本申请涉及打孔技术领域，尤其涉及一种集流体打孔设备。
背景技术：
随着移动终端、电动汽车的规模不断扩大，在庞大电池基数下电池坏品数量也在随之增多，电池的安全性能愈发重要，因此急需开发能够抵抗各种破坏而不发生爆炸起火的电池。
相关技术中，为了提高电池的电性能，常采用对集流体进行打孔的方案，但这种方案需要在集流体上进行高频率高密度打孔，普通的移动式针尖打孔远远不能满足需求。
目前，为了满足打孔需求，采用针辊对集流体进行打孔，该针辊主要采用电火花腐蚀的加工方式或切削的加工方式加工而成，具体地，采用电火花腐蚀整个辊轴的外周面或对整个辊轴的外周面进行切削，以使辊轴上形成有用于对集流体进行打孔的针尖，但这些方式很难使整个辊轴上形成有尺寸较小的针尖，从而导致针辊的制作难度较高。另外，如果此针辊上一部分针尖损坏，则需要重新制作一根针辊，维修成本较高。
技术实现要素：
本申请提供了一种集流体打孔设备，在实现高频率、高密度、小孔径打孔的同时，降低了针辊机构的制作难度及针辊机构的维修成本。
本申请提供了一种集流体打孔设备，其包括：
集流体放卷机构；
针辊机构，所述针辊机构包括辊轴及多个刀片，所述刀片包括环状主体部及多个针尖，所述环状主体部可拆卸地套装在所述辊轴上，各所述针尖间隔排布在所述环状主体部的外圈上，且所述针尖设置成对由所述集流体放卷机构放卷的集流体进行打孔；
集流体收卷机构，所述集流体收卷机构设置成收卷打孔后的集流体。
优选地，所述环状主体部呈圆环形，且各所述针尖均匀排布在所述环状主体部的外圈上。
优选地，所述针辊机构还包括环状垫片，所述环状垫片套装在所述辊轴上，且所述环状垫片设置在相邻两个所述刀片之间。
优选地，在所述辊轴的轴向上得到的投影中，所述环状垫片的投影面位于所述环状主体部的投影面内或与所述环状主体部的投影面重合。
优选地，所述环状垫片、所述刀片及所述辊轴同轴转动。
优选地，所述针辊机构还包括套装在所述辊轴上的第一压板及第二压板，所述第一压板及所述第二压板之间设置有所述刀片及所述环状垫片，所述第一压板及所述第二压板设置成使所述刀片及所述环状垫片压紧。
优选地，所述第一压板及所述第二压板的厚度大于所述刀片的厚度。
优选地，所述辊轴包括套装有所述刀片的安装段及设置在所述安装段的相对两侧的锁紧段；
所述针辊机构还包括锁紧件，所述锁紧件与所述锁紧段连接，以将所述刀片锁紧在所述安装段上。
优选地，还包括第一集流体调整辊及第二集流体调整辊，
所述第一集流体调整辊设置在所述集流体放卷机构及所述针辊机构之间，
所述第二集流体调整辊设置在所述针辊机构及所述集流体收卷机构之间，
所述第一集流体调整辊及所述第二集流体调整辊设置成使所述集流体压紧所述针尖。
优选地，还包括压辊机构，所述压辊机构设置在所述针辊机构及所述集流体收卷机构之间，所述压辊机构设置成向由所述针辊机构打孔后的集流体施加压力，以压平所述打孔后的集流体。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的集流体打孔设备，其针辊机构在转动的过程中可实现高频率高密度打孔，且由于针辊机构中的刀片较薄，因此，本申请采用在刀片上形成针尖的方式，相较于现有技术中在整个辊轴的外周面加工针尖的方式，可降低针尖的加工难度，从而降低了针辊机构的制作难度，其中，该针尖的尺寸可加工成较小的尺寸。另外，由于刀片可拆卸地套装在辊轴上，当针辊机构中一部分刀片的针尖损坏时，可将损坏的刀片从辊轴上拆卸下来，然后替换成良好的刀片即可，不需要对整个针辊机构进行更换，降低了针辊机构的维修成本。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请一个实施例所提供的集流体打孔设备的结构示意图；
图2为本申请一个实施例所提供的集流体打孔设备中，针辊机构的分解结构示意图；
图3为本申请一个实施例所提供的集流体打孔设备中，针辊机构的刀片的结构示意图；
图4为图3中所示的A部的放大结构示意图；
图5为本申请一个实施例所提供的集流体打孔设备中，针辊机构的辊轴的结构示意图。
附图标记：
10-集流体放卷机构；
12-针辊机构；
120-辊轴；
120a-安装段；
120b-锁紧段；
120c-传动段；
121-环状垫片；
122-刀片；
122a-环状主体部；
122b-针尖；
123-第一压板；
124-第二压板；
125-锁紧件；
14-集流体收卷机构；
16a-第一集流体调整辊；
16b-第二集流体调整辊；
18-压辊机构；
20-除尘机构；
200-抽风口；
22a-刀片键槽；
22b-辊轴键槽；
22c-垫片键槽；
24-集流体；
28-第一纠偏机构；
30-第二纠偏机构。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
如图1所示，本申请实施例提供了一种集流体打孔设备，该集流体打孔设备包括集流体放卷机构10、针辊机构12及集流体收卷机构14，集流体放卷机构10设置成放卷集流体24，该集流体24包括但不限于铜箔、铜合金箔材、铝箔、铝合金箔材及复合集流体(该复合集流体包括中间绝缘层及覆盖在中间绝缘层的相对两侧上的导电层)；针辊机构12设置在集流体放卷机构10的下游，该针辊机构12设置成对由集流体放卷机构10放卷的集流体24进行打孔，以使该集流体24上形成贯通孔，其中，该针辊机构12可绕自身轴线进行高速转动，以实现对集流体24进行高频率打孔；集流体收卷机构14设置在针辊机构12的下游，该集流体收卷机构14设置成收卷打孔后的集流体24。
如图2所示，上述针辊机构12包括辊轴120及多个刀片122，该刀片122包括环状主体部122a及多个针尖122b，该环状主体部122a具有内圈及外圈，各针尖122b间隔排布在环状主体部122a的外圈，该针尖122b设置成对由集流体放卷机构10放卷的集流体24进行打孔，其中，在针辊机构12高速转动时，各针尖122b可依次对集流体24进行打孔；优选地，环状主体部122a呈圆环形，且各针尖122b均匀排布在环状主体部122a的外圈上，这样设计可保证针辊机构12在转动过程中能够对集流体进行连续打孔，从而可提高集流体24的打孔效率，另外，由于各针尖122b均匀排布在环状主体部122a的外圈上，因此可使贯通孔在集流体24的长度方向上均匀排布，从而可提高打孔后的集流体24的结构强度。
而环状主体部122a的内圈与辊轴120配合，以使环状主体部122a可拆卸地套装在辊轴120上，优选地，如图3和图5所示，环状主体部122a呈圆环形，以缓解集流体24在与环状主体部122a的外圈表面接触时出现打皱的情况，其中，该环状主体部122a的内圈直径与辊轴120的外径均为d，该环状主体部122a的内圈与辊轴120间隙配合，在保证环状主体部122a顺利地套装至辊轴120的同时，缓解了环状主体部122a相对辊轴120发生晃动的情况，从而提高了刀片122与辊轴120的安装稳定性。另外，该环状主体部122a的内圈与辊轴120上分别设置有刀片键槽22a及辊轴键槽22b，通过将键同时塞入至刀片键槽22a与辊轴键槽22b中，可避免环状主体部122a与辊轴120发生相对转动，从而可保证刀片122与辊轴120的安装稳定性，保证针辊机构的打孔稳定性。
本实施例中，由于针辊机构12中的刀片122较薄，因此，本申请采用在刀片122上形成针尖122b的方式，相较于现有技术中在整个辊轴的外周面加工针尖的方式，可降低针尖122b的加工难度，从而降低了针辊机构12的制作难度，其中，该针尖122b的尺寸可加工成较小的尺寸。另外，由于刀片122可拆卸地套装在辊轴120上，当针辊机构12中一部分刀片122损坏时，可将损坏的刀片122从辊轴120上拆卸下来，然后替换成良好的刀片122即可，不需要对整个针辊机构12进行更换，降低了针辊机构12的维修成本。
需要说明的是，刀片122可采用硬度和韧性较高的钢材制作而成，例如模具钢、弹簧钢等，以提高刀片122的结构强度。其中，在加工刀片122的过程中，如果想在刀片122上加工出尺寸较小的针尖122b，可采用高精度线切割加工方法或3D打印加工方法，以提高针尖122b的加工精度，如果想在刀片122上加工出尺寸较大的针尖122b，可采用激光切割、切削加工方法，以降低刀片加工成本。
如图2所示，针辊机构12还包括环状垫片121，该环状垫片121套装在辊轴120上，且环状垫片121设置在相邻两个刀片122之间，通过调整环状垫片121的厚度，可调整相邻两个刀片122的针尖122b之间的间距，从而可调整在集流体24的宽度方向上相邻两个贯通孔的中心间距，也就是说，在需要调整在集流体24的宽度方向上相邻的两个贯通孔的中心间距时，可通过更换不同厚度的环状垫片121即可实现，相较于更换不同厚度的刀片122的方案，本方案可降低集流体打孔设备的更换成本。
其中，该环状垫片121可拆卸地套装在辊轴120上，优选地，如图2所示，环状垫片121呈圆环形，该环状垫片121的内圈直径与辊轴120的外径均为d，其中，该环状垫片121的内圈与辊轴120间隙配合，在保证环状垫片121顺利地套装至辊轴12的同时，缓解了环状垫片121相对辊轴发生晃动的情况，从而提高了环状垫片121与辊轴120的安装稳定性。另外，该环状垫片121的内圈设置有垫片键槽22c，通过将键同时塞入至垫片键槽22c、刀片键槽22a与辊轴键槽22b中，可避免环状垫片121、刀片122及辊轴120发生相对转动的情况。也就是说，该环状垫片121、刀片122及辊轴120同轴转动，这样设计可避免环状垫片121相对刀片122转动，从而磨损刀片122的情况，延长了刀片122的使用寿命。
可选地，在辊轴120的轴向上得到的投影中，环状垫片121的投影面位于环状主体部122a的投影面内或与环状主体部122a的投影面重合，这样设计可避免在针尖122b对集流体24进行打孔的过程中，环状垫片121向集流体24施加抵触力(该抵触力的方向与集流体24压紧针尖122b的力的方向相反)的情况，从而可保证集流体24压紧针尖122b的力足够针尖122b刺穿集流体24，保证打孔精度，另外，还可避免环状垫片121减小针尖122b相对于集流体24的刺入量的情况。
如图2所示，针辊机构12还包括套装在辊轴120上的第一压板123及第二压板124，该第一压板123及第二压板124之间设置有刀片122及环状垫片121，该第一压板123及第二压板124设置成使刀片122及环状垫片121压紧，以防止环状垫片121和刀片122在辊轴120的轴向上发生窜动的情况。
可选地，第一压板123和第二压板124的厚度大于刀片122的厚度(具体为环状主体部122a的厚度)，在将刀片122与环状垫片121紧密地压紧在一起的同时，还可防止刀片122的边缘向辊轴120的相对两端倾斜的情况，以保证刀片122稳定地安装在辊轴120上，从而保证针辊机构12的打孔精度。
其中，第一压板123与刀片122之间、第二压板124与刀片122之间均可设置环状垫片121，以防止第一压板123及第二压板124磨损刀片122的情况，从而可延长刀片122的使用寿命。
需要说明的是，该第一压板123和第二压板124可呈圆环状，该第一压板123及第二压板124的内圈直径可与辊轴120的直径基本相同，其中，该第一压板123及第二压板124的内圈与辊轴120间隙配合，便于第一压板123及第二压板124套装至辊轴120上。
如图2和图5所示，针辊机构12还包括锁紧件125，而辊轴120包括套装有刀片122的安装段120a及设置在安装段120a的相对两侧的锁紧段120b，该锁紧件125与锁紧段120b连接，以将刀片122锁紧在安装段120a上，保证刀片122与辊轴120的安装稳定性，其中，该锁紧件125可为锁紧螺母，而锁紧段120b可为螺纹段，该锁紧螺母与螺纹段螺纹配合，这样设计在保证将刀片122稳定地锁紧在安装段120a上的同时，还可降低针辊机构12的加工难度。
在本申请一个具体实施例中，如图2和图5所示，针辊机构12包括两个锁紧螺母，这两个锁紧螺母分别与安装段120a的相对两侧的锁紧段120b锁紧配合，并分别抵压第一压板123和第二压板124，从而将刀片122与环状垫片121紧密地压紧在一起。
如图5所示，辊轴120还可包括传动段120c，该传动段120c设置在锁紧段120b的一侧，该传动段120c可安装支撑轴承和连接主动传输机构，以使针辊机构进行高速转动，从而实现高频率打孔。
需要说明的是，传动段120c、锁紧段120b、安装段120a的直径依次增大，便于实现第一压板123、第二压板124、刀片122及环状垫片121安装在辊轴120上。
基于上述机构，在本申请的一个具体实施例中，如图4所示，刀片122的环状主体部122a的内圈直径为d，环状主体部122a的外圈直径为D，其中，d＜D，针尖122b的高度为h，针尖122b的顶部宽度为a，针尖122b的根部宽度为b，针尖122b的夹角为e，针尖122b的根部半径为R，刀片122的厚度为M，每个刀片122上针尖122b的数量为n；环状垫片121的内圈直径为d，外圈直径为D，厚度为N；辊轴120的安装段120a的外径为d；第一压板123及第二压板124的内圈直径为d，外圈直径为D，厚度为B。
由上结构可知，使用针辊机构12对集流体24进行打孔，在集流体24的长度方向上，集流体24上相邻两个贯通孔之间的中心点间距为π×D÷n；在集流体24的长度方向上，集流体24上相邻两个贯通孔之间的中心点间距为M+N。可选地，贯通孔为长方形孔，贯通孔的长度(该长度所在的方向为集流体24的宽度所在的方向)为M，贯通孔的宽度(该宽度所在的方向为集流体24的长度所在的方向)为P。
需要说明的是，该针辊机构12可以适用的集流体24的厚度需小于h。
优选地，上述尺寸一般范围如下：10mm≤d≤500mm；15mm≤D≤1000mm；10um≤h≤15mm；0≤a≤50mm；10um≤b≤100mm；0°≤e≤45°；50um≤R≤50mm；20um≤M≤100mm；20um≤N≤20mm；2mm≤B≤50mm；3≤n≤π×D÷b；a≤P≤2h×sin(e÷2)+a+2R。
在本申请的一个实施例中，如图1所示，该集流体打孔设备还包括第一集流体调整辊16a及第二集流体调整辊16b，第一集流体调整辊16a设置在集流体放卷机构10及针辊机构12之间，第二集流体调整辊16b设置在针辊机构12及集流体收卷机构14之间，第一集流体调整辊16a及第二集流体调整辊16b设置成使集流体24压紧针尖122b，具体地，第一集流体调整辊16a及第二集流体调整辊16b通过调整位于第一集流体调整辊16a及第二集流体调整辊16b之间的集流体24的张力，使得集流体24包住针辊机构12，在包紧的过程中，集流体24压紧针尖122b，从而使得针尖122b刺穿集流体24，以在集流体24上形成贯通孔。
本实施例中，通过第一集流体调整辊16a及第二集流体调整辊16b调整集流体24的张力，使得集流体24压紧针尖122b，相较于使用压力辊将集流体24压紧针尖122b的方案，可降低针尖122b的磨损速度，从而可延长针辊机构12的使用寿命。另外，通过将第一集流体调整辊16a设置在集流体放卷机构10及针辊机构12之间，第二集流体调整辊16b设置在针辊机构12及集流体收卷机构14之间，还可缓解集流体放卷机构10及集流体收卷机构14处出现集流体24打滑现象。
在使用针辊机构12刺穿集流体24时，会产生很多集流体粉尘，大部分集流体粉尘会掉落在针辊机构12上，不利于针辊机构12对后续集流体进行打孔，为了解决该问题，如图1所示，集流体打孔设备还包括除尘机构20，除尘机构20具有抽风口200，抽风口200设置成向针辊机构12施加抽力，以去除针辊机构12上的粉尘，从而避免针辊机构12上的集流体粉尘妨碍针辊机构12打孔的情况，提高打孔精度，以及避免针辊机构12上的集流体粉尘污染后续集流体的情况，提高集流体24后续使用的安全性。
需要说明的是，在使用针辊机构12刺穿集流体24时，少部分集流体粉尘还连在集流体24上未完全脱落、或已经脱落但还粘在集流体24上面，这样大大影响了集流体24后续使用的安全性，因此，为了提高集流体24的后续使用安全性，该集流体打孔设备还可包括吹风设备(图中未示出)，该吹风设备可向集流体吹风，吹的风可以是环境风、压缩空气或者是离子风，其中，离子风主要用于对复合集流体进行除静电除尘。另外，为了防止吹风后的集流体粉尘乱飞，污染环境，还需要设置额外的抽风装置及集尘装置。
其中，在使用针辊机构12对集流体24进行打孔时，由于集流体24受针尖122b的单向力，该针尖122b将部分集流体顶起，从而使得打孔后的集流体24变得凹凸不平，因此，为了解决该问题，如图1所示，该集流体打孔设备还包括压辊机构18，压辊机构18设置在针辊机构12及集流体收卷机构14之间，该压辊机构18设置成向由针辊机构12打孔后的集流体24施加压力，以压平打孔后的集流体24。具体地，该压辊机构18包括两个压辊，这两个压辊形成有供打孔后的集流体24通过的挤压空间，在打孔后的集流体24位于挤压空间时，这两个压辊可向打孔后的集流体24施加压力，以压平打孔后的集流体24。
如图1所示，集流体打孔设备还可包括第一纠偏机构28及第二纠偏机构30，第一纠偏机构28邻近集流体放卷机构10设置，负责对集流体放卷机构10放卷的集流体24进行纠偏校正，以保证集流体24的稳定传送，第二纠偏机构30邻近集流体收卷机构14设置，负责对打孔后的待收卷的集流体进行纠偏校正，以保证打孔后的集流体能够规整地收卷在集流体收卷机构14上。
需要说明的是，由于某些集流体，特别是复合集流体，具有较大的韧性，刺破穿孔的难度较大；同时，有些集流体在刺破后由于材料反弹，导致贯通孔变小或者重新被遮盖。因此，为了解决该问题，该集流体打孔设备还可包括加热装置(图中未示出)，该加热装置可加热集流体，以提高集流体的温度，使集流体受热，达到降低穿透难度、固化集流体的效果，从而缓解贯通孔变小或者重新被遮盖的情况。其中，加热装置的加热方法可包括直接加热集流体或者通过加热针辊机构12来达到加热集流体的目的，具体的，该加热装置包括且不限于以下几种方式和它们的组合：集流体热风加热装置、集流体电磁加热装置、集流体红外加热装置、针辊热风加热装置、针辊电磁加热装置、针辊红外加热装置、针辊内热电阻加热装置、针辊内油加热装置、针辊内水加热装置等等。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。