组件140之间,用于调整激光切极耳组件130和激光制痕组件140之间的极片的张力。具体地,制痕张力组件115设置在激光切极耳组件130的下游,并位于制痕纠偏组件113的上游,其能够调整经过激光切极耳操作后的极片的张力,从而保证极片的张力处于合适的范围,使得极片能够顺利地进行输送。

在本实施例中,安装架110上还设置有驱动组件117,驱动组件117设置在激光切极耳组件130和激光制痕组件140之间,用于驱动极片运动。具体地,驱动组价设置激切极耳组件的下游,并位于制痕张力组件115的上游,其能够带动极片运动,并给极片在激光切极耳阶段提供动力。驱动组件117可以包括驱动辊和从动辊,其中驱动辊与一电机连接,驱动辊和从动辊从两侧压合在极片上,并且驱动辊主动转动,进而带动极片运动。

进一步地,安装架110上还设置有第一缓存组件160、第二缓存组件170和制痕驱动件180,第一缓存组件160位于激光切极耳组件130的下游,并位于激光制痕组件140的上游;第二缓存组件170位于激光制痕组件140的下游,并位于收卷组件150的上游,制痕驱动件180位于第一缓存组件160和第二缓存组件170之间,且制痕驱动件180用于间歇性驱动极片经过激光制痕组件140,第一缓存组件160用于在制痕驱动件180停止时缓存极片,第二缓存组件170用于在制痕驱动件180驱动时缓存极片。

在本实施例中,第一缓存组件160设置在制痕纠偏组件113的下游,用于在制痕前缓存极片,第二缓存组件170位于制痕驱动件180的下游,用于在制痕后缓存极片。具体地,制痕驱动件180用于带动极片运动,当制痕驱动件180停止运动时,由于第一缓存组件160上游的极片不断输送,而第一缓存组件160下游的极片静止,此时第一缓存组件160可以实现缓存极片的作用。同时第二缓存组件170下游的极片不断输送,而第二缓存组件170上游的极片静止,此时第二缓存组件170可以实现释放极片的作用。当制痕驱动件180开始运动时,由于第一缓存组件160上游的极片不断输送,而第一缓存组件160下游的极片在制痕驱动件180的带动下也处于运动状态,故此时第一缓存组件160可以起到释放极片的作用。同时第二缓存组件170的上游和下游均处于运动状态,故此时第二缓存组件170可以起到缓存极片的作用。

需要说明的是,此处制痕驱动件180带动极片运动的速度应当大于驱动组件117带动极片运动的速度,同时也大于收卷组件150收卷极片的速度。优选地,即第一缓存组件160上游的极片速度保持恒定,第二缓存组件170下游的极片速度保持恒定,且极片的放卷和收卷速度一致,使得极片能够实现匀速动作。同时,制痕驱动件180带动极片处于加速-匀速-减速的周期性运动状态,并结合第一缓存组件160和第二缓存组件170,能够保证在激光制痕动作时,极片处于静止状态,从而实现了静态制痕工艺。

第一缓存组件160包括第一缓存辊161和第一驱动件163,第一驱动件163设置在安装架110上,第一缓存辊161与第一驱动件163传动连接,并用于滚动贴合在极片的表面,且第一缓存辊161在第一驱动件163的带动下推动极片沿垂直于输送方向作往复运动,以实现对极片的缓存和释放。

第二缓存组件170包括第二缓存辊171和第二驱动件173,第二驱动件173设置在安装架110上,第二缓存辊171与第二驱动件173传动连接,并用于滚动贴合在极片的表面,且第二缓存辊171在第二驱动件173的带动下推动极片沿垂直于输送方向作往复运动,以实现对极片的缓存和释放。

在本实施例中,第一驱动件163和第二驱动件173均为电机,同时第一驱动件163通过第一丝杆与第一缓存辊161连接,第一缓存辊161通过第一螺纹套接合在第一丝杆上,从而使得第一驱动件163带动第一丝杆转动时第一缓存辊161能够沿第一丝杆的延伸方向做往复运动。第二驱动件173通过第二丝杆与第二缓存辊171连接,第二缓存辊171通过第二螺纹套接合在第二丝杆上,从而使得第二驱动件173带动第二丝杆转动时第二缓存辊171能够沿第二丝杆的延伸方向做往复运动。

需要说明的是,本实施例通过设置第一缓存组件160、第二缓存组件170和制痕驱动件180,能够实现静态制痕工艺。具体地,在实现静态制痕时,极片收放卷匀速运行,制痕驱动件180牵引极片做加减速间歇运动,极片驱动一定距离后停下来,此时激光制痕组件140开始进行制痕工艺,收放卷依旧匀速运行,第一缓存组件160缓存极片,第二缓存组件170释放极片。当制痕工艺接水后,制痕驱动件180再次牵引极片走一个周期,此时第一缓存组件160释放极片,第二缓存组件170缓存极片,依次循环,从而实现了极片静态制痕工艺。

激光制痕组件140包括多个激光制痕器,多个激光制痕器间隔设置并形成有供极片穿过的通道,多个激光制痕器用于在所述极片的两侧表面各形成至少两条叠片痕迹。在本实施例中,多个激光制痕器包括第一激光制痕器141和第二激光制痕器143,第一激光制痕器141和第二激光制痕器143相对设置并形成有供极片穿过的通道,第一激光制痕器141用于在极片的一侧表面形成至少两条叠片痕迹,第二激光制痕器143用于在极片的另一侧表面形成至少两条叠片痕迹。具体地,第一激光制痕器141能够同时在极片的一侧表面形成两条叠片痕迹,第二激光制痕器143能够同时在极片的另一侧表面形成两条叠片痕迹,在极片进行静态制痕工艺时,可是吸纳一次制备4条叠片痕迹,大大提升了设备的效率。

需要说明的是,本实施例中采用两个激光制痕器仅仅是举例说明,在本发明其他较佳的实施例中,也可以在极片两侧分别设置2个、3个或4个激光制痕器,从而能够同时在极片的表面形成多条叠片痕迹,对于激光制痕器的具体数量,在此不作具体限定。

在本实施例中,每个激光制痕器具有出光模块,出光模块用于调整激光制痕器的出光角度,以使激光制痕器追切所述极片。具体地,第一激光制痕器141具有第一出光模块,第一出光模块用于调整第一激光制痕器141的出光角度,以使第一激光制痕器141追切极片;第二激光制痕器143具有第二出光模块,第二出光模块用于调整第二激光制痕器143的出光角度,以使第二激光制痕器143追切极片。需要说明的是,此处第一出光模块能够调整第一激光制痕器141的激光出射角度,第二出光模块能够条痕第二激光制痕器143的激光出射角度,从而能够在第一激光制痕器141和第二激光制痕器143保持静止的情况下实现对极片的追切功能。当然,在本发明其他较佳的实施例中,也可以通过设置追切驱动件带动激光器运动的方式与极片保持相对静止,其同样能够实现追切功能。

需要说明的是,此处第一激光制痕器141和第二激光制痕器143均能够实现追切功能,故可以实现对动态制痕工艺。具体地,实现动态制痕时,极片整体均处于匀速运行状态,制痕驱动件180也是驱动极片匀速运行,且其驱动运行速率与驱动组件117的驱动运行速率一致,保持极片处处均为匀速状态。此时第一激光制痕器141和第二激光制痕器143追切极片完成制痕工艺,第一缓存组件160和第二缓存组件170均不缓存极片,可以作为定辊使用,从而实现了极片动态制痕工艺。

在本实施例中,动态制痕工艺和静态制痕工艺的选择可以根据需求而定,动态制痕工艺效率更高,静态制痕工艺精度更高。

值得注意的是,本实施例中安装架110上还设置有多个过辊,以实现极片的中间传递支撑的作用,此处不再一一进行介绍。

在本实施例中,放卷组件120的下游还设置有放卷张力组件121,从而实现对放卷张力的调节,具体地,放卷张力组件121设置在放卷组件120和模切纠偏组件111之间。同时,收卷组件150的上游还设置有收卷张力组件151,其能够实现对收卷张力的调节,具体地,收卷张力组件151设置在第二缓存组件170和收卷组件150之间。其中放卷张力组件121和收卷张力组件151的基本结构和实现原理与制痕张力组件115相同或相似。

需要说明的是,本实施例中极片由放卷组件120进行放卷后,可以依次经过放卷张力组件121、模切纠偏组件111、激光切极耳组件130、驱动组件117、制痕张力组件115、制痕纠偏组件113、第一缓存组件160、激光制痕组件140、制痕驱动件180、第二缓存组件170、收卷张力组件151,最后通过收卷组件150进行收卷。

综上所述,本实施例提供的激光模切制痕一体机100,通过在安装架110上同时设置激光切极耳组件130和激光制痕组件140,同时实现模切和制痕工艺,并且,设备结构简单,相较于分体设置或单独制痕,省去了模切与制痕工艺间的转换时间,从而提升了设备的稼动率,同时一体设置也提高了设备效率。同时,激光制痕组件140用于向极片施加激光束,以在极片的表面形成叠片痕迹,采用激光制痕,无需采用裁切方式,一方面方便后续的叠片工艺,另一方面也大大降低了设备短路的风险。同时可以根据需求选择静态制痕工艺或动态制痕工艺,适应性更好。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

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