[发明专利]锂离子电池极片加工过程中毛刺拔除装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池制造领域，特别是一种锂离子电池极片加工过程中毛刺拔除装置及拔除方法。

背景技术

随着3C产品（笔记本、智能手机、数码相机）、电动汽车的广泛应用，以及储能电站的大规模建设，锂离子电池市场规模也稳步的逐年扩大，预计2018年市场规模将超过铅酸电池。

目前锂离子电池的制造，在分切电池极片时，由于分条机上下两刀片对齐角度的偏差或刀口的磨损，极易在剪切处产生毛刺。当毛刺的长度大于隔膜厚度时，极易刺穿隔膜，造成正负极之间的短路，降低电池合格率；即使毛刺长度不足以穿透隔膜，但毛刺过长（≥15μm），则会加重电池的自放电现象，影响电池性能。目前使用的隔膜厚度规格有25μm、20μm、18μm、16μm、12μm，随着人们对电池能量密度要求的提高，越来越倾向于使用较薄的隔膜，如华为、苹果手机电池使用的隔膜厚度是12μm，因此，电池极片的毛刺对电池合格率及电学性能的影响也愈发显著。

为解决这一问题，目前尝试的方法有机械法、化学法、物理法等。

已公开专利文献中，专利CN100521304C和专利CN203553272U采用的是机械滚压，先将电池极片固定，再启动滚压机滚压极片的边缘，不同的是：前者利用上、下滚轮的倒圆形缺口使毛刺内敛，后者利用上、下不等径滚轮形成的锐角使毛刺内敛，从而避免毛刺穿透隔膜。但这些都没有去除毛刺，只是使毛刺向内弯折，在极片转运、分捡时，向内弯折的毛刺由于碰撞、挤压而再次向外弯折，问题的隐患仍然存在，所以消除毛刺的效果并不理想，同时非连续式的作业，不适于生产应用。

同样，专利CN102350454B采用机械滚压法，虽然实现了处理的连续性，但在极片分切后收卷时，极片有一个动态的横向摆动，同时由于毛刺非常小（10—50μm），滚压位置稍有偏差就会导致毛刺去除不切底或损伤极片。

也有采用电机操作的，比如专利CN201207403Y采用大电流、低电压在极片上进行电击操作，瞬时电流产生的局部高温将毛刺熔掉，但将铝熔化需要产生几百度的高温，这会影响电极材料有效物质的活性。专利200910036707.7提出的化学法，则存在二次污染和影响电池品质的问题。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中锂电池极片加工过程中毛刺处理困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体方案是：

设计一种锂离子电池极片加工过程中毛刺拔除装置，包括固定轴，固定轴上套装至少两个拔除单元，所述拔除单元包括以固定轴为支点的摆杆，所述摆杆的另一端安装有拔除机构，所述拔除机构包括相对设置的连接有动力源的胶辊，胶辊上设有螺纹，所述螺纹的旋向与胶辊的转向相同，所述胶辊间螺纹的间距与对应的待处理的电池极片的宽度相对应。

优选的，所述胶辊由柔性材料制成，其底端与传动带相配合，传动带的输入端连接有电机，所述胶辊的截面直径自底端向另一端递减。

优选的，所述拔除机构上安装有调节胶辊的间距的调距元件。所述调距元件，包括调距螺钉，所述调距螺钉与两侧连杆间为齿轮齿条配合，所述两侧连杆上各安装有拔除机构。

优选的，所述摆杆通过套管套装于所述固定轴上。所述螺纹的牙距在90～110μm之间，突起高度在100～130μm之间。所述固定轴两端设有固定板，所述固定板上设有定位孔。

使用毛刺拔除装置的拔除方法，是利用外旋的螺纹接触面对毛刺所在的侧面进行滚边处理，利用外旋的力，进行毛刺的拔除。螺纹接触面相对于毛刺施加倾斜的压力以对极片进行定位。

本发明的有益效果在于：

1.引入柔性胶辊，与分条机相结合，对极片边缘进行处理，不影响极片分切后的收卷，可实现极片生产的连续性；

2.胶辊采用软质材质，设计为锥形棱台，同时棱台的侧面设有外旋的螺纹，在接触极片时有轻微的形变，不损伤极片，能提高成品质量；

3.设计的微调机构，每对胶辊间距可微调，获得最佳去毛刺效果；

4.与现有技术比，本发明拔出毛刺的方式不是机械压平，而是完全拔除，消除了作为电池电极的安全隐患；

5.采用本发明装置能形成连续的拔除流程，拔除效率高，对零部件局部损伤小。

附图说明

图1是本发明结构的立体图；

图2是图1结构的主视图；

图3是图1结构的右视图；

图4是图1结构的俯视图；

图5是本发明摆杆作业端的放大图；

图6是本发明工作状态与分条机配合的主视方向示意图；