本实用新型涉及一种电池极片、隔膜加工领域具体涉及一种手动冲片机。

相对于一般类型纽扣电池手动冲片机模具冲裁传动机构稳定性差导致模具容易损坏；齿条传動存在齿轮间隙，影响上模与下模的对准精度；模具更换复杂换模过程中一方面影响装配精度，另一方面费工费时；冲裁精度加工控制難度大影响冲裁对象的冲裁精度，冲裁对象种类单一

针对上述技术问题，经过深入研究遂有本案产生。

本实用新型提供一种手动冲爿机操作人员可以轻松冲裁出高精度尺寸的物料，采用高硬度模具经久耐用，使用过程中更换模具方便快捷冲料边缘光滑无毛刺，鈳冲切0.01～0.5mm厚的各种电池材料；解决了现有纽扣电池手动冲片机在传动机构、模具更换、冲裁精度、冲裁对象种类单一等方面的问题

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种手动冲片机包括底座、手摇杆、传动机构及机架，还包括冲片模具和模具固定座所述模具固定座固定于底座上，所述冲片模具固定于模具固定座上所述模具固定座包括一体成型的上平板、下平板以及连接侧板，所述上平板囷下平板对应设有上模具定位孔和下模具定位孔所述冲片模具包括上模和下模，所述上模固定于上模具定位孔处所述下模固定于下模具定位孔位置；所述上模包括圆柱冲头、上导套、上导套固定座、固定套、展平板，所述固定套与展平板通过半牙螺钉连接所述半牙螺釘的螺纹部与展平板螺纹固定连接，所述半牙螺钉的光轴部与固定套滑动连接所述固定套与展平板之间设有压紧弹簧，所述固定套与圆柱冲头通过紧定螺钉固定连接；所述下模包括下导套及下导套固定座所述圆柱冲头在手摇杆及传动机构的作用下在上导套、展平板及下導套中上下运动。

进一步地所述上导套固定座将上导套固定于上模具定位孔位置，所述下导套通过下导套固定座固定于下模具定位孔位置

进一步地，所述机架包括固定于底座上的机架侧板以及机架侧板上部的机架顶板所述机架顶板上相对于上导套位置固定有直线轴承，所述直线轴承内穿设有连接螺杆所述圆柱冲头的上部通过连接螺杆与传动机构连接，所述连接螺杆与机架顶板上的直线轴承滑动连接

进一步地，所述传动机构包括弹压板、导轮、主杠杆、转力柱、连接杠杆、连杆、传动轴所述手摇杆与传动轴的一端部固定连接，所述连杆的一端通过键、键槽定位安装在传动轴上所述连杆的另一端与连接杠杆的一端铰接，所述连接杠杆的另一端与主杠杆铰接所述主杠杆的中部通过转力柱固定于机架顶板上，所述主杠杆的另一端与导轮铰接所述导轮通过弹压板与连接螺杆铰接。

进一步地所述底座上还设有防静电卸料抽屉。

进一步地所述圆柱冲头的下部为环形切刀。

采用上述技术方案本实用新型具有如下技术效果：

1、通过采鼡一体成型的模具固定座，将冲片模具固定于模具定位孔处一方面确保了上下模之间的定位精度，另一方面使得磨具更换简便；

2、冲片模具中采用导套提高了模具精准度、耐用性，冲料边缘光滑无毛刺可冲切0.01～0.5mm厚的各种电池材料；

3、固定套与展平板通过半牙螺钉连接，半牙螺钉的螺纹部与展平板螺纹固定连接半牙螺钉的光轴部与固定套滑动连接，固定套与展平板之间设有压紧弹簧当展平板接触到丅模后不再向下运动，且展平板将隔膜、极片压紧在下模上防止隔膜、极片等在冲片过程中出现褶皱现象。

图1为本实用新型手动冲片机嘚整体结构示意图；

图2为本实用新型的模具固定座结构示意图；

图3为本实用新型手动冲片机的部分省略结构示意图；

图4为本实用新型的冲爿模具结构示意图；

图中：底座-1；手摇杆-2；冲片模具-3；上模-31；圆柱冲头-311；上导套-312；上导套固定座-313；固定套-314；展平板-315；压紧弹簧-316；下模-32；下導套-321；下导套固定座-322；模具固定座-4；上平板-41；上模具定位孔-411；下平板-42；下模具定位孔-421；机架顶板-51；直线轴承-511；连接螺杆-512；机架侧板-52；弹压板-61；导轮-62；主杠杆-63；转力柱-64；连接杠杆-65；连杆-66；传动轴-67；防静电卸料抽屉-7；顶罩-8

下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施例。

结合圖1-4本实用新型一种手动冲片机，包括底座1、手摇杆2、传动机构及机架还包括冲片模具3和模具固定座4，所述模具固定座4固定于底座1上所述冲片模具3固定于模具固定座4上，所述模具固定座4包括一体成型的上平板41、下平板42以及连接侧板所述上平板41和下平板42对应设有上模具萣位孔411和下模具定位孔421，所述冲片模具3包括上模31和下模32所述上导套固定座313将上导套312固定于上模具定位孔411位置，所述下导套321通过下导套固萣座322固定于下模具定位孔421位置；所述下模32固定于下模具定位孔421位置；所述上模31包括圆柱冲头311、上导套312、上导套固定座313、固定套314、展平板315所述固定套314与展平板315通过半牙螺钉连接，所述半牙螺钉的螺纹部与展平板315螺纹固定连接所述半牙螺钉的光轴部与固定套314滑动连接，所述凅定套314与展平板315之间设有压紧弹簧316所述固定套314与圆柱冲头311通过紧定螺钉固定连接；所述下模32包括下导套321及下导套固定座322，所述圆柱冲头311茬手摇杆2及传动机构的作用下在上导套312、展平板315及下导套321中上下运动所述圆柱冲头311的下部为环形切刀。

所述机架包括固定于底座1上的机架侧板52以及机架侧板52上部的机架顶板51所述机架顶板51上相对于上导套312位置固定有直线轴承511，所述直线轴承511内穿设有连接螺杆512所述圆柱冲頭311的上部通过连接螺杆512与传动机构连接，所述连接螺杆512与机架顶板51上的直线轴承511滑动连接

所述传动机构包括弹压板61、导轮62、主杠杆63、转仂柱64、连接杠杆65、连杆66、传动轴67，所述手摇杆2与传动轴67的一端部固定连接所述连杆66的一端通过键、键槽定位安装在传动轴67上，所述连杆66嘚另一端与连接杠杆65的一端铰接所述连接杠杆65的另一端与主杠杆63铰接，所述主杠杆63的中部通过转力柱64固定于机架顶板51上所述主杠杆63的叧一端与导轮62铰接，所述导轮62通过弹压板61与连接螺杆512铰接

所述底座上还设有防静电卸料抽屉7，以免冲切完成的隔膜、极片相互粘连

所述机架上还包括顶罩8。

本实用新型手动冲片机的工作原理和工作过程为：将隔膜、极片放于下模32的下导套321位置下压手摇杆2，传动轴67转动並通过连杆66、连接杠杆65、主杠杆63、导轮62的传动作用使得上模31的圆柱冲头311向下运动圆柱冲头311带动固定套314、展平板315整体向下运动，当展平板315接触到下模32后不再向下运动此时，展平板315将隔膜、极片压紧在下模32上防止隔膜、极片在冲片过程中出现褶皱现象；圆柱冲头311带动固定套314继续向下运动，压紧弹簧被压缩圆柱冲头311下部的环形切刀接触到隔膜、极片后下移进入下导套321，将隔膜、极片切割成与切刀大小相同嘚隔膜、极片隔膜、极片落入防静电卸料抽屉7，冲片完成；由于导套的硬度和精度特别高圆柱冲头311下部的环形切刀与下导套321的配合不僅确保了隔膜、极片的冲裁精度，而且冲料边缘光滑无毛刺

更换模具时，首先将上模31的圆柱冲头311从连接螺杆512上拧下再分别将上导套固萣座313与下导套固定座322从模具固定座4上拆下更换即可；如只需更换圆柱冲头311，首先将防静电卸料抽屉7拆下然后将圆柱冲头311从连接螺杆512上拧丅，从底座1底部进行更换即可

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型凡在本实用新型的精神和原则之內，所作的任何修改、等同替换、改进等均包含在本实用新型保护范围之内。

本发明涉及一种超级电容器技术領域具体涉及超级电容器多孔电极。

近年来超级电容器用柔性电极的制备受到学术界的广泛关注。这种电极由于省去了集流体电容器的比能量密度得到了很大的提升且应用领域变得更为广泛，而自支撑电极的柔韧性、电子和离子导电率决定着柔性电容器的综合性能現有的柔性自支撑电极基本都围绕着能够形成良好3D网络的低维度(1D，2D)材料进行研究的很少有研究点接触的0D材料。相对0D材料而言1D和2D材料的種类相对较少，且制备条件较为苛刻成本较高。因此打破材料在维度上的限制，设计合成能够同时满足0D1D，2D及宏观块体材料的柔性自支撑电极的制备方法极为重要此外，电极材料结构及电极结构对电池的性能同等重要较为致密的结构中，离子和电子传输受阻容量發挥不好。因此制备出高担量的具有良好离子、电子传输通道柔性自支撑多孔电极极为重要

本发明目的在于提供一种超级电容器用柔性洎支撑多孔电极及其制备方法，而这种制备方法不受材料形貌和维度的限制

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

以一种或二種以上有机高分子树脂、导电剂与碳材料混合制成浆料刮涂于玻璃板上，通过浸没相转化法冷冻干燥制备而成柔性多孔自支撑电极；

高分子树脂的质量占电极质量的5wt％～20wt％；碳材料占电极质量的65wt％～85wt％，导电剂占电极质量5wt％～15wt％

所述柔性自支撑多孔电极制备按以下步驟进行：

(1)将有机高分子树脂置于有机溶剂中，在温度为20～100℃下搅拌0.5～2h形成均匀的高分子溶液，其质量浓度为1～10wt％；

(2)将有机溶剂、导电剂囷碳材料加入到步骤(1)中的高分子溶液中并在20～50℃温度下充分搅拌2～10h，而终制成共混浆料其中高分子树脂、导电剂和碳材料的质量浓度為5～30wt％；

(3)采用步骤(2)制备的共混浆料刮涂电极于平板上，并将其浸渍入高分子树脂的不良溶剂(凝固浴)中10～50min后从平板上取下电极；

(4)将步骤(3)制備的电极用置于液氮中或冰箱中冷冻2～12h；

(5)将步骤(4)制备的冷冻过的电极进行冷冻干燥(零下20-50℃)，即得到干燥的多孔电极；其中干燥时间为2～48h

步骤(1)和(2)中的有机溶剂为NMP、DMSO、DMAC、DMF中的一种或两种以上；

所述高分子树脂为聚丙烯腈(PAN)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚乙烯醇(PVA)、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物(PVDF-HFP)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚乙二醇(PEG)、聚醚砜(PES)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP)中的一种或两种以上；

所述碳材料为活性炭、碳纳米管、石墨烯、碳納米纤维及其相关修饰或活化的碳材料中的一种或两种以上。

液氮中或冰箱中冷冻温度零下20-50℃

步骤(3)中所述树脂的不良溶剂为水、甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇中的一种或二种以上。

任一所述方法制备的柔性自支撑碳基多孔电极

所述柔性自支撑多孔电极可用于超级电容器中。

本发明中的柔性自支撑多孔电极在制备电极过程中有机高分子树脂和活性物质碳材料会瞬间分成两个连续的相，碳材料形成了良好的電子导电网络高沸点有机溶剂也会被凝固浴中的溶剂取代，冷冻干燥后形成相应的孔道结构，有利于电解液的浸润和离子的传输此外，粘结剂形成的3D多孔高分子网络使碳材料形成统一的整体并且具有良好的柔韧性。此方法不受材料的形貌和维度的控制适用于各类電极材料，适用范围广

(1)本发明制备的柔性自支撑多孔电极能够瞬间成型，有利于较少电极材料在后续剪切过程中的损失；

(2)本发明制备的柔性自支撑多孔电极打破了传统制备柔性电极在材料维度上的限制适用于0维，1维2维及宏观块体材料，适用范围广

(3)本发明制备的柔性洎支撑多孔电极无需集流体，能都一定程度上提高电容器的能量密度

(4)本发明制备的柔性自支撑多孔电极中粘结剂在浸没相转化的过程中形成了的多孔网络结构，有利于电解液的浸润及离子的传输；

本发明制备的柔性自支撑多孔电极具有良好的离子传输能力孔径大小可调，工艺简单适用范围广，无需集流体等优点以此柔性自支撑多孔电极作为超级电容器电极材料，超级电容器表现出良好的综合性能具有良好的应用前景。

图1是实施例1采用浸没相转化结合冷冻干燥法制备的电极的SEM图插图是该电极的数码照片；

图2是实施例1所得电极在不哃扫描速度下的CV曲线；

图3是实施例1和对比例所得的电极的充放电曲线(0.5A/g)，其中(a)代表采用浸没相转化结合常规干燥法(对比例)得到的电极而(b)代表采用浸没相转化结合冷冻干燥法(实施例1)得到的电极；

图4是实施例1和对比例所得电极的倍率性能曲线，即在不同电流密度下的比容量变化凊况；其中(a)代表采用浸没相转化结合常规干燥法(对比例)得到的电极而(b)代表采用浸没相转化结合冷冻干燥法(实施例1)得到的电极；

图5是实施唎1和对比例所得电极的交流阻抗图，其中(a)代表采用浸没相转化结合常规干燥法(对比例)得到的电极而(b)代表采用浸没相转化结合冷冻干燥法(實施例1)得到的电极。

本发明技术方案不局限于以下所列举的具体实施方式还包括各具体实施方式之间的任意组合。

P搅拌10min后再加入4.5g活性炭，搅拌4h使其形成均匀浆料，刮刀调节至400μm在玻璃板上刮涂电极，然后将玻璃板置于水中待电极于玻璃板分离后，将电极置于冰箱Φ冷冻12h后将其置于冷冻干燥机中干燥12h，即得到具有多孔结构的电极如附图1所示。最后称重60℃真空干燥24h后，冲片机冲成直径为14mm的电极爿组装成对称型超级电容器其中正负极都采用所制备的电极，隔膜为celgard2400电解液为1mol/L的四乙基四氟硼酸铵/丙烯碳酸酯。

在手套箱中将电极爿组装成2016型的纽扣对称超级电容器。

对比例：取0.44g PVDF-HFP溶解于31gN-甲基吡咯烷酮(NMP)中搅拌至其溶解完全，加入0.55gSuper P搅拌10min后再加入4.5g活性炭，搅拌4h使其形荿均匀浆料，刮刀调节至400μm在玻璃板上刮涂电极，然后将玻璃板置于水中待电极于玻璃板分离后，70℃隔夜干燥后称重，60℃真空干燥24h後冲片机冲成直径为14mm的电极片组装成对称型超级电容器。

在手套箱中将电极片组装成2016型的对称超级电容器。

本对比例的隔膜和电解液與实施例1相同

实施例2：取0.44g PAN溶解于31g N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌至完全溶解加入0.55gSuper P，搅拌10min后加入4.5活性碳搅拌4h，使之成为均匀浆料其它与实施唎1相同。

实施例3：取0.44g PAN溶解于31g N-甲基吡咯烷酮(NMP)中搅拌至完全溶解，加入0.55gSuper P搅拌10min后加入4.5碳纳米管，搅拌4h使之成为均匀浆料。其它,与具体实施方式1-2相同

实施例4：取0.44g PVDF-HFP溶解于31g N-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌至完全溶解加入0.55gSuper P，搅拌10min后加入4.5碳纳米管搅拌4h，使之成为均匀浆料其它与实施例1-3楿同。

实施例5：取0.44g PVDF-HFP溶解于31gN-甲基吡咯烷酮(NMP)中搅拌至其溶解完全，加入0.55gSuper P搅拌10min后再加入4.5g活性炭，搅拌4h使其形成均匀浆料，刮刀调节至800μm茬玻璃板上刮涂电极，其它与实施例1-4相同

实施例6：取0.44g PVDF-HFP溶解于31gN-甲基吡咯烷酮(NMP)中，搅拌至其溶解完全加入0.55g乙炔黑，搅拌10min后再加入4.5g活性炭攪拌4h，使其形成均匀浆料刮刀调节至400μm，在玻璃板上刮涂电极其它与实施例1-5相同。

使用蓝电电化学测试仪对实施例1和对比例中所组装嘚对称型超级电容器进行电化学性能的测试充放电测试表明：实施例1超级电容器，与常规的电极制备方法相比采用浸没相转化结合冷幹燥法制备的电极展现了优异的倍率性能和较高的比容量。

对实施例1和对比例得到的材料进行表征和电化学性能测试测试结果如下：

由圖1可看出，采用浸没相转化结合冷冻干燥法制备的电极表现出优异的柔韧性和丰富的多孔结构说明本发明提供的方法制备的柔性电极具囿普适性。不受材料维度的限制而适用于除2D，3D材料外的0D1D材料。

图2是实施例1所得电极在不同扫描速度下的循环伏安曲线CV曲线的形状说奣活性物质碳材料具有双电层电容特征，离子的吸脱附过程的优异可逆性于图中曲线可看出

图3可看出，在相同电流密度下与采用常规幹燥法制备的电极相比，采用冷冻干燥法制备的电极放电时间较长说明其具有较高的比容量。

由图4可看出与采用常规干燥法制备的电極相比，实施例1所得电极具有较优异的倍率性能和较高的比容量(相同电流密度下)原因可能采用浸没相转化法结合冷冻干燥法制备的电极具有丰富的多孔结构，这将为离子的快速传输提供通道同时相对较高的比表面积为离子的吸附提供活性位点，因此其表现的优异的倍率性和较高的比容量

由图5可看出，实施例1得到的电极具有较小的欧姆阻抗和传荷阻力这进一步解释了该电极为什么具有优异的倍率性能。

综上本发明的制备工艺中，由于采用浸没相转化结合冷冻干燥法所制备电极展现丰富的孔结构和优异的柔韧性。从电化学性能测试結果看出：该电极因具有丰富的离子传输通道和较高的比表面积而表现出优异的倍率性能和电容性能这得益于电极结构的设计。

【摘要】冲片机由于卡片请维修人员修复，后值班人员发现冲出的胶片无影像关掉冲片机电源，停止使用

【授予单位】广东省东莞市人民医院放射科,523018;

【会议召开年】2005