CN202490803U - 一种电池极片除尘装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于除尘设备技术领域，尤其涉及一种能够清理电池极片表面的粉尘颗粒，提高电池极片表面质量的除尘装置，包括主体和用于固定所述主体的支座，所述主体包括吹气部分和吸气部分。与现有技术相比，本实用新型通过在本体内紧凑排布压力腔室和真空腔室，有效利用气体吹动和回吸粉尘颗粒。从狭缝中吹出高速、范围集中的气体，均匀一致地吹动极片宽度方向的粉尘颗粒，真空腔室及时高效地回吸混有粉尘颗粒的气体，不仅实现了对极片表面的清洁，提高了极片表面质量的一致性，从而改善了电池的循环性能和安全性能；而且避免了粉尘颗粒对周围环境的污染。此外，除尘装置还能够简易灵巧地安装在机器上，实现对电池极片的表面除尘作业。

Description

一种电池极片除尘装置

技术领域

本实用新型属于除尘设备技术领域，尤其涉及一种能够清理电池极片表面的粉尘颗粒，提高电池极片表面质量的除尘装置。

背景技术

极片作为锂离子电池的重要组成部分，其微结构对于锂离子电池的性能有非常重要的影响。电池极片在被压实分条后，表面需要经过除尘工艺，来避免分布于极片表面的粉尘颗粒对电池内阻和自放电性能的影响。为了增强电池性能的稳定性，对极片表面除尘的要求较高，一般要求电池极片在卷绕前表面的粉尘的最大颗粒度在20μm以下。如果极片表面残留有较大尺寸的颗粒，会造成锂离子电池的局部微结构应力集中，导致在进一步加工和使用过程时的局部破损，容易造成电池的循环性能地下，甚至引发安全事故。

目前，针对极片表面的除尘装置一般分为两类，一类是使用接触极片的毛刷，另一类使用高压气体的除尘装置。其中，采用毛刷除尘虽然原理简单，但是存在明显的缺点。刷丝在划过极片表面时，易在极片上留下滑痕，甚至划伤极片；部分粉尘颗粒会附着在毛刷的刷丝上，不仅难以被清理，也会对极片造成二次污染；毛刷由于污损，需要经常更换，使得对其的维护成本较高。所以采用提供绿色动力的高压气体进行除尘是一种较优的选择。

在现有的使用气体除尘的装置中，高压气体经过管道输运后，从出口直接对准目标清洁区域，出口处的风速随出口的形状具有随机性，难以精确确定除尘的目标区域。在电池极片的清粉尘工艺中，混乱的气体气流使得极片表面质量的一致性降低，局部较强的气流甚至会损伤极片表面的涂层。被高压气体吹起的粉尘，由于未能被及时吸取，会飘散在极片周围的空间中，减弱清洁的效果，也会污染工作环境。

另一方面，采用真空吸尘时，如果待清理表面的区域大，真空吸入口小，不仅真空负压被浪费，部分位于“死角”区域的粉尘颗粒不会被吸取排出。极片表面的区域过大，增加了对腔体密封的难度，气体极易从极片和气腔的边缘泄漏。长时间连续清理极片表面，更要求除尘装置能够简易灵巧地安装在机器上。

有鉴于此，确有必要提供一种能够改善除尘效果，便于收集和处理粉尘颗粒，避免颗粒污染，从而高效地清理电池极片表面粉尘颗粒的除尘装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种能够改善除尘效果，便于收集和处理粉尘颗粒，避免颗粒污染，从而高效地清理电池极片表面粉尘颗粒的除尘装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池极片除尘装置，包括主体和用于固定所述主体的支座，所述主体包括吹气部分和吸气部分。吹气部分用于吹出高压气，清除极片上的粉尘，吸气部分则用于吸取混有粉尘颗粒的气体，从而达到去除极片表面粉尘的作用。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述吹气部分包括压力腔室、与所述压力腔室连通供高压气体输入的进气部、设于所述压力腔室内且与所述进气部连接的第一柱体，以及吹气狭缝。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述吸气部分包括真空腔室、与所述真空腔室连通且与真空环境相连通的出气部、设于所述真空腔室内且与所述出气部连接的第二柱体，以及回流吸口。压力腔室和真空腔室是基于流体动力学仿真的优化设计，而且气体经由压力腔室的吹气狭缝吹出时流速增大，而被真空腔室回吸是个减速的过程。

实际使用时，将卷绕工艺前冷压工艺后的锂离子电池阳极极片或阴极极片在放置在导棍上，先使极片与除尘装置间产生相对运动，然后利用吹气狭缝中吹出的高压气体吹动极片表面的粉尘颗粒，再利用真空腔室的回流吸口，吸取混有粉尘颗粒的气体，并由出气部排出，从而达到清除极片表面的粉尘的作用。在进行除尘作业时，本体的一个外表面与极片的表面相对，两个面的距离不大于20mm。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述压力腔室和真空腔室之间经容置部过渡。具体的，容置部是介于本体和待清粉极片间的区域，有赖于本体的壁面和端部设计，确保该除尘装置在使用时，容置部能够实现优异的密封效果。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述吹气狭缝设置在所述压力腔室与容置部之间。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述回流吸口设置在所述真空腔室和容置部之间。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述第一柱体和第二柱体均为锥形柱体，及第一柱体和第二柱体均为具有一定锥度的柱体。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述吹气狭缝的宽度小于回流吸口的宽度，且二者设在所述本体的同一壁面上，根据待清理目标的尺寸还可以调整吹气狭缝和回流吸口的长度。所述吹气狭缝及回流吸口的长度大于极片宽度尺寸的二分之一。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述进气部和出气部均设置在端盖上。

作为本实用新型电池极片除尘装置的一种改进，所述支座通过锁紧部与本体的端部固定连接。主体与目标清洁面间的距离可以根据支座上的可调锁紧部位进行设定。

与现有技术相比，本实用新型通过在本体内紧凑排布压力腔室和真空腔室，有效利用气体吹动和回吸粉尘颗粒。从狭缝中吹出高速、范围集中的气体，均匀一致地吹动极片宽度方向的粉尘颗粒，真空腔室及时高效地回吸混有粉尘颗粒的气体，不仅实现了对极片表面的清洁，提高了极片表面质量的一致性，从而改善了电池的循环性能和安全性能；而且避免了粉尘颗粒对周围环境的污染。此外，除尘装置还能够简易灵巧地安装在机器上，实现对电池极片的表面除尘作业。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式，对本实用新型除尘装置及其有益技术效果进行进一步说明：

图1为本实用新型除尘装置的立体分解示意图；

图2为本实用新型除尘装置组装后的使用状态示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本实用新型一种电池极片除尘装置，包括主体1和用于固定所述主体1的支座2，所述主体1包括吹气部分17和吸气部分16。

其中，所述吹气部分17包括压力腔室3、与所述压力腔室3连通供高压气体输入的进气部4、设于所述压力腔室3内且与所述进气部4连接的第一柱体8，以及吹气狭缝9。

所述吸气部分16包括真空腔室5、与所述真空腔室5连通且与真空环境相连通的出气部6、设于所述真空腔室5内且与所述出气部6连接的第二柱体10，以及回流吸口11，所述第一柱体8和第二柱体10均为锥形柱体。

所述压力腔室3和真空腔室5之间经容置部12过渡。具体的，所述容置部12是介于本体1和待清粉极片13间的区域，有赖于本体的壁面和端部设计，确保该除尘装置在使用时，容置部12能够实现优异的密封效果。

所述吹气狭缝9设置在所述压力腔室3与容置部12之间，所述回流吸口11设置在所述真空腔室5和容置部12之间，所述吹气狭缝9的宽度小于回流吸口11的宽度，且二者设在所述本体1的同一壁面上。根据待清理目标的尺寸还可以调整吹气狭缝9和回流吸口11的长度。所述吹气狭缝9及回流吸口11的长度大于极片宽度尺寸的二分之一。

所述进气部4和出气部6均设置在端盖7上。

所述支座2通过锁紧部15与本体1的端部固定连接。支座2起到准确定位除尘装置的作用。当连接本体1的支座2固连在机器设备上时，除尘装置本身不会发生变形。这是由于本体1十分轻巧，支座2和锁紧部15的设计刚度也避免影响安装精度的变形产生。

本实用新型的电池极片除尘装置的工作原理为：压力腔室3可通过进气部4输入高压气体，真空腔室5通过出气部6排出流经本体1上两个腔室(即压力腔室5和真空腔室6)的气体。

具体的，压力腔室3内部设有的带锥度的第一柱体8的外壁和本体1其他部分的内壁限制气体在本体1内部的流通区域。压力腔室3在本体1正对清洁对象的面上开有的吹气狭缝9用于吹出高压除尘气。真空腔室5的内部设有带锥度的第二柱体10，与吹气狭缝9开设在本体1的同一面上的回流吸口11用于吸取混有粉尘颗粒的气体，并由出气部6排出。其中，本体1的压力腔室3，真空腔室5及容置部12组成气体流通区域，区域的尺寸和形状在流体动力学仿真软件中进行优化设计。高压气体从进气部4输入本体1，经压力腔室3后，风速增大并能够吹起极片表面粉尘颗粒。粉尘颗粒混在容置部12中的气体中，本体1的外形使容置部12实现密封，使得粉尘颗粒不致泄漏到装置周围的空间中。真空腔室5的回流吸口11的宽度显著大于吹气狭缝9的宽度，容置部12中的气体和粉尘颗粒被迅速回吸到真空腔室5中，经由出气部6排出到除尘装置之外。

请继续参阅图2，本实用新型在实际安装时，操作者需调整支座2的安装位置，使得本体1的外壁面能够正对需清理极片表面。操作者仅须在进气部4接设输气管道，在出气部6和真空环境间实现连通。

使用时，操作者打开高压气体的供给，气体通过进气部4流入本体1的压力腔室3，容置部12的气体与被吹起的极片表面粉尘颗粒一起经真空腔室5的回流吸口11回流，从出气部6向外排出，完成整个气体的输送回路。如此一来，操作者即可在出气部6以外对粉尘颗粒进行收集处理。由于极片13连续进给，导辊14相对本体的位置不发生变化，除尘装置不间断地清理极片13表面的粉尘颗粒。在进行除尘作业时，本体1的一个外表面与极片13的表面相对，两个面的距离不大于20mm。

为了验证本实用新型的有益效果，我们分别采用现有技术中的毛刷和本实用新型的除尘装置对相同电池极片13进行除尘，并对采用这两种方法清理过的极片13的表面质量分别进行了分析(采用的仪器为电荷耦合元件，即CCD)。结果表明，极片13的表面上在毛刷刷过十次后，部分粉尘颗粒依然残留在极片13表面上；而采用本实用新型除尘装置清理后，极片13的表面上几乎看不到残留粉尘颗粒。

与现有技术相比，本实用新型通过在本体1内紧凑排布压力腔室3和真空腔室5，有效利用气体吹动和回吸粉尘颗粒。从吹气狭缝9中吹出高速、范围集中的气体，均匀一致地吹动极片13宽度方向的粉尘颗粒，真空腔室5及时高效地回吸混有粉尘颗粒的气体，不仅实现了对极片13表面的清洁，提高了极片13表面质量的一致性，从而改善了电池的循环性能和安全性能；而且避免了粉尘颗粒对周围环境的污染。此外，除尘装置还能够简易灵巧地安装在机器上，实现对电池极片的表面除尘作业。

对上述极片13表面粉尘颗粒的完全清理，是通过合理利用气流的动力实现的。本实用新型通过设计除尘装置腔室的结构，使得输入的气体能够在极片13的宽度方向上均匀一致地吹动粉尘颗粒，并排出这些从极片13分离的粉尘颗粒，使其在装置外得以被及时收集和处理。本实用新型可以广泛应用于改善锂离子电池极片13的表面质量，但是不限于锂离子电池极片13表面的清粉工艺，对于熟知本领域的技术人员而言，本实用新型同样适用于需要对材料或者物件表面进行除尘处理的生产行业和技术领域。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池极片除尘装置，其特征在于：包括主体(1)和用于固定所述主体(1)的支座(2)，所述主体(1)包括吹气部分(17)和吸气部分(16)。

2.根据权利要求1所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述吹气部分(17)包括压力腔室(3)、与所述压力腔室(3)连通供高压气体输入的进气部(4)、设于所述压力腔室(3)内且与所述进气部(4)连接的第一柱体(8)，以及吹气狭缝(9)。

3.根据权利要求2所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述吸气部分(16)包括真空腔室(5)、与所述真空腔室(5)连通且与真空环境相连通的出气部(6)、设于所述真空腔室(5)内且与所述出气部(6)连接的第二柱体(10)，以及回流吸口(11)。

4.根据权利要求3所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述压力腔室(3)和真空腔室(5)之间经容置部(12)过渡。

5.根据权利要求4所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述吹气狭缝(9)设置在所述压力腔室(3)与容置部(12)之间。

6.根据权利要求4所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述回流吸口(11)设置在所述真空腔室(5)和容置部(12)之间。

7.根据权利要求3所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述第一柱体(8)和第二柱体(10)均为锥形柱体。

8.根据权利要求3所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述吹气狭缝(9)的宽度小于回流吸口(11)的宽度，且二者设在所述本体(1)的同一壁面上。

9.根据权利要求3所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述进气部(4)和出气部(6)均设置在端盖(7)上。

10.根据权利要求1所述的电池极片除尘装置，其特征在于：所述支座(2)通过锁紧部(15)与本体(1)的端部固定连接。

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