高新除尘罩和除尘装置技术

高新除尘罩和除尘装置技术

1.本申请涉及电池封装领域,具体而言,涉及一种除尘罩和除尘装置。

背景技术:

2.锂电池的生产工艺主要包括极片制造、电芯制作、以及注液、预充、化成、老化等工艺。在上述各个阶段的工艺中,每一步都会对电池最后的性能形成很大的影响。其中,在制作电芯时会涉及到将极片进行卷绕,但是容易因在电芯的内部进入了粉尘导致电池短路,所以,需要控制粉尘,使其不能进入电芯内部。目前,一般通过在过辊的极片的上方设置一吸尘器进行除尘,但是,其除尘效果欠佳。

技术实现要素:

3.为改善、甚至解决极片过辊时的粉尘问题,本申请提出了一种除尘罩和除尘装置。
4.本申请是这样实现的:
5.在第一方面,本申请的示例提供了一种除尘罩。
6.该除尘罩用于在极片过辊时对其进行除尘。
7.除尘罩包括罩体,且该罩体具有包含开口的空腔、与空腔连通的进风通道和出风通道。并且,该空腔由内表面限定,且内表面具有依次连接的邻近开口的入口部、被构造以容纳辊的曲面部、邻近开口的出口部。
8.进风通道贯穿罩体的外表面和内表面,并在曲面部的第一位置处形成进风口;出风通道贯穿罩体的外表面和内表面,并在曲面部的异于第一位置的第二位置处形成出风口。
9.示例中的除尘罩的通过形成一个空腔,使其极片在该空腔内过辊操作,从而可以在一定程度上减少外来粉尘对极片的影响。此外,由于空腔具有容纳辊的曲面部,从而可以允许辊与更接近状态与空腔接近,由此,可以使抽吸气流能够沿极片的过辊的弯曲表面流动,从而形成较强的除尘效果。
10.结合第一方面,在本申请的第一方面的第一种可能的实施方式中,入口部在第一方向延伸,进风通道相对于第一方向呈倾斜状,且倾斜角度为30度至60度。
11.进风通道以倾斜方式布置,从而使由进风口吹向极片表面的是相对于极片表面倾斜(而非与极片表面平行),由此,可以起到对粉尘的截切作用,从而更易于将粉尘从极片表面剥离。
12.结合第一方面或第一方面的第一种实施方式,在本申请的第一方面的第二种可能的实施方中,进风通道由外表面向内表面收缩而呈楔形状。
13.进风通道呈楔形结构,即其在外表面的断面的面积大于在内表面的断面的面积,从而使进风通道在进入罩体内部的方向上逐渐缩小,因此,风速具有增强的趋势,从而可以提高对粉尘的剥离作用。
14.结合第一方面的第二种实施方式,在本申请的第一方面的第三种可能的实施方
中,进风通道在外表面的宽度大于进风通道内表面的宽度,从而使进风通道的两侧边在宽度方向以相互靠近的方式倾斜,且两侧边与宽度方向形成45度至70度的夹角。
15.进风通道在外表面的宽度大,可以具有高的进风空间,而在内表面的宽度小,因此,可以控制除尘气流对极片的影响。例如,当极片与内部宽度匹配时,可以在确保大的进风量的同时,还可以避免对极片其他位置(如连接在极片上的极耳)的干扰。
16.结合第一方面,在本申请的第一方面的第四种可能的实施方式中,出风口的表面为弧形面。
17.出风口的表面为弧形面,则对气流的阻挡作用小,还可以引导气流的流向。
18.结合第一方面,在本申请的第一方面的第五种可能的实施方式中,出风口由第一表面和第二表面共同限定,其中,第一表面为圆弧结构,第二表面为平面结构,且沿入口部、曲面部至出口部的方向,第一表面与进风口的距离小于第二表面与进风口之间的距离。
19.上述方案中,出风通道的出风口具有弧形面和平面,并且其中,弧形面接近进风通道的进风口,而平面远离进风通道的出风口,从而在确保除尘气流顺畅流动的同时,还可以避免外界气体通过出口部而进入到空腔内。
20.结合第一方面,在本申请的第一方面的第六种可能的实施方式中,曲面部为半圆弧状,且入口部与曲面部相切连接,出风口在曲面部的中部贯穿内表面。
21.通过上述示例的构造,入口部位于曲面部的顶部,因此,从进风通道经由进风口排出的气流,可以形成切向的除尘作用。出风通道的出风口位于曲面部的中部,因此,气流可以充分地去除粉尘,也不至于残留于极片表面。
22.在第二方面,本申请的示例提供了一种除尘装置,其包括除尘罩和辊。其中,辊位于罩体的空腔内,且紧邻曲面部设置。并且,极片能够罩体的开口,经入口部进入空腔,并从辊和曲面部之间绕过辊后由出口部离开开口,从而脱离空腔。
23.结合第二方面,在本申请的第二方面的第一种可能的实施方式中,入口部与辊的顶切面之间的间距、出口部与辊的底切面之间的间距分别独立地限制于1至2毫米。
24.结合第二方面,在本申请的第二方面的第二种可能的实施方式中,辊在进风口至出风口之间的部分与曲面部之间的间距为3至4毫米。
25.通过对辊与罩体的内表面之间的距离合理配置和选择,能够避免外部的气流从极片与防尘罩之间的间隙进入到防尘罩内,同时气流以最大速度从进风口进入防尘罩内,能够最大效率进行除尘。
附图说明
26.为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
27.图1为现有技术中对极片除尘的系统的结构;
28.图2示出了本申请示例中的罩体的在第一视角的结构示意图;
29.图3示出了本申请示例中的罩体的在第二视角的结构示意图;
30.图4-a示出了本申请示例中的罩体的在第三视角的结构示意图;
31.图4-b为图4-a中的罩体在a-a面的剖视结构示意图;
32.图4-c为图4-a中的罩体在b-b面的剖视结构示意图;
33.图4-d为本申请示例中的罩体在的局部剖视结构示意图;
34.图4-e为与极片配合状态下的图4-a中的罩体在b-b面的剖视结构示意图;
35.图4-f示出了辊与罩体之间配合状态下的间隙宽度的结构示意图;
36.图5-a示出了本申请示例中的具有排气管的罩体的结构示意图;
37.图5-b示出了图5-a中的罩体的剖视结构示意图;
38.图6示出了与极片本配合状态下的图5-a的罩体的结构示意图;
39.图7示出了与具有极耳的极片本配合状态下的图5-a的罩体的结构示意图。
40.图标:100-卷轴;101a-正极卷料;101-极片;102-吸尘器;103-辊;104-粉尘;201-罩体;2011-倒圆角;2012-进风通道;2013-空腔;2014-弧形外表面;2015-气孔;2016-排气管;2017-出风通道;301-开口;3011-入口部;3012-曲面部;3013-出口部;400-第一表面;401-第二表面。
具体实施方式
41.在电池中,极片主要是采用活性材料与其他成分制片而形成。进行电池组装时,通常需要进行卷绕,以形成电芯。实际生产过程中,极片容易携带粉尘,并引入到电芯中,从而导致电芯短路。因此,需要对极片表面的粉尘进行控制。
42.参阅图1,一般地,极片的除尘方式为:将正极卷料101a(或负极卷料)固定在放卷轴100上放卷;同时,在卷料过辊103的过程中,辊103上方设置一个吸尘器102,以从正极卷料101a的表面进行粉尘104的负压抽吸完成吸尘(其中粉尘的吸取方向a为图1所示)。
43.对于该现状,发明人致力于对其进行改进。
44.通过深入的研究,发明人发现上述除尘方式的主要问题在于:
45.1、负压吸气口气体只能从极片的一端吸出,远离吸气口侧或极片中间部位风速太低。
46.2、吸尘的气流流动空间过大,不够贴合极片,导致空气流速不高。
47.3、气流方向与极片表面平行,因流体粘滞效应,极片表面的风速很低,越贴近极片表面,风速越趋近于0,粉尘粒径很小,贴近极片表面的风速不足。
48.基于上述的认识,发明人提出了一种新的设备用于进行对极片进行除尘。相比于前述的开放套件下的通过吸尘器对极片进行吸尘,示例中发明人提出将极片在一个相对封闭的环境中进行抽吸除尘,基于此提出一种除尘罩,并且根据不同情况,可以对该除尘罩的结构进行优化,从而实现进一步改善的除尘作用。
49.以下将结合附图对示例中的除尘罩的结构进行详述。
50.除尘罩具有罩体201,该罩体201大致具有壳状结构,因此,该罩体201具有能够容纳辊的空腔2013,如图2和图3所示、图4-a。在使用除尘罩以对极片101除尘时,罩体201的空腔2013内安装辊,极片101送入到空腔2013内并绕过辊,从而脱离空腔2013。
51.此外,罩体201上还具有与该空腔2013连通的进风通道2012和出风通道2017,参阅图4-b、图4-c、图4-d。其中出风通道2017可连接如气泵等抽吸装置。当抽吸装置启动形成抽吸作用时,可以使气流通过进风通道2012进入到空腔2013内,对极片101表面粉尘刮落、剥
离,并粉尘随气流向出风通道2017流动并被排出。或者,其中进风通道2012可连接如鼓风机等喷气装置。当喷气装置启动形成气流喷发作用时,该气流通过进风通道2012进入到空腔2013内,对极片101表面粉尘刮落、剥离,并粉尘随气流向出风通道2017流动并被排出。
52.示例中,从外型上而言,罩体201大致为块体结构,例如长方体。罩体201也可以采用其他的结构形式,而不必以前述的长方体或块体结构为限。罩体201从其一表面向其内部延伸而形成空腔2013。并且,作为进气和排气的通道,其还具有与空腔2013连通的进风通道2012和出风通道2017。
53.图示方案中,罩体201为长方体型,且一个面形成倒圆角2011,从而具有弧形外表面2014结构,参阅图2和图3。
54.罩体201表面的弧形结构也可以是选择平面结构带体。此外,弧形外表面2014上具有两个气孔2015,但是这并非意在限定只能存在两个气孔2015,其数量也可以是一个或多于两个(如三个、四个,等等)。换言之,气孔2015的数量可以被人为自由地选择实施。该两个气孔2015与前述的出风通道2017连通,从而将气流排出,也相应地,将粉尘随气流一同排放。进一步地,上述两个气孔2015还可以分别匹配安装排气管2016(如图5-a和图5-b所示),以便将气流导出至所指定的位置。气孔2015也可以选择连接抽气设备,从而直接通过抽吸作用,加速气流的排放。
55.基于上述结构的罩体201,在空腔2013内放置辊,即可将极片101伸入到空腔2013内,并绕过辊,再脱离空腔2013。在极片101过辊运动的过程中,从进风通道2012进入到空腔2013内的气流,从极片101表面刮过,从而使极片101表面的粉尘被脱除,参阅图6和图7(极片101连接有极耳)。
56.为了更清楚地展示,罩体201的空腔2013的内部结构,以及进风通道2012的构造方式,罩体201的断面结构被在图4-a、图4-b和图4-c中公开。
57.空腔2013具有开口301,而限定空腔2013的内表面具有依次连接的邻近开口301的入口部3011、被构造以容纳辊的曲面部3012、邻近开口301的出口部3013。换言之,内表面包括曲面部3012以及位于其两侧的入口部3011和出口部3013。由此,极片101可以从空腔2013的开口301,经入口部3011进入空腔(空腔2013内),并从辊和内表面的曲面部3012之间绕过辊,然后由内表面的出口部3013离开空腔2013的开口301,从而脱离空腔,参阅图4-e。
58.进一步地,还可以对极片101的设置方式进行限定,例如,罩体201的内表面的入口部3011与辊的顶切面之间的间距(如图4-f中的l1),同时,罩体201的内表面的出口部3013与辊的底切面之间的间距(如图4-f中的l2),分别独立地限制于1至2毫米。同时,也可以选择对辊与内表面的曲面部之间的间隙进行控制,例如,辊在进风口至出风口之间的部分与曲面部之间的间距为3至4毫米。
59.通过对上述尺寸的限制,可以避免罩体201外部的气流从极片101与罩体201之间的间隙进入到罩体201的空腔2013内,同时气流以最大速度从进风口进入防尘罩内,能够最大效率进行除尘。因此,根据罩体201的限定空腔2013的内表面在曲面部的尺寸(当其圆弧面时,为其半径),设置辊的尺寸(例如,圆柱形的辊的直径)。
60.如图4-b、图4-c、图4-e所示,进风通道2012和出风通道2017是贯穿罩体201,并与罩体201的内腔连通。其中,进风通道2012从罩体201的外表面延伸贯穿到内表面(即内表面和外表面均被贯穿),并且在限定内腔的内表面的曲面部3012的第一位置处形成进风口;出
风通道2017则从罩体201的外表面(主要是弧形外表面2014)贯穿内表面(即内表面和外表面均被贯穿),并在限定内腔的内表面的曲面部3012的异于第一位置的第二位置处形成出风口。
61.基于方便通风,提高对极片101表面的粉尘的去除效果,入口部3011在第一方向(即图4-b示的水平方向)延伸,同时进风通道2012相对于第一方向呈倾斜状,且倾斜角度为30度至60度。
62.进一步地,进风通道2012还可被构造,从而使其由罩体201的外表面向内表面收缩而呈楔形状。换言之,进风通道2012在延伸方向(倾斜方向),进风通道2012的断面面积是逐渐缩小的。因此,罩体201外部的气流在通过进风通道2012进入到罩体201的空腔2013内时,气流逐渐被压缩、流速加快。
63.此外,进风通道2012还可以进行结构调整,使其更便于使用且除尘效果更佳。例如,进风通道2012在其宽度方向沿两端向中部收缩。即,进风通道2012在外表面的宽度d2大于进风通道2012内表面的宽度d1(参阅图4-d)。因此,进风通道2012的两侧边在宽度方向以相互靠近的方式倾斜。并且在示例中,进风通道2012的两侧边与宽度方向形成45度至70度的夹角。基于此。进风通道2012在延伸方向(长度方向)和宽度方向均呈由罩体201的外表面至内表面收缩状,从而使进风通道2012具有大致的四棱柱结构,并且整体呈锥台形。
64.当其在宽度方向收缩时,进风通道2012具有更宽的外部和更窄的内部。因此,当极片101连接有极耳,且极片的宽度l3(参阅图6)与进风通道2012的内部宽度相匹配适应性时,在极片101过辊过程中,除尘操作不会对极耳产生不利的影响(例如,极耳被气流掀起)。同时,由于进风通道2012的外部更宽,因此,其也可以顺畅地进风。
65.除此之外,也可以对出风通道2017的结构进行改造,使其得出风更顺畅。例如,出风通道2017在限定空腔2013的内表面处的出风口的表面为弧形面。弧形结构对气流的阻碍小,从而利于气流的流动。示例中,出风口由第一表面400和第二表面401共同限定。其中,第一表面400为圆弧结构,第二表面401为平面结构,并且沿入口部3011、曲面部至出口部3013的方向,第一表面400与进风口的距离小于第二表面401与进风口之间的距离。进一步地,其中的曲面部3012还可以被构造为半圆弧状,且入口部3011与曲面部3012相切连接,出风口在曲面部3012的中部贯穿内表面。
66.在这样的示例中,曲面部3012具有上侧部分h1和下侧部分h2,参阅图4-b。其中,上侧部分与入口部3011邻接,且两者之间具有进风通道2012的进风口。其中,下侧部分与出口部3013邻接。同时,上侧部分和下侧部分的交接处,具有出风通道2017的出风口。因此,出风口的位于上侧部分的表面为圆弧结构,而出风口的位于上侧部分的表面为平面结构。
67.由此,在出风口处,其下部与过辊的弧度(内表面的曲面部的下侧部)保持一致,以避免风从下端的极片101与防尘罩之间的位置进入内部空间(即前述下侧部),而出风口的上端为弧形结构(前述上侧部的弧形结构),可以有效吸风,达到很好的除尘效果。
68.进一步地,在上述除尘罩的基础上,可以制作一种除尘装置,其包括除尘罩和辊。辊位于罩体201的空腔2013内,且位于限定空腔2013的内表面曲面部的位置,且紧邻曲面部3012设置(辊与曲面部3012之间具有间隙)。
69.在极片101过辊时,极片101伸入至除尘罩的罩体201的空腔2013内,并且绕过辊,从而空腔2013内穿出。然后,使极片101运动(例如顺时针)。同时,除尘罩的排气管2016向
(空腔2013)外抽气,从而使得气流从进风通道2012进入到空腔2013内。由于进风通道2012以及进风口的结构设计,使得进入的气流在进风口对极片101的表面起到刮扫、截切作用,从而将粉尘随气流带入到出风出风通道2017的出风口处,进而排出。
70.由于气流的流动方向(逆时针)与极片101的运动方向(顺时针)是相对的,因此,气流可以起到较好的粉尘剥离效果,使极片101表面的不至于残留,从而放置在制作电池时,粉尘104进入电芯内部。
71.以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。

技术特征:
1.一种除尘罩,用于在极片过辊时对其进行除尘,其特征在于,所述除尘罩包括:罩体,所述罩体具有包含开口的空腔、与所述空腔连通的进风通道和出风通道;所述空腔由内表面限定,且所述内表面具有依次连接的邻近所述开口的入口部、被构造以容纳所述辊的曲面部、邻近所述开口的出口部;所述进风通道贯穿所述罩体的外表面和所述内表面,并在所述曲面部的第一位置处形成进风口;所述出风通道贯穿所述罩体的外表面和所述内表面,并在所述曲面部的异于所述第一位置的第二位置处形成出风口。2.根据权利要求1所述的除尘罩,其特征在于,所述入口部在第一方向延伸,所述进风通道相对于所述第一方向呈倾斜状,且倾斜角度为30度至60度。3.根据权利要求1或2所述的除尘罩,其特征在于,所述进风通道由所述外表面向所述内表面收缩而呈楔形状。4.根据权利要求3所述的除尘罩,其特征在于,所述进风通道在所述外表面的宽度大于所述进风通道内表面的宽度,从而使所述进风通道的两侧边在所述宽度方向以相互靠近的方式倾斜,且所述两侧边与所述宽度方向形成45度至70度的夹角。5.根据权利要求1所述的除尘罩,其特征在于,所述出风口的表面为弧形面。6.根据权利要求1所述的除尘罩,其特征在于,所述出风口由第一表面和第二表面共同限定,其中,所述第一表面为圆弧结构,所述第二表面为平面结构,且沿所述入口部、所述曲面部至所述出口部的方向,所述第一表面与所述进风口的距离小于所述第二表面与所述进风口之间的距离。7.根据权利要求1所述的除尘罩,其特征在于,所述曲面部为半圆弧状,且所述入口部与所述曲面部相切连接,所述出风口在所述曲面部的中部贯穿所述内表面。8.一种除尘装置,其特征在于,包括:如权利要求1至7中任意一项的所述除尘罩;辊,位于所述罩体的空腔内,且紧邻所述曲面部设置;所述极片能够从所述开口,经所述入口部进入所述空腔,并从所述辊和所述曲面部之间绕过所述辊后由所述出口部离开所述开口,从而脱离所述空腔。9.根据权利要求8所述的除尘装置,其特征在于,所述入口部与所述辊的顶切面之间的间距、所述出口部与所述辊的底切面之间的间距分别独立地限制于1至2毫米。10.根据权利要求8所述的除尘装置,其特征在于,所述辊在所述进风口至所述出风口之间的部分与所述曲面部之间的间距为3至4毫米。
技术总结
一种除尘罩和除尘装置,属于电池封装领域。除尘罩包括罩体,且该罩体具有空腔、与空腔连通的进风通道和出风通道。罩体设置有由内表面限定的具有开口的空腔。进风通道贯穿罩体的外表面和内表面,并在曲面部的第一位置处形成进风口;出风通道贯穿罩体的外表面和内表面,并在曲面部的异于第一位置的第二位置处形成出风口。除尘罩可以被用于高效地去除过辊过程中的极片表面的粉尘。中的极片表面的粉尘。中的极片表面的粉尘。

技术开发人、权利持有人:冯俊敏 张万财 吴婷婷

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