具体实施方式

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，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

锂离子电池作为一种电化学储能系统，因其具有非常突出的优势，已经成为新能源开发与利用中不可或缺的重要技术，锂离子电池具有高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多等优点，广泛应用于移动电话、笔记本电脑、摄像机、数码相机等众多民用及军事领域中。

在制作锂离子电池的极片工艺中，通常采用极片成型设备对基材进行加工以形成极片。其中，极片作为锂电池的重要组成部分，对锂电池的使用寿命和使用效果极大。具体地，极片包括基片以及分布设置在基片的一侧或者两侧的极耳。

极片成型设备包括基材放卷机构以及依次设置在基材放卷机构的下游的分切机构和模切机构，基材放卷机构用于向分切机构送出基材，分切机构用于对基材进行分切加工，以形成分切基材，模切机构用于对分切基材进行模切以切掉废料，得到两条成型的极片带。

在极片成型的制作过程中，极片成型设备中的分切机构仅能对从基材放卷机构中的送出的基材加工形成两条待模切极片带，两条待模切极片带经过模切机构的加工，最后能形成两条成型的极片带，即，极片成型设备仅能实现一出二模式的加工，导致极片的生产效率较低，难以适应规模化生产的需求。

鉴于此点，本发明实施例提供了一种极片成型设备100及极片成型工艺，能有效提高极片的生产效率，有利于极片的规模化生产。

下面通过具体的实施例对该极片成型设备100及极片成型工艺进行详细说明：

实施例一

本申请实施例提供一种极片成型设备100，如图1所示，该极片成型设备100包括放卷机构110以及依次设置在放卷机构110下游的多组模切组件、多个分切机构和多个收卷机构，放卷机构110用于送出极片基材200，模切组件用于对放卷机构110送出的极片基材200进行模切并形成待分切极片带，分切机构用于对待分切极片带进行分切并形成极片带，收卷机构用于对极片带进行收卷。

其中，极片成型设备100用于对极片基材200进行切割，极片基材200包括沿幅宽方向交替排列的涂布区和留白区220。

具体地，多个模切组件在放卷机构110的下游依次排列，多个模切组件用于对极片基材200依次进行模切，以形成多个具有极耳的待分切极片带。多个分切机构分别设置于多组模切组件的下游，且与待分切极片带一一对应，分切机构用于对待分切极片带进行分切以形成极片带。多个收卷机构分别设置于多个分切机构的下游，收卷机构用于对分切后的极片带进行收卷。

由于设置了多组模切组件对极片基材200依次模切，提高了极片基材200的模切效率，又由于设置了多个分切机构，并且多个分切机构的数量与多个待分切极片带的数量对应，使得多个分切机构能对应分切多个待分切极片带，进而形成多个成型的极片带，提高了形成极片带的效率，如此，通过多组模切组件和多组分切机构能对放卷机构110提供的极片基材200依次进行模切、分切的加工以形成多条极片带，有效提高了极片带的加工效率。另外，通过在分切机构的下游设置有多个收卷机构，能分别对多个极片带进行收卷，提高了多个极片带的收卷效率，进而提高了极片带的生产效率，以便于极片带的规模化生产。

在本实施例中，极耳的高度沿极片带长度方向逐渐减小，或者，极耳的高度沿极片带长度方向逐渐增大，极耳的高度是指极耳凸出涂布区且沿涂布区宽度方向延伸的距离。

为了提高极片基材200从放卷机构110向多组模切组件传送的效果，在放卷机构110和多组模切组件之间设置有过辊装置，过辊装置用于将从放卷机构110送出的极片基材200传送至多组模切组件。

此外，在锂离子电池的制备过程中，需将收卷机构中的极片带沿极片带的长度方向对其进行切割，以形成预设长度的极片，并将极片传送至锂离子电池加工的对应工艺中。

在本实施例中，为了保证极片带的张紧效果，设置收卷机构为滑差收卷机构，滑差收卷机构包括滑差轴和驱动滑差轴转动的收卷驱动机，滑差轴周壁上的多组滑差环以一定的滑转力矩打滑，以补偿极片带各处的速度差，进而控制极片带的张力，达到理想的收卷效果。具体地，滑差轴由轴芯、摩擦组件以及多组滑差环组成，滑差轴的摩擦转矩由压缩空气的气压大小来控制，各组滑差环处于独立打滑状态，而每组滑差环打滑的滑转力矩受控于中心气压以及侧面传递的气压，由此，实现了极片带从内卷径到外卷径的张力恒稳均匀、端面整齐的目的，进而保证极片带张紧有度。

极片基材200的涂布区设置具有多种形式，例如，如图2所示，极片基材200的涂布区包括位于极片基材200两侧边沿的第一窄幅涂布区211和第二窄幅涂布区212，以及位于第一窄幅涂布区211和第二窄幅涂布区212之间的第一宽幅涂布区231和第二宽幅涂布区232，其中，第一宽幅涂布区231的宽度是第一窄幅涂布区211的宽度的二倍，以使第一宽幅涂布区231沿其宽度方向的中线分切能形成两个第一窄幅涂布区211，以确保形成的极片带的规格相同，类似的，第二宽幅涂布区232的宽度也是第二窄幅涂布区212的宽度的二倍，以确保形成的极片带的规格相同。

为了提高模切组件的模切效率，每组模切组件包括两个切割器，两个切割器分别用于沿不同的留白区220同步对极片基材200进行模切，例如，如图2所示，极片基材200具有第一留白区221、第二留白区222和第三留白区223，组成每组模切组件的两个切割器分别对应第一留白区221和第二留白区222设置，并对第一留白区221和第二留白区222沿极耳的模切轨迹切割，以形成极耳，当然，组成模切组件的两个切割器还可以分别对应第一留白区221和第三留白区223设置、或者对应第二留白区222和第三留白区223设置，如此，每组模切组件能同时模切形成两组极耳，提高了模切极耳的效率。

其中，切割器可以是激光器，激光器通过向留白区220出射激光，激光沿极耳模切轨迹对留白区220模切以形成极耳，当然，切割器还可以是其他结构，比如，模切辊等，在此不作限定。

如图1所示，多组模切组件包括在放卷机构110的下游依次排列的第一模切组件121、第二模切组件122和第三模切组件123，以对极片基材200沿极耳模切轨迹对留白区220模切以形成多组极耳，如图3所示，有效提高了极耳模切的效率。

具体地，第一模切组件121包括两个第一切割器，其中一个第一切割器用于对第一窄幅涂布区211相邻的留白区220进行模切，以使第一窄幅涂布区211被切下形成具有极耳的第一待分切窄幅极片带2111，如图4所示，另一个第一切割器用于对第二窄幅涂布区212相邻的留白区220进行模切，以使第二窄幅涂布区212被切下形成具有极耳的第二待分切窄幅极片带2121，如图5所示。第二模切组件122包括两个第二切割器，两个第二切割器分别用于对第一宽幅涂布区231两侧的留白区220进行模切，以形成两侧具有极耳的第一待分切宽幅极片带2311，如图6所示。第三模切组件123包括两个第三切割器，两个第三切割器分别用于对第二宽幅涂布区232两侧的留白区220进行模切，以形成两侧具有极耳的第二待分切宽幅极片带2321，如图6所示。

其中，如图2所示，第一待分切窄幅极片带2111与第一待分切宽幅极片带2311相邻，第二待分切窄幅极片带2121和第二待分切宽幅极片带2321相邻，为了提高极片基材200的利用率，以使第一待分切窄幅极片带2111的极耳与第一待分切宽幅极片带2311的极耳共用一个留白区220，并且第一待分切窄幅极片带2111的极耳与第一待分切宽幅极片带2311的极耳交错咬合排列，类似的，第二待分切窄幅极片带2121的极耳和第二待分切宽幅极片带2321的极耳交错咬合排列，由此可以得出，留白区220的宽度最大值为极耳的高度值和废料边预留宽度值之和，而现有技术中，如图10所示，由于相邻涂布区对应的极耳是相对排列，因此，留白区的宽度为两个极耳的高度值和废料边预留宽度之和，由此可以看出，本实施例中方案的模切方式能有效减少极片基材200的浪费。

另外，如图2和图3所示，为了在提高极片基材200的利用率的前提下，确保模切组件的模切效果，限定废料边预留宽度在4mm-5mm之间，若废料边预留宽度小于4mm，在模切组件模切时，难以保证模切效果，提高了废品率。若废料边预留宽度大于5mm，会造成极片基材200的大量浪费。

为了保证极片基材200走带的稳定性和一致性，边缘在极片基材200上预留边角料240的宽度，例如，边角料240的宽度为5mm，第一分切机构131和第二分切机构132机构用于除去第一待分切窄幅极片带2111和第二待分切窄幅极片带2121边侧的边角料240。具体地，如图7所示，在第一模切组件121的下游设置有第一分切机构131和第二分切机构132，其中，第一分切机构131用于对第一待分切窄幅极片带2111进行分切，以去除第一待分切窄幅极片带2111的边角料240，形成第一窄幅极片带2112，如图8所示，第二分切机构132用于对第二待分切窄幅极片带2121进行分切，以去除第二待分切窄幅极片带2121的边角料240，形成第二窄幅极片带2122。

考虑到第一分切机构131和第二分切机构132分别接收并分切第一待分切窄幅极片带2111和第二待分切窄幅极片带2121的效果，设置有传送装置，用于将第一待分切窄幅极片带2111传送至第一分切机构131以及将第二待分切窄幅极片带2121传送至第二分切机构132，其中，传送装置具有多种结构，例如，传送装置为牵引机构。

具体地，如图1所示，牵引机构包括第一牵引机构151和第二牵引机构152，第一牵引机构151设置于第一模切组件121与第一分切机构131之间，第一牵引机构151用于将第一待分切窄幅极片带2111由第一模切组件121牵引至第一分切机构131，以便于第一分切机构131接收并分切形成的第一待分切窄幅极片带2111。第二牵引机构152设置于第一模切组件121与第二分切机构132之间，第二牵引机构152用于将第二待分切窄幅极片带2121由第一模切组件121牵引至第二分切机构132，以便于第二分切机构132接收并分切形成的第二待分切窄幅极片带2121。

当然，多组模切组件包括的第一模切组件121、第二模切组件122和第三模切组件123还可以并列设置，以实现同时对极片基材200进行模切，以实现一出六模式的模切，有效提高了极耳模切的效率，同时缩短了极片基材200模切的周期。

请参照图1，第一分切机构131分切形成的第一窄幅极片带2112以及第二分切机构132形成的第二窄幅极片带2122通过第一收卷机构141收卷，具体地，第一收卷机构141设置在第一分切机构131的下游和第二分切机构132的下游，第一收卷机构141用于对第一窄幅极片带2112和第二窄幅极片带2122同时收卷，以提高第一窄幅极片带2112和第二窄幅极片带2122的收卷效果。

此外，从第一待分切窄幅极片带2111以及第二待分切窄幅极片带2121上切掉的边角料240通过废料箱进行收集，具体地，废料箱包括第一废料箱161和第二废料箱162，第一废料箱161设置在第一分切机构131的下游，第一废料箱161用于收集第一待分切窄幅极片带2111的边角料240，第二废料箱162设置在第二分切机构132的下游，第二废料箱162用于收集第二待分切窄幅极片带2121的边角料240，通过设置第一废料箱161和第二废料箱162，以便于边角料240的收集，进而维持作业环境的整洁性。

为了将第一待分切宽幅极片带2311进行分切，在第二模切组件122的下游设置有第三分切机构133，如图1和图9所示，第三分切机构133用于沿第一待分切宽幅极片带2311宽度方向的中线对第一待分切宽幅极片带2311分切，以形成第三窄幅极片带2312和第四窄幅极片带2313。由于第一宽幅涂布区231的宽度是第一窄幅涂布区211的宽度的二倍，因此，分切形成的第三窄幅极片带2312和第四窄幅极片带2313的规格与第一窄幅极片带2112的规格相同。

考虑到第三分切机构133接收并分切第一待分切宽幅极片的效果，在第二模切组件122的下游和第三分切机构133的上游之间设置有传送装置，用于将第一待分切宽幅极片传送至第三分切机构133，其中，传送装置具有多种结构，接上述举例，传送装置为牵引机构。

具体地，如图1所示，牵引机构还包括第三牵引机构153，第三牵引机构153设置于在第二模切组件122的下游和第三分切机构133的上游之间，第三牵引机构153用于将第一待分切宽幅极片带2311由第二模切组件122牵引至第三分切机构133，以便于第三分切机构133接收并分切第一待分切宽幅极片。

为了将第二待分切宽幅极片带2321进行分切，在第三模切组件123的下游设置有第四分切机构134，如图1和图9所示，第四分切机构134用于沿第二待分切宽幅极片带2321宽度方向的中线对第二待分切宽幅极片带2321分切，以形成第五窄幅极片带2322和第六窄幅极片带2323。由于第二宽幅涂布区232的宽度是第二窄幅涂布区212的宽度的二倍，因此，分切形成的第五窄幅极片带2322和第六窄幅极片带2323的规格与第二窄幅极片带2122的规格相同。又由于，第一窄幅极片带2112和第二窄幅极片带2122的规格相同，因此，第五窄幅极片带2322和第六窄幅极片带2323的规格与第一窄幅极片带2112的规格也是相同的，如此，确保了形成的极片带的规格均相同。

考虑到第四分切机构134接收并分切第二待分切宽幅极片的效果，在第三模切组件123的下游和第四分切机构134的上游之间设置有传送装置，用于将第二待分切宽幅极片传送至第四分切机构134，其中，传送装置具有多种结构，继续接上述举例，传送装置为牵引机构。

具体地，请参照图1，牵引机构还包括第四牵引机构，第四牵引机构设置于在第三模切组件123的下游和第四分切机构134的上游之间，第四牵引机构用于将第二待分切宽幅极片带2321由第三模切组件123牵引至第四分切机构134，以便于第四分切机构134接收并分切第二待分切宽幅极片。

第二分切机构132分切形成的第三窄幅极片带2312和第四窄幅带以及第三分切机构133分切形成的第五窄幅极片带2322和第六窄幅极片带2323分别通过第二收卷机构142和第三收卷机构143收卷，具体地，如图1所示，第二收卷机构142和第三收卷机构143分别设置在第三分切机构133和第四分切机构134的下游，第二收卷机构142用于将第三窄幅极片带2312和第五窄幅极片带2322收卷，第三收卷机构143用于将第四窄幅极片带2313和第六窄幅极片带2323收卷，以提高第一收卷机构141和第二收卷机构142的收卷效果。

示例地，如图2和图3所示，极片基材200包括依次排列的第一窄幅涂布区211、第一宽幅涂布区231、第二宽幅涂布区232和第二窄幅涂布区212以及分别预留在第一窄幅涂布区211和第二窄幅涂布区212上的边角料240，其中，第一窄幅涂布区211的宽度和第二窄幅涂布区212的宽度均为W1，第一宽幅涂布区231的宽度和第二宽幅涂布区232的宽度均为W，并且，第一宽幅涂布区231的宽度是第一窄幅涂布区211的宽度的二倍，即，W＝2W1，各留白区220的宽度相等且均为L1，第一待分切窄幅极片带2111的边角料240和第二待分切窄幅极片带2121的边角料240的宽度均为S，且S＝5mm，如此，可以得到极片基材200的总宽度W1＝2*S+3*L1+2*W1+2*W。若是采用现有技术对极片基材进行涂布并加工，如图10和图11所示，现有的极片基材300包括三个极片涂布区310、两个宽幅极片留白区320和两个窄幅极片留白区330，其中，三个极片涂布区310的宽度相等，且均与第一宽幅涂布区231的宽度相等，宽幅极片留白区320具有两个，两个宽幅极片留白区320的宽度为L，两个窄幅极片留白区330的宽度均相等且与第一窄幅涂布区211的宽度相等，而宽幅极片留白区320的宽度是窄幅极片留白区330的宽度的二倍，由此可以得出，现有的极片基材300的总宽度W2＝2*L1+3*W+2*L，通过对比现有的极片基材300的总宽度W2与本实施例的极片基材200的总宽度W1之间的差值W_差，可以得到本实施例方案减少极片基材200浪费的量，即：W_差＝3L1-10mm。

实施例二

本申请实施例还提供一种极片成型工艺，该极片成型工艺应用于实施例一中的极片成型设备100中。

本实施例提供的一种极片成型工艺，由于采用多组模切组件和多组分切机构分别对放卷机构110提供的极片基材200加工以形成多条极片带，有效提高了极片带的加工效率，又采用多个收卷机构分别对多个极片带进行收卷，提高了多个极片带的收卷效率，进而提高了极片带的生产效率。

如图12所示，本实施例中的极片成型工艺包括以下步骤：

S10、对极片基材的留白区进行模切，以形成多个具有极耳的待分切极片带。

S20、对多个待分切极片带进行分切，以形成多个极片带。

S30、对多个极片带进行收卷。

上述步骤给出了极片带生产的工艺工序，即，首先采用多组模切组件对极片基材的多个留白区220进行模切，在模切过程中，多组模切组件根据极耳轮廓的模切轨迹在对应的留白区220进行模切以形成多个待分切极片带，提高极片基材的模切效率，同时，由于极片基材无需通过分切工序直接进行模切工序，减少了设备机构之间的人力转运，提高了机构设备的使用效率。此外，在待分切极片带的侧边具有多个沿待分切极片带的长度方向依次间隔排列的极耳；再通过采用多组分切组件分别对模切形成的多个待分切极片带进行分切以形成多个极片带，提高待分切极片带的分切效率；最后通过多个收卷机构对分切后的极片带进行收卷，提高极片带的收卷效率。

另外，在S10的步骤之前，还包括对极片基材200进行不等宽涂布的工艺步骤，以便于极片基材200的加工工艺操作，具体地，沿极片基材200的宽度方向对极片基材200进行不等间隔涂布，以形成交替排列的涂布区和留白区220。其中，极片基材200的涂布区包括位于极片基材200两侧边沿的第一窄幅涂布区211和第二窄幅涂布区212，以及位于第一窄幅涂布区211和第二窄幅涂布区212之间的第一宽幅涂布区231和第二宽幅涂布区232。

步骤S10实现了模切极片基材的工艺，为了提高模切极片基材的效率，如图13所示，步骤S10具体工艺步骤包括：

S11、对第一窄幅涂布区相邻的留白区进行模切，以使第一窄幅涂布区被切下形成具有极耳的第一待分切窄幅极片带，同时对第二窄幅涂布区相邻的留白区进行模切，以使第二窄幅涂布区被切下形成具有极耳的第二待分切窄幅极片带。

S12、对第一宽幅涂布区两侧的留白区进行模切，以形成两侧具有极耳的第一待分切宽幅极片带。

S13、对第二宽幅涂布区两侧的留白区进行模切，以形成两侧具有极耳的第二待分切宽幅极片带。

通过上述工艺步骤实现了对极片基材200的多次模切，以形成多个待分切极片带，通过步骤S20对多个待分切极片带进行分切，提高了待分切极片带的分切效率，如图14所示，步骤S20实现分切工艺的具体工艺步骤包括：

S21、对第一待分切窄幅极片带进行分切，以去除第一待分切窄幅极片带的边角料，形成第一窄幅极片带。

S22、对第二待分切窄幅极片带进行分切，以去除第二待分切窄幅极片带的边角料，形成第二窄幅极片带。

S23、沿第一待分切宽幅极片带宽度方向的中线对第一待分切宽幅极片带分切，以形成第三窄幅极片带和第四窄幅极片带。

S24、沿第二待分切宽幅极片带宽度方向的中线对第二待分切宽幅极片带分切，以形成第五窄幅极片带和第六窄幅极片带。

通过步骤S20的具体工艺步骤实现多个待分切极片带的分切，并对应形成了多个极片带，最后通过步骤S30对多个极片带进行收卷，为了提高极片带的收卷效率，如图15所示，步骤S30实现多个极片带收卷的具体步骤包括：

S31、将第一窄幅极片带和第二窄幅极片带收卷至第一收卷机构。

S32、将第三窄幅极片带和第五窄幅极片带收卷至第二收卷机构。

S33、将第四窄幅极片带和第六窄幅极片带收卷至第三收卷机构。

通过步骤30的具体工艺步骤实现了对多个极片带的收卷，提高多个极片带的收卷效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。