CN216066050U - 一种切割装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种切割装置，用于切割极片原料，极片原料包括涂覆区和未涂覆区，涂覆区涂覆有活性物质层；沿极片原料宽度方向，未涂覆区位于涂覆区两侧，包括：切割器，用于对极片原料的宽度方向的两端进行切割以得到模切极片；模切检测模块，位于切割器的下游，用于检测模切极片宽度；控制模块，与切割器及模切检测模块通信连接，控制模块用于根据模切检测模块检测的模切极片的宽度，调整切割器的切割位置。通过设置模切检测模块，检测模切极片的宽度，能够将模切极片的宽度返回控制模块，通过控制模块调整切割器的切割宽度以使模切极片宽度符合预设的宽度。

Description

一种切割装置

技术领域

本实用新型涉电池制作领域，尤其涉及一种电池极片的切割装置。

背景技术

目前，环境能源问题使社会进步面临严峻形势，低碳环保成为未来经济发展的一大主题。能量的储存和高效利用引起了各方面的重视，锂离子电池单元作为能量储存的最小单元而存在。电池是将多个电池单体有效连接的一种结构形式，通过将一定数量的电池单体进行串联/并联/串并混联来满足为用电设备供电的需求。电池单体在制造的时候需要保证卷绕的电芯极片的高度一致，且高度都处于预设范围，电芯极片的高度在生产过程中体现为极片模切的宽度，如何精确控制极片的模切宽度是当今电池生产亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题，在于提供一种新型切割装置，解决模切极片模切的宽度无法精确控制的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种切割装置，用于切割极片原料，极片原料包括涂覆区和未涂覆区，涂覆区涂覆有活性物质层；沿极片原料宽度方向，未涂覆区位于涂覆区两侧，包括：切割器，用于对极片原料的宽度方向的两端进行切割以得到模切极片；模切检测模块，位于切割器的下游，用于检测模切极片的宽度；控制模块，与切割器及模切检测模块通信连接，控制模块用于根据模切检测模块检测的模切极片的宽度，调整切割器的切割位置。

本申请实施例的技术方案中，通过设置模切检测模块来检测模切极片的宽度，能够将极片原料的宽度返回控制模块，通过控制模块调整切割器的切割位置来调整模切极片的宽度以使其符合预设的宽度。控制模块可以预存预设需要的模切极片的宽度，从而使得模切极片模切宽度无法精确控制的问题得到克服。

可选地，切割装置包括两个切割器，两个切割器分别用于切割极片原料宽度方向的两端。通过设置两个切割器，同时对宽度的两侧进行切割，能够更高效地完成切割工作。同时也能够对两侧的极耳区都进行切割，满足同时进行两片极耳出料的需求。

可选地，切割器为激光切割器。通过将切割器设置为激光切割器，能够提升切割的精度，同时切割器也不用与极片原料接触，便于产线的空间布置。

可选地，激光切割器包括激光发生器和驱动装置，驱动装置用于调整激光发生器的角度和/或所述激光发射器的位置，控制模块根据模切检测模块检测的模切极片宽度驱动驱动装置以调整激光发生器的角度和/或位置。通过调整激光发生器的照射角度，也能够达到调整模切极片的切割宽度的效果，通过设计驱动装置调整照射角度，能够快速调整模切的宽度，提升响应的速度，而无需通过轨道等装置大范围调整切割器的位置。激光切割还有不易产生毛刺的特点，极片上的毛刺在电池单体内部容易刺破隔膜而导致电池单体内部短路，使用激光切割器可以防止毛刺的产生，最终提高电池单体的安全性。

可选地，模切检测模块为视觉检测机构。通过图像分析的处理器来测算具体的宽度。图像分析功能可以集成在控制模块中，可以采用现有的烧录有分析功能的芯片。通过将模切检测模块设置为视觉检测机构，可以提升极片原料宽度检测的效率。

可选地，切割装置还包括：分切器，位于切割器的下游，用于对模切极片进行分切，得到两个分切极片；分切检测模块，用于检测分切极片的宽度。通过设置分切器对模切极片进行分切，能够得到两侧具有极耳的分切极片。提升产线的出片效率。

可选地，控制模块与分切器及分切检测模块通信连接，控制模块根据分切极片的宽度调整分切器的位置。设置分切检测模块能够检测分切出的极片的宽度是否满足需求，更好地控制分切器在模切极片的正中间位置进行分切。通过上述方案能够达到提升分切极片的产品一致性的技术效果。

可选地，切割装置还包括纠偏装置，纠偏装置位于分切器的上游，纠偏装置用于调整极片原料的位置，控制模块根据分切极片的宽度驱动纠偏装置，以调整分切器的位置。通过设置纠偏装置，控制模块可以根据分切极片的宽度驱动纠偏装置带动极片原料在水平位置上进行调整，使得极片原料在经过分切器之后的宽度保证在预设范围，也能够保证极片原料在经过分切器之后得到的两个分切极片宽度相等。

可选地，分切器为切刀。设置切刀的好处在于容易在产线设置，同时易于保养，且无需移动。

可选地，切割装置包括两个分切检测模块，两个分切检测模块分别用于检测两个分切极片的宽度。设置两个分切检测模块检测两个分切极片的宽度，一旦两个分切极片的宽度不同就能够得到及时反馈，用来调整分切器切割分切极片的位置，保证两个分切极片的宽度调整为一致的，最终达到提升分切极片的产品一致性的技术效果。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本实用新型一实施例所述的切割装置工作示意图；

图2为本实用新型一实施例所述的切割器位置调整流程图；

图3为本实用新型一实施例所述的分切位置调整流程图。

附图标记说明：

1、切割器，

11、极片原料；

12、模切极片；

13、分切极片；

2、检测模块；

3、控制模块；

4、分切器；

5、分切检测模块；

6、纠偏装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”

“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

而在电池组件的制作过程中，需要对电池组件的极片原料进行切割，申请人注意到，现有技术中，在对极片原料进行切割过程中仅通过分切后得到的分切极片的宽度之差，自动反馈调节切割过程极片原料在宽度方向上的位置，通过将待分切极片的中心线与切刀重合，使分切出的两个分切极片宽度一致性得到提高。这种方法仅改善了内外侧分切极片宽度的一致性，而对于分切极片绝对宽度尺寸(不仅仅内外侧极片宽度一致，同时具体尺寸要趋向于设计中心值)分布无法调节。申请人经过研究考虑到，是否能够在对极片原料进行模切的时候，就针对模切后得到的模切极片的绝对宽度进行调节。具体的，可以通过检测模切极片的宽度来调节切割器的切割位置，这样通过切割器切割点位进行内缩或外扩，使得极片原料切割过程中可以调节模切极片的总宽。而模切极片进一步经过分切位点调整居中分切，就能够进一步得到内外侧宽度一致且绝对尺寸仍然符合预设值的分切极片。

本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源***。

本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

请参阅图1，本实用新型提供了一种切割装置，用于切割极片原料11，极片原料11包括涂覆区和未涂覆区，涂覆区涂覆有活性物质层；沿极片原料宽度方向，未涂覆区位于涂覆区两侧，包括：切割器1，用于对极片原料11的宽度方向的两端进行切割以得到模切极片12；模切检测模块2，位于切割器1的下游，用于检测模切极片12的宽度；控制模块3，与切割器1及模切检测模块2通信连接，控制模块3用于根据模切检测模块2检测的模切极片12的宽度，调整切割器1的切割位置。

在这里，切割器1设置为在极片原料上的涂敷区和未涂敷区都能进行切割操作的器件，切割出的模切极片的未涂敷区，称为极耳区。而以没有极耳区的部分的模切极片宽度为模切极片12的宽度。模切检测模块2通常用于检测模切接片12中仅留有涂敷区的宽度，当模切极片12的宽度被检测到超过或小于预设的宽度的时候，则对切割器1的位置进行调整。具体的，调整切割器1的位置可以为调整切割器1垂直产线方向，即水平方向的切割位点与极片原料11中心的距离。

通过模切检测模块2检测切好的模切极片12的宽度，在宽度异常时输出信号调整切割器1的位置，能够达到切割出符合预设宽度的模切极片12的技术效果。

其他一些可选的实施例中，请继续参阅图1，切割器1可以在极片原料11宽度方向的两端各设置一个，用于对极片原料11的涂敷区的一侧进行切割，当切割器之间的水平宽度确定后，切割的宽度也随之确定，可以达到精细化调整模切极片12的宽度的效果。

切割装置包括两个切割器1也能够提升切割效率，，两个切割器1分别用于切割极片原料11宽度方向的两端。同时也能够对两侧的极耳区都进行切割，满足同时进行两片极耳出料的需求。

在一些实施例中，切割器1为激光切割器1。

激光切割是指由激光切割器1所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，光斑照射在材料上时，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，并配合辅助气体(有二氧化碳气体，氧气，氮气等)吹走熔化的废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的(如0.1mm左右)切缝，完成对材料的切割。

将激光器设置为激光切割器1，能够提升切割的精度，更省能量，同时也易于操控。同时切割器1也不用与极片原料11接触，便于产线的空间布置。激光切割还有不易产生毛刺的特点，极片上的毛刺在电池单体内部容易刺破隔膜而导致电池单体内部短路，激光切割器能量大，被切割物的边缘部分容易汽化，则边缘部分更为平整。使用激光切割器可以防止毛刺的产生，最终提高电池单体的安全性。

在一些实施例中，激光切割器1包括激光发生器和驱动装置(图中未示出)，驱动装置用于调整激光发生器的角度和或激光发生器的位置，控制模块3根据模切检测模块2检测的模切极片12宽度来驱动驱动装置以调整激光发生器的角度和或位置，进而改变极片原料1的切割位置，获得不同宽度的模切极片12。

驱动装置可以设置为能够在产线的截平面上转动，从而驱动激光发生器1的照射角度发生变化。也可以直接调整激光发生器的水平位置，通过调整激光发射器的水平位置，能够调整水平方向上的激光切割位点，从而对应调整了模切极片12的切割宽度。无论是通过调整激光发生器的照射角度，或是调整激光发生器的水平位置，都能够达到调整模切极片12的切割宽度的效果，通过设计驱动装置调整照射角度，能够快速调整模切的宽度，提升响应的速度，而无需通过轨道等装置大范围调整切割器的位置。

在本申请的一些实施例中，模切检测模块2为视觉检测机构，如图1中所示，模切检测模块2设置在切割器1的下游，对切割出来的模切极片12进行摄录分析。

模切检测模块2可以使用图像识别的工作方式，例如模切检测模块2为CCD相机来摄录极片原料11切割后形成的模切极片12涂敷区的图像信息，再通过处理器的图像分析功能对摄录的图像信息进行处理分析来获得模切极片12具体的宽度。图像分析功能可以集成在控制模块3中，可以采用现有的烧录有分析功能的芯片。

通过将模切检测模块2设置为视觉检测机构，可以提升模切极片12宽度检测的效率。

在本申请的一些实施例中，切割装置还包括：分切器4，位于切割器1的下游，用于对模切极片12进行分切，得到两个分切极片13。分切检测模块5，用于检测分切极片13的宽度。

分切检测模块5可以用于检测分切极片13的宽度，具体是分切极片13上的涂敷区的宽度，通过设置分切器4对模切极片12进行分切，能够得到两侧具有极耳的分切极片13。分切器4的设置使得切割装置能够同时切割出两个分切极片13，提升极片的生产效率。

在一些的实施例中，控制模块3与分切器4及分切检测模块5通信连接，控制模块3能够根据分切极片13的宽度调整分切器4的位置。在本实施例中，分切检测模块5可以对分切出来的分切极片13的宽度进行检测后进行反馈调校可选的，分切检测模块5为视觉检测机构，例如CCD相机来摄录产线上的分切极片13切割后的涂敷区的图像信息。再通过处理器的图像分析功能来进行图像分析来获得分切极片13具体的宽度。图像分析功能可以集成在控制模块3中，可以采用现有的烧录有分析功能的芯片。通过设置分切检测模块5为视觉检测机构，设置其与控制模块3进行通信连接，可以达到根据检测到的分切极片13宽度调整分切器4位置的技术效果。

在一些实施例中，切割装置包括两个分切检测模块5，两个分切检测模块5分别用于检测两个分切极片13的宽度，控制模块3还用于控制分切器4切割模切极片12，保证分切模切极片12后得到的分切极片13为等宽。如果切出来的分切极片13的宽度不一致则控制分切器4的切割点位向中心调整。

在一些实施例中，分切检测模块5的数量为一个，一个分切检测模块5可以用于同时检测两个分切极片13，对其宽度进行判断。当然，在一些实施例中，分切检测模块5的数量也可以设置两个，两个分切检测模块5分别用于检测两个分切极片13的宽度，这样分切检测模块5可以做的更小，在产线上的位置可以更加接近单个分切极片13，用以摄录单个分切极片13全貌，使得成像结果更精细，图像信息更多，能够更好地满足图像分析功能的需求，使得宽度的检测结果更加精确。从而提升分析检测的质量。控制模块3还可以用于控制分切器4等宽地切割模切极片12，对比两个分切检测模块5获得的分切极片13的宽度数据，如果某一侧的分切极片13太宽，则控制模块3调整分切器向过宽的一侧移动，以保证两个分切极片的宽度一致性。

通过上述方案能够达到提升分切极片13的产品一致性的技术效果。保证内外两侧的分切极片13都是等宽的，操作人员无需对齐，进行卷绕时不容易歪斜，封装工序中不会有部分极片凸出而损伤隔膜，因此将分切极片13设置为等宽能够使得后续工序中的卷绕、封装等操作也更方便实施。

为了更好地保证产品的一致性，本方案的切割装置还包括纠偏装置6，纠偏装置6位于分切器的上游，纠偏装置6用于调整极片原料11的位置，控制模块3根据分切极片13的宽度驱动纠偏装置，以调整分切器4的位置。

分切器4的位置是指相对于极片原料11的位置，控制模块3可以根据分切极片13的宽度驱动纠偏装置6对极片原料11在水平位置上进行调整。可选的，纠偏装置6可以是纠偏辊，通过纠偏辊的转动可以带动极片原料11在宽度方向进行移动。

上述方案不仅可以保证极片原料11在经过分切器4之后的宽度在预设范围，也能够保证极片原料11在经过分切器4之后得到的两个分切极片13宽度相等。

为了便于安装，在一些实施例中，还可以将分切器4设置为切刀。切刀的刃部高出模切极片12设置，当模切极片12经过时便会被切割成两个分切极片13。切刀的好处在于将刀刃朝向来料固定即可，容易设置，方便安装，同时没有其他部件，易于保养，且无需移动。

根据本申请的一些实施例，在如图1所示，本申请提供了一种切割装置，用于切割极片原料11，极片原料11在宽度方向上的位置通过纠偏装置6进行调整；切割装置还包括左右两个切割器1，用于将极片原料11切割成模切极片12。请参考图2，切割器1的调校步骤为：S200，模切检测模块2检测模切极片12的宽度；S202，控制模块3判断模切极片12的宽度是否符合预设宽度从而调整切割器1的位置。

切割装置还包括，分切器4和分切检测模块5，分切器4用于将模切极片12切割成分切极片13。请参考图3，分切器4的调校步骤为：S300，分切检测模块5检测分切极片13的宽度；S302控制模块3判断分切极片13的宽度是否符合预设值且两分切极片的宽度是否相等，从而调整分切器4的位置。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种切割装置，用于切割极片原料，所述极片原料包括涂覆区和未涂覆区，所述涂覆区涂覆有活性物质层；沿所述极片原料宽度方向，所述未涂覆区位于所述涂覆区两侧，

其特征在于，包括：

切割器，用于对所述极片原料的宽度方向的两端进行切割以得到模切极片；

模切检测模块，位于所述切割器的下游，用于检测所述模切极片宽度；

控制模块，与所述切割器及所述模切检测模块通信连接，所述控制模块用于根据所述模切检测模块检测的模切极片的宽度，调整所述切割器的切割位置。

2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置包括两个所述切割器，两个所述切割器分别用于切割所述极片原料宽度方向的两端。

3.根据权利要求1或2所述的切割装置，其特征在于，所述切割器为激光切割器。

4.根据权利要求3所述的切割装置，其特征在于，所述激光切割器包括激光发生器和驱动装置，所述驱动装置用于调整所述激光发生器的角度和/或所述激光发射器的位置，所述控制模块根据所述模切检测模块检测的所述模切极片宽度驱动所述驱动装置以调整所述激光发生器的角度和/或位置。

5.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述模切检测模块为视觉检测机构。

6.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括：

分切器，位于所述切割器的下游，用于对所述模切极片进行分切，得到两个分切极片；

分切检测模块，用于检测所述分切极片的宽度。

7.根据权利要求6所述的电池极片切割装置，其特征在于，

所述控制模块与所述分切器及所述分切检测模块通信连接，所述控制模块根据所述分切极片的宽度调整所述分切器的位置。

8.根据权利要求7所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置还包括纠偏装置，所述纠偏装置位于所述分切器的上游，所述纠偏装置用于调整所述极片原料的位置，所述控制模块根据所述分切极片的宽度驱动所述纠偏装置，以调整所述分切器的位置。

9.根据权利要求6所述的切割装置，其特征在于，所述分切器为切刀。

10.根据权利要求6所述的切割装置，其特征在于，所述切割装置包括两个所述分切检测模块，两个所述分切检测模块分别用于检测两个所述分切极片的宽度。

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