切割机构及极片加工系统的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池加工设备技术领域，特别是涉及一种切割机构及极片加工系统。


背景技术：

2.目前，锂离子电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压、高安全性能和长使用寿命等优点，在手机、数码相机等电子设备及电动汽车中得到了广泛的应用。锂离子电池包括壳体、电池单体及电解液，电解液灌注于壳体内，电池单体容置于装载有电解液的壳体内。其中，电池单体包括层叠的正极片、隔离膜及负极片，一般需要先制备好正极片及负极片，再将正极片、隔离膜及负极片组装为电池单体，再进行后续热冷压、化成、整形、容量测试等加工工序，以形成锂离子电池成品。
3.在锂电池的生产过程中，需要对极片进行分条切割处理，以使极片形成多条子极片。但是现有的刀具在切割极片时易产生毛刺，从而影响极片的切割良率。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对现有的刀具在分条切割极片时易产生毛刺的问题，提供一种切割机构及极片加工系统。
5.一种切割机构用于对极片进行分条切割，切割机构包括第一切刀及第二切刀，第二切刀位于第一切刀的一侧，第二切刀与第一切刀中至少一者为能绕自身轴线转动的旋转式切刀；其中，第一切刀沿自身轴线方向上具有两个相对设置的第一刃面，第二切刀上设有两个第二刃面，第一刃面和第二刃面一对一相切设置，第二刃面及第一刃面均为平面。上述的切割机构，通过使第一切刀的第一刃面、第二切刀的第二刃面均呈平面，当切分第一切刀与第二切刀之间的极片时，极片的切割面会更光滑，降低极片切割的毛刺产生率，提高极片切割良率。
6.在其中一些实施例中，第一切刀为能绕自身轴线转动的旋转式切刀。如此，当第一刃面与第二刃面相切时，使第一切刀绕自身轴线转动，能够快速将极片切断。
7.在其中一些实施例中，第一切刀还包括两个第一斜面,一个第一斜面与其中一个第一刃面的边缘连接，另一个第一斜面与另一个第一刃面的边缘连接，两个第一斜面相连，以配合形成位于两个第一刃面之间的切割槽。如此，第一切刀的第一斜面向内且第一刃面向外，也即使第一切刀的斜边侧向内且直边侧向外，以使极片的分条端面均为直边切割，减少漏铝几率，降低毛刺产生率。
8.在其中一些实施例中，第一斜面与其相连的第一刃面之间的夹角范围为15度~30度。如此，第一斜面与第一刃面的夹角处于最优范围，能使第一斜面与第一刃面之间形成锐角状的尖端，使第一切刀快速转动切割极片。
9.在其中一些实施例中，第一斜面为平面或弧面。如此，能够根据实际需求灵活设计第一斜面，使第一切刀便于加工。
10.在其中一些实施例中，第一切刀包括两个刀片，每一刀片均具有第一刃面，两个刀片在第一切刀的轴线方向上并排设置且两个刀片的第一刃面相对设置。如此，第一切刀由两个刀片组合而成，两个刀片中的一个刀片损坏后可单独替换，无需整体替换第一切刀，有利于节约成本且降低第一切刀的加工难度。
11.在其中一些实施例中，切割机构还包括刀架，刀片通过转轴可转动的连接于刀架上。如此，通过转轴使第一切刀的两个刀片顺畅地设于刀架上，而实现第一切刀与刀架的相对转动，操作便捷，有利于提高装配效率。
12.在其中一些实施例中，两个刀片通过紧固件紧固连接。如此，通过紧固件能使两个刀片快速锁紧，避免在分切过程中两个刀片分离而影响分切效果。
13.在其中一些实施例中，紧固件有多个，多个紧固件分别将两个刀片紧固连接。如此，能够使两个刀片连接更牢固。
14.在其中一些实施例中，两个刀片为在第一切刀的轴线方向上并排设置的分体结构。如此，第一切刀由两个刀片组合而成，两个刀片中的一个刀片损坏后可单独替换，无需整体替换第一切刀，有利于节约成本。
15.在其中一些实施例中，两个刀片为在第一切刀的轴线方向上并排设置的一体成型结构。如此，第一切刀的整体性好且机械强度高，便于第一切刀的快速安装。一种极片加工系统包括上述的切割机构。上述的极片加工系统，切割机构切割极片时，极片的切割面会更光滑，降低极片切割的毛刺产生率，提高极片切割良率。
附图说明
16.图1为本技术提供的一实施例中用电设备的示意图；
17.图2为本技术提供的一实施例中切割机构的示意图；
18.图3为图2所示切割机构的侧视图；
19.图4为图3所示切割机构的a局部放大图。
20.附图标记：
21.10、车辆；11、控制器；12、马达；20、电池；30、极片；100、第一切刀；101、第一刃面；102、第一斜面；103、切割槽；110、刀片；111、第一固定孔；112、第二固定孔；200、第二切刀；201、第二刃面。
具体实施方式
22.下面将结合附图对本技术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技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本技术的保护范围。
23.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技术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，不是旨在于限制本技术；本技术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。
24.在本技术实施例的描述中，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。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.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技术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。
26.在本技术实施例的描述中，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。
27.在本技术实施例的描述中，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）。
28.在本技术实施例的描述中，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技术实施例和简化描述，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技术实施例的限制。
29.在本技术实施例的描述中，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技术实施例中的具体含义。
30.目前，锂离子电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压、高安全性能和长使用寿命等优点，在手机、数码相机等电子设备及电动汽车中得到了广泛的应用。锂离子电池包括壳体、电池单体及电解液，电解液灌注于壳体内，电池单体容置于装载有电解液的壳体内。其中，电池单体包括层叠的正极片、隔离膜及负极片，一般需要先制备好正极片及负极片，再将正极片、隔离膜及负极片组装为电池单体，再进行后续热冷压、化成、整形、容量测试等加工工序，以形成锂离子电池成品。
31.在锂电池的生产过程中，需要对极片进行分条切割处理，以使极片形成多条子极片。但是现有的刀具在切割极片时易产生毛刺，从而影响极片的切割良率。
32.基于上述考虑，经深入研究，设计了一种切割机构及极片加工系统，在切割机构中，通过使第一切刀的第一刃面、第二切刀的第二刃面均呈平面，当切分第一切刀与第二切刀之间的极片时，极片的切割面会更光滑，降低极片切割的毛刺产生率，提高极片切割良率。
33.需说明的是，本技术中的极片可以为负极片或正极片。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极耳。负极集流体的
材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。
34.本技术中，电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。本技术中的一些实施例，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本技术实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本技术实施例对此也不限定。
35.本技术中的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本技术中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
36.为了满足不同的电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。电池再进一步设置于用电设备中，为用电设备提供电能。
37.本技术实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备，用电设备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。
38.以下实施例为了方便说明，以本技术一实施例的一种用电设备为车辆10为例进行说明。
39.请参考图1，图1为本技术一些实施例提供的车辆10的结构示意图。车辆10可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆10的内部设置有电池20，电池20可以设置在车辆10的底部或头部或尾部。电池20可以用于车辆10的供电，例如，电池20可以作为车辆10的操作电源。车辆10还可以包括控制器11和马达12，控制器11用来控制电池20为马达12供电，例如，用于车辆10的启动、导航和行驶时的工作用电需求。在本技术另一些实施例中，电池20不仅可以作为车辆10的操作电源，还可以作为车辆10的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆10提供驱动力。
40.请参考图2至图4，一实施例中的切割机构用于对极片30进行分条切割，切割机构包括第一切刀100及第二切刀200，第二切刀200位于第一切刀100的一侧，第二切刀200与第一切刀100中至少一者为能绕自身轴线转动的旋转式切刀。
41.其中，参考图3，第一切刀100沿自身轴线方向上具有两个相对设置的第一刃面101，第二切刀200上设有两个第二刃面201，第一刃面101和第二刃面201一对一相切设置，第二刃面201及第一刃面101均为平面。
42.此处，第二切刀200与第一切刀100的轴线方向均为图3所示x方向。当第一刃面101及第二刃面201相切时，使第二切刀200与第一切刀100中至少一者为能绕自身轴线转动的旋转式切刀，以将第一切刀100及第二切刀200之间的极片30被切分为至少两个子极片。
43.本技术的一些实施例中，第二切刀200与第一切刀100中至少一者绕自身轴线转动，可以理解为：第二切刀200不动且第一切刀100绕自身轴线转动；或者，第一切刀100不动且第二切刀200绕自身轴线转动；或者，第二切刀200与第一切刀100均绕自身轴线转动。
44.本技术的一些实施例中，在第一切刀100的轴线方向上，第二刃面201可以位于第一刃面101的外侧或者位于第一刃面101的内侧，第二刃面201能与第一刃面101相切即可。
45.本技术的一些实施例，第二刃面201及第一刃面101均为平面，平面的外轮廓均呈圆形。
46.此处，设置两个第二切刀200时，两个第二刃面201分别位于不同的第二切刀200上；或者，设置一个第二切刀200，两个第二刃面201位于同一第二切刀200上。
47.本技术的一些实施例中，第一切刀100可以为一体式结构也可以为分体式结构。当第一切刀100为一体式结构时，两个第一刃面101位于同一切刀上；当第一切刀100为分体式结构时，两个第一刃面101位于不同的切刀上。
48.本技术的一些实施例中，两个第一刃面101平行设置，两个第一刃面101均为平面，且平面的外轮廓均呈圆形。
49.上述的切割机构，通过使第一切刀100的第一刃面101、第二切刀200的第二刃面201均呈平面，当切分第一切刀100与第二切刀200之间的极片30时，极片30的切割面会更光滑，降低极片30切割的毛刺产生率，提高极片30切割良率。
50.根据本技术的一些实施例，请参考图3及图4，第一切刀100为能绕自身轴线转动的旋转式切刀。
51.通过上述设置，当第一刃面101与第二刃面201相切时，使第一切刀100绕自身轴线转动，能够快速将极片30切断。
52.根据本技术的一些实施例，请参考图3及图4，第一切刀100还包括两个第一斜面102，一个第一斜面102与其中一个第一刃面101的边缘连接，另一个第一斜面102与另一个第一刃面101的边缘连接，两个第一斜面102相连，以配合形成位于两个第一刃面101之间的切割槽103。
53.可以理解的是，两个刀片110的第一斜面102也在切割极片30，在极片30分切时起到辅助切割的作用。
54.本技术的一些实施例中，两个刀片110的第一斜面102直接连接。在其他实施例中，两个刀片110的第一斜面102还可以通过衔接面进行连接，衔接面可以呈弧面或其他形状。
55.通过上述设置，第一切刀100的第一斜面102向内且第一刃面101向外，也即使第一切刀100的斜边侧向内且直边侧向外，以使极片30的分条端面均为直边切割，减少漏铝几率，降低毛刺产生率。
56.根据本技术的一些实施例，请参考图4，第一斜面102与其相连的第一刃面101之间的夹角范围为15度~30度。
57.需说明的是，在其他实施例中，第一斜面102与第一刃面101之间的夹角还可以根据实际需求进行设置。
58.可以理解的是，当第一斜面102与第一刃面101的夹角太大时，第一斜面102与第一刃面101无法形成尖端；当第一斜面102与第一刃面101的夹角太小时，第一切刀100难以加工且易断裂。
59.通过上述设置，第一斜面102与第一刃面101的夹角处于最优范围，能使第一斜面102与第一刃面101之间形成锐角状的尖端，使第一切刀100快速转动切割极片30。
60.根据本技术的一些实施例，请参考图4，第一斜面102为平面或弧面。
61.本技术的一些实施例中，当第一斜面102为平面时，第一斜面102的外轮廓呈圆形；当第一斜面102为弧面时，第一斜面102的外轮廓呈圆形，弧面包括内凹圆弧面、外凸圆弧面或其他不规则状曲面。在其他实施例中，第一斜面102的外轮廓还可以呈其他形状。
62.通过上述设置，能够根据实际需求灵活设计第一斜面102，使第一切刀100便于加工。
63.根据本技术的一些实施例，请参考图3及图4，第一切刀100包括两个刀片110，每一刀片110均具有第一刃面101，两个刀片110沿自身轴线方向上并排设置且两个刀片110的第一刃面101相对设置。
64.本技术的一些实施例中，两个刀片110沿自身轴线方向上并排设置，可以理解为，两个刀片110背离第一刃面101的一侧互相抵靠。
65.本技术的一些实施例中，两个刀片110的形状及尺寸均完全相同，以便于两个刀片110组合形成第一切刀100。
66.通过上述设置，第一切刀100由两个刀片110组合而成，两个刀片110中的一个刀片110损坏后可单独替换，无需整体替换第一切刀100，有利于节约成本且降低第一切刀100的加工难度。
67.根据本技术的一些实施例，切割机构还包括刀架，刀片110通过转轴可转动的连接于刀架上。
68.此处，刀架上设有安装孔，每一刀片110均设有第一固定孔111，通过转轴穿设第一固定孔111及安装孔，以使第一切刀100转动连接于刀架。其中，转轴呈圆柱状，第一固定孔111及安装孔均为圆孔以与转轴适配。
69.本技术的一些实施例中，第一固定孔111及安装孔的数量不仅限于一，也即第一固定孔111及安装孔的数量均可以为至少两个。当第一固定孔111及安装孔的数量均为至少两个时，全部第一固定孔111及安装孔可以呈圆形阵列或其他排布方式。
70.通过上述设置，通过转轴使第一切刀100的两个刀片110顺畅地设于刀架上，而实现第一切刀100与刀架的相对转动，操作便捷，有利于提高装配效率。
71.根据本技术的一些实施例，请参考图2，两个刀片110通过紧固件紧固连接。
72.此处，每一刀片110均设有第二固定孔112，通过紧固件穿设第二固定孔112以使两个刀片110在第一切刀100的轴线方向上互相抵靠固定。
73.本技术的一些实施例中，不同刀片110上的第二固定孔112的尺寸及形状完全相同，以便于紧固件穿设不同刀片110的第二固定孔112，起到更好的紧固效果。例如图2所示，第二固定孔112为六方孔，紧固件呈六棱柱状，如此能够较好地防止紧固件在第二固定孔112内挪移。在其他实施例中，第二固定孔112及紧固件还可以呈其他形状。
74.通过上述设置，通过紧固件能使两个刀片110快速锁紧，避免在分切过程中两个刀片110分离而影响分切效果。
75.根据本技术的一些实施例，请参考图3，紧固件有多个，多个紧固件分别将两个刀片110紧固连接。
76.此处，第二固定孔112的数量为至少两个，第一固定孔111设于刀片110的中部，全部第二固定孔112环设且均布于第一固定孔111的外侧，紧固件与第二固定孔一一对应设置。
77.本技术的一些实施例中，全部第二固定孔112的形状及尺寸完全相同。如图2所示，全部第二固定孔112均为六方孔。在其他实施例中，全部第二固定孔112的形状及尺寸可以不完全相同或完全不同。
78.通过上述设置，能够使两个刀片110连接更牢固。
79.根据本技术的一些实施例，请参考图3，两个刀片110为在第一切刀100的轴线方向上并排设置的分体结构。
80.通过上述设置，第一切刀100由两个刀片110组合而成，两个刀片110中的一个刀片110损坏后可单独替换，无需整体替换第一切刀100，有利于节约成本。根据本技术的一些实施例，请参考图3，两个刀片110为在第一切刀100的轴线方向上并排设置的一体成型结构。
81.此处，第一切刀100为一体成型结构，两个第一刃面101位于同一第一切刀100上。
82.通过上述设置，第一切刀100的整体性好且机械强度高，便于第一切刀100的快速安装。
83.请参考图1及图4，一实施例中的极片加工系统包括上述的切割机构。
84.具体地，上述的极片加工系统除了包括上述的切割机构，还包括移动平台及卷绕机构，移动平台与切割机构连接并用于带动切割机构移动，卷绕机构用于接收并卷绕极片30。
85.此处，移动平台带动切割机构，使切割机构移动至靠近极片30处，切割机构将切分后的子极片输送至卷绕机构，卷绕机构将正极片、隔离膜及负极片进行卷绕，以形成电池单体。
86.上述的极片加工系统，切割机构切割极片30时，极片30的切割面会更光滑，降低极片30切割的毛刺产生率，提高极片30切割良率。
87.根据本技术的一些实施例，请参考图2至图4，一实施例中的切割机构用于对极片30分条切割，切割机构包括第一切刀100、第二切刀200及刀架，第二切刀200与第一切刀100中至少一者为能绕自身轴线转动的旋转式切刀，第一切刀100具有第一刃面101，第二切刀200具有用于与第一刃面101相切的第二刃面201，第二刃面201及第一刃面101均为平面。
88.其中，第一切刀100包括两个刀片110，每一刀片110均具有第一刃面101，两个刀片110在第一切刀100的轴线方向上并排设置且两个刀片110的第一刃面101相对设置，每一第一刃面101对应设有与之相切的第二刃面201。每一刀片110还具有与第一刃面101连接的第一斜面102，两个刀片110的第一斜面102相向设置并形成切割槽。第一斜面102与第一刃面101之间的夹角范围为15度~30度。每一刀片110均设有第一固定孔111及第二固定孔112，通过转轴穿设第一固定孔111及刀架，通过紧固件穿设不同刀片110的第二固定孔112。第二固定孔112的数量为至少两个，第一固定孔111设于刀片110的中部，全部第二固定孔112环设且均布于第一固定孔111的外侧。
89.根据本技术的一些实施例，请参考图2至图4，一实施例中的极片加工系统包括上述的切割机构、移动平台及卷绕机构，移动平台与上述的切割机构连接并用于带动切割机构移动，卷绕机构用于接收并卷绕极片30。
90.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，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技术各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本技术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。本技术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。