CN102916214A - 加芯轴的电池芯卷制设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种加芯轴的电池芯卷制设备，包括机架、正极片供给装置、负极片供给装置、第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置和下料机构，正极片供给装置、第一隔膜供给装置、负极片供给装置和第二隔膜供给装置按周向分布安装于机架的一侧，机架的中心安装有卷绕装置；在卷绕装置的卷绕电机伸出轴旁还设有芯轴供给装置，该芯轴供给装置包括芯轴料斗、传送机构和导入机构，传送机构将芯轴从芯轴料斗沿垂直于机架台面方向送给至导入机构上，并由导入机构夹紧后将芯轴送至所述卷绕装置的卷绕工位；在卷绕电机伸出轴的芯轴旁还设有将第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置上的隔膜同时焊接于芯轴上的膜焊接装置；所述各装置之间还设有过渡承载装置。

Description

加芯轴的电池芯卷制设备
【技术领域】
本发明涉及电池制作设备，尤其涉及加芯轴的电池芯卷制设备。
【背景技术】
电池的电芯是采用卷绕设备卷绕制成的，现有的电池芯制造一般采用全自动卷绕设备。现有的电池芯自动卷绕装置包括机架、卷绕机构、隔膜机构、极片上料机构、贴胶机构、下料机构以及电气控制部分，电池的卷芯一般由正、负极片及隔膜按照一定的次序重叠卷绕，最后，贴终止胶带而成电池电芯。
其中，现有的全自动卷绕设备中卷绕装置大多采用的是两半式卷针结构，其中的一半卷针可以相对于另一半卷针纵向前后移动；一半与电机固定连接作为主动卷针，另一半作为从动卷针，可以相对于与电机连接的一半作轴向移动，且完全可以移开(抽掉)，在电机的带动下旋转卷绕电芯；两半卷针中间有缝隙，隔膜从缝隙中穿过，与卷针一起卷绕，抽针时卷针从卷芯(正、负极片与隔膜卷绕在一起后的产品>中抽出，卷针与卷芯分离；然后，卷芯内孔再汤圆，插入芯棒，这种卷针运动方式的卷绕机构，插入芯棒时，已造成内层隔膜损伤，造成电池卷芯报废，还会造成电池卷芯中心的隔膜松紧度较差，从而会降低整个卷芯的松紧度，使得后续的烘烤等工序中出现电芯变形等品质问题。
【发明内容】
本发明提供一种自动输入芯轴，芯轴与电池芯一体成形，自动化程度高、产品更加安全可靠的加芯轴的电池芯卷制设备。
为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
加芯轴的电池芯卷制设备，包括机架、正极片供给装置、负极片供给装置、第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置和下料机构，正极片供给装置、第一隔膜供给装置、负极片供给装置和第二隔膜供给装置按周向分布安装于机架的一侧，机架的中心安装有将所述正极片供给装置传送过来的正极片、所述负极片供给装置传送过来的负极片、所述第一和第二隔膜供给装置输出的隔膜依次按照正极片、隔膜、负极片、隔膜顺序卷绕成电芯的卷绕装置，所述下料机构设置在卷绕装置的下侧并将卷绕好的电芯输出；在卷绕装置的卷绕电机伸出轴旁还设有芯轴供给装置，该芯轴供给装置包括芯轴料斗、传送机构和导入机构，传送机构将芯轴从芯轴料斗沿垂直于机架台面方向送给至导入机构上，并由导入机构夹紧后将芯轴送至所述卷绕装置的卷绕工位；所述芯轴料斗为一底部倾斜的料斗；所述芯轴供给装置的传送机构包括芯轴汲取部和芯轴轴向传送部，芯轴汲取部由设置芯轴料斗外侧的汲取气缸、导向板和设置在芯轴料斗内侧底部低位处并由汲取气缸驱动的推动块组成；芯轴轴向传送部由传送夹手、滑轨板和控制传送夹手沿滑轨板直线移动的轴向传送气缸；芯轴料斗内侧底部低位处的芯轴由汲取气缸的推动块推动，经导向板限位自导至芯轴轴向传送部的传送夹手上，并由轴向传送气缸控制传送夹手上的芯轴沿垂直于机架台面方向的滑轨板移至导入机构上方；所述导入机构包括导入气爪和导入气缸，导入气爪安装于导入气缸的活塞轴顶端，所述导入气爪抓取芯轴轴向传送部上传送夹手送至的芯轴，由导入气缸推动导入气爪上的芯轴至所述卷绕装置的卷绕工位；所述芯轴的轴向内孔为内棱槽孔结构，对应的卷绕装置上卷绕电机的伸出轴上设有与芯轴的内棱槽孔配合的棱轴，卷绕电机伸出轴上的棱轴伸出插入芯轴供给装置上芯轴轴向传送部送给的芯轴中心的内棱槽孔内，并将芯轴固定于卷绕电机的伸出轴上；在卷绕电机伸出轴的芯轴旁还设有将第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置上的隔膜同时焊接于芯轴上的隔膜焊接装置；所述各装置之间还设有承载或预存缓冲正极片、负极片、隔膜的过渡承载装置。
优选地，所述隔膜焊接装置包括焊接支架、电加热焊接头和驱动电加热焊接头移动的焊接气缸，焊接气缸安装于焊接支架上。
优选地，所述过渡承载装置包括多个分别传送正极片、负极片和隔膜的过渡轮和分别存储及张力正极片、负极片和隔膜的张力存储机构，张力存储机构分别为所述正极片供给装置、负极片供给装置、第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置输出极片、隔膜进行张力调整和带料预存。
本发明的有益效果是：
本发明通过卷绕电机的伸出轴上安装有可随其一起转动并可拆卸的芯轴，在卷绕电机伸出轴的芯轴两旁分别设有将第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置上的隔膜焊接于芯轴上的第一隔膜焊接装置、第二隔膜焊接装置，隔膜焊接于芯轴后，卷绕装置带动芯轴将按正极片、隔膜、负极片、隔膜顺序卷绕成电芯，完成后的芯轴随电芯一并从卷绕电机的伸出轴取下，并由卷绕装置的下侧的下料机构输出；芯轴传送到卷绕装置的卷绕工位处采用自动输送芯轴的芯轴供给装置，实现了芯轴卷绕中电池电芯的自动化控制，电芯卷绕完成时，芯轴自动随电芯下料，保证了电芯中心的隔膜、正极片、负极片的松紧度，防止电池电芯变形，提高了电池制作的自动化和安全；同时，以电芯中心芯轴直径的大小控制卷绕装置的卷绕量，代替传统用极片长度控制卷绕装置的卷绕量，电芯的尺寸更加精确。
【附图说明】
图1是本发明的立体结构示意图；
图2是本发明芯轴供给装置的部分结构爆炸放大示意图；
图3是本发明芯轴的立体放大示意图。
【具体实施方式】
加芯轴的电池芯卷制设备，如图1和图2所示，包括机架1、正极片供给装置2、负极片供给装置3、第一隔膜供给装置4、第二隔膜供给装置5和下料机构6，正极片供给装置2、第一隔膜供给装置3、负极片供给装置4和第二隔膜供给装置5按周向分布安装于机架1的一侧，机架1的中心安装有将所述正极片供给装置2传送过来的正极片、所述负极片供给装置3传送过来的负极片、所述第一和第二隔膜供给装置(4、5)输出的隔膜依次按照正极片、隔膜、负极片、隔膜顺序卷绕成电芯的卷绕装置7，所述下料机构6设置在卷绕装置7的下侧并将卷绕好的电芯8输出；上述装置之间还设有承载或预存缓冲正极片、负极片、隔膜的过渡承载装置16，该过渡承载装置16包括多个分别传送正极片、负极片和隔膜的过渡轮160和分别存储及张力正极片、负极片和隔膜的张力存储机构161，张力存储机构161分别为所述正极片供给装置2、负极片供给装置3、第一隔膜供给装置4、第二隔膜供给装置5输出极片、隔膜进行张力调整和带料预存。
继续如图1和图2所示，在卷绕装置7的卷绕电机伸出轴旁还设有芯轴供给装置9，该芯轴供给装置9包括芯轴料斗90、传送机构91和导入机构92，传送机构91将芯轴10从芯轴料斗90沿垂直于机架1台面方向送给至导入机构92上，并由导入机构92夹紧后将芯轴10送至所述卷绕装置7的卷绕工位；其中，芯轴料斗90为一底部倾斜的料斗，可将其内的芯轴10自动收拢于底部的低位处；芯轴供给装置9的传送机构91包括芯轴汲取部910和芯轴轴向传送部911，芯轴汲取部910由设置芯轴料斗90外侧的汲取气缸910a、导向板910b和设置在芯轴料斗90内侧底部低位处并由汲取气缸910a驱动的推动块910c组成；芯轴轴向传送部911由传送夹手911a、滑轨板911b和控制传送夹手911a沿滑轨板911b直线移动的轴向传送气缸911c；芯轴料斗90内侧底部低位处的芯轴10由汲取气缸910a的推动块910c推动，经导向板910b限位自导至芯轴轴向传送部911的传送夹手911a上，并由轴向传送气缸911c控制传送夹手911a上的芯轴10沿垂直于机架1台面方向的滑轨板911b移至导入机构92上方。
继续如图1和图2所示，所述导入机构92包括导入气爪920和导入气缸921，导入气爪920安装于导入气缸921的活塞轴顶端，导入气爪920抓取芯轴轴向传送部911上传送夹手911a送至的芯轴10，由导入气缸921推动导入气爪920上的芯轴10至所述卷绕装置7的卷绕工位；如图3所示，芯轴10的轴向内孔为内六角棱槽孔结构，对应的卷绕装置7上卷绕电机的伸出轴上设有与芯轴10的内六角棱槽孔配合的六角棱轴(图中未示)；在卷绕电机伸出轴的芯轴10旁还设有将第一隔膜供给装置4、第二隔膜供给装置5上的隔膜同时焊接于芯轴10上的隔膜焊接装置11。
继续如图1和图2所示，隔膜焊接装置包括焊接支架13、电加热焊接头14和驱动电加热焊接头14移动的焊接气缸15，焊接气缸15安装于焊接支架13上，焊接支架13通过螺钉固定于机架1。
工作时，芯轴供给装置9上的传送机构91，将芯轴10从芯轴料斗90沿垂直于机架1台面方向送给至导入机构92上，并由导入机构92夹紧后将芯轴10送至所述卷绕装置7的卷绕工位；卷绕电机伸出轴上的棱轴伸出，插入芯轴供给装置9上芯轴轴向传送部911送给的芯轴10中心的内棱槽孔内，伸出轴的芯轴10可随伸出轴一起转动并可拆卸。
接着，芯轴10旁的隔膜焊接装置11将第一隔膜供给装置4、第二隔膜供给装置5上的隔膜同时焊接于芯轴10上的，隔膜焊接于芯轴10后，卷绕装置7带动芯轴10将按正极片、隔膜、负极片、隔膜顺序卷绕成电芯，完成后的芯轴随电芯一并从卷绕电机的伸出轴取下，并由卷绕装置7的下侧的下料机构6输出；实现了芯轴卷绕中电池电芯的自动化控制，电芯卷绕完成时，芯轴自动随电芯下料，保证了电芯中心的隔膜、正极片、负极片的松紧度，防止电池电芯变形，提高了电池制作的自动化和安全。
以上所述实施例只是为本发明的较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，凡依本发明之形状、构造及原理所作的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围内。

Claims (3)

1.加芯轴的电池芯卷制设备，包括机架、正极片供给装置、负极片供给装置、第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置和下料机构，正极片供给装置、第一隔膜供给装置、负极片供给装置和第二隔膜供给装置按周向分布安装于机架的一侧，机架的中心安装有将所述正极片供给装置传送过来的正极片、所述负极片供给装置传送过来的负极片、所述第一和第二隔膜供给装置输出的隔膜依次按照正极片、隔膜、负极片、隔膜顺序卷绕成电芯的卷绕装置，所述下料机构设置在卷绕装置的下侧并将卷绕好的电芯输出；其特征在于：
在卷绕装置的卷绕电机伸出轴旁还设有芯轴供给装置，该芯轴供给装置包括芯轴料斗、传送机构和导入机构，传送机构将芯轴从芯轴料斗沿垂直于机架台面方向送给至导入机构上，并由导入机构夹紧后将芯轴送至所述卷绕装置的卷绕工位；
所述芯轴料斗为一底部倾斜的料斗；所述芯轴供给装置的传送机构包括芯轴汲取部和芯轴轴向传送部，芯轴汲取部由设置芯轴料斗外侧的汲取气缸、导向板和设置在芯轴料斗内侧底部低位处并由汲取气缸驱动的推动块组成；芯轴轴向传送部由传送夹手、滑轨板和控制传送夹手沿滑轨板直线移动的轴向传送气缸；芯轴料斗内侧底部低位处的芯轴由汲取气缸的推动块推动，经导向板限位自导至芯轴轴向传送部的传送夹手上，并由轴向传送气缸控制传送夹手上的芯轴沿垂直于机架台面方向的滑轨板移至导入机构上方；
所述导入机构包括导入气爪和导入气缸，导入气爪安装于导入气缸的活塞轴顶端，所述导入气爪抓取芯轴轴向传送部上传送夹手送至的芯轴，由导入气缸推动导入气爪上的芯轴至所述卷绕装置的卷绕工位；
所述芯轴的轴向内孔为内棱槽孔结构，对应的卷绕装置上卷绕电机的伸出轴上设有与芯轴的内棱槽孔配合的棱轴，卷绕电机伸出轴上的棱轴伸出插入芯轴供给装置上芯轴轴向传送部送给的芯轴中心的内棱槽孔内，并将芯轴固定于卷绕电机的伸出轴上；
在卷绕电机伸出轴的芯轴旁还分别设有将第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置上的隔膜同时焊接于芯轴上的隔膜焊接装置；
所述各装置之间还设有承载或预存缓冲正极片、负极片、隔膜的过渡承载装置。
2.根据权利要求1所述的加芯轴的电池芯卷制设备，其特征在于，所述隔膜焊接装置包括焊接支架、电加热焊接头和驱动电加热焊接头移动的焊接气缸，焊接气缸安装于焊接支架上。
3.根据权利要求1所述的加芯轴的电池芯卷制设备，其特征在于，所述过渡承载装置包括多个分别传送正极片、负极片和隔膜的过渡轮和分别存储及张力正极片、负极片和隔膜的张力存储机构，张力存储机构分别为所述正极片供给装置、负极片供给装置、第一隔膜供给装置、第二隔膜供给装置输出极片、隔膜进行张力调整和带料预存。
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