CN103326071A - 一种电池的卷绕针结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池的卷绕针结构，其包括第一针体和第二针体，还包括控制所述第一针体和所述第二针体在竖直向上开合的竖直向调节组件，以及控制所述第一针体和所述第二针体在横向上错位移动的横向调节组件。根据该卷绕针结构，正、负极片以及隔膜可同时入进卷绕针里，提高了电芯的卷绕效率和品质。

Description

一种电池的卷绕针结构

技术领域

本发明涉及电池卷绕设备，特别是一种电池的卷绕针结构。

背景技术

卷绕针是锂电池卷绕生产的关键部件，尤其是对于动力锂电池的卷绕，卷绕针的结构、精度等直接影响锂电池的卷芯品质，进而影响锂电池的安全性、一致性以及使用寿命。

中国专利ZL201120415298.4公开了一种锂离子电池电芯卷绕机的精密卷针结构，包括本体，所述本体包括卷针座、固定左针和移动右针，固定左针和移动右针构成平行相对设置的夹体，固定左针的内端与卷针座固定连接，移动右针的内端与卷针座相卡扣定位，其中在卷针座上设有横向导轨定位移动右针，所述移动右针的内端设有延伸出卷针座的拨动楔槽，拨动楔槽与动力装置连动可相对于固定左针横向滑移；该卷针结构对于小型号电芯的卷绕可保证其安全性、一致性等，但对于大型号电芯，动力电芯的卷绕，由于该结构的工艺是先入一个极片，卷几圈后再入另一个极片之后开始正式卷绕，在此情况下就会出现卷绕完成时后入的极片尾端较长，收尾时会出现收尾不齐，造成对齐度不好等电芯品质问题。                                                                                                                                                                       

发明内容

本发明旨在克服现有技术缺陷，提供一种可同时入电池正、负极片的卷绕针结构, 提高卷绕效率，改善电芯品质。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种电池的卷绕针结构，包括第一针体和第二针体，其特征在于，还包括控制所述第一针体和所述第二针体在竖直向上开合的竖直向调节组件，以及控制所述第一针体和所述第二针体在横向上错位移动的横向调节组件。

还包括第一固定座和第二固定座，所述横向调节组件和所述竖直向调节组件固定在所述第一固定座上，所述第一针体的一端与所述竖直向调节组件相连，所述第一针体的另一端与所述第二固定座卡合，所述第二针体的一端与所述横向调节组件相连，所述第二针体的另一端与所述第二固定座卡合。

所述竖直向调节组件包括竖直向驱动模块和竖直向滑动机构，所述竖直向滑动机构固定在所述第一固定座上，所述第一针体受所述竖直向驱动模块的驱动在所述竖直向滑动机构上沿竖直方向向上滑动。

所述竖直向调节组件还包括竖直向弹性复位机构，所述竖直向弹性复位机构固定在所述第一固定座上，用于向所述第一针体提供与所述竖直驱动模块的驱动方向相反的回复力。

所述竖直向滑动机构包括竖直向滑轨、竖直向滑块、竖直向连接块、第一针体连接块和竖直向调节块，所述竖直向滑轨固定在所述第一固定座上，所述竖直向滑块与所述竖直向滑轨滑动连接，所述竖直向连接块固定在所述竖直向滑块上，所述竖直向调节块和所述第一针体连接块固定在所述竖直向连接块上，所述竖直向驱动模块作用到所述竖直向调节块上；

所述竖直向弹性复位机构包括竖直向固定块、竖直向弹簧和竖直向螺钉，所述竖直向固定块固定在所述第一固定座上，所述竖直向螺钉穿过所述竖直向固定块，所述竖直向弹簧卡设在所述竖直向螺钉和所述竖直向连接块之间。

所述竖直向驱动模块包括用于向上顶起第一针体的顶针及其驱动机构，所述顶针包括往前端延伸而高度逐级递减的多阶平台，平台之间平滑过渡，所述顶针沿第一针体长度方向的前后运动使得不同平台支撑所述第一针体，从而改变所述第一针体沿所述竖直向滑轨的滑动距离。

所述顶针包括第一平台、第二平台和第三平台，驱动机构推动所述顶针的第一平台、第二平台和第三平台先后接触支撑所述竖直向调节块，进而带动所述第一针体向上或向下移动。

所述横向调节组件包括横向驱动模块、横向滑动机构和横向弹性复位机构，所述横向滑动机构和所述横向弹性复位机构固定在所述第一固定座上，所述第二针体受所述横向驱动模块的驱动在所述横向滑动机构上沿横向滑动，所述横向弹性复位机构用于向所述第二针体提供与所述横向驱动模块的驱动方向相反的回复力。

所述横向滑动机构第二针体连接块、横向滑轨、横向滑块和横向连接块, 所述横向滑轨固定在所述第一固定座上，所述横向滑块滑动连接在所述横向滑轨上，所述横向连接块与所述横向滑块固定连接，所述第二针体连接块固定在所述横向连接块上，所述横向驱动模块作用到所述横向连接块上；

所述横向弹性复位机构包括横向固定块、横向螺钉和横向弹簧，所述横向固定块固定在所述第一固定座上，所述横向螺钉穿过所述横向固定块，所述横向弹簧卡设在所述横向螺钉和所述横向连接块之间；

所述横向驱动模块包括凸轮、旋转轴、顶杆、旋转轴固定块和凸轮驱动机构，所述旋转轴固定块固定在所述第一固定座上，所述旋转轴固定在所述旋转轴固定块上，所述凸轮可旋转地固定在所述旋转轴上，所述凸轮的外径圆缘与所述横向连接块接触，所述顶杆固定在所述凸轮上，所述凸轮驱动机构推动所述顶杆，进而推动所述凸轮沿所述旋转轴旋转，并带动所述横向连接块横向移动。

所述卷绕针结构还包括固定在所述第一固定座和所述第二固定座之间的第一卷针夹和第二卷针夹，所述第一针体可拆卸地嵌固在第一卷针夹上，所述第二针体可拆卸地嵌固在第二卷针夹上。

本发明的有益效果：

根据本发明的卷绕针结构，第一针体和第二针体方便开合，正、负极片以及隔膜可同时入进卷绕针里，提高了电芯的卷绕效率，且在收尾时，不会出现收尾不齐等现象；卷绕针的横向开合可调节第一针体和第二针体的横向位置，灵活适用于不同型号电芯的卷绕。优选地，由三个支撑平台的顶针，可实现第一针体和第二针体的不同距离的开合，配合卷绕、拔针、穿针动作，保证卷绕电芯的品质。本发明尤其适用于锂离子动力电池等动力电池电芯的制作。

附图说明

图1 本发明一种实施例的主视图；

图2 本发明一种实施例的右视图（去除针体和第二固定座）；

图3 本发明一种实施例卷绕状态的卷绕针右视图；

图4 本发明一种实施例拔针状态的卷绕针右视图；

图5 本发明一种实施例穿针状态的卷绕针右视图；

图6 本发明一种优选实施例的顶针示意图；

图7 本发明另一种实施例的主视图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

参阅图1至图6，在一些实施例里，电池的卷绕针结构包括第一针体3、第二针体4、控制所述第一针体3和所述第二针体4在竖直向上开合的竖直向调节组件5，以及控制所述第一针体3和所述第二针体4在横向上错位移动的横向调节组件6。

在较优的实施例里，动力电池的卷绕针结构还包括起固定作用的第一固定座1、第二固定座2、以及位于第一固定座1处、起保护作用的保护块8。

第一固定座1和第二固定座2固定在卷绕装置上，支撑卷绕针结构整体，横向调节组件6和竖直向调节组件5固定在第一固定座1上，第一针体3的一端与竖直向调节组件5相连，第一针体3的另一端与第二固定座2卡合，第二针体4的一端与横向调节组件6相连，第二针体4的另一端与第二固定座2卡合。

竖直向调节组件5可包括第一针体连接块51、竖直向滑轨52、竖直向滑块53、竖直向连接块54、竖直向调节块55、竖直向固定块56、竖直向弹簧57和竖直向螺钉58，竖直向滑轨52固定在第一固定座1上，竖直向滑块53与竖直向滑轨52滑动连接，竖直向连接块54固定在竖直向滑块53上，可沿竖直向滑轨52移动，竖直向调节块55和第一针体连接块51分别固定在竖直向连接块54上，竖直向固定块56固定在第一固定座1上，竖直向螺钉58穿过竖直向固定块56，竖直向弹簧57卡设在竖直向螺钉58和竖直向连接块54之间。

竖直向调节组件5可包括实现卷绕针结构分段开针的顶针7。

第一固定座1上可开设有供顶针7穿过的孔，顶针7一端与卷绕装置上的驱动机构相连并被固定，另一端穿过第一固定座1与竖直向调节块55接触。

顶针7优选包括第一平台71、第二平台72和第三平台73，平台之间平滑过渡，如在平台之间设置斜面平滑连接，顶针7与竖直向调节块55接触，顶针的第一平台71、第二平台72、第三平台73均可支撑竖直向调节块55，驱动机构推动顶针的第一平台71、第二平台72和第三平台73分别支撑竖直向调节块，推动第一针体连接块51，进而带动第一针体3向上或向下移动。

横向调节组件6可包括第二针体连接块601、横向滑轨602、横向滑块603、横向连接块604、横向固定块605、横向螺钉606、横向弹簧607、凸轮608、固定块609、旋转轴610、顶杆611，横向滑轨602固定在第一固定座1上，横向滑块603滑动连接在横向滑轨602上，横向连接块604与横向滑块603固定连接，可沿横向滑轨602移动，横向固定块605固定在第一固定座1上，横向螺钉606穿过横向固定块605，横向弹簧607卡设在横向螺钉606和横向连接块604之间，固定块609固定在第一固定座1上，旋转轴610固定在固定块609上，凸轮608旋转固定在旋转轴610上，所述凸轮608的外径圆周与所述横向连接块604接触，顶杆611固定在凸轮608上，驱动机构推动顶杆611，进而推动凸轮608沿旋转轴610旋转，并带动横向连接块604横向移动。

横向调节组件6还可包括一垫片612，固定连接在第二针体连接块601上，用于调节第二针体4在第二针体连接块601上的位置，以限定第一针体3和第二针体4的横向位置。通过垫片可调整不同电芯尺寸规格。

参阅图1至图6，较佳实施例的卷绕针结构在工作时分为三种状态：第一，卷绕，卷绕时第一针体和第二针体竖直向合并，横向错位最大，此时顶针的第一平台71支撑竖直向调节块55，凸轮608的最大外径接触横向连接块604；第二，拔针，当卷绕完成后，需将电芯在卷绕针结构上拔出，拔针时凸轮608的最小外径接触横向连接块604，顶针的第二平台72支撑竖直向调节块55，第一针体和第二针体竖直向有张开，横向无错位；第三，穿针，穿针时第一针体和第二针体竖直向张开最大，距离大于拔针时第一针体和第二针体张开的距离，横向错位最大，顶针的第三平台73支撑竖直向调节块55，凸轮的最大外径接触横向连接块604。

根据另一种工作过程，拔针时，控制第一针体和第二针体在横向有一定的错位，但拔针时的错位量小于卷绕和穿针时的错位量。

参阅图7，在另一种实施例里，卷绕针结构还包括固定在第一固定座1和第二固定座2之间的第一卷针夹9和第二卷针夹10，第一针体3镶嵌固定在第一卷针夹9上，第二针体4镶嵌固定在第二卷针夹10上，其它结构与上述实施例类同。采用卷针夹与针体镶嵌固定的方式，更换卷针时更换针体即可，方便操作；且其具有较好的刚性。

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

Claims (10)

1.一种电池的卷绕针结构，包括第一针体和第二针体，其特征在于：

还包括控制所述第一针体和所述第二针体在竖直向上开合的竖直向调节组件，以及控制所述第一针体和所述第二针体在横向上错位移动的横向调节组件。

2.如权利要求1所述的卷绕针结构，其特征在于：

还包括第一固定座和第二固定座，所述横向调节组件和所述竖直向调节组件固定在所述第一固定座上，所述第一针体的一端与所述竖直向调节组件相连，所述第一针体的另一端与所述第二固定座耦合，所述第二针体的一端与所述横向调节组件相连，所述第二针体的另一端与所述第二固定座耦合。

3.如权利要求2所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述竖直向调节组件包括竖直向驱动模块和竖直向滑动机构，所述竖直向滑动机构固定在所述第一固定座上，所述第一针体受所述竖直向驱动模块的驱动在所述竖直向滑动机构上沿竖直方向向上滑动。

4.如权利要求3所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述竖直向调节组件还包括竖直向弹性复位机构，所述竖直向弹性复位机构固定在所述第一固定座上，用于向所述第一针体提供与所述竖直驱动模块的驱动方向相反的回复力。

5.如权利要求4所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述竖直向滑动机构包括竖直向滑轨、竖直向滑块、竖直向连接块、第一针体连接块和竖直向调节块，所述竖直向滑轨固定在所述第一固定座上，所述竖直向滑块与所述竖直向滑轨滑动连接，所述竖直向连接块固定在所述竖直向滑块上，所述竖直向调节块和所述第一针体连接块固定在所述竖直向连接块上，所述竖直向驱动模块作用到所述竖直向调节块上；

所述竖直向弹性复位机构包括竖直向固定块、竖直向弹簧和竖直向螺钉，所述竖直向固定块固定在所述第一固定座上，所述竖直向螺钉穿过所述竖直向固定块，所述竖直向弹簧卡设在所述竖直向螺钉和所述竖直向连接块之间。

6.如权利要求3至5任一项所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述竖直向驱动模块包括用于向上顶起第一针体的顶针及其驱动机构，所述顶针包括往前端延伸而高度逐级递减的多阶平台，平台之间平滑过渡，所述顶针沿第一针体长度方向的前后运动使得不同平台支撑所述第一针体，从而改变所述第一针体沿竖直向的滑动距离。

7.如权利要求5所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述竖直向驱动模块包括用于向上顶起第一针体的顶针及其驱动机构，所述顶针包括往前端延伸而高度逐级递减的第一平台、第二平台和第三平台，平台之间平滑过渡，所述驱动机构推动所述顶针的第一平台、第二平台和第三平台先后接触支撑所述竖直向调节块，进而带动所述第一针体向上或向下移动。

8.如权利要求2至5任一项所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述横向调节组件包括横向驱动模块、横向滑动机构和横向弹性复位机构，所述横向滑动机构和所述横向弹性复位机构固定在所述第一固定座上，所述第二针体受所述横向驱动模块的驱动在所述横向滑动机构上沿横向滑动，所述横向弹性复位机构用于向所述第二针体提供与所述横向驱动模块的驱动方向相反的回复力。

9.如权利要求8所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述横向滑动机构第二针体连接块、横向滑轨、横向滑块和横向连接块, 所述横向滑轨固定在所述第一固定座上，所述横向滑块滑动连接在所述横向滑轨上，所述横向连接块与所述横向滑块固定连接，所述第二针体连接块固定在所述横向连接块上，所述横向驱动模块作用到所述横向连接块上；

所述横向弹性复位机构包括横向固定块、横向螺钉和横向弹簧，所述横向固定块固定在所述第一固定座上，所述横向螺钉穿过所述横向固定块，所述横向弹簧卡设在所述横向螺钉和所述横向连接块之间；

所述横向驱动模块包括凸轮、旋转轴、顶杆、旋转轴固定块和凸轮驱动机构，所述旋转轴固定块固定在所述第一固定座上，所述旋转轴固定在所述旋转轴固定块上，所述凸轮可旋转地固定在所述旋转轴上，所述凸轮的外径圆缘与所述横向连接块接触，所述顶杆固定在所述凸轮上，所述凸轮驱动机构推动所述顶杆，进而推动所述凸轮沿所述旋转轴旋转，并带动所述横向连接块横向移动。

10.如权利要求2至5任一项所述的卷绕针结构，其特征在于：

所述卷绕针结构还包括固定在所述第一固定座和所述第二固定座之间的第一卷针夹和第二卷针夹，所述第一针体可拆卸地嵌固在第一卷针夹上，所述第二针体可拆卸地嵌固在第二卷针夹上。

Images