一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置及清理方法
【專利摘要】本發明公開一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置及清理方法，清理裝置包括電池極片供給單元、切割器、控制單元、極片傳遞器和極片支撐臺，所述電池極片供給單元位于極片支撐臺一側，所述切割器位于電池極片供給單元與極片支撐臺之間，所述極片傳遞器位于極片支撐臺上方，所述控制單元的信號輸出端與極片傳遞器的信號輸入端連接。通過本發明提供的用于卷繞疊片電池極片清理裝置及清理方法，可以再防止極片受損的條件下，利用氣流清理切割后單元極片上的微小顆粒，從而提高制造的卷繞疊片型全電池的整體質量。
【專利說明】一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置及清理方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于鋰離子電池生產設備技術領域，更具體地，涉及一種卷繞疊片型鋰離子電池極片的清理裝置，其是在制造卷繞疊片型電池芯組件的連續過程中，清理切割后的單元電池極片的裝置及清理方法。
【背景技術】
[0003]隨著移動設備普遍應用到各行各業，以及對這些移動設備的需求增加，作為提供移動設備的能源對二次儲能器件的需求也急劇增加。在這些二次儲能器件中，鋰二次電池因其具有高能量密度和工作潛力、長周期壽命、以及低自放電率，從而其現在被廣泛應用于儲能行業。
[0004]一般具有陰極/隔板/陽極結構的電池芯組件構成二次電池，基于該電池芯組件的結構，該電池芯組件一般可被歸類為卷繞型電池芯組件或疊片型電池芯組件。該卷繞型電池芯組件適合于柱形電池;然而，該卷繞型電池芯組件并不適合于棱柱形電池或袋狀電池，因為該電池芯活性材料被隔開或空間利用率是較低的。另一方面，疊片型電池芯組件具有的優點在于該疊片型電池芯組件可以被構造成具有棱柱狀結構；然而，該疊片型電池芯組件具有的缺點在于用于制造該疊片型電池芯組件的過程是復雜的，并且，當外部影響被施加到該疊片型電池芯組件時，該疊片型電池芯組件的電極片被推動而發生短路問題。
[0005]經過不斷對二次電池制備工藝的探索和改進，相比較與傳統卷繞型電池芯組件，具有新型結構的電池芯組件已經被開發出來并且被稱為卷繞疊片型電池芯組件，該電池芯組件是上述所描述的卷繞型和疊片型電池芯組件的結合，其中具有預訂的單元大小的陰極/隔板/陽極的異極電池或具有預定大小的陰極(陽極)/隔板/陽極(陰極)/隔板/陰極(陽極)結構的同極電池并且使用具有很長的長度的連續的分隔板卷繞。本文中，具有如上文所描述的這樣的結構的電池芯組件可以被稱為卷繞疊片型電池芯組件。
[0006]與卷繞型電池芯組件相比較，所述卷繞疊片型電池芯組件可以被構造成具有棱柱狀結構，并且卷繞疊片型電池組件具有更均勻一致的電流密度、優良的內部散熱性能、更適合大功率放電和相對較高的體積能量密度。
[0007]但是，與卷繞型電池芯組件相比較，卷繞疊片型電池芯組件的制作過程相對要復雜的多，其中制造卷繞疊片型電池組件的過程中，要將連續的陰極或陽極極片切割成預定的單元大小的電池極片。在切割連續電池極片形成單元預定大小的單元電池極片的過程，不可避免地會在極片的切割處附近灑落一些微小的漿料顆粒，所述漿料顆粒可以是陰極(陽極)極片上被涂覆陰極(陽極)漿料顆粒。因為二次電池制造過程中所用隔膜的厚度很薄，所述的灑落的微小的漿料顆粒在后續的制造基元電池過程中有很大概率會刺穿薄膜，最終會引發電池短路和析鋰等很嚴重的影響全電池性能的問題。在制造卷繞疊片型電池芯組件中會很多次的切割電池極片，因此如果不去清理切割后電池極片，會嚴重降低最終卷繞疊片型全電池的質量。
[0008]因此，仍然存在對解決上文所描述的常規問題的技術的強烈要求。
【發明內容】
[0009]本發明是為了解決上文所述的現有問題而提出，其目的在于提供一種為了制造質量好的卷繞疊片型電池芯組件而對組成該所述電池芯組件的切割后的電池極片進行顆粒清理的裝置，防止電池極片在傳遞過程中損傷。
[0010]本發明的目的可以通過以下技術方案實現:
一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置，其特征在于，包括電池極片供給單元、切割器、控制單元、極片傳遞器和極片支撐臺，所述電池極片供給單元位于極片支撐臺一側，所述切割器位于電池極片供給單元與極片支撐臺之間，所述極片傳遞器位于極片支撐臺上方，所述控制單元的信號輸出端與極片傳遞器的信號輸入端連接。
[0011 ]所述的極片傳遞器設置有三個，每個極片傳遞器上均設有氣孔，氣孔靠近極片傳遞器端面處設置，包括位于中間的一列第二氣孔、以及位于第二氣孔兩側的四列第一氣孔，第二氣孔為等腰梯形形狀，第一氣孔為平行四邊形形狀，且兩側的第一氣孔向第二氣孔傾斜設置。
[0012]所述的極片支撐臺分為第一區域和第二區域兩個部分，第一區域內設有一列第四氣孔、四列第三氣孔，第二區域內設有一列第六氣孔、四列第五氣孔。
[0013]所述氣孔的直徑為2mm-10mm。
[0014]本發明還提供一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置的清理方法，所述的清理方法包括以下步驟:
(1)電池極片供給單元連續引入電池極片，切割器將連續引入的電池極片切成預定大小的單元電池極片，單元電池極片被吸附在極片支撐臺中的第一區域部分；
(2)控制單元控制第一區域部分上面的極片傳遞器吹出氣流，清理單元電池極片的向上的一面；
(3)單元電池極片向上一面清理干凈后，控制單元控制極片傳遞器停止吹氣，并控制所述極片傳遞器真空吸附單元電池極片，移動到第二區域上面對應的位置；
(4)第二區域部分利用氣孔吹出氣流清理被真空吸附在對應的極片傳遞器上的單元電池極片的向下的一面。
[0015]本發明的有益效果:通過本發明提供的方案，可以再防止極片受損的條件下，利用氣流清理切割后單元極片上的微小顆粒，從而提高制造的卷繞疊片型全電池的整體質量。
【附圖說明】
[0016]為了便于本領域技術人員理解，下面結合附圖對本發明作進一步的說明。
[0017]圖1為能夠實現本發明實施例的電池極片清理裝置示意圖；
圖2是電池極片傳遞器的側視圖，其中，虛線示出氣孔在貼近底面處形狀和方向；
圖3是電池極片傳遞器的底面示意圖；
圖4是電池極片支撐臺的側視圖，其中，虛線示出氣孔在貼近所述支撐臺放置電池極片的平面處形狀和方向； 圖5是電池極片支撐臺放置電池極片平面示意圖。
【具體實施方式】
[0018]以下參照附圖對本發明的優選實施例進行詳細的說明。但是，本領域的技術人員應明白本發明并不局限于以下的實施例。
[0019]如圖1所示，一種在制造疊片型電池芯組件的連續過程中，清理切割后的單元電池極片的裝置，電池極片清理裝置具有如下結構，包括電池極片供給單元1、切割器2、控制單元3、極片傳遞器4和極片支撐臺5，電池極片供給單元I位于極片支撐臺5—側，切割器2位于電池極片供給單元I與極片支撐臺5之間，極片傳遞器4位于極片支撐臺5上方，控制單元3的信號輸出端與極片傳遞器4的信號輸入端連接。
[0020]電池極片供給單元I，用于連續提供電池極片，電池極片供給單元I可以是能夠連續引入電池極片的任何設備或結構，沒有特定的局限性;本發明采用的極片供給設備是跟制備卷繞型電池芯組件的電池極片供給設備一樣即可;作為優選的，電池極片供給設備可以是將成卷的電池極片套在卷軸上來引入電池極片；
切割器2，用于將連續的電池極片切割成預定寬度大小的單元電池極片10;本發明中的切割器沒有特定限制，可是制造鋰二次電池芯組件常用到的切割設備，所述切割器滿足精度高和切割速度快的要求；
極片傳遞器4，用于真空吸附上述切割后獲得的單元電池極片10，并將其轉移到后邊的電池制作工序，并且極片傳遞器可以用于清理切割后的單元電池極片的一個單面;本發明中，極片傳遞器上有很多氣孔，如圖2和圖3所示，包括位于中間的一列第二氣孔42、以及位于第二氣孔兩側的四列第一氣孔41，第二氣孔42為等腰梯形形狀，第一氣孔41為平行四邊形形狀，且兩側的第一氣孔41向第二氣孔42傾斜設置；
上述氣孔的一個作用是可以發出氣流，該氣流用于清掃電池極片上因被切割產生的微小的漿料顆粒;為了使得所述氣流能很好除掉電池極片上的微小的漿料顆粒，在本發明中，優選的將氣孔靠近極片傳遞器端面處，形狀設置如圖2中虛線所示，所述形狀設置目的是氣流能夠更好吹掃單元電池極片上的微小顆粒;氣孔的另一個作用是為了真空吸附單元電池極片，當極片傳遞器靠近單元電池極片時，把單元電池極片通過氣孔真空吸附起來，便于傳遞單元電池極片，而且這種所述單元電池極片傳遞方式能夠很好保護電池極片免受損傷；為了提高極片傳遞效率，本發明優選地，設置了三個電池極片傳遞器。
[0021]控制單元3，用于控制極片傳遞器的操作;在本發明中，控制單元控制極片傳遞器利用氣孔吹出清掃氣流，控制極片傳遞器利用氣孔真空吸附電池極片，控制極片傳遞器把電池極片轉移到特定位置；
極片支撐臺5，用于放置切割后所述的單元電池極片，并且可以用于清理切割后所述的單元電池極片的另一個單面;如圖4和圖5所示，在本發明中，將極片支撐臺5分為兩個部分，如圖4中第一區域51和第二區域52部分，同樣如前所述，該極片支撐臺5上也具有氣孔，包括第一區域51內的一列第四氣孔512、四列第三氣孔511，以及第二區域52內的一列第六氣孔522、四列第五氣孔521;
上述氣孔與極片傳遞器上的氣孔具有同樣的作用，而且因為要清理電池極片的二個面的顆粒，首先被切割的單元電池極片10放置在極片支撐臺上的第一區域51部分，該部分通過氣孔將所述單元電池極片真空吸附在其上面目的是防止電池極片因氣流而抖動；如圖4中第二區域52部分中的氣孔用來吹出氣流來清理被極片傳遞器吸附的極片的下面的微小顆粒。
[0022]—般而言，極片傳遞器4與極片支撐臺5上的氣孔的直徑可以為氣孔的數量個數可以根據實際要求設定;氣孔中吹出的氣流沒有具體限制，可以是空氣氣流、氮氣氣流、氦氣氣流等惰性氣體氣流。
[0023]本發明裝置的清理方法:
參照圖1所示，開始時成卷的電池極片套在卷軸上連續引入電池極片，電池極片可以是陰極極片或陽極極片。
[0024]切割器2將連續引入的電池極片切成預定大小的單元電池極片10。
[0025]單元電池極片10首先將被放置在極片支撐臺5中的第一區域51部分，如圖4所示；然后第一區域51通過第三氣孔511和第四氣孔512真空吸附所述單元電池極片10，并將單元電池極片1穩穩固定在51部分。
[0026]然后控制單元3給極片支撐臺上第一區域51部分上面的極片傳遞器4傳遞吹氣流命令，在極片支撐臺上第一區域51部分上面對應的極片傳遞器通過氣孔吹出氣流，該吹出氣流持續一段時間足夠將被固定在極片支撐臺上第一區域51部分上的單元電池極片的向上的一面中的微小顆粒清理干凈；
在所述單元電池極片10向上一面清理干凈后，控制單元3給第一區域51部分上面對應的極片傳遞器傳送停止吹氣，并且控制所述極片傳遞器向下移動，靠近第一區域51部分上的單元電池極片直到接觸到該單元電池極片，并且控制所述極片傳遞器真空吸附單元電池極片，然后第一區域51部分氣孔停止真空吸附；然后真空吸附著單元電池極片移動到第二區域52上面對應的位置；
接著第二區域52部分利用氣孔吹出氣流用于清理被真空吸附在對應的極片傳遞器上的單元電池極片的向下的一面。在所述單元電池極片的向下的一面清理干凈后，控制單元3控制極片傳遞器將單元電池極片傳送到后邊的電池制造工序，在此，所述后邊的電池制造工序不做敘述。
[0027]為了提高極片傳遞效率，本發明中，卷繞疊片電池極片清理裝置設置了三個極片傳遞器。
[0028]工業實用性
根據前述內容容易發現的是，根據本發明卷繞疊片型電池極片清理裝置可以在防止極片受損的條件下，簡單有效地清理被切割后單元電池基片上的微小的漿料顆粒，從而防止因微小顆粒刺穿隔膜引起的電池短路問題，進而提高流水線制造的二次電池的整體質量。
[0029]本發明并不限于上述的特定優選實施例，但是本領域技術人員應該明白，在不脫離本發明的范圍和精神的情況下，各種修改和變化時可能的。
【主權項】
1.一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置，其特征在于，包括電池極片供給單元、切割器、控制單元、極片傳遞器和極片支撐臺，所述電池極片供給單元位于極片支撐臺一側，所述切割器位于電池極片供給單元與極片支撐臺之間，所述極片傳遞器位于極片支撐臺上方，所述控制單元的信號輸出端與極片傳遞器的信號輸入端連接。2.根據權利要求1所述的一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置，其特征在于，所述的極片傳遞器設置有三個，每個極片傳遞器上均設有氣孔，氣孔靠近極片傳遞器端面處設置，包括位于中間的一列第二氣孔、以及位于第二氣孔兩側的四列第一氣孔，第二氣孔為等腰梯形形狀，第一氣孔為平行四邊形形狀，且兩側的第一氣孔向第二氣孔傾斜設置。3.根據權利要求1所述的一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置，其特征在于，所述的極片支撐臺分為第一區域和第二區域兩個部分，第一區域內設有一列第四氣孔、四列第三氣孔，第二區域內設有一列第六氣孔、四列第五氣孔。4.根據權利要求2所述的一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置，其特征在于，所述氣孔的直徑為2mm_ I Omm。5.—種如權利要求1所述的一種用于卷繞疊片電池極片清理裝置的清理方法，其特征在于，所述的清理方法包括以下步驟: (1)電池極片供給單元連續引入電池極片，切割器將連續引入的電池極片切成預定大小的單元電池極片，單元電池極片被吸附在極片支撐臺中的第一區域部分； (2)控制單元控制第一區域部分上面的極片傳遞器吹出氣流，清理單元電池極片的向上的一面； (3)單元電池極片向上一面清理干凈后，控制單元控制極片傳遞器停止吹氣，并控制所述極片傳遞器真空吸附單元電池極片，移動到第二區域上面對應的位置； (4)第二區域部分利用氣孔吹出氣流清理被真空吸附在對應的極片傳遞器上的單元電池極片的向下的一面。
【文檔編號】B08B5/02GK105977547SQ201610339465
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2016年5月18日
【發明人】李干, 王志忠, 許濤, 胡家佳
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司