鎳氫電池負極的製造設備的製作方法

2023-06-26 00:25:46

專利名稱：鎳氫電池負極的製造設備的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於鎳氫電池負極的製造設備。
鎳氫電池作為一種無汙染、無記憶效應，適用於大電流充放電的高比能量電源，正步入人們的日常生活，比如用作行動電話，手提電腦辦公室、電腦筆記本的電源。隨著工藝技術水平和電池性能的提高和生產成本的降低，有可能用作助力車，電動自行車的動力電源，應用前景十分誘人。
塗漿法是生產鎳氫電池負極最廣泛採用的方法。這種方法的優點是工藝簡單，基體材料選擇範圍廣，產品易做到均勻一致，適合規模化生產。如ZL96220758.6公開了塗漿法生產鎳氫電池負極的設備。但這些專利多是屬於完成電池負極製造某一工序或改進某一操作，尚未見到製造塗漿負極全套連續生產的設備。
本實用新型的目的是提供了一種塗漿式鎳氫電池負極的製造裝置，該實用新型通過多臺設備協調動作，連續地完成鎳氫電池負極片的多個工藝步驟，產品質量均勻，克服了單機生產造成負極片質量不穩定的困難。由本實用新型生產出來的極片尤其適合自動化電池裝配線使用。
本實用新型主要包括塗漿裝置、滾壓裝置、衝裁裝置和分選裝置以及漿帶收放裝置、極帶收放裝置和電氣控制櫃等部件構成。
本實用新型參照附圖詳細說明如下

圖1是鎳氫電池負極製造設備的總體示意圖。
圖2是鎳氫電池負極帶運行方式示意圖。
如圖所示，本實用新型的塗漿裝置是採用中國專利(ZL96220758.6)立式刮漿機的原理而設計。立式刮漿機主要包括放帶軸、轉向輪、驅動對輥、收帶軸、漿槽、刮刀、乾燥箱和驅動器等部件構成。本實用新型進行了改進，在轉向輪3處設置了糾偏輥2，其原理是在傳感器P的監視下，漿帶離開中心位置向左右偏離時，糾偏輥2動作，帶動漿帶向右、左方向移動，使漿帶返回原位置。放帶軸1上安裝了磁粉制動器，它和張力輥8上的張力傳感器、控制柜上的張力控制器組成漿帶張力控制機構；另一改進是驅動對輥由幹漿帶夾輥4代替，漿帶是在滾壓輥G1和G2拉動下向前運行的。在生產線正常運轉時，夾輥4的上下兩輥離開1-2mm，使幹漿帶得以自由通過，而當停機時，上下兩輥靠近，夾住幹漿帶，防止幹漿帶脫走。
漿帶收放裝置的上部是盤軸5和盤軸驅動變頻調速電機，盤軸5上裝有磁粉制動器和料盤6。漿帶收放裝置的下部安裝有支撐輥7，張力輥8，糾偏輥9以及可調支架11上的左右2個光電管10，變頻調速電機與盤軸5靠電磁離合器連接。料盤6裝在盤軸5上，並隨盤軸轉動。光電管10，糾偏輥9和裝在電氣控制柜上的糾偏控制器構成糾偏控制機構。滾壓裝置由定輥G1、動輥G2、步進電機和光柵測厚儀組成。G1、G2兩輥直徑相同，由變頻調速電機驅動定輥轉動。與動輥軸相連的步進電機可驅動動輥G2在垂直輥軸心線方向前後移動，調整G1、G2兩輥間縫隙，以控制極帶滾壓厚度。光柵測厚儀13與厚度控制器連接，跟蹤在線檢測滾壓後極帶的厚度。光柵側厚儀13，步進電機、動輥G2和裝在電氣控制柜上的厚度控制器構成極帶厚度控制機構。
極帶收放裝置與漿帶收放裝置的結構基本相同，上部是變頻調速電機驅動的盤軸14和料盤15，下部包括糾偏輥18，張力輥19，牽引對輥20，光電管16及其可調支架17。張力輥19上裝著張力傳感器。盤軸14和牽引對輥20各有自己的驅動變頻調速電機。張力輥19、牽引輥20、盤軸14和裝在電氣控制柜上的張力控制器構成又一個張力控制機構，控制滾壓後極帶的張力。光電管16、糾偏輥18和糾偏控制器構成滾壓後的另一個糾偏機構，使滾壓後極帶按限定方位纏在料盤15上或通過牽引輥20送入衝裁裝置。
衝裁裝置是進行極片衝裁作業的設備，是把連續送來的極帶裁製成一定規格的極片。該裝置採用油壓(或氣動)模具衝裁和氣動步進給料方式，送料氣缸21推動送料動夾板22左右往復運動。定夾板24的壓板只作上下移動而不隨送料板移動，動夾板22的壓板23和定夾板24的壓板交替壓住極帶，使送料氣缸21一步一步把極帶送入衝裁模。當送料板位於圖一所示靠左位置時，定夾板24的壓板上臺，而壓板23向下壓住極帶，隨後，送料氣缸推動送料板和壓板一起向右方移動，把極帶送入衝模25中，這時，上衝模向下行，把極帶裁出一片負極片，裁下負極片落在氣動傳送器26上，接著氣動傳送器再把負極片推向右邊，供分選取片機械手27取走。
氣動傳送器送出的極片，由雙路分選裝置逐個進行重量分選，該裝置包括單軸直角雙臂取片機械手(左手27，右手28)，左稱量器29和右稱量器30，左分送機械手31，右分送機械手32，以及左極片盒33，右極片盒34。其工作過程是這樣的左取片機械手27轉到傳送器26上方，機械手把下方傳送器上的負極片吸住抬起之後，向左旋轉90°，停在左稱量器29上方，把負極片放在稱量器29上，再回到傳送器上方，取下一個極片，稱量器29接受到負極片後，自動稱重。稱重完畢後，左分選機械手31按稱重完畢信號和稱重結果移過來把該負極片吸起並送到極片盒33的A、B、C、D某一格內，當左取片機械手27帶著吸起的負極片轉90°停在稱重器29上方時。右取片機械手28則正停在傳送器上方，並開始了下一個負極片的分選過程右取片機械手，右稱重器和右分送機械手重複執行上述過程，最後極片分選在極片盒34的A、B、C、D某格內。
本實用新型不論運行於何種方式，都可保持漿帶/極帶在適宜的張力下，順利行進，不跑偏。本實用新型可有六種運行方式方式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ都是從塗漿工序開始的，在以方式Ⅰ運行時，先進行基帶塗漿，然後把漿帶繞在料盤6上。所以這時生產線上只有塗漿機和漿帶收放機在工作。漿帶從放帶軸1上放開，經塗漿、乾燥、糾偏輥2、轉向輥3和夾輥4，穿過支撐輥7，張力輥8和糾偏輥9，上行繞在料盤6上。這時，盤軸5的變頻調速電機是整個裝置運行的驅動力。安裝在盤軸上的磁粉制動器，張力傳感器(在張力輥8下面)與電氣控制柜上的張力控制器構成漿帶張力控制機構以控制漿帶運行張力，可在張力控制器上設定漿帶運行中合宜的張力。用可調支架11把光電管置於漿帶兩側，限定漿帶行進路線，使漿帶正好不偏不斜卷纏在料盤上。在以方式Ⅱ運行時，基帶從放帶軸1放開，經塗漿乾燥後，不直接卷在料盤6上，而是經滾壓裝置滾壓處理成極帶，再卷繞在極帶收放裝置的料盤15上，這時，滾壓裝置拉著漿帶前行。漿帶張力控制與方式Ⅰ的控制原理完全相同。而將糾偏光電管11置於圖1中虛線所示位置。滾壓後的極帶在盤軸14的驅動下，經糾偏輥18，張力輥19和牽引輥20後，卷繞在料盤15上，這時張力輥19、盤軸驅動變頻電機和電控柜上的另一個張力控制器構成第二個張力控制機構。糾偏機構的構成與滾壓前漿帶收放裝置上的完全相同，運行時，要把牽引輥的上下輥間打開，使極帶自由通過。
方式Ⅲ是全線運行方式。基帶連續經過塗漿裝置、漿帶收放裝置的下部，滾壓裝置，極帶收放裝置下部，衝裁裝置和分選裝置，完成塗漿、滾壓、衝裁和分選，製成負極片。
若想把卷繞在料盤6上的漿帶滾壓成極帶並卷繞在料盤15上，可採用運行方式Ⅳ。為此，只開動本實用新型的漿帶收放裝置到極帶收放裝置一段。在進入滾壓輥前，漿帶的運行是以滾壓輥為動力，漿帶從漿帶收放裝置料盤上放開，經支撐輥7，張力輥8，糾偏輥9到達滾壓輥12。變動可調支架11將光電管10置於圖1中虛線位置。滾壓後極帶收在料盤上6上。這與方式Ⅱ運行完全相同。
本實用新型採用方式Ⅵ運行，則是執行把料盤15上的極帶衝切成負極片，再分選入極片盒。這時，只開動極帶收放裝置，衝裁裝置和分選裝置。極帶從極帶收放裝置的料盤15放開，經過糾偏輥18，張力輥19，進入牽引對輥20，牽引輥的變頻調速電機驅動牽引輥轉動，牽引輥再碾動極帶前行。極片衝裁和選片作業和前面敘述的相同。
根據前面所述的幾種運行方式，自然就可知道方式Ⅴ是把漿帶滾壓成極帶，再把極帶衝裁成負極片，經分選後，成為可供鎳/氫電池裝配線使用的負極片。
本實用新型的特點是(1)由塗漿、滾壓、衝裁和分選裝置四臺主機和漿帶收放裝置、極帶收放裝置兩臺附機以及電氣控制櫃(包括厚度、糾偏、張力、溫度、速度控制器等)組成的製造鎳氫電池負極的設備。其中，四臺主機可以完成負極片製造的主要步驟，而兩臺輔機增加了該設備的功能，在電氣控制櫃的集中控制下，使該設備具有六種運行方式，操作方便、靈活，可連續自動化生產；(2)該設備上多處設置了自動糾偏裝置，使漿帶/極帶(基帶塗漿後為漿帶，漿帶乾燥後為幹漿帶，幹帶滾壓後稱極帶)在設備上運行中取位正確、不走偏；(3)該設備設置漿帶/極帶張力控制裝置，使漿帶/幹漿帶/極帶/在一定張力下運行，提高產品平整度；(4)採用氣動步進送料，液壓(或氣動)模具衝裁成型極片；(5)採用機械手雙路極片自動分選，使極片按重量自動分類。
權利要求1．一種鎳氫電池負極的製造設備，其特徵在於它包括塗漿裝置、滾壓裝置、衝裁裝置和分選裝置，它還包括漿帶收放裝置、極帶收放裝置和電氣控制櫃；所說的塗漿裝置包括放帶軸、轉向輪、糾偏輥和幹漿帶夾輥，糾偏輥設在轉向輪處，幹漿帶夾輥安裝在乾燥箱的尾部；所說的漿帶收放裝置包括盤軸、變頻調速電機、磁粉制動器、料盤、支撐輥、張力輥、糾偏輥、光電管和糾偏控制器，盤軸與驅動變頻調速電機連接，磁粉制動器裝在盤軸，料盤卡裝在盤軸上，光電管支架可調，以便於調整光電管的位置。所說的滾壓裝置由定輥、動輥、變頻調速電機、步進電機、測厚儀、厚度控制器構成，定輥與變頻電機連接，動輥連接步進電機，測厚儀與厚度控制器連接位於對輥極帶走出的一側。所說的極帶收放裝置主要包括盤軸、變頻調速電機、料盤、糾偏輥、光電管、磁粉制動器、張力輥和牽引對輥，盤軸與變頻調速電機連接，磁粉制動器裝在盤軸上，料盤卡裝在盤軸上，光電管支架可調，張力輥位於糾偏輥和牽引對輥之間。所說的衝裁裝置主要包括動夾板、定夾板、送料氣缸、衝模、氣動傳送器，定夾板上板是氣動壓板，下板不動，送料氣缸與動夾板相連，動夾板可位於定夾板左側或右側，氣動傳送器位於衝模下方。所說的分選裝置包括左右取片機械手、左右稱量器、左右分送機械手、左右極片盒，左右取片機械手位於互成直角的兩個同軸手臂末端，與稱量器互對應，分送機械手與稱量器相對應，吸起極片並送到極片盒。
專利摘要本實用新型屬於鎳氫電池負極的製造設備。本實用新型主要包括塗漿裝置、滾壓裝置、衝裁裝置和分選裝置以及漿帶收放裝置、極帶收放裝置和電氣控制櫃等部件構成,本實用新型通過多臺設備協調動作,在電氣控制櫃的集中控制下,可連續地完成鎳氫電池負極片的多個工藝步驟,產品質量均勻,克服了單機生產造成負極片質量不穩定的困難。本實用新型具有六種運行方式,操作方便、靈活,可連續自動化生產,所生產出來的極片尤其適合自動化電池裝配線使用。
文檔編號H01M4/26GK2327075SQ9820421
公開日1999年6月30日 申請日期1998年5月5日 優先權日1998年5月5日
發明者李庶治, 吳鋒, 袁華堂, 周偉, 韓來友, 曲金秋, 牛廣良, 高鋒, 宋德瑛, 張允什 申請人:南開大學, 國家高技術新型儲能材料工程開發中心