CN107394110B - 极片入料设备、极片入料方法及卷绕机 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及电池加工技术领域，尤其涉及一种极片入料设备、极片入料方法及卷绕机。该极片入料设备包括：极片夹紧装置，极片夹紧装置能够向极片施加夹紧力，并将极片的入料头部传送至卷针处，检测装置，检测装置用于检测入料头部的偏移量；调节装置，调节装置与极片夹紧装置连接，且调节装置能够调节极片夹紧装置在极片的宽度方向上的摆动角度，控制装置，控制装置与检测装置及调节装置连接，控制装置能够根据检测装置测得的偏移量控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度。该技术方案能够提高极片的入料头部与卷针的对齐度，从而提高卷绕效果，提高电芯品质。

Description

极片入料设备、极片入料方法及卷绕机
技术领域
本申请涉及电池加工技术领域，尤其涉及一种极片入料设备、极片入料方法及卷绕机。
背景技术
随着锂电行业的飞速发展，对电芯的生产效率要求越来越高。作为电芯的一个关键工序-卷绕工序，卷绕机的卷绕效率极大的影响着电芯的生产效率。因此，为了提高电芯的生产效率，现通常采用的方式为提高卷绕机的卷绕速度，但随着卷绕速度的提高，极片的入料头部会发生偏移，从而导致极片的入料头部与卷针对齐度不好，导致卷绕效果变差，影响电芯品质。
发明内容
本申请提供了一种极片入料设备、极片入料方法及卷绕机，能够提高极片的入料头部与卷针的对齐度，从而提高卷绕效果，提高电芯品质。
本申请第一方面提供了一种极片入料设备，其包括：
极片夹紧装置，所述极片夹紧装置能够向极片施加夹紧力，并将所述极片的入料头部传送至卷针处，
检测装置，所述检测装置用于检测所述入料头部的偏移量；
调节装置，所述调节装置与所述极片夹紧装置连接，且所述调节装置能够调节所述极片夹紧装置在所述极片的宽度方向上的摆动角度，
控制装置，所述控制装置与所述检测装置及所述调节装置连接，所述控制装置能够根据所述检测装置测得的偏移量控制所述调节装置调节所述极片夹紧装置的摆动角度。
优选地，
所述调节装置包括主动带轮、同步带、从动带轮及与所述控制装置连接的驱动电机，
所述驱动电机与所述主动带轮转动连接，所述主动带轮与所述从动带轮通过同步带连接，所述从动带轮与所述极片夹紧装置连接，且所述从动带轮转动以带动所述极片夹紧装置摆动。
优选地，
所述调节装置还包括减速器，所述驱动电机通过所述减速器与所述主动带轮连接。
优选地，
所述调节装置还包括张紧调整座，所述张紧调整座通过调整所述主动带轮与所述从动带轮之间的距离以调整所述同步带的张紧力。
优选地，
所述调节装置包括主动齿轮、从动齿轮及与所述控制装置连接的驱动电机，
所述驱动电机与所述主动齿轮转动连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮相啮合，且所述从动齿轮与所述极片夹紧装置连接，所述从动齿轮转动以带动所述极片夹紧装置摆动。
优选地，
所述极片入料设备还包括切断装置，所述极片夹紧装置及所述切断装置在所述极片的传送方向依次设置，且所述切断装置具有朝向所述卷针的移动行程。
优选地，
所述检测装置设置在所述极片夹紧装置与所述切断装置之间。
优选地，
所述切断装置相比于所述极片夹紧装置更靠近所述检测装置。
本申请第二方面提供了一种极片入料方法，其特征在于，应用于上述任一项所述的极片入料设备，所述方法包括：
通过检测装置检测极片的入料头部的偏移量；
根据所述检测装置测得的偏移量，控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度。
本申请第三方面提供了一种卷绕机，其包括卷针及上述任一项所述的极片入料设备。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的极片入料设备，通过检测装置实时检测入料头部的偏移量，并将测得的偏移量实时传送至控制装置，该控制装置根据入料头部的偏移量控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度，从而提高极片的入料头部与卷针的对齐度，提高卷绕效果以及提高电芯品质。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例所提供的极片入料设备的结构示意图；
图2为本申请一个实施例所提供的极片入料设备中，调节装置的结构示意图；
图3为本申请另一个实施例所提供的极片入料设备中，调节装置的结构示意图；
图4为本申请实施例所提供的极片入料设备中，检测装置的结构示意图；
图5为本申请实施例所提供的卷绕机的结构示意图；
图6为本申请实施例所提供的极片入料方法的流程图。
附图标记：
10-卷针；
11-切断装置；
12-隔膜张力控制装置；
13-隔膜放卷装置；
14-极片张力控制装置；
15-极片放卷装置；
16-极片夹紧装置；
17-调节装置；
170-主动带轮，171-同步带，172-从动带轮，173-驱动电机，174-减速器，175-张紧调整座；176-基座板，177-电机座，178-张紧螺丝，179a-连接轴，179b-支撑轴承。
18-检测装置；
180-支架；
181-支板；
19-极片；
20-隔膜；
21-电缸；
22-传动部件；
23-支撑件；
24-第一限位板；
25-第二限位板；
26-驱动结构；
27-固定板。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
如图1至图5所示，本申请实施例提供了一种极片入料设备，其包括极片夹紧装置16、检测装置18、调节装置17及控制装置(图中未示出)。
此极片夹紧装置16能够向极片19施加夹紧力，并将极片19的入料头部传送至卷针10处。其中，此极片19可为正极极片或负极极片。检测装置18用于检测极片19的入料头部的偏移量。调节装置17与极片夹紧装置16连接，且调节装置17能够调节极片夹紧装置16在极片19的宽度方向上的摆动角度。而控制装置与检测装置18及调节装置17连接，控制装置能够根据检测装置18测得的偏移量控制调节装置17调节极片夹紧装置16的摆动角度，从而调节极片19的入料头部，使得极片19的入料头部与卷针10上的入料位置对齐，继而提高卷绕效果及电芯品质。
在本实施例中，通过检测装置18能够实时检测极片19的入料头部的偏移量，并将测得的偏移量实时传送至控制装置，且该控制装置根据极片19的入料头部的偏移量控制调节装置17调节极片夹紧装置16的摆动角度，这样设计实现了极片19的入料头部的自动调节，在不影响加工效率的同时，有效提高了后续极片的卷绕效果及电芯品质。
在本申请的一个实施例中，如图2所示，上述调节装置17包括主动带轮170、同步带171、从动带轮172及与控制装置连接的驱动电机173。具体地，驱动电机173与主动带轮170转动连接，主动带轮170与从动带轮172通过同步带171连接，从动带轮172与极片夹紧装置16连接。其中，控制装置控制驱动电机173驱动主动带轮170转动，由于主动带轮170与从动带轮172通过同步带171连接，因此，从动带轮172能够在主动带轮170与同步带171的带动下进行转动，从动带轮172转动以带动极片夹紧装置16摆动。
也就是说，本实施例中的调节装置17可通过同步带传动的方式调节极片夹紧装置16的摆动角度，以使极片19的入料头部与卷针10上的入料位置对齐，这样设计降低了调节装置17的结构复杂性，且操作简单，从而能够提高调节精度，提高卷绕效果及电芯品质。
可选地，上述调节装置17还包括减速器174，上述驱动电机173通过减速器174与主动带轮170连接。本实施中通过设置减速器174可降低调节装置17的转速，增大调节装置17的转矩，从而可提高极片夹紧装置16的反应灵敏性，提高调节精度。
可选地，上述调节装置17还包括张紧调整座175，张紧调整座175通过调整主动带轮170与从动带轮172之间的距离以调整同步带171的张紧力，避免由于张紧力过小导致同步带171松动，从而导致极片夹紧装置16的摆动不够灵敏的情况，以及避免由于张紧力过大导致同步带171断裂的情况，延长了同步带171的使用寿命。
具体地，上述调节装置17还可包括基座板176、电机座177、张紧螺丝178、连接轴179a及支撑轴承179b。其中，基座板176用螺丝固定在卷绕设备的机架上(图中未示出)。驱动电机173通过螺丝和减速器174固定在一起，减速器174用螺丝固定在电机座177上，电机座177、张紧调整座175通过螺丝固定在基座板176上，支撑轴承179b通过螺丝固定在基座板176上，连接轴179a通过螺丝固定在支撑轴承179b上，主动带轮170通过胀紧套固定在减速器174上，从动带轮172通过胀紧套固定在连接轴179a上，同步带171套在主动带轮170和从动带轮172上。其中，上述张紧调整座175可将主动带轮170压紧在减速器174上，以调整同步带171的张紧力。
在本申请的另一个实施例中，上述调节装置可包括主动齿轮、从动齿轮及与控制装置连接的驱动电机。具体地，驱动电机与主动齿轮转动连接，从动齿轮与主动齿轮相啮合，且从动齿轮与极片夹紧装置连接。其中，控制装置控制驱动电机驱动主动齿轮转动，由于主动齿轮与从动齿轮相啮合，因此，从动齿轮能够在主动齿轮的带动下进行转动，且从动齿轮转动以带动极片夹紧装置摆动。
也就是说，本实施例中的调节装置可通过齿轮传动的方式调节极片夹紧装置的摆动角度，以使极片的入料头部与卷针上的入料位置对齐，这样设计使得调节装置的结构更加紧凑，且操作简单，从而能够提高调节精度，提高卷绕效果及电芯品质。
在本申请的再一个实施例中，如图3所示，该调节装置可包括电缸21、传动部件22、固定轴(未示出)及与极片夹紧装置16固定连接的支撑件23。具体地，电缸21与传动部件22连接，传动部件22与支撑件23相啮合，且该支撑件23与固定轴转动连接。其中，控制装置控制电缸21驱动传动部件22进行直线运动，由于传动部件22与支撑件23相啮合，在传动部件22进行直线运动的同时，该传动部件22能够带动支撑件23绕固定轴转动，从而带动与支撑件23连接的极片夹紧装置16摆动。
其中，此极片入料设备还可包括切断装置11，极片夹紧装置16及切断装置11在极片19的传送方向依次设置。在卷针10完成一个电芯卷绕时，通过此切断装置11可对极片19进行切断。其中，此切断装置11具有朝向卷针10的移动行程。具体地，在卷针10将要完成一个电芯卷绕时，该切断装置11可与极片19同步朝向卷针10移动，该切断装置11能够在移动过程中完成对极片19的切断。这样设计不仅能够提高卷绕效率，而且还可缓解极片19被撕裂的情况，提高电芯品质。
值得说明的是，由于极片夹紧装置16与切断装置11在极片19的传送方向依次设置。因此，切断装置11切断极片后，用于卷绕下一个电芯的极片19的入料头部则位于极片夹紧装置16与切断装置11之间，即该入料头部位于如图5所示的A区。其中，为了能够精准的检测到极片19的入料头部的偏移量。优选地，将检测装置18设置在极片夹紧装置16与切断装置11之间。
具体地，如图4所示，该检测装置18可通过螺丝固定在支架180上，该支架180可通过螺丝装配在支板181上，而该支板181可通过螺丝装配在卷绕设备的机架上。
进一步地，切断装置11相比于极片夹紧装置16更靠近检测装置18，这样设计能够更加准确的检测到极片19的入料头部的偏移量。
其中，由于极片19较薄，为避免切断后的极片19的入料头部在重力作用下下垂，本申请的极片入料设备还可包括第一限位板24和第二限位板25，该第一限位板24和第二限位板25沿极片19的厚度方向设置，且该第一限位板24和第二限位板25能够限制极片19在自身厚度方向上的波动，因此可以避免极片19的入料头部下垂，在进行下个电芯制作时，可降低极片的入料难度。
在本申请的一个具体实施例中，该极片入料设备还包括驱动结构26，该驱动结构26可采用伺服电机作为动力，丝杆传动或同步带轮传送完成极片夹紧装置16的送料功能(即：将极片19的入料头部传送至卷针10处)和切断装置11的飞切功能(即：该切断装置11与极片19同步朝向卷针10移动，在移动过程中完成对极片19的切断)。
另外，由于极片19的入料头部在朝向卷针10的方向移动时会经过切断装置11，如果仅调节极片夹紧装置16的摆动角度，不调节切断装置11的摆动角度，有可能调整后的极片19的入料头部在传送过程中会与切断装置11发生干涉。因此，为了避免这种情况发生，该极片入料设备还可包括固定板27，上述极片夹紧装置16和切断装置11沿极片19的传送方向安装在固定板27上，且上述调节装置17与固定板27连接，并能够调节固定板27在极片19的宽度方向上的摆动角度，从而可调节极片夹紧装置16和切断装置11在极片19的宽度方向上的摆动角度，继而可调节极片19的入料头部，使得极片19的入料头部与卷针上的入料位置对齐，以提高卷绕效果及电芯品质。
其中，上述切断装置11和极片夹紧装置16可在固定板27上沿着极片的入料方向滑动，以实现切断装置11的飞切功能及极片夹紧装置16的送料功能。
如图6所示，本申请还提供了一种极片入料方法，应用于上述任一实施例所述的极片入料设备，该极片入料方法包括：
S1、通过检测装置检测极片的入料头部的偏移量；
S2、根据检测装置测得的偏移量，控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度。
在本实施例中，极片开始入料时，控制装置通过检测装置能够实时检测极片的入料头部的偏移量，并将测得的偏移量实时传送至控制装置，且该控制装置根据极片的入料头部的偏移量控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度，从而调节极片的入料头部，使得极片的入料头部与卷针上的入料位置对齐。这样设计实现了极片的入料头部的自动调节，在不影响加工效率的同时，有效提高了后续极片的卷绕效果及电芯品质。
具体地，控制装置通过检测装置实时检测极片的入料头部的偏移量过程具体可为：控制装置通过检测装置实时检测极片的入料头部的入料位置，并与设定位置进行比较，然后得到偏移量；再根据极片的入料头部的偏移量控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度。
另外，本申请又提供了一种卷绕机，其包括卷针及上述任一项的极片入料设备。
其中，如图5所示，该卷绕机还包括极片放卷装置15、极片张力控制装置14、隔膜放卷装置13及隔膜张力控制装置12。具体地，该极片放卷装置15和隔膜放卷装置13分别用于卷绕极片19和隔膜20，极片张力控制装置14用于调节极片19在传送过程中的张紧力，隔膜张力控制装置12用于调节隔膜20在传送过程中的张紧力。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种极片入料设备，其特征在于，包括：
极片夹紧装置，所述极片夹紧装置能够向极片施加夹紧力，并将所述极片的入料头部传送至卷针处，
检测装置，所述检测装置用于检测所述入料头部的偏移量；
调节装置，所述调节装置与所述极片夹紧装置连接，且所述调节装置能够调节所述极片夹紧装置在所述极片的宽度方向上的摆动角度；
控制装置，所述控制装置与所述检测装置及所述调节装置连接，所述控制装置能够根据所述检测装置测得的偏移量控制所述调节装置调节所述极片夹紧装置的摆动角度；其中，
所述调节装置包括主动带轮、同步带、从动带轮及与所述控制装置连接的驱动电机，所述驱动电机与所述主动带轮转动连接，所述主动带轮与所述从动带轮通过同步带连接，所述从动带轮与所述极片夹紧装置连接，且所述从动带轮转动以带动所述极片夹紧装置摆动；
或
所述调节装置包括主动齿轮、从动齿轮及与所述控制装置连接的驱动电机，所述驱动电机与所述主动齿轮转动连接，所述从动齿轮与所述主动齿轮相啮合，且所述从动齿轮与所述极片夹紧装置连接，所述从动齿轮转动以带动所述极片夹紧装置摆动；
或
所述调节装置包括电缸、传动部件、固定轴及与所述极片夹紧装置固定连接的支撑件，所述电缸与所述传动部件连接，所述传动部件与所述支撑件相啮合，且所述支撑件与所述固定轴转动连接，所述传动部件在进行直线运动时能够带动所述支撑件绕所述固定轴转动，以带动所述极片夹紧装置摆动。
2.根据权利要求1所述的极片入料设备，其特征在于，
所述调节装置还包括减速器，所述驱动电机通过所述减速器与所述主动带轮连接。
3.根据权利要求1所述的极片入料设备，其特征在于，
所述调节装置还包括张紧调整座，所述张紧调整座通过调整所述主动带轮与所述从动带轮之间的距离以调整所述同步带的张紧力。
4.根据权利要求1所述的极片入料设备，其特征在于，
所述极片入料设备还包括切断装置，所述极片夹紧装置及所述切断装置在所述极片的传送方向依次设置，且所述切断装置具有朝向所述卷针的移动行程。
5.根据权利要求4所述的极片入料设备，其特征在于，
所述检测装置设置在所述极片夹紧装置与所述切断装置之间。
6.根据权利要求5所述的极片入料设备，其特征在于，
所述切断装置相比于所述极片夹紧装置更靠近所述检测装置。
7.一种极片入料方法，其特征在于，应用于权利要求1至6中任一项所述的极片入料设备，所述方法包括：
通过检测装置检测极片的入料头部的偏移量；
根据所述检测装置测得的偏移量，控制调节装置调节极片夹紧装置的摆动角度。
8.一种卷绕机，其特征在于，包括卷针及权利要求1至6中任一项所述的极片入料设备。
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