CN102760859B

CN102760859B - 一种电池极片卷绕装置

Info

Publication number: CN102760859B
Application number: CN201210202718.XA
Authority: CN
Inventors: 徐飞; 阳如坤
Original assignee: Shenzhen Geesun Automation Technology Co Ltd
Current assignee: Shenzhen Geesun Intelligent Technology Co Ltd
Priority date: 2012-06-19
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2014-09-17
Anticipated expiration: 2032-06-19
Also published as: CN102760859A

Abstract

本申请公开了一种电池极片卷绕装置，包括相向设置的第一夹紧辊组件、第二夹紧辊组件和设置于两者之间的支撑辊组件；第一夹紧辊组件上设置有第一辊和位于第一辊下方的第二辊，第二夹紧辊组件上设置有第三辊和位于第三辊下方的第四辊，支撑辊组件包括第一支撑辊和第二支撑辊；第一支撑辊对应第一辊、第二支撑辊对应第三辊，分别组成极片夹紧辊；第二辊和第四辊组成导向辊。本申请的电池极片卷绕装置，正负极片分别从第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件两边入料，分别采用不同的辊夹紧，互不干扰，提高了极片位置的精度；同时，第一辊和第三辊专门用于夹紧，而第二辊和第四辊专门用于导向，使得夹紧和导向两功能分开，提高了卷绕时入料速度和稳定性。

Description

一种电池极片卷绕装置

技术领域

本申请涉及电池制造领域，特别是涉及一种电池极片卷绕的装置及电池极片卷绕方法。

背景技术

现有使用的卷绕机，卷绕前夹紧采用上下两组辊来进行夹紧，下面一组辊实现在一侧极片预卷时夹紧极片和卷绕时导向极片的功能，上面一组辊实现另一侧极片预卷时夹紧极片的功能。

但是在使用时，首先，由于下面一组辊有夹紧和导向两个不同的工作位置，用普通的汽缸无法实现两个不同的工作位置（加上气缸退回的位置即三个位置）。目前使用的卷绕前夹紧大多使用伺服电机进行辊的定位，这就降低了响应速度；另一种方式是使用双行程汽缸，这种方式大大增加了成本而且不够稳定。其次，当前使用的卷绕机上面一组辊多使用摆臂机构或者类似摆臂机构的方式进行夹紧，这种方式摆动的距离较长，影响夹紧的时间，降低了卷绕速度。再次，左右极片入料时会被同一组辊夹紧，即会被两个夹紧组件中的下面的两个辊夹紧，会影响极片的位置精度，夹紧卷容易跑偏。

发明内容

本申请的目的是在现有电池极片卷绕装置的基础上进行改进，提供一种新的电池极片卷绕装置，及其使用方法。

本申请采用了以下技术方案：

本申请公开了一种电池极片卷绕装置，包括相向设置的第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件，第一夹紧辊组件上设置有第一辊和位于第一辊下方的第二辊，第二夹紧辊组件上设置有第三辊和位于第三辊下方的第四辊，该装置还包括支撑辊组件，支撑辊组件设置于第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件之间；支撑辊组件包括第一支撑辊、第二支撑辊两个支撑辊，第一支撑辊对应第一辊、第二支撑辊对应第三辊，分别组成极片夹紧辊；第二辊和所述第四辊组成导向辊。

进一步的，支撑辊组件还包括第一支撑面、第二支撑面两个支撑面，两个支撑面沿两个支撑辊的长度方向设置，两个支撑面呈倒三角状设置于两个支撑辊下方，支撑面的两端与支撑辊的两端固定连接。优选的，两个支撑面构成的倒三角形的夹角为10-120度。

进一步的，电池极片卷绕装置还包括驱动第一夹紧辊组件向第二夹紧辊组件运动的第一夹紧辊组件气缸。

进一步的，电池极片卷绕装置还包括驱动第二夹紧辊组件向第一夹紧辊组件运动的第二夹紧辊组件气缸。

进一步的，第一夹紧辊组件上设有与第一辊连接的，驱动第一辊压向第一支撑辊运动的第一压辊气缸。

进一步的，第二夹紧辊组件上设有与第三辊连接的，驱动第三辊压向第二支撑辊运动的第二压辊气缸。

本申请还公开了一种电池极片卷绕方法，该方法在本申请公开的电池极片卷绕装置上进行，包括以下步骤：

（A）正极片、负极片分别从第一夹紧辊组件、第二夹紧辊组件对应的一边入料，此时，第一夹紧辊组件、第二夹紧辊组件均处于打开状态；

（B）入料完成后，第一夹紧辊组件气缸和第二夹紧辊组件气缸分别伸出，驱动第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件相向运动，使第二辊和第四辊到达导向位置；

（C）第一压辊气缸伸出驱动第一辊向第一支撑辊压紧，将第一夹紧辊组件一边入料的极片夹紧；第二压辊气缸伸出驱动第三辊向第二支撑辊压紧，将第二夹紧辊组件一边入料的极片夹紧；进行预卷；

（D）第一压辊气缸、第二压辊气缸退回，第一辊和第三辊打开，第二辊和第四辊对夹紧后的极片进行导向；进行卷绕。

由于采用以上技术方案，本申请的有益效果在于：

本申请的电池极片卷绕装置在第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件之间设置一个支撑辊组件，第一夹紧辊组件的第一辊和第二夹紧辊组件的第三辊分别与支撑辊组件的两个支撑辊压紧，使得两个极片夹紧时互不干扰，提高了极片位置的精度。同时，第一辊和第三辊专门用于夹紧，而第二辊和第四辊专门用于导向，使得夹紧和导向两个功能分开，提高了卷绕时入料的速度和稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例中电池极片卷绕装置立体结构示意图；

图2是本申请实施例的电池极片卷绕装置中第一夹紧辊组件立体结构示意图；

图3是本申请实施例的电池极片卷绕装置中第二夹紧辊组件立体结构示意图；

图4是本申请实施例的电池极片卷绕装置中支撑辊组件立体结构示意图；

图5是本申请实施例的电池极片卷绕装置中支撑辊组件另一立体结构示意图；

图6是本申请实施例的电池极片卷绕装置中支撑辊组件的正视图；

图7是本申请实施例的电池极片卷绕装置中支撑辊组件的A位剖视图；

图8是本申请实施例的电池极片卷绕装置中支撑辊组件的内部结构示意图；

图9是本申请实施例中极片和隔膜入料的示意图；

其中，1为第一夹紧辊组件、2为第二夹紧辊组件、3为支撑辊组件，4为第一辊、5为第二辊、6为第三辊、7为第四辊、8为第一夹紧辊组件气缸、9为第一压辊气缸、10为第二夹紧辊组件气缸、11为第二压辊气缸、12为第一支撑辊、13为第二支撑辊、14为第一支撑面、15为第二支撑面、16和17为极片、18和19为隔膜、α为第一支撑面和第二支撑面的夹角。

具体实施方式

下面通过具体实施例并结合附图对本申请作进一步详细说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。

实施例

本例的电池极片卷绕装置，如图1所示，第一夹紧辊组件1和第二夹紧辊组件2相向设置，支撑辊组件3设置于第一夹紧辊组件1和第二夹紧辊组件2之间。如图2，第一夹紧辊组件1上设置有第一辊4和设置于第一辊4下面的第二辊5。如图3，第二夹紧辊组件2上设置有第三辊6和设置于第三辊6下面的第四辊7。如图4-9，支撑辊组件3包括平行设置的第一支撑辊12和第二支撑辊13。第一支撑辊12对应第一辊4平行相向设置，运行时，组成极片夹紧辊，对从第一夹紧辊组件1一边入料的极片进行夹紧；第二支撑辊13对应第三辊6平行相向设置，运行时，组成另一个极片夹紧辊，对从第二夹紧辊组件2一边入料的极片进行夹紧；第二辊5和第四辊7相对应，运行时，组成导向辊，对极片和隔膜起导向作用。

本例中，为了避免正/负极片夹紧后的在输送至导向辊时相互干扰，支撑辊组件还包括第一支撑面14、第二支撑面15两个支撑面，如图8所示，两个支撑面呈倒三角状设置于两个支撑辊下方，支撑面的两端与支撑辊的两端固定连接，倒三角状的夹角α约为60度；其中倒三角状的夹角α即两个支撑面的夹角，取决于两个公切线在竖直面上的夹角，该两个公切线分别为，第一辊和第一支撑辊夹紧后的公切线，第三辊和第二支撑辊夹紧后的公切线，原则上两个支撑面的夹角应该等于上述两个公切线在竖直面上的夹角。

需要说明的是，第一支撑面14位于第一支撑辊12下方，第二支撑面15位于第二支撑辊13下方，支撑面的两端与支撑辊的两端固定连接，并且支撑面是位于支撑辊下方的，因此，并不会影响第一辊和第三辊与第一支撑辊和第二支撑辊紧密压合。还需要说明的是，支撑面只是起到隔离的作用，只要不影响极片的走向，并且能避免正/负极片压紧后输送时相互干扰，支撑面并不一定要相交形成夹角；本领域技术人员可以理解，其它的方式也可以实现上述目的，比如直接在两个支撑辊之间用一个延伸出的隔板隔开。实际上，正常状态下上述第一支撑面和第二支撑面是不会和极片、隔膜接触的，支撑面只是起预防作用；因此，在确保极片正确导向的情况下，支撑面并非必须结构。

本例中，第一夹紧辊组件1与第一夹紧辊组件气缸8连接，第一夹紧辊组件气缸8驱动第一夹紧辊组件1向第二夹紧辊组件2运动。第二夹紧辊组件2与第二夹紧辊组件气缸10连接，第二夹紧辊组件气缸10驱动第二夹紧辊组件2向第一夹紧辊组件1运动。第一夹紧辊组件1上设有驱动第一辊4相向第一支撑辊12运动的第一压辊气缸9，第二夹紧辊组件2上设有驱动第三辊6相向第二支撑辊13运动的第二压辊气缸11。

使用时，如图9所示，正极片、负极片分别从第一夹紧辊组件1、第二夹紧辊组件2对应的一边入料，此时，第一夹紧辊组件1、第二夹紧辊组件2均处于打开状态。需要说明的是，第一夹紧辊组件打开是为了避开卷绕完换工位时的电芯；第二夹紧辊组件打开主要是为了让第二夹紧辊一边的极片切断后的尾部能够顺利入料。入料完成后预卷时，第一夹紧辊组件气缸8和第二夹紧辊组件气缸11分别伸出，分别带动第一夹紧辊组件1和第二夹紧辊组件2相向运动，直至第二辊5和第四辊7到达导向位置；然后，第一压辊气缸9伸出，驱动第一辊4向第一支撑辊12压紧，将第一夹紧辊组件1一边入料的极片夹紧，进行预卷，先把一定长度的极片卷入；第二压辊气缸11伸出驱动第三辊6向第二支撑辊13压紧，将第二夹紧辊组件2一边入料的极片夹紧，进行预卷，先把一定长度的极片卷入。需要说明的是，预卷时夹紧的目的是，第一，为了定极耳在芯片上的位置以及极耳之间的中心距，第二，预卷一定长度后，打开极片夹紧辊，极片才不会因为张力的作用而弹回去。预卷完成后进行卷绕，第二辊5和第四辊7对极片和隔膜起导向作用，卷绕时，第一压辊气缸9和第二压辊气缸11退回，第一辊4、第三辊6处于打开状态。

采用本例的电池极片卷绕装置，在整个过程中，两边的极片独立入料，互不干扰；夹紧辊组件中，起夹紧作用的辊--第一辊4和第三辊6，与其导向作用的辊--第二辊5和第四辊7，独立运行，使得夹紧功能和导向功能分开，每组辊都只有一个工作位置，不需要使用伺服电机或双行程气缸；提高了极片位置的精度，保证了极片入料的效率和稳定性。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本申请的保护范围。

Claims

1.一种电池极片卷绕装置，包括相向设置的第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件，第一夹紧辊组件上设置有第一辊和位于第一辊下方的第二辊，第二夹紧辊组件上设置有第三辊和位于第三辊下方的第四辊，其特征在于：还包括支撑辊组件，所述支撑辊组件设置于第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件之间；

所述支撑辊组件包括第一支撑辊、第二支撑辊两个支撑辊，所述第一支撑辊对应所述第一辊、所述第二支撑辊对应所述第三辊，分别组成极片夹紧辊；所述第二辊和所述第四辊组成导向辊；

所述支撑辊组件还包括两个支撑面，所述两个支撑面沿所述两个支撑辊的长度方向设置，两个支撑面呈倒三角状设置于所述两个支撑辊下方，所述两个支撑面的两端与所述两个支撑辊的两端固定连接。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述倒三角状的夹角为10-120度。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括驱动第一夹紧辊组件向第二夹紧辊组件运动的第一夹紧辊组件气缸。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：还包括驱动第二夹紧辊组件向第一夹紧辊组件运动的第二夹紧辊组件气缸。

5.根据权利要求1-4任一项所述的装置，其特征在于：所述第一夹紧辊组件上设有驱动第一辊压向第一支撑辊运动的第一压辊气缸。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于：所述第二夹紧辊组件上设有驱动第三辊压向第二支撑辊运动的第二压辊气缸。

7.一种电池极片卷绕方法，应用于如权利要求6所述的装置，包括以下步骤：

(A)正极片、负极片分别从第一夹紧辊组件、第二夹紧辊组件对应的一边入料，此时，第一夹紧辊组件、第二夹紧辊组件均处于打开状态；

(B)入料完成后，第一夹紧辊组件气缸和第二夹紧辊组件气缸分别伸出，驱动第一夹紧辊组件和第二夹紧辊组件相向运动，使第二辊和第四辊到达导向位置；

(C)第一压辊气缸伸出驱动第一辊向第一支撑辊压紧，将第一夹紧辊组件一边入料的极片夹紧；第二压辊气缸伸出驱动第三辊向第二支撑辊压紧，将第二夹紧辊组件一边入料的极片夹紧；进行预卷；

(D)第一压辊气缸、第二压辊气缸退回，第一辊和第三辊打开，第二辊和第四辊对夹紧后的极片进行导向；进行卷绕。