CN102170027B - 镍锌电池专用卷绕机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种镍锌电池专用卷绕机，在基座上固定连接有立板，所述立板上安装有送料机构及卷绕机构，所述卷绕机构包括由驱动机构带动旋转的卷绕针以及设置于所述卷绕针上下两侧的由各自的驱动机构驱动的上压辊及下压辊；所述送料机构位于所述卷绕机构的一侧，包括正极放料板及负极隔膜放料板，所述负极隔膜放料板包括托料板、分隔板、基准板及限位板，所述分隔板及基准板依次设置在所述托料板上表面的纵向一侧，所述托料板上表面的纵向另一侧设置有所述限位板。本发明采用特制的负极隔膜放料板，负极片和隔膜分层放，相对位置不会变化；并且隔膜包住负极片，可以避免负极片与正极片的交叉污染，保证负极片不掉粉，保证电池的质量。
Description
技术领域
本发明涉及二次镍锌电池的制造设备，具体地说是一种用于卷绕镍锌电池的电池芯的专用卷绕机。
背景技术
镍锌电池是一种全新的二次电池，具有无污染、重量轻、低内阻、低自放电、大电流放电、循环寿命长、温度适应宽泛等优点，可广泛应用于电动工具、电动自行车、电动汽车等领域，可为太阳能、风能发电储能，可为军用设备、医疗设备、交通通讯等提供移动电源，具有非常广泛的市场前景。
圆柱型二次电池的制造过程中，需要采用卷绕机将正极片、隔膜和负极片叠在一起卷绕成电池芯。目前圆柱型电池的卷绕机有两种：一种是镍氢镍镉电池卷绕机，另一种是锂电卷绕机。这两种卷绕机一般包括两个极片送料机构、两个隔膜送料机构及一个卷绕机构，正极片、隔膜和负极片是各自的送料机构送料。由于镍锌电池的极片与现有的镍镉电池、镍氢电池和锂电池有很大的差别，其负极片上的粉易脱落，但又没有专用的卷绕设备，因此只能用镍氢电池卷绕机暂代，卷绕成的电池芯质量无法保证。另外，由于隔膜容易打滑变形，随着电池芯卷绕直径的变大，极片所承爱的压力越来越大，有可能被压坏而加剧电池的中期短路。
发明内容
本发明针对上述问题，提供一种电池芯负极片不易掉粉、质量可靠的镍锌电池专用卷绕机。
按照本发明的技术方案：一种镍锌电池专用卷绕机，包括基座，所述基座上固定连接有立板，所述立板上安装有送料机构及卷绕机构，所述卷绕机构包括由驱动机构带动旋转的卷绕针以及设置于所述卷绕针上下两侧的由各自的驱动机构驱动的上压辊及下压辊；所述送料机构位于所述卷绕机构的一侧，包括正极放料板及负极隔膜放料板，所述负极隔膜放料板包括托料板、分隔板、基准板及限位板，所述分隔板及基准板依次设置在所述托料板上表面的纵向一侧，所述托料板上表面的纵向另一侧设置有所述限位板。
所述正极放料板安装在滑道上，所述滑道固定在所述立板上。所述上压辊及所述下压辊的驱动机构分别为上压辊气缸及下压辊气缸。所述上压辊气缸及所述下压辊气缸均为二级气缸，分别与二级气压感应器相连，所述二级气压感应器布置在所述上压辊气缸旁。
所述卷绕机构的另一侧设置有缠胶纸机构，所述缠胶纸机构包括胶纸装载器、送胶纸气缸、拉胶纸气缸及切胶纸气缸，所述切胶纸气缸上安装有切刀。
所述基座上设置有定位装置，所述定位装置位于所述立板的一侧，并且与所述卷绕机构相对应，所述定位装置包括定位气缸、定位平台及定位平台升降气缸，所述定位气缸固定在所述定位平台上，所述定位平台固定连接在所述定位平台升降气缸上。所述卷绕针安装在卷绕针座上，所述卷绕针座通过皮带与步进电机相连。所述卷绕针的后端与抽针气缸相连。所述基座上设置有气路控制面板及工作提示灯面板，所述立板上设置有控制触摸屏。所述基座下设置有脚踏板，所述脚踏板与卷绕机控制机构相连。
本发明的技术效果在于： 1、采用特制的负极隔膜放料板，负极片和隔膜分层放，相对位置不会变化；并且隔膜包住负极片，可以避免负极片与正极片的交叉污染，保证负极片不掉粉，保证电池的质量；2、采用二级气压感应器，保证了极片不会被压坏，减少极片破损刺穿隔膜引起短路；3、卷绕针的两端分别由卷绕针座及定位气缸定位，卷绕针的轴芯跳动小；4、结构简单，可靠性高。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的左视图。
图3为本发明中的负极隔膜放料板的结构示意图。
图4为图3中的负极片与隔膜装配的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
图1~图4中，包括控制触摸屏1、正极放料板2、负极隔膜放料板3、二级气压感应器4、上压辊气缸5、切胶纸气缸6、拉胶纸气缸7、送胶纸气缸8、胶纸装载器9、下压辊气缸10、气路控制面板11、工作提示灯面板12、抽针气缸13、上压辊14、卷绕针15、下压辊16、定位气缸17、定位平台升降气缸18、步进电机19、脚踏板20、基座21、滑道22、立板23、电池芯24、卷绕针座25、定位平台26、皮带27、基准板28、分隔板29、限位板30、托料板31、负极片32、隔膜33等。
如图1、图2所示，本发明是一种镍锌电池专用卷绕机，包括基座21，基座21正面左侧设置有气路控制面板11，右侧设置有工作提示灯面板12，基座21的下方设置有与卷绕机控制机构相连的脚踏板20。基座21的上面固定连接有一块立板23，立板23的上方设置有控制触摸屏1。整个装置用PLC控制，由触摸屏1设定和显示。立板23上安装有送料机构及卷绕机构。
卷绕机构位于立板23的中部，包括由驱动机构带动旋转的卷绕针15以及设置于卷绕针15上下两侧的由各自的驱动机构驱动的上压辊14及下压辊16。
上压辊14及下压辊16的驱动机构分别为上压辊气缸5及下压辊气缸10。上压辊气缸5的下端连着上压辊14，下压辊气缸10的上端装有下压辊16。上压辊气缸5及下压辊气缸10均为二级气缸，分别与二级气压感应器4相连，二级气压感应器4布置在上压辊气缸5旁。
卷绕针15是正负极片和隔膜卷的承载芯，卷绕针15安装在卷绕针座25上。卷绕针座25通过皮带27与步进电机19相连，步进电机19是带动卷绕针15转动的动力。卷绕针15的后端与抽针气缸13相连，卷好电池芯后抽针气缸13用于从电池芯中抽出卷绕针15而脱芯。送料机构位于卷绕机构的左侧，包括正极放料板2及负极隔膜放料板3。正极放料板2位于立板23正面的左上方，负极隔膜放料板3位于正极放料板2的下方。正极放料板2安装在滑道22上，可以前后移动，滑道22固定在立板23上。
如图3所示，负极隔膜放料板3包括托料板31、分隔板29、基准板28及限位板30，分隔板29及基准板28依次设置在托料板31上表面的纵向一侧，托料板31上表面的纵向另一侧设置有限位板30。负极片32和隔膜33在负极隔膜放料板3上分层放，可以保证隔膜33与负极片32相对位置不会变化。
如图4所示，隔膜33与负极片32装配时，隔膜33包住负极片32可以使手不直接接触负极片32，从而避免负极片32与正极片的交叉污染，并且隔膜33包住负极片32还可以保证不会因为用手直接拿负极片32而掉粉。
再参见图1，在卷绕机构的右侧设置有缠胶纸机构。镍锌电池卷好电池芯后不直接入壳，而是缠好胶纸后脱芯。缠胶纸机构包括胶纸装载器9、送胶纸气缸8、拉胶纸气缸7及切胶纸气缸6，切胶纸气缸6上安装有切刀。胶纸装载器9是装承成卷胶纸的机构，送胶纸气缸8将胶纸从胶纸盘上往前送，拉胶纸气缸7将送到的胶纸拉过卷好的电池芯，再由上压辊14压住，步进电机19卷两圈后由切胶纸气缸6带动切刀切断胶纸，然后脱芯。
如图2所示，在基座21上还设置有定位装置，定位装置位于立板23的一侧，并且与卷绕机构相对应，位于卷绕针15的前方。该定位装置包括定位气缸17、定位平台26及定位平台升降气缸18，定位气缸17固定在定位平台26上，定位平台26固定连接在定位平台升降气缸18上。定位平台26上的定位气缸17从卷绕针座25相对的另一方将卷绕针15定位。
本发明的工作过程如下：取下负极隔膜放料板3，装好负极片32和隔膜33，再把它装回机器上，踩一次脚踏板20，定位平台升降气缸18使定位平台26上升，定位气缸17套好卷绕针15，使隔膜33卷在卷绕针15上；将正极片放在正极放料板2上，踩下脚踏板20，步进电机19带动卷绕针15使极片和隔膜33卷动；当二级气压感应器4感应到电池芯卷到预定直径时，上压辊气缸5与下压辊气缸10转换成低压力；当极片和隔膜卷完，步进电机19停止转动，上压辊气缸5带动上压辊14上升，送胶纸气缸8将胶纸送到卷好的电池芯上。上压辊气缸5带动上压辊14下降压住胶纸，步进电机19转动带动卷绕针15，使胶纸缠在卷好的电池芯上，步进电机19停止转动，抽针气缸13抽动半片卷绕针15使卷好的电池芯出现松动，定位气缸17退出，定位平台升降气缸18带动定位平台26下降，取出卷好的电池芯进行下一个卷绕动作。
本发明具有以下优点：1、采用特制的负极隔膜放料板，负极片和隔膜分层放，可以保证其相对位置不会变化；并且隔膜包住负极片，可以避免负极片与正极片的交叉污染，保证负极片不掉粉，保证电池的质量；2、采用二级气压感应器，保证了极片不会被压坏，减少极片破损刺穿隔膜引起短路；3、卷绕针的两端分别由卷绕针座及定位气缸定位，卷绕针的轴芯跳动小；4、结构简单，可靠性高。本发明适用性强，适用于AA、AAA、A、SC、C、D等镍锌多规格电池电池芯的卷绕。
Claims (4)
1.一种镍锌电池专用卷绕机，包括基座（21），所述基座（21）上固定连接有立板（23），所述立板（23）上安装有送料机构及卷绕机构，所述卷绕机构包括由驱动机构带动旋转的卷绕针（15）以及设置于所述卷绕针（15）上下两侧的由各自的驱动机构驱动的上压辊（14）及下压辊（16），其特征是：所述送料机构位于所述卷绕机构的一侧，包括正极放料板（2）及负极隔膜放料板（3），所述负极隔膜放料板（3）包括托料板（31）、分隔板（29）、基准板（28）及限位板（30），所述分隔板（29）及基准板（28）依次设置在所述托料板（31）上表面的纵向一侧，所述托料板（31）上表面的纵向另一侧设置有所述限位板（30）；
所述上压辊（14）及所述下压辊（16）的驱动机构分别为上压辊气缸（5）及下压辊气缸（10）；
所述上压辊气缸（5）及所述下压辊气缸（10）均为二级气缸，分别与二级气压感应器（4）相连，所述二级气压感应器（4）布置在所述上压辊气缸（5）旁；
所述卷绕机构的另一侧设置有缠胶纸机构，所述缠胶纸机构包括胶纸装载器（9）、送胶纸气缸（8）、拉胶纸气缸（7）及切胶纸气缸（6），所述切胶纸气缸（6）上安装有切刀；
所述基座（21）上设置有定位装置，所述定位装置位于所述立板（23）的一侧，并且与所述卷绕机构相对应；所述定位装置包括定位气缸（17）、定位平台（26）及定位平台升降气缸（18），所述定位气缸（17）固定在所述定位平台（26）上，所述定位平台（26）固定连接在所述定位平台升降气缸（18）上；
所述卷绕针（15）的后端与抽针气缸（13）相连；
所述基座（21）下设置有脚踏板（20），所述脚踏板（20）与卷绕机控制机构相连。
2.按照权利要求1所述的镍锌电池专用卷绕机，其特征是：所述正极放料板（2）安装在滑道（22）上，所述滑道（22）固定在所述立板（23）上。
3.按照权利要求1所述的镍锌电池专用卷绕机，其特征是：所述卷绕针（15）安装在卷绕针座（25）上，所述卷绕针座（25）通过皮带（27）与步进电机（19）相连。
4.按照权利要求1所述的镍锌电池专用卷绕机，其特征是：所述基座（21）上设置有气路控制面板（11）及工作提示灯面板（12），所述立板（23）上设置有控制触摸屏（1）。
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