锂电池制片设备的制作方法

本申请属于电池制造设备技术领域，尤其涉及一种锂电池制片设备。

背景技术：

近年来，随着技术的进步，锂离子电池也逐渐实现了普及应用，相比于普通蓄电池，锂离子电池的制造工艺较为复杂，其中较为关键的工序为电池极片制备工序。

现有技术中，电池极片制备时需要经过涂布、辊压、模切、极耳成型等多道工序以进行制片，每卷电池极片在完成制片后需要对制造过程中产生的缺陷进行标识，一旦发现缺陷，则需要对一个完整的电池极片单元进行报废，造成电池极片无缺陷部分的浪费，增加了锂电池的制造成本。

申请内容

本申请的目的在于提供一种锂电池制片设备，旨在解决现有技术中的电池极片制备出现缺陷时，需要对一个完整的电池极片单元进行报废，造成电池极片无缺陷部分浪费，增加锂电池制造成本的技术问题。

为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种锂电池制片设备，包括

放卷机构，所述放卷机构用于对电池极片进行放卷；

缺陷标识机构，所述缺陷标识机构用于对所述电池极片的表面缺陷进行识别和标识；

成型机构，所述成型机构在所述缺陷标识机构未检测到所述电池极片的表面缺陷时，根据预设长度在电池极片上周期性间隔开设初始标记孔和终点标记孔，并在位于所述初始标记孔和所述终点标记孔之间的所述电池极片上制备极耳；

所述成型机构在所述缺陷标识机构检测到所述电池极片的表面缺陷时，所述电池极片具有表面缺陷的位置到达所述成型机构前，所述成型机构完成上一个所述终点标记孔的开设后，所述成型机构在所述电池极片通过一个单卷长度后开设下一个所述初始标记孔；

所述电池极片具有表面缺陷的位置到达所述成型机构前，所述成型机构未完成上一个所述终点标记孔的开设时，所述成型机构在所述电池极片的表面缺陷位置通过所述成型机构后，再开设下一个所述初始标记孔。

可选地，所述放卷机构和所述缺陷标识机构之间设置有张力缓存臂，所述张力缓存臂用于调节电池极片的张力。

可选地，所述张力缓存臂和所述缺陷标识机构之间设置有刷粉除尘机构，所述刷粉除尘机构用于所述电池极片的除尘和除铁。

可选地，所述刷粉除尘机构和所述缺陷标识机构之间设置有极耳压筋机构，所述极耳压筋机构用于在所述电池极片上进行极耳预压筋。

可选地，所述极耳压筋机构和所述缺陷标识机构之间设置有纠偏机构，所述纠偏机构用于对所述电池极片的传送轨迹进行纠偏，以使得所述电池极片的涂布区域保持在所述电池极片的传送轨迹的中心轴线。

可选地，所述纠偏机构和所述缺陷标识机构之间设置有分切机构，所述分切机构用于将所述电池极片分切为两个分极片，所述缺陷标识机构和所述成型机构的数量均为两个，所述缺陷标识机构和所述成型机构分别设置于对应的所述分极片的运动路径上。

可选地，所述缺陷标识机构和对应的所述成型机构之间设置有电池极片缓存机构，所述电池极片缓存机构用于缓存至少一个单卷长度的所述电池极片。

可选地，所述成型机构包括用于开设所述初始标记孔和所述终点标记孔的打孔组件、用于成型所述极耳的极耳成型机构和离子风除尘器，所述打孔组件、所述极耳成型机构和所述离子风刀除尘器依序设置于所述电池极片缓存机构背离所述缺陷标识机构的一侧。

可选地，所述成型机构包括用于开设所述初始标记孔和所述终点标记孔，并用于成型所述极耳的激光模切机构和离子风刀除尘器，所述激光模切机构和所述离子风刀除尘器依序设置于所述电池极片缓存机构背离所述缺陷标识机构的一侧，所述离子风刀除尘器背离所述缺陷标识机构的一侧设置有极耳抚平机构和收卷机构，所述极耳抚平机构用于抚平成型于所述电池极片上的所述极耳，所述收卷机构用于收卷完成所述极耳的成型的所述电池极片。

可选地，所述成型机构还包括标识探测器，所述标识探测器设置于所述激光模切机构上，并用于探测所述电池极片的表面缺陷，当所述标识探测器探测到所述电池极片的表面缺陷时，当所述电池极片具有表面缺陷的位置到达所述激光模切机构前，所述激光模切机构完成上一个所述终点标记孔的开设后，所述激光模切机构在所述电池极片通过一个单卷长度后再开设下一个所述初始标记孔；

当所述电池极片具有表面缺陷的位置到达所述成型机构前，所述激光模切机构未完成上一个所述终点标记孔的开设时，所述激光模切机构在所述电池极片的表面缺陷位置通过所述激光模切机构后，再开设下一个所述初始标记孔。

本申请的有益效果：本申请的锂电池制片设备，工作时，放卷机构放出电池极片，缺陷标识机构对电池极片上存在的表面缺陷进行标识，经过标识的电池极片随后被输送至成型机构，成型机构在缺陷标识机构未检测到电池极片的表面缺陷时，即可根据预设长度在电池极片上周期性间隔开设初始标记孔和终点标记孔，并在初始标记孔和终点标记孔之间的电池极片上制备极耳；如此可实现在电池极片上的正常极耳的制备。而当缺陷标识机构在检测到表面缺陷时，当电池极片具有表面缺陷的位置到达成型机构前，成型机构完成上一个终点标记孔的开设，也即完成上一个初始标记孔和终点标记孔的打孔周期后，成型机构即可在电池极片通过一个单卷长度后再开设下一个初始标记孔；这样表面缺陷即可落于该单卷长度的部分电池极片上，这样便仅需去除该单卷长度的部分电池极片即可，无需对整个电池极片进行报废。而当成型机构未完成上一个终点标记孔的开设时，成型机构在电池极片的表面缺陷位置通过成型机构后，再开设下一个初始标记孔。这样便相当于电池极片上具有表面缺陷的位置落于前一个初始标记孔和后一个初始标记孔之间，同样未落于后一个初始标记孔和后一个终点标记孔之间，这样仅需去除于前一个初始标记孔和后一个初始标记孔之间的电池极片即可，如此本申请实施例提供的锂电池制片设备便避免了电池极片上出现缺陷时，对一个完整的电池极片单元的整体报废，实现了对电池极片的高效和节约利用，进而也有效降低了锂离子电池的整体制造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例提供的锂电池制片设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的锂电池制片设备的另一结构示意图。

其中，图中各附图标记：

10—放卷机构11—放卷轴12—第一卷径测量器

13—放卷定位器14—放卷纠偏器15—放卷纠偏感应器

16—接带平台20—电池极片21—分极片

30—缺陷标识机构31—ccd视觉模组32—贴标机构

40—成型机构41—打孔组件42—极耳成型机构

43—离子风刀除尘器44—张力检测器45—激光模切机构

50—张力缓存臂51—低摩擦气缸52—摆动辊

60—刷粉除尘机构70—极耳压筋机构80—纠偏机构

81—纠偏感应器82—纠偏器90—分切机构

91—电池极片缓存机构92—过辊93—驱动辊

94—极耳抚平机构95—收卷机构96—收卷轴

97—放料定位器98—第二卷径测量器99—测长探测器。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～2描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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；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申请中的具体含义。

如图1和图2所示，本申请实施例提供了一种锂电池制片设备，包括：

放卷机构10，放卷机构10用于对电池极片20进行放卷；其中，放卷机构10包括有用于卷绕电池极片20的放卷轴11和旋转电机，旋转电机的驱动轴和放卷轴11传动连接，以驱动放卷轴11转动。

可选地，放卷机构10还包括依序设置的放卷定位器13、第一卷径测量器12、放卷纠偏感应器15、放卷纠偏器14和接带平台16。第一卷径测量器12对应放卷轴11设置并用于测量和计算卷绕于放卷轴11上的电池极片20的卷径，放卷定位器13同样对应放卷轴11设置，以对自放卷轴11输出的电池极片20进行定位。放卷纠偏器14和放卷纠偏感应器15设置于放卷轴11和接带平台16之间，以对自放卷轴11输出的电池极片20进行纠偏。

缺陷标识机构30，缺陷标识机构30用于对电池极片20的表面缺陷进行识别和标识；具体地，缺陷标识机构30具体包括ccd视觉模组31和贴标机构32，ccd视觉模组31通过摄录电池极片20的表面图像，以检测其表面缺陷，贴标机构32则在电池极片20的表面缺陷位置贴上识别标识。

成型机构40，成型机构40在缺陷标识机构30未检测到电池极片20的表面缺陷时，根据预设长度在电池极片上周期性间隔开设初始标记孔和终点标记孔，并在位于初始标记孔和终点标记孔之间的电池极片20上制备极耳；

成型机构40在缺陷标识机构30检测到电池极片20的表面缺陷时，当电池极片20具有表面缺陷的位置到达成型机构40前，成型机构40完成上一个终点标记孔的开设后，成型机构40在电池极片20通过一个单卷长度(卷绕机单卷长度)后再开设下一个初始标记孔；

当电池极片20具有表面缺陷的位置到达成型机构40前，成型机构40未完成上一个终点标记孔的开设时，成型机构40在电池极片20的表面缺陷位置通过成型机构40后，再开设下一个初始标记孔。

需要说明的是，表面缺陷可以是一个或具有多个，当表面缺陷具有多个时，当电池极片20的表面缺陷的位置到达成型机构40前，成型机构40完成上一个终点标记孔的开设后，成型机构40在电池极片20通过一个单卷长度后且在最后一个表面缺陷通过后，再开设下一个初始标记孔。

以下对本申请实施例提供的锂电池制片设备作进一步说明：本申请实施例提供的锂电池制片设备，工作时，放卷机构10放出电池极片20，缺陷标识机构30对电池极片20上存在的表面缺陷进行标识，经过标识的电池极片20随后被输送至成型机构40，成型机构40在缺陷标识机构30未检测到电池极片20的表面缺陷时，即可根据预设长度在电池极片上周期性间隔开设初始标记孔和终点标记孔，并在初始标记孔和终点标记孔之间的电池极片20上制备极耳；如此可实现在电池极片20上的正常极耳的制备。而当缺陷标识机构30在检测到表面缺陷时，当电池极片20具有表面缺陷的位置到达成型机构40前，成型机构40完成上一个终点标记孔的开设，也即完成上一个初始标记孔和终点标记孔的打孔周期后，成型机构40即可在电池极片20通过一个单卷长度后再开设下一个初始标记孔；这样表面缺陷即可落于该单卷长度的部分电池极片20上，这样便仅需去除该单卷长度的部分电池极片20即可，无需对整个电池极片20进行报废。而当成型机构40未完成上一个终点标记孔的开设时，成型机构40在电池极片20的表面缺陷位置通过成型机构40后，再开设下一个初始标记孔。这样便相当于电池极片20上具有表面缺陷的位置落于前一个初始标记孔和后一个初始标记孔之间，同样未落于后一个初始标记孔和后一个终点标记孔之间，这样仅需去除于前一个初始标记孔和后一个初始标记孔之间的电池极片20即可，如此本申请实施例提供的锂电池制片设备便避免了电池极片20上出现缺陷时，对一个完整的电池极片20单元的整体报废，实现了对电池极片20的高效和节约利用，进而也有效降低了锂离子电池的整体制造成本。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，放卷机构10和缺陷标识机构30之间设置有张力缓存臂50，张力缓存臂用于调节电池极片的张力。具体地，张力缓存臂50包括摆动辊52和调节摆动辊52位置的低摩擦气缸51。这样电池极片20通过摆动辊52时，即可通过对摆动辊52位置的调整，实现对电池极片20相对于摆动辊52两侧张力的有效调节。如此可避免电池极片20过于紧绷而断裂。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，张力缓存臂50和缺陷标识机构30之间设置有刷粉除尘机构60，刷粉除尘机构60用于电池极片20的除尘和除铁。具体地，刷粉除尘机构60具体包括驱动电机、螺旋毛刷、对应螺旋毛刷设置的抽气管道和与抽气管道相连接的抽风槽等。驱动电机驱动螺旋毛刷转动，以使得螺旋毛刷刷除经过其的电池极片20表面上的灰尘和铁粉等金属杂质，灰尘和铁粉等金属杂质又可经由抽气管道和抽风槽被排出至外界。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，刷粉除尘机构60和缺陷标识机构30之间设置有极耳压筋机构70，极耳压筋机构70用于在电池极片20上进行极耳预压筋。具体地，极耳压筋机构70包括压痕辊和承重辊，电池极片20经过压痕辊和承重辊之间，即可通过压痕辊在其表面上压出极耳预压筋，以便于后期极耳成型。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，极耳压筋机构70和缺陷标识机构30之间设置有纠偏机构80，纠偏机构80具体设置于分切机构90之前，纠偏机构80用于对电池极片20的传送轨迹进行纠偏，以使得电池极片20的涂布区域保持在电池极片20的传送轨迹的中心轴线。具体地，纠偏机构80可包括上文所述的纠偏感应器80和纠偏器82，通过在极耳压筋机构70和缺陷标识机构30之间设置有纠偏机构80，这样便实现了对电池极片20的涂布区域和留白区域的位置的检测和调整，从而保证了后续缺陷识别、电池极片20分切、打标识孔和成型极耳的精度。

可选地，纠偏传感器可为ccd视觉传感器或超声波传感器等。

可选地，分切机构90和对应的缺陷标识机构30之间可再次设置有刷粉除尘机构60，以保证电池极片20在进入缺陷标识机构30之前表面无杂质和灰尘。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，纠偏机构80和缺陷标识机构30之间设置有分切机构90，分切机构90用于将电池极片20分切为两个分极片21，相应地，缺陷标识机构30和成型机构40的数量均为两个，缺陷标识机构30和成型机构40分别设置于对应的分极片21的运动路径上。具体地，分切机构90包括上刀具、下刀具和伺服电机，伺服电机驱动上刀具和下刀具作用于电池极片20上，以将电池极片20分为左右两部分分极片21，当锂电池制片设备包括分切机构90时，其后的缺陷标识机构30和成型机构40以及两者之间设置的其他机构均相应为两个，以对左右两部分分极片21分别进行缺陷标识、开设标识孔和成型极耳。通过利用分切机构90将电池极片20分割为左右两分极片21，这样可显著降低电池极片20上表面缺陷的分布密度，进而进一步提升对电池极片20的利用率。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，缺陷标识机构30和对应的成型机构40之间设置有电池极片缓存机构91，电池极片缓存机构91用于缓存至少一个单卷长度的电池极片20。具体地，电池极片缓冲机构包括依序设置的过辊92、驱动辊93、从动辊和导向片，驱动辊93和过辊92以及从动辊相连接，以驱动过辊92和从动辊的转动，导向片对应从动辊设置并和从动辊的输运方向保持齐平，这样电池极片20即可在过辊92和从动辊的输运，各过辊92的并排所形成的传送路径的长度大于等于电池极片20的至少一个单卷长度，以有效实现对电池极片20的缓冲，同时能够通过过辊92的电池极片20的前后段进行张力隔断，以避免电池极片20断裂。

可选地，电池极片缓存机构91和成型机构40之间可再次设置有纠偏机构80，以进一步保证电池极片20打标识孔和成型极耳的精度。

在本申请的另一些实施例中，如图1所示，作为成型机构40的一种具体实现方式，成型机构40包括用于开设初始标记孔和终点标记孔的打孔组件41、用于成型极耳的极耳成型机构42和离子风刀除尘器43。其中，极耳成型机构42可以是五金模切机构或激光模切机构45。打孔组件41、极耳成型机构42和离子风刀除尘器43依序设置于电池极片缓存机构91背离缺陷标识机构30的一侧。具体地，打孔组件41按照设定的参数在电池极片20上开设初始标记孔和终点标记孔。完成后，极耳成型机构42在初始标记孔和终点标记孔之间成型极耳，当电池极片20表面出现表面缺陷时，则按照上文述及的逻辑在电池极片20上开设初始标记孔和终点标记孔并成型极耳。此处不再赘述。

在本申请的另一些实施例中，如图2所示，作为成型机构40的另一种具体实现方式，成型机构40包括用于开设初始标记孔和终点标记孔，并用于成型极耳的激光模切机构45和离子风刀除尘器43，激光模切机构45和离子风刀除尘器43依序设置于电池极片缓存机构91背离缺陷标识机构30的一侧。具体地，作为成型机构40的另一种具体实现方式，通过设置激光模切机构45，其可兼具开设初始标记孔和终点标记孔以及成型极耳的功能，如此便优化了开设初始标记孔和终点标记孔以及成型极耳的工序，使得锂电池制片设备实现了工序的节约，同时也降低了开设初始标记孔和终点标记孔以及成型极耳的工艺成本。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，成型机构40还包括标识探测器，标识探测器设置于激光模切机构45上，并用于探测电池极片20的表面缺陷，其具体可通过探测缺陷标识机构30的贴标机构32在表面缺陷处所贴设的识别标识来检测表面缺陷的位置，当电池极片20具有表面缺陷的位置到达激光模切机构45前，激光模切机构45完成上一个终点标记孔的开设后，激光模切机构45在电池极片20通过一个单卷长度后再开设下一个初始标记孔；当电池极片20具有表面缺陷的位置到达成型机构40前，激光模切机构45未完成上一个终点标记孔的开设时，激光模切机构45在电池极片20的表面缺陷位置通过激光模切机构45后，再开设下一个初始标记孔。具体地，激光模切机构45和收卷机构95之间可设置张力检测器44，以在电池极片20进入收卷机构95之前，测量电池极片20的张力，确保电池极片20的张力不至于过大。

在本申请的另一些实施例中，如图1和图2所示，离子风刀除尘器43背离缺陷标识机构30的一侧设置有极耳抚平机构94和收卷机构95，极耳抚平机构94用于抚平成型于电池极片20上的极耳，收卷机构95用于收卷完成极耳的成型的电池极片20。具体地，通过设置离子风刀除尘器43，这样离子风刀除尘器43即可对完成成型极耳的电池极片20进行进一步除尘。收卷机构95包括用于电池极片20的收卷轴96、用于驱动收卷轴96转动的收卷电机、测长探测器99、放料定位器97和第二卷径测量器98，电磁电池极片在完成先经过测长探测器99进行电池极片测长，再通过收卷轴96及收卷电机进行收卷，同时极耳抚平器对电池极片20上的极耳进行抚平，第二卷径测量器98测量收卷于收卷轴96上的电池极片20的卷径，卷径达到设定值进行停机报警。

以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。