CN115332542A - 一种电芯极片基材及极片生产设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及动力电池技术领域，并提出了一种电芯极片基材，包括箔材、设置于所述箔材上的涂布区以及设置于所述涂布区两侧的留白部；所述涂布区上设置有分切线，所述留白部上设置有预切线。该电芯极片基材，通过在箔材上设置分切线，并在留白部上设置预切线，沿分切线与预切线进行机械切割后，可直接通过激光切割等方式，从留白部远离箔材的边沿部分垂直与预切线两端进行切割，从而形成极耳，切除废料区，减小的后续加工过程中激光切割所需行程，从而提高切割效率，降低生产成本。

Description

一种电芯极片基材及极片生产设备
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电芯极片基材及极片生产设备。
背景技术
在叠片极片的加工过程中，需要首先将基材上涂覆电极材料，并通过压辊对极片进行辊压，使电极材料牢固的附着在基材上，压缩完的极片中间通过滚刀切割将极片一分为二，而两侧因为需要极耳通常采用激光切割，将空白区域切掉后留下极耳。
现有技术中公开了公布号为CN110666446A的“一种锂电池极片激光制片方法”，首先通过辊压将极片敷料与金属卷材压实，再通过激光切割，切割出极耳，其激光切割行程较长，增大了切割过程中所损耗的二氧化碳、氮气等气体原料，同时，由于激光切割速度较慢，受切割行程的影响，使得极片生产加工效率较低。
发明内容
有鉴于此，本发明提出了一种电芯极片基材及极片生产设备，通过对箔材进行预切割，减小后续的激光切割行程，减少生产成本并提高加工效率，同时通过将辊压与分切进行同步操作，可减小产线长度与设备成本。
本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，一种电芯极片基材，包括箔材、设置于所述箔材上的涂布区以及设置于所述涂布区两侧的留白部；其中，
所述涂布区上设置有分切线，所述留白部上设置有预切线。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述分切线的延伸方向与所述箔材的长度方向相同，所述预切线的数量为多个，多个所述预切线沿留白部的长度方向等间距排布。
在以上技术方案的基础上，优选的，各个所述预切线与相邻的涂布区间距为0-3mm。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述留白部的宽度为10-15mm。
在以上技术方案的基础上，优选的，相邻两个所述预切线在箔材长度方向上的间距为10-25mm。
另一方面，本发明提供了一种极片生产设备，用于将电极涂料压合上述电芯极片基材的涂布区上，其包括上辊与下辊，所述上辊包括分切环刀与两个预切环刀，其中，
所述分切环刀位于上辊的中部，用于在所述电芯极片基材上切割出分切线；
两个所述预切环刀分别位于上辊长度方向的两端，用于在所述留白部上切割出预切线。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述上辊还包括压辊与两个安装组件，两个所述安装组件分别与两个预切环刀固定，并分别可拆卸的固定至压辊的两端。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述下辊上设置有三个切槽，三个所述切槽分别与分切环刀和两个预切环刀一一对应。
在以上技术方案的基础上，优选的，所述上辊与下辊外部均设置有减阻层，所述减阻层用于接触电极涂料。
进一步优选的，所述减阻层为特氟龙涂层。
本发明的电芯极片基材及极片生产设备相对于现有技术具有以下有益效果：
（1）电芯极片基材通过在箔材上设置分切线，并在留白部上设置预切线，沿分切线与预切线进行机械切割后，可直接通过激光切割等方式，从留白部远离箔材的边沿部分垂直与预切线两端进行切割，从而形成极耳，切除废料区，减小的后续加工过程中激光切割所需行程，从而提高切割效率，降低生产成本；
（2）极片生产设备在对电芯极片基材进行加工时，可直接在压合的同时，通过分切环刀与两个预切环刀在上述电芯极片基材上沿分切线与预切线进行切割，从而使预切割与压合步骤同时进行，可有效减小产线长度与设备成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。
图1为本发明的电芯极片基材的结构示意图；
图2为本发明的极片生产设备的立体图；
图3为本发明的极片生产设备的侧视图；
图4为本发明的极片生产设备安装组件的***图；
图5为本发明的极片生产设备预切环刀的侧视图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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方式，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明的一种电芯极片基材，包括箔材1，箔材1为盘卷的铝箔或铜箔，箔材1拉出的一端进入产线的方向为箔材1的长度方向，所述箔材1上设置有四个涂布区2、分切线3与两个留白部4。
四个所述涂布区2分别位于箔材1的两侧，即四个涂布区2分别设置箔材1厚度方向上的两侧，在加工过程中，电极材料通过涂覆的方式覆盖在涂布区2上，使电极材料通过后续的压合牢固的附着在箔材1上。
所述分切线3位于同侧两个涂布区2相邻的一侧，同时分切线3的延伸方向与箔材1的长度方向相同，分切线3位于箔材1的中部，通过分切线3可将箔材1一分为二，同时，同侧的两个涂布区2与压合在涂布区2上的电极材料分离。
两个所述留白部4分别位于箔材1远离分切线3的两端，在箔材1被分切线3分离为两部分后，两个留白部4分别位于两个部分上，同时留白部4上设置有多个预切线41，所述多个预切线41沿箔材1的长度方向等间距分布，留白部4由多个极耳与废料区组成，极耳与废料区依次交错排布形成留白部4，预切线41一一对应的设置在废料区上，以预切线41的两端并垂直于预切线41，通过激光对于留白部4进行切割，即可将废料区切下，剩下的连接在涂布区2上的部分即为极片的极耳，沿箔材1的宽度方向垂直于预切线41进行切割，即可得到极片，需要注意的是，垂直于预切线41切割时，每个预切线41仅对应一次切割，若垂直预切线41的中部切割，则极耳位于极片的中部，若偏离预切线41的中部进行垂直切割，则会在极片上形成偏置极耳，且切割过程中需采用激光切割，避免机械切割影响涂布区2上电极材料的稳定。
在上述实施方式中，分切线3若为不规则且沿箔材1的长度方向排布，则所形成的极片，其远离极耳的一侧将形成对应分切线3的形状。
作为一种优选实施方式，各个所述预切线41与相邻的涂布区2间距为0-3mm，当预切线41与相邻的涂布区2间距为零时，极耳远离涂布区2的一端到涂布区2的距离，将等于留白部4的宽度，为极耳的最长凸出长度，反之，当预切线41与相邻的涂布区2间距为3mm时，极耳的凸出长度将对应的缩减，极耳过短将导致后续叠片等加工过程的难度增大，预切线41与相邻的涂布区2间距过小，可能由于切割精度偏差造成原料的浪费，同时影响涂布区2上压合的电极材料的稳定。
作为一种优选实施方式，所述留白部4的宽度为10-15mm，留白部4的宽度即为极耳所凸出长度的范围，留白部4宽度小于10mm，则极耳可能过短，影响后续的加工，留白部4宽度大于15mm，则会导致切除废料过多，造成较大量的原料浪费，需要注意的是，在现有技术中，极片上极耳的凸出长度一般在10mm左右。
作为一种优选实施方式，相邻两个所述预切线41在箔材1长度方向上的间距为10-25mm，即极耳在箔材1长度方向上的长度为10-25mm，此长度区间为现有技术中极耳的凸出宽度范围，可根据具体的应用场景等确定极耳在箔材1长度方向上的具体长度。
本电芯极片基材具体原理为：沿分切线3与预切线41进行机械切割后，可直接通过激光切割等方式，从留白部4远离箔材1的边沿部分垂直与预切线41两端进行切割，从而形成极耳，切除废料区，减小的后续加工过程中激光切割所需行程，从而提高切割效率，降低生产成本。
如图1-5所示，本发明的一种极片生产设备，用于将电极涂料压合上述电芯极片基材的涂布区2上，其包括上辊5与下辊6，上辊5与下辊6间留有一定间距，此间距为箔材1的涂布区2上涂布电极材料后厚度的一半左右，在箔材1及电极材料经过时，将电极材料压合至箔材1上，所述上辊5包括分切环刀51与两个预切环刀52，所述分切环刀51位于上辊5的中部，上辊5与下辊6压合箔材1与电极材料的同时，在电芯极片基材上切割出分切线3，从而将箔材1分成两部分，两个所述预切环刀52分别位于上辊5长度方向的两端，上辊5与下辊6压合箔材1与电极材料的同时，在所述留白部4上切割出预切线41，分切环刀51与两个预切环刀52均为不锈钢或合金钢等材质，厚度在3-5mm之间，预切环刀52的外侧设置有避让孔，使预切环刀52的外侧形成一个C型的切割圆弧，补全切割圆弧，使切割圆弧形成完整圆的弧形长度即为相邻两个预切线41间的距离。
需要注意的是，为防止上辊5与下辊6在挤压电极材料时，导致箔材1沿长度方向上形变，影响极耳的切割精度，无法将废料区从极耳上完整切下，需使预切线41的长度略小于废料区的长度，即切割圆弧的长度小于废料区长度，通过L型的切法，进行切割，使箔材1产生较小形变后，仍然可以切割路径对接至预切线41，从而将废料区切下，具体的切割路径如图1所示的虚线部分。
作为一种优选实施方式，所述上辊5还包括压辊53与两个安装组件54，两个所述安装组件54分别与两个预切环刀52固定，并分别可拆卸的固定至压辊53的两端，通过选用不同宽度的安装组件54，可改变预切环刀52与压辊53之间的间距，从而调整预切线41与分切线3的间距。
具体的，安装组件54包括长螺钉、安装部与调节部，沿压辊53的长度方向依次设置有调节部、预切环刀52与安装部，长螺钉用于将调节部、预切环刀52与安装部固定在压辊53上，通过更换不同厚度的调节部，即可完成预切环刀52的位置调整。
作为一种优选实施方式，所述下辊6上设置有三个切槽61，三个所述切槽61分别与分切环刀51和两个预切环刀52一一对应，使得分切环刀51与两个预切环刀52在切割过程中，可分别***三个切槽61内，进行配合切割，避免切割分离不彻底，影响后续的加工作业。
作为一种优选实施方式，所述上辊5与下辊6外部均设置有减阻层7，所述减阻层7用于接触电极涂料，由减阻层7接触电极材料，并对箔材1上的电极材料进行压合，可避免电极材料粘附在上辊5与下辊6上，同时防止挤压过程中，摩擦力过大导致电极材料压合分布不均，导致极片生产质量不佳。
具体的，所述减阻层7为特氟龙涂层，可直接以涂布的形式设置在上辊5与下辊6上，或者以特氟龙涂层制作套筒安装在特氟龙涂层上，特氟龙涂料是不粘涂料的鼻祖，结合了耐热性、化学惰性和优异的绝缘稳定性及低摩擦性，具有其他涂料无法抗衡的综合优势。
本极片生产设备的工作原理为：上辊5与下辊6不断滚动对经过的箔材1进行挤压，使涂覆在箔材1上的电极材料被压合，牢固的粘附在箔材1上，在压合的同时，通过分切环刀51与两个预切环刀52在上述电芯极片基材上沿分切线3与预切线41进行切割。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯极片基材，其特征在于：包括箔材（1）、设置于所述箔材上的涂布区（2）以及设置于所述涂布区（2）两侧的留白部（4）；其中，
所述涂布区（2）上设置有分切线（3），所述留白部（4）上设置有预切线（41）。
2.如权利要求1所述的电芯极片基材，其特征在于：所述分切线（3）的延伸方向与所述箔材（1）的长度方向相同，所述预切线（3）的数量为多个，多个所述预切线（3）沿留白部（4）的长度方向等间距排布。
3.如权利要求1所述的电芯极片基材，其特征在于：各个所述预切线（41）与相邻的所述涂布区（2）间距为0-3mm。
4.如权利要求1所述的电芯极片基材，其特征在于：所述留白部（4）的宽度为10-15mm。
5.如权利要求1所述的电芯极片基材，其特征在于：相邻两个所述预切线（41）在所述箔材（1）长度方向上的间距为10-25mm。
6.一种极片生产设备，其特征在于：用于将电极涂料压合至权利要求1-5中任意一项所述电芯极片基材的涂布区（2）上，其包括上辊（5）与下辊（6），所述上辊（5）包括分切环刀（51）与两个预切环刀（52），其中，
所述分切环刀（51）位于所述上辊（5）的中部，用于在所述电芯极片基材上切割出所述分切线（3）；
两个所述预切环刀（52）分别位于所述上辊（5）长度方向的两端，用于在所述留白部（4）上切割出所述预切线（41）。
7.如权利要求6所述的极片生产设备，其特征在于：所述上辊（5）还包括压辊（53）与两个安装组件（54），两个所述安装组件（54）分别与两个所述预切环刀（52）固定，并分别可拆卸的固定至所述压辊（53）的两端。
8.如权利要求6所述的极片生产设备，其特征在于：所述下辊（6）上设置有三个切槽（61），三个所述切槽（61）分别与所述分切环刀（51）和两个所述预切环刀（52）一一对应。
9.如权利要求6所述的极片生产设备，其特征在于：所述上辊（5）与下辊（6）外部均设置有减阻层（7），所述减阻层（7）用于接触电极涂料。
10.如权利要求9所述的极片生产设备，其特征在于：所述减阻层（7）为特氟龙涂层。
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