CN109888407B - 一种三针卷绕短极片方法及其结构 - Google Patents

一种三针卷绕短极片方法及其结构 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三针卷绕短极片方法及其结构，包括转盘和卷针，转盘上安装有围绕转盘中心轴圆周排列的卷针，卷针有3个且相邻两个卷针之间的夹角为120度，所述转盘处设有围绕转盘中心轴圆周排列的初始卷绕工位、过渡工位、收尾贴胶工位、第一空工位、退针下料工位、第二空工位，转盘单次翻转60度驱动卷针依次在初始卷绕工位、过渡工位、收尾贴胶工位、第一空工位、退针下料工位、第二空工位转移，本发明的三针卷绕短极片方法及其结构，设计合理，通过6工位布局来有效缩短翻转时卷针的移动长度，将隔膜切断和收尾贴胶两个工序对应分开在过渡工位、收尾贴胶工位进行，防止极片过长，保证电芯产品品质。

Description

一种三针卷绕短极片方法及其结构
技术领域
本发明涉及锂离子电池制造领域，具体涉及一种三针卷绕短极片结构。
背景技术
锂离子电池卷绕机，是将阴阳极片、隔膜卷绕组合成型一体作为电池的机器，在锂离子电池卷绕机的众多组成机构中，卷针机构是最重要的其中一个机构起着将隔膜、极片旋转卷绕加工的作用，如图1和2所示现有卷针机构的转盘设有呈正三角形120度分布的3个卷针，每个卷针分别对应A工位、B工位、C工位，转盘翻转120度驱动卷针在A工位、B工位、C工位中转移，卷针在A工位时完成隔膜、阴阳极片初步卷绕，卷针在B工位时完成隔膜切断及收尾贴胶工作，卷针在C工位时完成退针下料工作，这种卷针机构适用于长极片电芯使用，而对于短极片电芯而言，由于A工位、B工位直接的中心距L0过长，同时在B工位完成隔膜切断及收尾贴胶工作容易导致隔膜和阴阳极片被拉开较长，初始卷绕圈数不足，最终造成电芯品质不符合要求。
发明内容
针对现有技术存在的短极片电芯卷绕过长问题，本发明提供了一种三针卷绕短极片结构，具体技术方案如下：
一种三针卷绕短极片方法，包括以下步骤，
①隔膜处于被防退块压紧状态，位于初始卷绕工位的卷针前行穿针，阴阳极片头部送入卷针；
②卷针旋转卷绕设定的圈数，隔膜、阴阳极片初步卷绕一体成为电芯；
③转盘翻转60度驱动卷针从初始卷绕工位转移到过渡工位，收尾轮上升压紧电芯，切刀切断隔膜；
④转盘继续翻转60度驱动卷针从过渡工位转移到收尾贴胶工位，收尾轮对电芯进行收尾卷绕及贴胶，同时第二个卷针到达初始卷绕工位依次重复步骤①②③；
⑤转盘继续翻转两次60度驱动卷针依次从收尾贴胶工位转移到第一空工位、退针下料工位，电芯从卷针中退出下料；
⑥转盘继续翻转两次60度驱动卷针依次从退针下料工位转移到第二空工位、初始卷绕工位，重复上述步骤。
一种三针卷绕短极片结构，包括转盘和卷针，转盘上安装有围绕转盘中心轴圆周排列的卷针，卷针有3个且相邻两个卷针之间的夹角为120度，所述转盘处设有围绕转盘中心轴圆周排列的初始卷绕工位、过渡工位、收尾贴胶工位、第一空工位、退针下料工位、第二空工位，转盘单次翻转60度驱动卷针依次在初始卷绕工位、过渡工位、收尾贴胶工位、第一空工位、退针下料工位、第二空工位转移。
作为本发明的一种优选方案，所述初始卷绕工位到过渡工位的距离D与初始卷绕工位到收尾贴胶工位的距离L的数学关系为，
Figure GDA0002528607140000021
作为本发明的一种优选方案，所述转盘上方左右侧安装有两个防退块，左右气缸驱动两个防退块相向移动压紧隔膜防止后缩。
作为本发明的一种优选方案，所述转盘下方安装收尾轮，伺服电机通过摆臂驱动收尾轮以恒力矩压紧卷针电芯。
作为本发明的一种优选方案，所述转盘左侧安装起卷压轮，起卷压轮能有效阻止卷针初始转动时隔膜回缩。
作为本发明的一种优选方案，所述转盘右侧安装电芯夹取机构，电芯夹取机构夹取电芯从卷针中退出下料。
有益效果：本发明的三针卷绕短极片方法及其结构，设计合理，通过6工位布局来有效缩短翻转时卷针的移动长度，将隔膜切断和收尾贴胶两个工序对应分开在过渡工位、收尾贴胶工位进行，防止极片过长，保证电芯产品品质。
附图说明
图1是现有技术的各工位位置示意图；
图2是现有技术卷针机构的结构示意图；
图3是本发明三针卷绕短极片方法的流程图；
图4是本发明各工位位置示意图；
图5是本发明三针卷绕短极片结构的示意图；
图6是本发明三针卷绕短极片结构的卷针翻转到过渡工位时的示意图；
图7是本发明三针卷绕短极片结构的卷针翻转到收尾贴胶工位时的示意图；
图8是本发明三针卷绕短极片结构的起卷压轮压紧隔膜时的示意图。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式做进一步说明：
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的位置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图3所示，一种三针卷绕短极片方法，包括以下步骤，
①隔膜处于被防退块压紧状态，位于初始卷绕工位的卷针前行穿针，阴阳极片头部送入卷针；
②卷针旋转卷绕设定的圈数，隔膜、阴阳极片初步卷绕一体成为电芯；
③转盘翻转60度驱动卷针从初始卷绕工位转移到过渡工位，收尾轮上升压紧电芯，切刀切断隔膜；
④转盘继续翻转60度驱动卷针从过渡工位转移到收尾贴胶工位，收尾轮对电芯进行收尾卷绕及贴胶，同时第二个卷针到达初始卷绕工位依次重复步骤①②③；
⑤转盘继续翻转两次60度驱动卷针依次从收尾贴胶工位转移到第一空工位、退针下料工位，电芯从卷针中退出下料；
⑥转盘继续翻转两次60度驱动卷针依次从退针下料工位转移到第二空工位、初始卷绕工位，重复上述步骤。
如图4和5所示，一种三针卷绕短极片结构，包括转盘1和卷针2，转盘1上安装有围绕转盘1中心轴圆周排列的卷针2，卷针2有3个且相邻两个卷针2之间的夹角为120度，所述转盘1处设有围绕转盘中心轴圆周排列的初始卷绕工位31、过渡工位32、收尾贴胶工位33、第一空工位34、退针下料工位35、第二空工位36，各工位位置固定不变且之间夹角为60度，转盘1单次翻转60度驱动卷针依次在初始卷绕工位31、过渡工位32、收尾贴胶工位33、第一空工位34、退针下料工位35、第二空工位36转移，转盘1的翻转动力源可以是电机和分割器，具体的，初始卷绕工位31到过渡工位32的距离D与初始卷绕工位到收尾贴胶工位的距离L的数学关系为，
Figure GDA0002528607140000041
在过渡工位切断的长度几乎是常规长度的一半，有效缩短三卷针翻转存在长度的问题。
如图5所示，转盘1上方左右侧安装有两个防退块4，左右气缸驱动两个防退块4相向移动压紧隔膜防止后缩，如图6和7所示，转盘1下方安装收尾轮51，伺服电机52通过摆臂53驱动收尾轮51以恒力矩压紧卷针电芯，摆臂53结构可以保证收尾轮51随卷针从过渡工位32转移到收尾贴胶工位33时一直压紧卷针上的电芯，保证电芯在收尾贴胶前不会松散。
如图8所示，转盘1左侧安装起卷压轮6，起卷压轮6能有效阻止卷针初始转动时隔膜回缩，而转盘1右侧安装电芯夹取机构7，电芯夹取机构7使用启动手指夹取电芯从卷针中退出下料，完成收纳电芯。
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 (7)

1.一种三针卷绕短极片方法，其特征在于：包括以下步骤，
①隔膜处于被防退块压紧状态，位于初始卷绕工位的卷针前行穿针，阴阳极片头部送入卷针；
②卷针旋转卷绕设定的圈数，隔膜、阴阳极片初步卷绕一体成为电芯；
③转盘翻转60度驱动卷针从初始卷绕工位转移到过渡工位，收尾轮上升压紧电芯，切刀切断隔膜；
④转盘继续翻转60度驱动卷针从过渡工位转移到收尾贴胶工位，收尾轮对电芯进行收尾卷绕及贴胶，同时第二个卷针到达初始卷绕工位依次重复步骤①②③；
⑤转盘继续翻转两次60度驱动卷针依次从收尾贴胶工位转移到第一空工位、退针下料工位，电芯从卷针中退出下料；
⑥转盘继续翻转两次60度驱动卷针依次从退针下料工位转移到第二空工位、初始卷绕工位，重复上述步骤。
2.一种三针卷绕短极片结构，包括转盘和卷针，转盘上安装有围绕转盘中心轴圆周排列的卷针，卷针有3个且相邻两个卷针之间的夹角为120度，其特征在于：所述转盘处设有围绕转盘中心轴圆周排列的初始卷绕工位、过渡工位、收尾贴胶工位、第一空工位、退针下料工位、第二空工位，转盘单次翻转60度驱动卷针依次在初始卷绕工位、过渡工位、收尾贴胶工位、第一空工位、退针下料工位、第二空工位转移。
3.根据权利要求2所述的一种三针卷绕短极片结构，其特征在于：所述初始卷绕工位到过渡工位的距离D与初始卷绕工位到收尾贴胶工位的距离L的数学关系为，
Figure FDA0002528607130000011
Figure FDA0002528607130000012
4.根据权利要求2所述的一种三针卷绕短极片结构，其特征在于：所述转盘上方左右侧安装有两个防退块，左右气缸驱动两个防退块相向移动压紧隔膜防止后缩。
5.根据权利要求2所述的一种三针卷绕短极片结构，其特征在于：所述转盘下方安装收尾轮，伺服电机通过摆臂驱动收尾轮以恒力矩压紧卷针电芯。
6.根据权利要求2所述的一种三针卷绕短极片结构，其特征在于：所述转盘左侧安装起卷压轮，起卷压轮能有效阻止卷针初始转动时隔膜回缩。
7.根据权利要求2所述的一种三针卷绕短极片结构，其特征在于：所述转盘右侧安装电芯夹取机构，电芯夹取机构夹取电芯从卷针中退出下料。
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