CN109713377A - 一种生产配对裸电芯式卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种生产配对裸电芯式卷绕机，涉及锂电池生产技术领域，是由阳极卷料A、防尘板A、一号隔膜卷料A、纠偏辊组A、阴极卷料A、二号隔膜卷料A、张力调节辊组A、入料枪移位装置A、卷绕拔针装置A、卷绕拔针装置B、入料枪移位装置B、纠偏辊组B、防尘板B、二号隔膜卷料B、张力调节辊组B、阴极卷料B、一号隔膜卷料B、阳极卷料B、卷绕机箱体、卷针支架B、卷针支架A组成的，本发明卷绕机包括六个卷绕拔针装置和两个入料枪移位装置，入料枪可在三个卷绕工位之间切换，一台卷绕机可以同时生产配对裸电芯JR‑A和JR‑B，提升了配对裸电芯制造速度，降低了卷绕机成本，解决了卷绕机不能同时生产配对裸电芯的技术难题。

Description

一种生产配对裸电芯式卷绕机

技术领域

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体地，涉及一种生产配对裸电芯式卷绕机。

背景技术

随着我国汽车保有量的快速攀升，对石油消耗造成严重负担，而石油的大规模使用，正是温室气体排放，全球气候变暖，环境严重污染以及空气雾霾等问题的根源。自2010年起，我国政府开始扶持新能源汽车产业，新能源汽车的发展离不开动力电池，作为核心零部件之一，动力电池成本占整车成本的30％～50％，动力电池成本过高致使电动汽车的价格明显高于同级别燃油车，进一步降低电池成本是全行业的努力方向。

动力电池硬壳电芯通常由两个对称的裸电芯配对焊接在一起，一个称之为裸电芯JR-A，一个称之为裸电芯JR-B，JR-A和JR-B区别就是正负极位置左右相反，两个合为配对裸电芯。目前裸电芯JR-A和JR-B由两台卷绕机分别卷绕制成，两台卷绕机的卷绕方向相反，降低了生产效率，并且卷绕机成本昂贵，是降低动力电池制造成本的瓶颈。因此需要一种生产配对裸电芯式卷绕机，来解决目前卷绕机不能同时卷绕配对裸电芯JR-A和JR-B的难题，以降低动力电池制造成本，而目前这种生产配对裸电芯式卷绕机市场上是没有的。

发明内容

针对上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种生产配对裸电芯式卷绕机，本发明卷绕机包括六个卷绕拔针装置和两个入料枪移位装置，入料枪可在三个卷绕工位之间切换，一台卷绕机可以同时生产配对裸电芯JR-A和JR-B，提升了配对裸电芯制造速度，降低了卷绕机成本，解决了卷绕机不能同时生产配对裸电芯的技术难题。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：

一种生产配对裸电芯式卷绕机，是由阳极卷料A、防尘板A、一号隔膜卷料A、纠偏辊组A、阴极卷料A、二号隔膜卷料A、张力调节辊组A、入料枪移位装置A、卷绕拔针装置A、卷绕拔针装置B、入料枪移位装置B、纠偏辊组B、防尘板B、二号隔膜卷料B、张力调节辊组B、阴极卷料B、一号隔膜卷料B、阳极卷料B、卷绕机箱体、卷针支架B、卷针支架A组成的，所述的入料枪移位装置A包括滑轨支架、直线导轨、感应器、入料枪、同步轮B、同步带、升降伺服电机和同步轮A，所述的卷绕拔针装置A包括一号联轴器、气囊卷针、二号联轴器、伺服电机、电机安装座和拔针气缸，所述的气囊卷针包括充气通道、卡轴、卷针主体、气囊和破真空气孔，所述的配对裸电芯包括裸电芯JR-A和裸电芯JR-B，其特征是：所述阳极卷料A、一号隔膜卷料A、阴极卷料A和二号隔膜卷料A成纵向安装在卷绕机箱体左侧，所述防尘板A设置于卷料之间，共计5块，所述纠偏辊组A成纵向安装在卷料右侧，共计4个，所述张力调节辊组A成纵向安装在纠偏辊组A右侧，共计4个，所述入料枪移位装置A安装在张力调节辊组A右侧，底部与卷绕机箱体固定，所述卷绕拔针装置A设置于入料枪移位装置A右侧，其一端固定于卷绕机箱体，另一端固定于卷针支架A，共计3个卷绕拔针装置A成纵向分布，所述卷绕拔针装置B设置于卷绕拔针装置A右侧，对称分布，其一端固定于卷绕机箱体，另一端固定于卷针支架B，共计3个卷绕拔针装置B成纵向分布，所述入料枪移位装置B安装于卷绕拔针装置B右侧，底部与卷绕机箱体固定，所述阳极卷料B、一号隔膜卷料B、阴极卷料B和二号隔膜卷料B成纵向安装在卷绕机箱体右侧，所述防尘板B设置于卷料之间，共计5块，所述纠偏辊组B成纵向安装在卷料左侧，共计4个，所述张力调节辊组B成纵向安装在纠偏辊组B左侧，共计4个，所述张力调节辊组B左侧设置有入料枪移位装置B。

优选地，所述入料枪移位装置A包括滑轨支架、直线导轨、感应器、入料枪、同步轮B、同步带、升降伺服电机和同步轮A，所述滑轨支架底部安装在卷绕机箱体上，所述直线导轨安装在滑轨支架两侧，所述感应器安装在入料枪右侧端面，所述入料枪内侧与直线导轨滑动连接，其右侧端面与同步带连接，所述同步带上端连接同步轮B，下端连接同步轮A，所述同步轮B安装在滑轨支架上，所述同步轮A安装在升降伺服电机轴上，所述升降伺服电机安装在滑轨支架底部，所述入料枪移位装置B与入料枪移位装置A关于卷绕机箱体中轴线成对称分布，组成相同。

优选地，所述的卷绕拔针装置A包括一号联轴器、气囊卷针、二号联轴器、伺服电机、电机安装座和拔针气缸，所述一号联轴器一端连接卷针支架A，另一端连接气囊卷针，所述气囊卷针另一端通过二号联轴器与伺服电机连接，所述伺服电机安装在电机安装座，所述电机安装座与拔针气缸轴端连接，所述拔针气缸安装在卷绕机箱体背面，所述卷绕拔针装置A共计三个成纵向分布，所述卷绕拔针装置B与卷绕拔针装置A关于卷绕机箱体中轴线成对称分布，组成相同，卷绕拔针装置B共计三个成纵向分布。

优选地，所述气囊卷针包括充气通道、卡轴、卷针主体、气囊和破真空气孔，所述充气通道设置于卷针主体端面圆心位置，与气囊和破真空气孔相连通，所述卡轴设置于卷针主体端面，与一号联轴器连接，所述卷针主体外围粘附有一层气囊，所述破真空气孔设置于气囊沟槽中。

更优选地，所述配对裸电芯包括裸电芯JR-A和裸电芯JR-B，所述卷绕拔针装置A顺时针卷绕裸电芯JR-A，同时所述卷绕拔针装置B逆时针卷绕裸电芯JR-B。

具体的，所述入料枪移位装置A和入料枪移位装置B可以在三个卷绕工位之间切换，包括上工位A、上工位B、中工位A、中工位B、下工位A以及下工位B。

具体地，所述气囊卷针的气囊具有伸缩性，径向伸缩距离为6～10mm。

具体地，所述破真空气孔设计有7个，并排于半圆柱型沟槽中，所述破真空气孔可在卷绕结束后对裸电芯内部充气。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

(1)本发明卷绕机包括六个卷绕拔针装置和两个入料枪移位装置，入料枪可在三个卷绕工位之间切换，一台卷绕机可以同时生产配对裸电芯JR-A和裸电芯JR-B，提升了配对裸电芯制造速度，间接降低了卷绕机成本，解决了卷绕机不能同时生产配对裸电芯的技术难题；

(2)本发明卷绕拔针装置A与卷绕拔针装置B关于卷绕机箱体中轴线成对称分布，所述卷绕拔针装置A顺时针卷绕裸电芯JR-A，同时所述卷绕拔针装置B逆时针卷绕裸电芯JR-B；

(3)本发明气囊卷针设计有气囊和破真空气孔结构，所述充气通道可容纳两根充气管，一根充气管与气囊连通，另一根充气管与破真空气孔连通，气囊收缩可以增加拔针间隙，破真空气孔可破除隔膜和卷针之间的负压真空，因此可有效解决卷绕裸电芯拔针不良的技术难题；

(4)本发明入料枪移位装置A和入料枪移位装置B可以在三个卷绕工位之间切换，包括上工位A、上工位B、中工位A、中工位B、下工位A以及下工位B。

本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

下列附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，其与下述的具体实施方式一起用于解释本发明，但本发明的保护范围并不局限于下述附图及具体实施方式。在附图中：

图1为本发明的卷绕机整体结构示意图；

图2为本发明的卷绕机另一方向结构示意图；

图3为本发明的入料枪移位装置A结构示意图；

图4为本发明的卷绕拔针装置A结构示意图；

图5为本发明的气囊卷针结构示意图；

图6为本发明的裸电芯JR-A、裸电芯JR-B和配对裸电芯结构示意图。

图中：1阳极卷料A，2防尘板A，3一号隔膜卷料A，4纠偏辊组A，5阴极卷料A，6二号隔膜卷料A，7张力调节辊组A，8入料枪移位装置A，801滑轨支架，802直线导轨，803感应器，804入料枪，805同步轮B，806同步带，807升降伺服电机，808同步轮A，9卷绕拔针装置A，901一号联轴器，902气囊卷针，9021充气通道，9022卡轴，9023卷针主体，9024气囊，9025破真空气孔，903二号联轴器，904伺服电机，905电机安装座，906拔针气缸，10卷绕拔针装置B，11入料枪移位装置B，12纠偏辊组B，13防尘板B，14二号隔膜卷料B，15张力调节辊组B，16阴极卷料B，17一号隔膜卷料B，18阳极卷料B，19卷绕机箱体，20卷针支架B，21卷针支架A，22裸电芯JR-A，23裸电芯JR-B，24配对裸电芯。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，本发明的保护范围并不局限于下述的具体实施方式。

本发明设计的一种生产配对裸电芯式卷绕机，包括六个卷绕拔针装置和两个入料枪移位装置，入料枪可在三个卷绕工位之间切换，一台卷绕机可以同时生产配对裸电芯JR-A和JR-B，提升了配对裸电芯制造速度，降低了卷绕机成本，解决了卷绕机不能同时生产配对裸电芯的技术难题。

参见图1至图6所示，一种生产配对裸电芯式卷绕机，是由阳极卷料A1、防尘板A 2、一号隔膜卷料A 3、纠偏辊组A 4、阴极卷料A 5、二号隔膜卷料A6、张力调节辊组A 7、入料枪移位装置A 8、卷绕拔针装置A 9、卷绕拔针装置B 10、入料枪移位装置B 11、纠偏辊组B 12、防尘板B 13、二号隔膜卷料B 14、张力调节辊组B 15、阴极卷料B 16、一号隔膜卷料B 17、阳极卷料B 18、卷绕机箱体19、卷针支架B 20、卷针支架A 21组成的，所述的入料枪移位装置A8包括滑轨支架801、直线导轨802、感应器803、入料枪804、同步轮B 805、同步带806、升降伺服电机807和同步轮A 808，所述的卷绕拔针装置A 9包括一号联轴器901、气囊卷针902、二号联轴器903、伺服电机904、电机安装座905和拔针气缸906，所述的气囊卷针902包括充气通道9021、卡轴9022、卷针主体9023、气囊9024和破真空气孔9025，所述的配对裸电芯24包括裸电芯JR-A22和裸电芯JR-B 23，其特征是：所述阳极卷料A 1、一号隔膜卷料A 3、阴极卷料A 5和二号隔膜卷料A 6成纵向安装在卷绕机箱体19左侧，所述防尘板A 2设置于卷料之间，共计5块，所述纠偏辊组A 4成纵向安装在卷料右侧，共计4个，所述张力调节辊组A 7成纵向安装在纠偏辊组A 4右侧，共计4个，所述入料枪移位装置A 8安装在张力调节辊组A 7右侧，底部与卷绕机箱体19固定，所述卷绕拔针装置A 9设置于入料枪移位装置A8右侧，其一端固定于卷绕机箱体19，另一端固定于卷针支架A 21，共计3个卷绕拔针装置A9成纵向分布，所述卷绕拔针装置B 10设置于卷绕拔针装置A9右侧，对称分布，其一端固定于卷绕机箱体19，另一端固定于卷针支架B 20，共计3个卷绕拔针装置B 10成纵向分布，所述入料枪移位装置B 11安装于卷绕拔针装置B 10右侧，底部与卷绕机箱体19固定，所述阳极卷料B 18、一号隔膜卷料B 17、阴极卷料B 16和二号隔膜卷料B 14成纵向安装在卷绕机箱体19右侧，所述防尘板B 13设置于卷料之间，共计5块，所述纠偏辊组B 12成纵向安装在卷料左侧，共计4个，所述张力调节辊组B 15成纵向安装在纠偏辊组B 12左侧，共计4个，所述张力调节辊组B 15左侧设置有入料枪移位装置B 11。

参见图3所示，优选地，所述入料枪移位装置A8包括滑轨支架801、直线导轨802、感应器803、入料枪804、同步轮B 805、同步带806、升降伺服电机807和同步轮A 808，所述滑轨支架801底部安装在卷绕机箱体19上，所述直线导轨802安装在滑轨支架801两侧，所述感应器803安装在入料枪804右侧端面，所述入料枪804内侧与直线导轨802滑动连接，其右侧端面与同步带806连接，所述同步带806上端连接同步轮B 805，下端连接同步轮A 808，所述同步轮B 805安装在滑轨支架801上，所述同步轮A 808安装在升降伺服电机807轴上，所述升降伺服电机807安装在滑轨支架801底部，所述入料枪移位装置B11与入料枪移位装置A 8关于卷绕机箱体19中轴线成对称分布，组成相同。

参见图4所示，优选地，所述的卷绕拔针装置A 9包括一号联轴器901、气囊卷针902、二号联轴器903、伺服电机904、电机安装座905和拔针气缸906，所述一号联轴器901一端连接卷针支架A 21，另一端连接气囊卷针902，所述气囊卷针902另一端通过二号联轴器903与伺服电机904连接，所述伺服电机904安装在电机安装座905上，所述电机安装座905与拔针气缸906轴端连接，所述拔针气缸906安装在卷绕机箱体19背面，所述卷绕拔针装置A 9共计三个成纵向分布，所述卷绕拔针装置B 10与卷绕拔针装置A 9关于卷绕机箱体19中轴线成对称分布，组成相同，卷绕拔针装置B 10共计三个成纵向分布。

参见图5所示，优选地，所述气囊卷针902包括充气通道9021、卡轴9022、卷针主体9023、气囊9024和破真空气孔9025，所述充气通道9021设置于卷针主体9023端面圆心位置，与气囊9024和破真空气孔9025相连通，所述卡轴9022设置于卷针主体9023端面，与一号联轴器901连接，所述卷针主体9023外围粘附有一层气囊9024，所述破真空气孔9025设置于气囊9024沟槽中。

参见图6所示，更优选地，所述配对裸电芯24包括裸电芯JR-A 22和裸电芯JR-B23，所述卷绕拔针装置A 9顺时针卷绕裸电芯JR-A 22，同时所述卷绕拔针装置B 10逆时针卷绕裸电芯JR-B 23。

参见图1所示，具体的，所述入料枪移位装置A 8和入料枪移位装置B 11可以在三个卷绕工位之间切换，包括上工位A、上工位B、中工位A、中工位B、下工位A以及下工位B。

参见图5所示，具体地，所述气囊卷针902的气囊9024具有伸缩性，径向伸缩距离为6～10mm。

参见图5所示，具体地，所述破真空气孔9025设计有7个，并排于半圆柱型沟槽中，所述破真空气孔9025可在卷绕结束后对裸电芯内部充气。

为了帮助理解本发明的上述基本实施方式，参照图1至图6进行工作过程说明，本发明一种生产配对裸电芯式卷绕机的工作过程包括上料、卷绕、拔针、切换工位四个过程，其详细工作过程：

a)所述阳极卷料A 1、一号隔膜卷料A 3、阴极卷料A 5和二号隔膜卷料A 6的卷料通过纠偏辊组A 4和张力调节辊组A 7进入到入料枪移位装置A 8的入料枪804，入料枪804靠感应器803检测上工位A，同时，所述阳极卷料B 18、一号隔膜卷料B 17、阴极卷料B 16和二号隔膜卷料B 14的卷料通过纠偏辊组B 12和张力调节辊组B 15进入到入料枪移位装置B11的入料枪804，入料枪804靠感应器803检测上工位B，完成上料过程；

b)所述所述卷绕拔针装置A 9顺时针卷绕裸电芯JR-A 22，同时所述卷绕拔针装置B 10逆时针卷绕裸电芯JR-B 23，完成卷绕过程；

c)所述气囊卷针902的气囊9024收缩，同时破真空气孔9025可在卷绕结束后对裸电芯内部充气，卷绕拔针装置A 9的拔针气缸906收缩，实现上工位A拔针，卷绕拔针装置B10的拔针气缸906收缩，实现上工位B拔针，完成拔针过程；

d)升降伺服电机807通过同步带806驱动入料枪移位装置A 8和入料枪移位装置B11在三个工位之间切换，入料枪移位装置A 8由上工位A切换为中工位A再切换为下工位A，入料枪移位装置B由上工位B切换为中工位B再切换为下工位B，完成切换工位过程；

循环a)-d)步骤。

以上结合附图详细描述了本发明的具体实施方式，需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：是由阳极卷料A、防尘板A、一号隔膜卷料A、纠偏辊组A、阴极卷料A、二号隔膜卷料A、张力调节辊组A、入料枪移位装置A、卷绕拔针装置A、卷绕拔针装置B、入料枪移位装置B、纠偏辊组B、防尘板B、二号隔膜卷料B、张力调节辊组B、阴极卷料B、一号隔膜卷料B、阳极卷料B、卷绕机箱体、卷针支架B、卷针支架A组成的，所述的入料枪移位装置A包括滑轨支架、直线导轨、感应器、入料枪、同步轮B、同步带、升降伺服电机和同步轮A，所述的卷绕拔针装置A包括一号联轴器、气囊卷针、二号联轴器、伺服电机、电机安装座和拔针气缸，所述的气囊卷针包括充气通道、卡轴、卷针主体、气囊和破真空气孔，所述的配对裸电芯包括裸电芯JR-A和裸电芯JR-B，所述阳极卷料A、一号隔膜卷料A、阴极卷料A和二号隔膜卷料A成纵向安装在卷绕机箱体左侧，所述防尘板A设置于卷料之间，共计5块，所述纠偏辊组A成纵向安装在卷料右侧，共计4个，所述张力调节辊组A成纵向安装在纠偏辊组A右侧，共计4个，所述入料枪移位装置A安装在张力调节辊组A右侧，底部与卷绕机箱体固定，所述卷绕拔针装置A设置于入料枪移位装置A右侧，其一端固定于卷绕机箱体，另一端固定于卷针支架A，共计3个卷绕拔针装置A成纵向分布，所述卷绕拔针装置B设置于卷绕拔针装置A右侧，对称分布，其一端固定于卷绕机箱体，另一端固定于卷针支架B，共计3个卷绕拔针装置B成纵向分布，所述入料枪移位装置B安装于卷绕拔针装置B右侧，底部与卷绕机箱体固定，所述阳极卷料B、一号隔膜卷料B、阴极卷料B和二号隔膜卷料B成纵向安装在卷绕机箱体右侧，所述防尘板B设置于卷料之间，共计5块，所述纠偏辊组B成纵向安装在卷料左侧，共计4个，所述张力调节辊组B成纵向安装在纠偏辊组B左侧，共计4个，所述张力调节辊组B左侧设置有入料枪移位装置B。

2.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述入料枪移位装置A包括滑轨支架、直线导轨、感应器、入料枪、同步轮B、同步带、升降伺服电机和同步轮A，所述滑轨支架底部安装在卷绕机箱体上，所述直线导轨安装在滑轨支架两侧，所述感应器安装在入料枪右侧端面，所述入料枪内侧与直线导轨滑动连接，其右侧端面与同步带连接，所述同步带上端连接同步轮B，下端连接同步轮A，所述同步轮B安装在滑轨支架上，所述同步轮A安装在升降伺服电机轴上，所述升降伺服电机安装在滑轨支架底部，所述入料枪移位装置B与入料枪移位装置A关于卷绕机箱体中轴线成对称分布，组成相同。

3.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述的卷绕拔针装置A包括一号联轴器、气囊卷针、二号联轴器、伺服电机、电机安装座和拔针气缸，所述一号联轴器一端连接卷针支架A，另一端连接气囊卷针，所述气囊卷针另一端通过二号联轴器与伺服电机连接，所述伺服电机安装在电机安装座，所述电机安装座与拔针气缸轴端连接，所述拔针气缸安装在卷绕机箱体背面，所述卷绕拔针装置A共计三个成纵向分布，所述卷绕拔针装置B与卷绕拔针装置A关于卷绕机箱体中轴线成对称分布，组成相同，卷绕拔针装置B共计三个成纵向分布。

4.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述气囊卷针包括充气通道、卡轴、卷针主体、气囊和破真空气孔，所述充气通道设置于卷针主体端面圆心位置，与气囊和破真空气孔相连通，所述卡轴设置于卷针主体端面，与一号联轴器连接，所述卷针主体外围粘附有一层气囊，所述破真空气孔设置于气囊沟槽中。

5.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述配对裸电芯包括裸电芯JR-A和裸电芯JR-B，所述卷绕拔针装置A顺时针卷绕裸电芯JR-A，同时所述卷绕拔针装置B逆时针卷绕裸电芯JR-B。

6.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述入料枪移位装置A和入料枪移位装置B可以在三个卷绕工位之间切换，包括上工位A、上工位B、中工位A、中工位B、下工位A以及下工位B。

7.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述气囊卷针的气囊具有伸缩性，径向伸缩距离为6～10mm。

8.根据权利要求1所述的一种生产配对裸电芯式卷绕机，其特征是：所述破真空气孔设计有7个，并排于半圆柱型沟槽中，所述破真空气孔可在卷绕结束后对裸电芯内部充气。