本技术涉及储能,尤其涉及一种极片裁切方法、装置及极片和包括其的电池与用电设备。
背景技术:
1、电池中的电极组件包括极片,目前的极片通常分为叠片结构和卷绕结构。叠片结构的电池具有高能量密度,低内阻,低温升,良好的循环界面特性及灵活的外形等优势,成为消费电子产品、储能、动力等市场的重要需求方向。然而,目前的极片裁切模具价格高,且目前的极片裁切方式存在裁切效率低,成本较高等问题,因此需要改进。
技术实现思路
1、有鉴于此,本技术提供一种极片裁切方法、装置及极片和包括其的电池与用电设备,能够提高极片的裁切效率,降低裁切成本。
2、本技术第一方面,提供一种极片裁切方法,包括步骤预裁切和切断裁切。在预裁切步骤中,使用第一刀具沿物料的长度方向裁切,使物料形成多个第一裁切线,多个第一裁切线沿长度方向排列设置,每一个第一裁切线沿长度方向延伸设置,每一个第一裁切线沿物料的厚度方向贯穿物料。在切断裁切步骤中,使用第二刀具沿物料的宽度方向裁切,使物料形成多个第二裁切线和多对极片,多个第二裁切线沿长度方向排列设置,每一个第二裁切线沿宽度方向延伸设置,每一个第二裁切线沿厚度方向贯穿物料,多对极片沿长度方向排列设置,成对的两个极片沿宽度方向排列,第一裁切线沿宽度方向位于成对的两个极片之间,第二裁切线沿长度方向位于相邻的两对极片之间。
3、上述实施例中,极片裁切方法通过预裁切步骤和切断裁切步骤,用第一刀具和第二刀具对物料进行裁切,能够将物料分切出多对极片,实现极片的一出二,降低或避免裁切废料产生,且,提升了极片的裁切效率,降低了裁切成本。
4、在以上一个或多个实施例中,在切断裁切步骤之前还包括步骤:极耳成型裁切,使用第三刀具在物料沿宽度方向上的两端裁切,使物料形成多对极耳,多对极耳沿长度方向排列设置,成对的两个极耳沿宽度方向排列,成对的两个极耳分别位于物料沿其宽度方向上的两侧。
5、上述实施例中,在切断裁切步骤之前执行极耳成型裁切步骤,使在切断物料之前形成极耳,极耳的设置能够在后续的切断裁切步骤中起到定位参考的作用,有利于提升切断裁切步骤的裁切精准度。
6、在以上一个或多个实施例中,在预裁切步骤或切断裁切步骤之前还包括步骤:第一边角裁切,使用第一凸部在物料沿宽度方向上的两端裁切,使物料形成多对第一凹槽,多对第一凹槽沿长度方向排列设置,成对的两个第一凹槽沿宽度方向排列,并相向凹陷,成对的两个第一凹槽分别位于物料沿其宽度方向上的两侧。沿长度方向,任意一个极耳位于两个第一凹槽之间。
7、上述实施例中,裁切的第一凹槽可以在相邻的两个极片上形成第三连接边或第四连接边,有利于降低极片的集流体的基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险一,减少电池在撞击时的安全风险。在预裁切步骤或切断裁切步骤之前执行第一边角裁切,使第一凹槽能够在后续的预裁切步骤或者切断裁切步骤中起到定位参考的作用,有利于提升预裁切步骤和切断裁切步骤的裁切精准度。
8、在以上一个或多个实施例中,在预裁切步骤或切断裁切步骤之前还包括步骤:第二边角裁切,使用第四刀具在物料上裁切,使物料形成多个通孔,任意一个通孔连通至少一个第一裁切线。沿长度方向,通孔和第一裁切线交错地排列设置。
9、上述实施例中,裁切的通孔可以在相邻的两个极片上形成第一连接边或第二连接边,有利于降低极片的集流体的基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险,减少电池在撞击时产生的安全风险。在预裁切步骤或切断裁切步骤之前执行第二边角裁切,使通孔能够在后续的预裁切步骤或者切断裁切步骤中起到定位参考的作用,有利于提升预裁切步骤和切断裁切步骤的裁切精准度。
10、在以上一个或多个实施例中,通孔的形状为圆形、椭圆形、方形或菱形中的任一种。
11、在以上一个或多个实施例中,预裁切步骤还包括:第一刀具沿物料的长度方向裁切,使物料还形成多个第三裁切线,多个第三裁切线沿长度方向排列设置,每一个第三裁切线沿长度方向延伸设置,每一个第一裁切线与一个第三裁切线沿物料的宽度方向排布,每一个第三裁切线沿物料的厚度方向贯穿物料。切断裁切步骤还包括:第二刀具沿物料的宽度方向裁切,使物料还形成多个第四裁切线,多个第四裁切线沿长度方向排列设置,每一个第四裁切线沿宽度方向延伸设置,每一个第二裁切线和一个第四裁切线沿物料的长度方向排布,每一个第四裁切线沿厚度方向贯穿物料。第一裁切线和第三裁切线沿宽度方向位于成对的两个极片之间,第二裁切线和第四裁切线沿长度方向位于相邻的两对极片之间。
12、上述实施例中,多个第一裁切线、多个第二裁切线、多个第三裁切线和多个第四裁切线增加了裁切面积,能够让第一刀具和第二刀具的刀口增厚,有利于降低第一刀具和第二刀具受损的风险,从而有利于提升裁切的可靠性。
13、在以上一个或多个实施例中,沿宽度方向,第一裁切线和第三裁切线之间的距离为d 1,d 1≥3mm。
14、上述实施例中,当第一裁切线和第三裁切线之间的距离处于这一范围时,有利于降低第一刀具受损的风险,从而有利于提升裁切的可靠性。
15、在以上一个或多个实施例中,沿长度方向,第二裁切线和第四裁切线之间的距离为d2,d2≥3mm。
16、上述实施例中,当第二裁切线和第四裁切线之间的距离处于这一范围时,有利于降低第二刀具受损的风险,从而有利于提升裁切的可靠性。
17、本技术第二方面,提供一种极片裁切装置,可采用上述任一实施例中的极片裁切方法,极片裁切装置包括第一模组和第二模组,第一模组用于对物料进行预裁切,第二模组用于对物料进行切断裁切。
18、上述实施例中,第一模组和第二模组对物料进行裁切,形成第一裁切线和第二裁切线,从而将物料分切出多对极片,实现极片的一出二,从而提升了极片的裁切效率,降低了裁切成本。
19、在以上一个或多个实施例中,第一模组包括第一上模和第一下模。第一上模包括第一压板和第一刀具,第一刀具穿设于第一压板,第一刀具被配置为可沿第一方向相对第一压板移动。第一下模和第一上模沿第一方向相对可移动地连接,第一下模包括第一刀板。物料被配置为从第一压板和第一刀板之间穿过。第一上模和第一下模被配置为:沿第一方向相向移动,第一压板和第一刀板可将物料夹持,第一刀具相对第一压板移动并靠近物料,进而裁切物料,使物料形成第一裁切线。
20、上述实施例中,第一刀具穿设于第一压板,能够让第一压板对第一刀具的裁切形成进行导向和限位,有利于提升裁切的精准度。第一刀板和第一压板夹持物料,有利降低第一刀具裁切物料时物料移动的风险,从而提升第一刀具裁切的精准度。
21、在以上一个或多个实施例中,第二模组包括第二上模和第二下模。第二上模包括第二压板和第二刀具,第二刀具被配置为可沿第一方向相对第二压板移动。第二下模,第二下模和第二上模沿第一方向相对可移动地连接,第二下模包括第二刀板。物料被配置为从第二压板和第二刀板之间穿过。第二上模和第二下模被配置为:沿第一方向相向移动,第二压板和第二刀板可将物料夹持,第二刀具相对第二压板移动并靠近物料,进而裁断物料,形成多个第二裁切线和多对极片。
22、上述实施例中,第二刀板和第二压板夹持物料,有利降低第二刀具裁切物料时物料移动的风险,从而提升第一刀具裁切的精准度。
23、在以上一个或多个实施例中,第一上模还包括第一上模座、第一连接件以及第一弹性件。第一上模座第一压板活动地连接第一上模座。第一连接件活动地连接第一上模座和第一压板中的至少一个。第一弹性件连接第一上模座和第一压板。
24、上述实施例中,第一上模座可以在第一压板压持物料后继续朝物料移动,此时第一弹性件形变并对第一压板施加压力,有利于提升第一压板对物料的压持力。
25、在以上一个或多个实施例中,第一上模还包括两个第三刀具,两个第三刀具沿宽度方向排列设置,第一刀具的至少部分位于两个第三刀具之间,每一个第三刀具均和第一压板沿第一方向相对可移动地连接,第三刀具被配置为对物料进行极耳成型裁切。
26、上述实施例中,第一上模还包括两个第三刀具,可以让第一上模一并完成预裁切和极耳成型裁切,有利于提升裁切效率。
27、在以上一个或多个实施例中,每一个第三刀具设有第一凸部,沿宽度方向,第一凸部朝向第一刀具延伸,第一凸部被配置为对物料进行第一边角裁切。
28、上述实施例中,第一凸部可以裁切出用第一凹槽,有利于后续裁切的定位,还有利于降低极片边角处形变的风险。
29、在以上一个或多个实施例中,第二上模还包括第二上模座、第二连接件以及第二弹性件。第二上模座第二压板活动地连接第二上模座。第二连接件活动地连接第二上模座和第二压板中的至少一个。第二弹性件连接第二上模座和第二压板。
30、上述实施例中,第二上模座可以在第二压板压持物料后继续朝物料移动,此时第二弹性件形变并对第二压板施加压力,有利于提升第二压板对物料的压持力。
31、在以上一个或多个实施例中,第二上模还包括第四刀具,第四刀具和第二压板沿第一方向相对可移动地连接,第四刀具被配置为对物料进行第二边角裁切。
32、上述实施例中,第四刀具可以裁切出用通孔,有利于后续裁切的定位,还有利于降低极片边角处形变的风险。
33、本技术第三方面,还提供一种极片,极片包括集流体,集流体包括相互连接的基部和极耳。基部包括第一侧边、第二侧边、第三侧边和第四侧边,第一侧边和第三侧边相对设置,第二侧边和第四侧边相对设置,第一侧边和第三侧边均连接第二侧边和第四侧边,极耳连接于第一侧边。基部还包括第一连接边和第二连接边,第一连接边连接第二侧边和第三侧边,第二连接边连接第三侧边和第四侧边。
34、上述实施例中,第一连接边和第二连接边的设置有利于分散基部的边角处的应力,从而有利于降低基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险。此外,当极片采取裁切工艺制备获得时,在裁切时,设置的第一连接边和第二连接边有利于在后续的裁切过程中起到定位作用,提升裁切的精准性,从而提升极片的加工良率。
35、在以上一个或多个实施例中,沿极片的长度方向,第一连接边的投影长度为l1,l1≥2mm;沿极片的宽度方向,第一连接边的投影长度为w1,w 1≥2mm。
36、上述实施例中,当第一连接边的尺寸满足上述范围时,有利于方便裁切极片时对裁切位置进行定位,还有利于分散基部边角处的应力,降低基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险。
37、在以上一个或多个实施例中,第一连接边为直边、圆弧边或者直角边中的任意一者。
38、在以上一个或多个实施例中,沿极片的长度方向,第二连接边的投影长度为l2,l2≥2mm;沿极片的宽度方向,第二连接边的投影长度为w2,w2≥2mm。
39、上述实施例中,当第二连接边的尺寸满足上述范围时,有利于方便裁切极片时对裁切位置进行定位,还有利于分散基部边角处的应力,降低基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险。
40、在以上一个或多个实施例中,第二连接边为直边、圆弧边或者直角边中的任意一者。
41、在以上一个或多个实施例中,基部还包括第三连接边,第三连接边,第三连接边连接第一侧边和第四侧边,第三连接边为直边、圆弧边或直角边中的任意一者。
42、上述实施例中,第三连接边的设置有利于分散基部的边角处的应力,从而有利于降低基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险。此外,当极片采取裁切工艺制备获得时,在裁切时,设置的第三连接边有利于在后续的裁切过程中起到定位作用,提升裁切的精准性,从而提升极片的加工良率。
43、在以上一个或多个实施例中,基部还包括第四连接边,第四连接边连接第一侧边和第二侧边,第四连接边为直边、圆弧边或直角边中任意一者。
44、上述实施例中,第四连接边的设置有利于分散基部的边角处的应力,从而有利于降低基部边角处发生弯折、翘曲等形变的风险。此外,当极片采取裁切工艺制备获得时,在裁切时,设置的第四连接边有利于在后续的裁切过程中起到定位作用,提升裁切的精准性,从而提升极片的加工良率。
45、在以上一个或多个实施例中,极片还包括绝缘层,沿极片的厚度方向,绝缘层与基部层叠设置,绝缘层设于基部在极片长度方向上靠近极耳的一侧。沿极片的宽度方向,绝缘层的投影长度大于第三连接边的投影长度,绝缘层的投影长度还大于第四连接边的投影长度。
46、上述实施例中,设置绝缘层能够起到减少第三连接边和第四连接边处的毛刺的作用,当壳体为铝塑膜等软质包装袋时,绝缘层有利于降低毛刺刺破壳体的风险。绝缘层的投影长度还大于第四连接边的投影长度,有利于提升绝缘件的作用范围,从而有利于进一步减少第三连接边和第四连接边处的毛刺,提升了电池的可靠性。此外,第三连接边和第四连接边的尺寸更小,有利于提升基部的面积,从而有利于提升活性物质层的面积,有利于提升电池的能量密度。
47、在以上一个或多个实施例中,极片还包括绝缘层,沿极片的厚度方向,绝缘层与基部层叠设置,绝缘层设于基部在极片长度方向上靠近极耳的一侧。沿极片的宽度方向,绝缘层的投影长度小于第三连接边的投影长度,绝缘层的投影长度还小于第四连接边的投影长度。
48、上述实施例中,设置绝缘层能够起到减少第三连接边和第四连接边处的毛刺的作用,有利于降低毛刺刺破壳体的风险,减小了电池在跌落后失效的风险,提升了电池的可靠性。
49、本技术第四方面,还提供一种电池,包括上述任一实施例中的极片。
50、上述实施例中,极片的边角处不容易形变,有利于提升电池使用的可靠性。
51、本技术第五方面,还提供一种用电设备,包括如上述任一实施例中的电池。
52、上述实施例中,电池的可靠性提高,有利于提升用电设备的使用寿命。
1.一种极片裁切方法,其特征在于,包括步骤:
2.如权利要求1所述的极片裁切方法,其特征在于,在所述切断裁切步骤之前还包括步骤:
3.如权利要求2所述的极片裁切方法,其特征在于,在所述预裁切步骤或所述切断裁切步骤之前还包括步骤:
4.如权利要求1所述的极片裁切方法,其特征在于,在所述预裁切步骤或所述切断裁切步骤之前还包括步骤:
5.如权利要求4所述的极片裁切方法,其特征在于,所述通孔的形状为圆形、椭圆形、方形或菱形中的任一种。
6.如权利要求1至5中任意一项所述的极片裁切方法,其特征在于,
7.如权利要求6所述的极片裁切方法,其特征在于,
8.一种极片裁切装置,其特征在于,执行如权利要求1至7任一项所述的极片裁切方法,所述极片裁切装置包括第一模组和第二模组,所述第一模组用于对所述物料进行预裁切,所述第二模组用于对所述物料进行切断裁切。
9.如权利要求8所述的极片裁切装置,其特征在于,所述极片裁切装置满足a、b条件中的至少一个:
10.如权利要求9所述的极片裁切装置,其特征在于,
11.如权利要求9所述的极片裁切装置,其特征在于,
12.如权利要求11所述的极片裁切装置,其特征在于,
13.如权利要求9所述的极片裁切装置,其特征在于,
14.如权利要求9所述的极片裁切装置,其特征在于,
15.一种极片,其特征在于,所述极片包括集流体,所述集流体包括相互连接的基部和极耳;
16.如权利要求15所述的极片,其特征在于,沿所述极片的长度方向,所述第一连接边的投影长度为l1,l 1≥2mm;沿所述极片的宽度方向,所述第一连接边的投影长度为w1,w 1≥2mm。
17.如权利要求16所述的极片,其特征在于,所述第一连接边为直边、圆弧边或者直角边中的任意一者。
18.如权利要求15所述的极片,其特征在于,沿所述极片的长度方向,所述第二连接边的投影长度为l2,l2≥2mm;沿所述极片的宽度方向,所述第二连接边的投影长度为w2,w2≥2mm。
19.如权利要求18所述的极片,其特征在于,所述第二连接边为直边、圆弧边或者直角边中的任意一者。
20.如权利要求15至19任一项所述的极片,其特征在于,所述基部还包括:
21.如权利要求20所述的极片,其特征在于,所述极片还包括绝缘层,沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层与所述基部层叠设置,所述绝缘层设于所述基部在所述极片长度方向上靠近所述极耳的一侧;
22.如权利要求20所述的极片,其特征在于,所述极片还包括绝缘层,沿所述极片的厚度方向,所述绝缘层与所述基部层叠设置,所述绝缘层设于所述基部在所述极片长度方向上靠近所述极耳的一侧;
23.一种电池,其特征在于,包括如权利要求15至22任一项所述的极片。
24.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求23所述的电池。
