隔膜切刀机构的制作方法

1.本实用新型属于电池生产技术领域，尤其涉及一种隔膜切刀机构。


背景技术：

2.在电池生产的层叠工序中，叠片完成后通常需要对隔膜进行切断。针对该作业，相关行业内通常采用气缸驱动加热后的加热片或加热丝对隔膜进行裁切，然而，在切断隔膜的过程中，不可避免地会产生粉尘，且部分粉尘会堆积、残留于电芯层叠体，从而导致所制成的电芯易出现短路现象，致使安全性能较差。


技术实现要素：

3.本实用新型实施例的目的在于提供一种隔膜切刀机构，以解决现有技术在切断隔膜的过程中，会产生粉尘，且部分粉尘会堆积、残留于电芯层叠体，导致所制成的电芯易出现短路现象的技术问题。
4.为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种隔膜切刀机构，包括用于切割隔膜的切刀组件、设于切刀组件一侧的除尘组件，以及至少用于驱动切刀组件移动的驱动组件；切刀组件包括加热丝以及固定加热丝的两端并使加热丝张紧的绝缘支撑架，绝缘支撑架还与驱动组件连接；在驱动组件带动切刀组件移动至靠近隔膜位置时，加热丝加热并切割隔膜，且除尘组件真空吸附杂质。
5.通过采用上述方案，可先通过驱动组件驱动切刀组件沿预设路径往复移动，随后，在切刀组件的加热后的加热丝移动经过待切割隔膜时，即可通过张紧且牢固的加热丝对隔膜进行切割，基于此，隔膜切刀机构将初步具有能耗低、切割效率高、切齐度高、造成的隔膜粉末较少等优点；随后，再通过除尘组件对切割时所产生的粉尘等杂质进行吸附，即可有效清除隔膜和电芯上的粉尘等杂质，从而可有效避免因粉尘等杂质而导致后续制成的电芯出现短路现象，从而利于保障并提高电芯的良品率和安全性能。
6.在一个实施例中，除尘组件包括用于遮挡杂质的除尘罩和与除尘罩连接的负压吸尘器，除尘罩包括沿周向依次首尾相连的第一挡板、第二挡板和第三挡板，以及与第一挡板、第二挡板和第三挡板的远离隔膜的同一侧连接的第四挡板，其中，第二挡板设于第一挡板和第三挡板背离加热丝的一侧。
7.通过采用上述方案，可通过除尘罩有效防止粉尘等杂质大范围扩散，能够基本在粉尘产生时即直接、有效地吸附和清除粉尘等杂质，从而可进一步保障并提高除尘组件的除尘效果，可进一步避免因粉尘等杂质而导致后续制成的电芯出现短路现象，利于进一步保障并提高电芯的良品率和安全性能。
8.在一个实施例中，隔膜切刀机构还包括设于切刀组件背离除尘组件一侧的除静电组件，除静电组件包括除静电棒以及固定除静电棒的两端的除静电支架。
9.通过采用上述方案，可在驱动组件驱动切刀组件移动至靠近隔膜的位置之前，先通过除静电棒去除其周侧的隔膜上的静电，基于此，即可在切刀组件切割隔膜后，有效防止
隔膜因静电而出现翻卷、打皱等现象，从而可进一步提高隔膜切刀机构的切割效果。
10.在一个实施例中，驱动组件包括至少一个驱动气缸，驱动气缸包括气缸本体和活塞，隔膜切刀机构还包括设于气缸本体和绝缘支撑架之间的限位结构，限位结构相对气缸本体固定。
11.通过采用上述方案，可通过相对气缸本体固定的限位结构，在活塞带动绝缘支撑架朝气缸本体一侧移动至一定位置时，阻挡绝缘支撑架继续朝靠近气缸本体一侧移动，从而可有效防止绝缘支撑架过限移动，防止绝缘支撑架与气缸本体发生碰撞，防止气缸本体移位，从而可有效降低隔膜切刀机构损坏的风险，利于延长隔膜切刀机构的使用寿命。
12.在一个实施例中，驱动气缸为双行程气缸。
13.通过采用上述方案，可有效缩短活塞在实现单个切割隔膜作业的行程，即缩短加热丝在加热后的移动距离，从而可有效缩短加热丝从预设位置抵达靠近隔膜位置的耗时，减少加热丝在从加热后至切割隔膜时的温度损耗情况，提高加热丝的温度稳定性，从而可进一步提高隔膜切刀机构的切割效果，利于进一步保障切割面的整齐度。
14.在一个实施例中，隔膜切刀机构还包括至少用于防护切刀组件的防护罩，防护罩包括至少三个连接于限位结构面向绝缘支撑架的一侧的防护板，各防护板沿周向依次首位相连。
15.通过采用上述方案，可在切刀组件在驱动组件的驱动作用下移动至限位组件所限制的位置处时，通过防护罩对位于其内的切刀组件进行防护，基于此，一方面，可有效避免加热丝受损，从而可有效延长切刀组件的使用寿命；另一方面，还能够有效防止操作人员误触碰到加热丝，从而可有效保障操作人员的人身安全。
16.在一个实施例中，隔膜切刀机构还包括至少一个用于引导切刀组件的移动路径的引导组件。
17.通过采用上述方案，可通过引导组件对切刀组件的移动路径进行高精度地引导，从而可保障并提高切刀组件的移动平稳性，利于保障切刀组件的高精度定位，从而利于保障并提高切刀组件的切割效果。
18.在一个实施例中，引导组件包括与绝缘支撑架和限位结构连接的导柱，以及至少一个与导柱套接配合的导套。
19.通过采用上述方案，可通过导柱和多个导套的套接配合，使引导组件对切刀组件的移动具有更佳的导向效果，从而可进一步提高切刀组件的移动平稳性，进一步保障切刀组件的定位精度，从而利于进一步提高切刀组件的切割效果。此外，导柱具有较高的耐用性和可换性，通过采用上述方案，还利于进一步提高隔膜切刀机构的使用性能和使用寿命。
20.在一个实施例中，隔膜切刀机构还包括用于感应切刀组件的位置的第一感应组件，以及用于感应电芯的位置的第二感应组件，第一感应组件和第二感应组件分设于切刀组件的周侧。
21.通过采用上述方案，可在驱动组件驱动切刀组件移动至靠近隔膜位置且切刀组件切割隔膜之前，通过第一感应组件感应切刀组件的位置，并通过第二感应组件感应电芯的位置，以判断切刀组件是否精准到位，从而可有效避免误切或者过切的情况发生，从而可进一步提高隔膜切刀机构的切割效率和切割效果，且利于进一步提高所制成的电芯的良品率。
22.在一个实施例中，加热丝为镍铬加热丝。
23.通过采用上述方案，可通过具有较高的电阻率和耐热性的镍铬加热丝实现隔膜的切割作业，基于此，可进一步降低加热丝的能耗，提高加热丝的切割效率，改善加热丝的切割效果，还利于进一步缓解粉尘等杂质的产生程度。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型实施例提供的隔膜切刀机构的结构示意图一；
26.图2为本实用新型实施例提供的隔膜切刀机构的结构示意图二。
27.其中，图中各附图标记：
28.100
‑
切刀组件，110
‑
加热丝，120
‑
绝缘支撑架；200
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除尘组件，210
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除尘罩，211
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第一挡板，212
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第二挡板，213
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第三挡板，214
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第四挡板；300
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驱动组件，310
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驱动气缸，311
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气缸本体，312
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活塞；400
‑
除静电组件，410
‑
除静电棒，420
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除静电支架；500
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限位结构；600
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防护罩，610
‑
防护板；700
‑
引导组件，710
‑
导柱，720
‑
导套。
具体实施方式
29.为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
30.以下结合具体实施例对本实用新型的具体实现进行更加详细的描述：
31.请参阅图1、图2，本实用新型实施例提供了一种隔膜切刀机构，用于在锂电池生产过程中的层叠工序后对隔膜进行切断，隔膜切刀机构包括用于切割隔膜的切刀组件100、设于切刀组件100一侧的除尘组件200，以及用于驱动切刀组件100移动的驱动组件300；切刀组件100包括加热丝110以及固定加热丝110的两端并使加热丝110张紧的绝缘支撑架120，绝缘支撑架120还与驱动组件300连接；在驱动组件300带动切刀组件100移动至靠近隔膜位置时，加热丝110加热并切割隔膜，且除尘组件200真空吸附杂质。
32.在此需要说明的是，驱动组件300能够驱动切刀组件100沿预设路径往复移动，在切刀组件100经过隔膜时，切刀组件100能够实现对隔膜的切割作业。具体地，可先通过绝缘支撑架120支撑和固定加热丝110的两端，并使加热丝110张紧呈一条直线，随后对加热丝110进行通电，即可使加热丝110短路加热，加热后的加热丝110即可对隔膜进行切割，具有能耗低、切割效率高、切齐度高、造成的隔膜粉末较少等优点。且，加热丝110的固定操作简便、牢固性较强、不易松脱和变形，基本无需频繁更换，从而可有效延长切刀组件100的使用寿命，且在一定程度上可保障并提高切刀组件100的安全性能。
33.其中，绝缘支撑架120需采用绝缘材料制成，以避免通向加热丝110的电力传递至隔膜切刀机构其他结构上。
34.可选地，在加热丝110经过待切割隔膜时，即完成预加热，以提高切割效率。
35.在此还需要说明的是，虽然通过加热丝110切割隔膜可在一定程度上提高切齐度并缓解所造成隔膜粉末现象，但仍可能存在部分粉尘会堆积、残留于电芯层叠体。对此，本实施例于切刀组件100的旁侧设置有除尘组件200。可选地，除尘组件200可固定于靠近隔膜的位置，以便于在切刀组件100切割隔膜时清除杂质。或，除尘组件200也可与绝缘支撑架120连接，并在驱动组件300的驱动下随切刀组件100同步移动。或，除尘组件200还可与区别于驱动组件300的用于驱动除尘组件200移动的除尘位置调整组件连接，以实现位置调整。
36.在切刀组件100切割隔膜时，除尘组件200能够及时对隔膜(或电芯)进行负压吸附，以吸附、清除隔膜和电芯上的粉尘等杂质，从而可有效避免因粉尘等杂质而导致后续制成的电芯出现短路现象，从而利于保障并提高电芯的良品率和安全性能。
37.综上，通过采用上述方案，可先通过驱动组件300驱动切刀组件100沿预设路径往复移动，随后，在切刀组件100的加热后的加热丝110移动经过待切割隔膜时，即可通过张紧且牢固的加热丝110对隔膜进行切割，基于此，隔膜切刀机构将初步具有能耗低、切割效率高、切齐度高、造成的隔膜粉末较少等优点；随后，再通过除尘组件200对切割时所产生的粉尘等杂质进行吸附，即可有效清除隔膜和电芯上的粉尘等杂质，从而可有效避免因粉尘等杂质而导致后续制成的电芯出现短路现象，从而利于保障并提高电芯的良品率和安全性能。
38.请参阅图1、图2，在本实施例中，除尘组件200包括用于遮挡杂质的除尘罩210和与除尘罩210连接的负压吸尘器(图中未示出)，除尘罩210包括沿周向依次首尾相连的第一挡板211、第二挡板212和第三挡板213，以及与第一挡板211、第二挡板212和第三挡板213的远离隔膜的同一侧连接的第四挡板214，其中，第二挡板212设于第一挡板211和第三挡板213背离加热丝110的一侧。
39.在此需要说明的是，除尘罩210上设有多个小孔，在靠近隔膜的位置，负压吸尘器(图中未示出)可通过各小孔对一定范围内的粉尘等杂质进行负压吸附，以达到清除粉尘等杂质的效果。
40.本实施例提供的除尘罩210结构中，在面向加热丝110的一侧，第一挡板211、第三挡板213和第四挡板214共同围合形成朝向加热丝110的第一开口，以便于对靠近加热丝110一侧的粉尘等杂质进行直接、有效地吸附和清除，并通过第二挡板212有效阻挡粉尘等杂质沿第二挡板212的远离加热丝110的方向扩散而出；同理，在面向隔膜的一侧，第一挡板211、第二挡板212和第三挡板213共同围合形成朝向隔膜的第二开口，以便于对隔膜(或电芯)表面的粉尘等杂质进行直接、有效地吸附和清除，并通过第四挡板214能够有效阻挡粉尘等杂质沿第四挡板214的远离隔膜的方向扩散而出。
41.因而，通过采用上述方案，可通过除尘罩210有效防止粉尘等杂质大范围扩散，能够基本在粉尘产生时即直接、有效地吸附和清除粉尘等杂质，从而可进一步保障并提高除尘组件200的除尘效果，可进一步避免因粉尘等杂质而导致后续制成的电芯出现短路现象，利于进一步保障并提高电芯的良品率和安全性能。
42.请参阅图1、图2，在本实施例中，隔膜切刀机构还包括设于切刀组件100背离除尘组件200一侧的除静电组件400，除静电组件400包括除静电棒410以及固定除静电棒410的两端的除静电支架420；在驱动组件300带动切刀组件100移动至靠近隔膜位置时，除静电组件400去除隔膜的静电，加热丝110加热并切割隔膜，且除尘组件200真空吸附杂质。
43.首先需要说明的是，本实施例中，切刀组件100的旁侧分别设置有除尘组件200和除静电组件400，其中，由于除静电作业优选在切割隔膜作业稍前进行，除尘作业优选在切割隔膜作业稍后进行，因而，本实施例将除尘组件200和除静电组件400分设于切刀组件100的两侧，以便于顺势展开相关作业。另，由于切割隔膜的用时十分短暂，也可将除静电作业、切割隔膜作业和除尘作业视为基本同步进行，本实施例对此不做限制。
44.可选地，除静电组件400可固定于靠近隔膜的位置，以便于在切刀组件100切割隔膜时对隔膜表面进行除静电。或，除静电组件400也可与区别于驱动组件300的用于驱动除静电组件400移动的除静电位置调整组件连接，以实现位置调整。
45.通过采用上述方案，可在驱动组件300驱动切刀组件100移动至靠近隔膜的位置之前，先通过除静电棒410去除其周侧的隔膜上的静电，基于此，即可在切刀组件100切割隔膜后，有效防止隔膜因静电而出现翻卷、打皱等现象，从而可进一步提高隔膜切刀机构的切割效果。
46.请参阅图1、图2，在本实施例中，驱动组件300包括至少一个驱动气缸310，驱动气缸310包括气缸本体311和活塞312，隔膜切刀机构还包括设于气缸本体311和绝缘支撑架120之间的限位结构500，限位结构500相对气缸本体311固定。
47.首先需要说明的是，活塞312远离气缸本体311的自由端穿过限位结构500，并与绝缘支撑架120连接，活塞312能够在气缸本体311的驱动下带动绝缘支撑架120沿其伸缩方向往复移动。
48.通过采用上述方案，可通过相对气缸本体311固定的限位结构500，在活塞312带动绝缘支撑架120朝气缸本体311一侧移动至一定位置时，阻挡绝缘支撑架120继续朝靠近气缸本体311一侧移动，从而可有效防止绝缘支撑架120过限移动，防止绝缘支撑架120与气缸本体311发生碰撞，防止气缸本体311移位，从而可有效降低隔膜切刀机构损坏的风险，利于延长隔膜切刀机构的使用寿命。
49.请参阅图1、图2，在本实施例中，驱动气缸310为双行程气缸。
50.通过采用上述方案，可有效缩短活塞312在实现单个切割隔膜作业的行程，即缩短加热丝110在加热后的移动距离，从而可有效缩短加热丝110从预设位置抵达靠近隔膜位置的耗时，减少加热丝110在从加热后至切割隔膜时的温度损耗情况，提高加热丝110的温度稳定性，从而可进一步提高隔膜切刀机构的切割效果，利于进一步保障切割面的整齐度。
51.请参阅图1、图2，在本实施例中，隔膜切刀机构还包括至少用于防护切刀组件100的防护罩600，防护罩600包括至少三个连接于限位结构500面向绝缘支撑架120的一侧的防护板610，各防护板610沿周向依次首位相连。
52.在此需要说明的是，在加热丝110完成切割隔膜作业后，驱动组件300可驱动切刀组件100远离隔膜，以便于对电芯进行后续作业。此时，切刀组件100在驱动组件300的驱动下能够移动至限位组件所限制的位置处。基于此，本实施例于限位结构500面向绝缘支撑架120的一侧设置了防护罩600。该防护罩600由至少三个防护板610沿周向依次首位相连围合而成，且各防护板610背离限位结构500一侧的板边共同围合形成能够供切刀组件100进出防护罩600的防护口。
53.在此还需要说明的是，上述防护罩600至少能够防护切刀组件100，在各防护板610所共同围合的范围较广、且除静电组件400和除尘组件200能够移动至防护罩600所围合的
区域内时，防护罩600也能够一并防护除静电组件400、除尘组件200等功能组件，本实施例对此不做限制。
54.因而，通过采用上述方案，可在切刀组件100在驱动组件300的驱动作用下移动至限位组件所限制的位置处时，通过防护罩600对位于其内的切刀组件100进行防护，基于此，一方面，可有效避免加热丝110受损，从而可有效延长切刀组件100的使用寿命；另一方面，还能够有效防止操作人员误触碰到加热丝110，从而可有效保障操作人员的人身安全。
55.请参阅图1、图2，在本实施例中，隔膜切刀机构还包括至少一个用于引导切刀组件100的移动路径的引导组件700。示例地，引导组件700可为滑轨和与滑轨滑接配合的滑块。
56.通过采用上述方案，可通过引导组件700对切刀组件100的移动路径进行高精度地引导，从而可保障并提高切刀组件100的移动平稳性，利于保障切刀组件100的高精度定位，从而利于保障并提高切刀组件100的切割效果。
57.可选地，引导组件700设有两个，且分设于驱动组件300的相对两侧，基于此，利于均衡切刀组件100在驱动组件300的相对两侧的平稳性，利于保障加热丝110的平齐度，保障切割的同步性，从而利于进一步提高切刀组件100的切齐度，利于进一步提高隔膜切刀机构的使用性能。
58.请参阅图1、图2，在本实施例中，引导组件700包括与绝缘支撑架120和限位结构500连接的导柱710，以及至少一个与导柱710套接配合的导套720。
59.通过采用上述方案，可通过导柱710和多个导套720的套接配合，使引导组件700对切刀组件100的移动具有更佳的导向效果，从而可进一步提高切刀组件100的移动平稳性，进一步保障切刀组件100的定位精度，从而利于进一步提高切刀组件100的切割效果。此外，导柱710具有较高的耐用性和可换性，通过采用上述方案，还利于进一步提高隔膜切刀机构的使用性能和使用寿命。
60.可选地，导套720设有两个，以保障并提高导柱710的直线度。即导柱710组件为双滚轴导柱710组件。
61.请参阅图1、图2，在本实施例中，隔膜切刀机构还包括用于感应切刀组件100的位置的第一感应组件(图中未示出)，以及用于感应电芯的位置的第二感应组件(图中未示出)，第一感应组件(图中未示出)和第二感应组件(图中未示出)分设于切刀组件100的周侧。
62.通过采用上述方案，可在驱动组件300驱动切刀组件100移动至靠近隔膜位置且切刀组件100切割隔膜之前，通过第一感应组件(图中未示出)感应切刀组件100的位置，并通过第二感应组件(图中未示出)感应电芯的位置，以判断切刀组件100是否精准到位，从而可有效避免误切或者过切的情况发生，从而可进一步提高隔膜切刀机构的切割效率和切割效果，且利于进一步提高所制成的电芯的良品率。
63.此外，为提高位置测量精度，可结合第一感应组件(图中未示出)、第二感应组件(图中未示出)以及驱动组件300自身的感应器获取相应数据。
64.可选地，第一感应组件(图中未示出)包括两个分设于切刀组件100两侧的对射感应器，第二感应组件(图中未示出)包括两个分设于电芯两侧的对射感应器。
65.请参阅图1、图2，在本实施例中，加热丝110为镍铬加热丝110。
66.通过采用上述方案，可通过具有较高的电阻率和耐热性的镍铬加热丝110实现隔
膜的切割作业，基于此，可进一步降低加热丝110的能耗，提高加热丝110的切割效率，改善加热丝110的切割效果，还利于进一步缓解粉尘等杂质的产生程度。
67.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。