一种消除极片波浪边的装置的制作方法

本实用新型属于电池极片分切技术领域，尤其涉及一种消除极片波浪边的装置。

背景技术：

锂离子电池有电压区间高、循环寿命长、能量密度高等优点，被广泛应用于数码电子产品、无人机、电动汽车等各个方面。锂离子电池电芯制程工艺大致可分为卷绕和叠片两种工艺路线，其中卷绕工艺可连续高效生产，被大多数锂离子电池制造企业所采用。采用卷绕工艺的电芯制备，一般需经过辊压、分切、卷绕等工序。极片辊压工艺的工作流程为将涂布完成的待分切极片固定于放卷机构后，将待分切极片正确穿过双辊间隙，并连接收卷机构。开始辊压模式后，电机带动上下辊同时转动，收卷机构拉动待分切极片将稳步穿过辊压间隙，最终被压到所需压实密度。

然而，在辊压时，由于辊筒的两端被轴承固定，辊筒的中间部分压向待分切极片，辊筒的辊面对待分切极片施加压力，辊面亦会受到待分切极片的反作用力。因此，上下辊辊面中间部分的形变量会大于上下辊辊面两端部分的形变量，即上下辊两端部分的辊缝小于上下辊中间部分的辊缝，使待分切极片两侧边缘部分受挤压更大，延展性更大。当把待分切极片分切成一定宽度的极片时，由于从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片和从待分切极片中间部分分切出的极片存在延展性差异，导致从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片会存在波浪边现象。

在卷绕工序中，波浪边的存在很容易造成卷芯卷偏，一方面会造成材料的浪费，一方面会产生电池内部短路的风险。因此，波浪边的存在极大地影响了卷绕工序的良率和生产效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种消除极片波浪边的装置，定向消除极片的波浪边，提高产品良率，提升卷绕效率。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种消除极片波浪边的装置，包括依次传动连接的第一压辊对、张力辊和第二压辊对，所述第一压辊对包括相对设置的第一过辊和第二过辊，所述第一过辊和所述第二过辊之间的间隙可调，所述第二压辊对包括相对设置的第三过辊和第四过辊，所述第三过辊和所述第四过辊之间的间隙可调，所述张力辊的下边沿高于所述第二过辊的上边沿和所述第三过辊的上边沿，或者所述张力辊的上边沿低于所述第二过辊的下边沿和所述第三过辊的下边沿，所述张力辊的安装高度可调且所述张力辊设置有张力传感器。

本消除极片波浪边的装置设置在极片分切机的分切刀之后、收卷辊之前。本实用新型的工作原理为：待分切极片经过分切刀分切后，从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片从消除极片波浪边的装置的第一过辊和第二过辊之间穿过，经过张力辊，再从第三过辊和第四过辊之间穿过，完成了对极片的拉伸，到达收卷辊进行收卷。在极片走速恒定进行波浪边消除时，第一过辊和第二过辊夹紧，第三过辊和第四过辊夹紧，设置第三过辊的走速与收卷辊走速相同，通过张力辊上的张力传感器的数值，对第二过辊进行制动调节。张力偏小时，加大第二过辊的制动，使极片受到的张力变大，极片受到的动摩擦力变大，极片受到拉伸，即可消除从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片的波浪边。张力过大时，减小第二过辊的制动，从而减小极片的张力，防止极片断带。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第二过辊连接有第一传动机构，所述第一传动机构为用于向所述第二过辊施加阻力转矩的磁粉制动器。磁粉制动器可控制速度、张力等的平衡稳定，在扭矩控制方面具有均匀而稳定的效果。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述张力辊连接有第二传动机构，所述第二传动机构为用于驱动所述张力辊上下移动的第一气缸。张力辊上下移动高度可调，用于控制极片受到的摩擦力，摩擦力变大时，极片受到拉伸，消除波浪边。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第三过辊连接有第三传动机构，所述第三传动机构为用于驱动所述第三过辊转动的伺服电机。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第二过辊、所述张力辊和所述第三过辊均为钢棍。从待分切极片中间部分分切出的极片经过的过辊通常设置为带镀层的铝辊，但是铝辊不耐摩擦，镀层易掉或者产生变形。第二过辊、张力辊和第三过辊的辊面受力较大，设置为钢棍可延长使用寿命。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第一过辊和所述第四过辊为胶辊。胶辊的摩擦力更大，更容易隔断张力。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，接触所述张力辊的极片受到的摩擦力与竖直方向形成夹角α，20°≤α≤60°。角度过大，极片在经过张力辊时的张力过大，会导致断带；角度过小，极片在走带方向上无法得到拉伸，不能消除波浪边。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第一过辊和所述第二过辊之间的间隙通过第二气缸调节，所述第三过辊和所述第四过辊之间的间隙通过第三气缸调节。第一过辊和第二过辊之间通过气缸运动进行夹紧隔断张力，第三过辊和第四过辊之间通过气缸运动进行夹紧隔断张力。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第二过辊施加给极片的张力为20~200n。

作为本实用新型所述的消除极片波浪边的装置的优选方案，所述第三过辊的走速和收卷辊的走速相同，所述收卷辊的走速为10~30m/min。第三过辊的走速与收卷辊的走速相同，使极片经过所述消除极片波浪边的装置之后的张力不会发生偏移，可直接利用收卷辊进行收卷。

本实用新型的有益效果为：本实用新型的消除极片波浪边的装置，仅在分切收卷处增加第一压辊对、张力辊和第二压辊对，在不影响从待分切极片中间部分分切出的极片的前提下，对从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片进行波浪边的定向消除，从而降低了分切后的极片在卷绕工序中出现卷偏的概率，同时避免了锂离子电池短路的风险，提高了卷绕工序良率和生产效率。

附图说明

图1是本实用新型实施例1消除极片波浪边的装置的结构示意图。

图2是本实用新型实施例1与张力辊接触的极片的受力分析图。

图3是本实用新型实施例2消除极片波浪边的装置的结构示意图。

图中：1-第一过辊，2-第二过辊，3-张力辊，4-第三过辊，5-第四过辊，6-极片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式和说明书附图，对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式并不限于此。

实施例1

如图1所示，一种消除极片波浪边的装置，包括依次传动连接的第一压辊对、张力辊3和第二压辊对，第一压辊对包括相对设置的第一过辊1和第二过辊2，第一过辊1和第二过辊2之间的间隙可调，第二压辊对包括相对设置的第三过辊4和第四过辊5，第三过辊4和第四过辊5之间的间隙可调，张力辊3的上边沿低于第二过辊2的下边沿和第三过辊4的下边沿，张力辊3的安装高度可调且张力辊3设置有张力传感器。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第二过辊2连接有第一传动机构，第一传动机构为用于向第二过辊2施加阻力转矩的磁粉制动器。磁粉制动器可控制速度、张力等的平衡稳定，在扭矩控制方面具有均匀而稳定的效果。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，张力辊3连接有第二传动机构，第二传动机构为用于驱动张力辊3上下移动的第一气缸。张力辊3上下移动高度可调，用于控制极片6受到的摩擦力，摩擦力变大时，极片6受到拉伸，消除波浪边。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第三过辊4连接有第三传动机构，第三传动机构为用于驱动第三过辊4转动的伺服电机。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第二过辊2、张力辊3和第三过辊4均为钢棍。从待分切极片中间部分分切出的极片经过的过辊通常设置为带镀层的铝辊，但是铝辊不耐摩擦，镀层易掉或者产生变形。第二过辊2、张力辊3和第三过辊4的辊面受力较大，设置为钢棍可延长使用寿命。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第一过辊1和第四过辊5为胶辊。胶辊的摩擦力更大，更容易隔断张力。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，接触张力辊3的极片6受到的摩擦力与竖直方向形成夹角α，20°≤α≤60°。角度过大，极片6在经过张力辊3时的张力过大，会导致断带；角度过小，极片6在走带方向上无法得到拉伸，不能消除波浪边。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第一过辊1和第二过辊2之间的间隙通过第二气缸调节，第三过辊4和第四过辊5之间的间隙通过第三气缸调节。第一过辊1和第二过辊2之间通过气缸运动进行夹紧隔断张力，第三过辊4和第四过辊5之间通过气缸运动进行夹紧隔断张力。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第二过辊2施加给极片6的张力为20~200n。

在根据本实用新型的消除极片波浪边的装置的一实施例中，第三过辊4的走速和收卷辊的走速相同，收卷辊的走速为10~30m/min。第三过辊4的走速与收卷辊的走速相同，使极片6经过消除极片波浪边的装置之后的张力不会发生偏移，可直接利用收卷辊进行收卷。

本实用新型的工作过程为：待分切极片经过分切组件后，从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片6从消除极片波浪边的装置的第一过辊1和第二过辊2之间穿过，经过张力辊3，再从第三过辊4和第四过辊5之间穿过，完成了对极片6的拉伸，到达收卷辊，进行收卷。在极片6走速恒定进行波浪边消除时，气缸运动使第一过辊1和第二过辊2夹紧隔断张力，第三过辊4和第四过辊5夹紧隔断张力，通过伺服电机设置第三过辊4的走速与收卷辊走速相同，通过张力辊3上的张力传感器的数值查看极片6受到的张力，通过磁粉制动器对第二过辊2进行制动调节。张力偏小时，加大第二过辊2的制动，使张力辊3上极片6受到的张力变大，张力辊3对极片6的动摩擦力变大，极片6受到拉伸，即可消除从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片6的波浪边。张力过大时，通过气缸调节第三过辊4的相对高度，减小第二过辊2的制动，从而减小极片6的张力，防止极片6断带。

如图2所示，极片6走速恒定时，第三过辊4给极片6的张力为f1，第二过辊2给极片6的张力为f2，与张力辊3接触的极片6受到的支撑力为ft，极片6受到的摩擦力为f，ft=f2*cosα+f1*cosα，f=μ*ft，其中μ为动摩擦系数。

当张力辊3上的张力传感器显示极片6受到的张力过小时，增加第二过辊2的制动，使f1、f2、ft和f均增大，摩擦力f的增大，使极片6在走带方向上得到一定程度的拉伸，即可消除波浪边。

实施例2

如图3所示，一种消除极片波浪边的装置，包括依次传动连接的第一压辊对、张力辊3和第二压辊对，第一压辊对包括相对设置的第一过辊1和第二过辊2，第一过辊1和第二过辊2之间的间隙可调，第二压辊对包括相对设置的第三过辊4和第四过辊5，第三过辊4和第四过辊5之间的间隙可调，张力辊3的下边沿高于第二过辊2的上边沿和第三过辊4的上边沿，张力辊3的安装高度可调且张力辊3设置有张力传感器。第二过辊2连接有第一传动机构，第一传动机构为用于向第二过辊2施加阻力转矩的磁粉制动器。张力辊3连接有第二传动机构，第二传动机构为用于驱动张力辊3上下移动的第一气缸。第三过辊4连接有第三传动机构，第三传动机构为用于驱动第三过辊4转动的伺服电机。第二过辊2、张力辊3和第三过辊4均为钢棍。第一过辊1和第四过辊5为胶辊。接触张力辊3的极片6受到的摩擦力与竖直方向形成夹角α，20°≤α≤60°。第一过辊1和第二过辊2之间的间隙通过第二气缸调节，第三过辊4和第四过辊5之间的间隙通过第三气缸调节。第二过辊2施加给极片6的张力为20~200n。第三过辊4的走速和收卷辊4的走速相同，收卷辊4的走速为10~30m/min。

综上，本实用新型的消除极片波浪边的装置，仅在分切收卷处增加第一压辊对、张力辊和第二压辊对，在不影响从待分切极片中间部分分切出的极片的前提下，对从待分切极片两侧边缘部分分切出的极片进行波浪边的定向消除，从而降低了分切后的极片在卷绕工序中出现卷偏的概率，同时避免了锂离子电池短路的风险，提高了卷绕工序良率和生产效率。

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能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。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。