CN111276759A - 极片纠偏装置及锂电池卷绕设备 - Google Patents

极片纠偏装置及锂电池卷绕设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种极片纠偏装置及锂电池卷绕设备，涉及锂电池自动化卷绕设备技术领域，包括驱动辊、夹持辊、离合机构、第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构；驱动辊和夹持辊平行设置；第二驱动机构通过离合机构与驱动辊连接；第三驱动机构能够驱动驱动辊、夹持辊以及极片在极片平面内沿垂直于极片的运动方向移动，第一驱动机构驱动夹持辊靠近驱动辊，用于夹紧极片，离合机构接合，第二驱动机构能够带动驱动辊转动使极片入片；当极片入片完毕后，离合机构分离，利用卷针的转动带动极片卷绕，第三驱动能够带动处于夹持辊和驱动辊之间的极片沿极片的宽度方向移动，在入片和卷绕过程中全程纠偏，提高极片卷绕时的对齐精度。

Description

极片纠偏装置及锂电池卷绕设备
技术领域
本发明涉及锂电池自动化卷绕设备技术领域，尤其是涉及一种极片纠偏装置及锂电池卷绕设备。
背景技术
锂电池卷绕机一般可用于锂离子电池的电芯卷绕，适合于油性极片、水性极片及各种隔膜。现有的生产模式可采用极片进入方式进行选择，包括先入正极极片后入负极极片、先入负极极片后入正极极片、正负极极片同时入、外包结尾方式等，目标力求运行稳定、调试方便、操作简单。极片与极片、极片与隔膜之间的对齐度直接关系着电芯良品率和成品品质。
由于现有卷绕机因为空间布局的关系，极片首先通过极片卷前纠偏机构后再由机械手送入卷针，中间需要经过数道极片过辊，卷前极片纠偏机构放置较远，极片纠偏效果不佳，同时，在极片入片到极片卷绕过程中，无法实现全程纠偏，无法保证极片卷入卷针的对齐精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极片纠偏装置，以解决现有卷绕机在极片入片到极片卷绕过程中，无法实现全程纠偏，无法保证极片卷入卷针的对齐精度的技术问题。
本发明提供的极片纠偏装置，包括驱动辊、夹持辊、离合机构、第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构；
所述驱动辊和所述夹持辊平行设置，所述第一驱动机构能够驱动所述夹持辊，以使所述夹持辊靠近或远离所述驱动辊；
所述第二驱动机构通过所述离合机构与所述驱动辊连接，当所述离合机构处于连接状态时，能够驱动所述驱动辊转动；
所述第三驱动机构能够驱动所述驱动辊、所述夹持辊以及夹持于所述驱动辊和所述夹持辊之间的极片在所述极片平面内沿垂直于所述极片的运动方向移动。
进一步的，所述极片纠偏装置包括位移检测机构，所述位移检测机构与所述第三驱动机构连接，用于检测所述极片的相对于预设位置的偏移量，并能够向所述第三驱动机构发送控制信息，所述第三驱动机构能够根据所述控制信息，带动所述驱动辊和所述夹持辊移动，调节所述极片的偏移量。
进一步的，所述驱动辊和所述夹持辊的辊面硬度不同。
进一步的，所述驱动辊包括第一驱动辊和第二驱动辊，所述第一驱动辊和所述第二驱动辊间隔设置；
所述第一驱动辊通过传动结构与所述第二驱动辊连接，以使所述第一驱动辊和所述第二驱动辊能够同步转动；
所述第一驱动辊的一端与通过所述离合机构与所述第二驱动机构连接。
进一步的，所述传动结构为同步带传动或者链条传动。
进一步的，所述第二驱动机构为驱动电机。
进一步的，所述第一驱动机构为气缸。
进一步的，所述极片纠偏装置包括安装座和支撑架；在所述极片所在平面内，所述支撑架与所述安装座沿垂直于所述极片的延伸方向滑动连接；
所述支撑架上连接有第一安装架，所述驱动辊通过第一轴承组件与所述第一安装架连接；
所述第一驱动机构的固定端与所述支撑架连接，所述第一驱动机构的活动端连接有第二安装架，所述夹持辊通过第二轴承组件与所述第二安装架连接。
进一步的，所述支撑架与所述安装座的相接处设置有第一连接结构；
所述第一连接结构包括滑轨以及与所述滑轨滑动连接的滑块，所述滑轨的延伸方向与所述夹持辊的轴向方向平行；
所述滑轨与所述安装座连接，所述支撑架连接在所述滑块上。
本发明提供的锂电池卷绕设备，包括所述的极片纠偏装置。
本发明提供的极片纠偏装置，包括驱动辊、夹持辊、离合机构、第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构；所述驱动辊和所述夹持辊平行设置，所述第一驱动机构能够驱动所述夹持辊，以使所述夹持辊靠近或远离所述驱动辊；所述第二驱动机构通过所述离合机构与所述驱动辊连接，当所述离合机构处于连接状态时，能够驱动所述驱动辊转动；所述第三驱动机构能够驱动所述驱动辊、所述夹持辊以及夹持于所述驱动辊和所述夹持辊之间的极片在所述极片平面内沿垂直于所述极片的运动方向移动，实际使用时，第一驱动机构驱动所述夹持辊靠近所述驱动辊，用于夹紧处于驱动辊和夹持辊之间的极片，所述离合机构接合，第二驱动机构能够驱动所述驱动辊转动，从而带动极片入片；当极片入片完毕后，离合机构分离，利用卷针的转动带动极片卷绕，在极片入片和卷绕过程中，第三驱动能够带动处于夹持辊和驱动辊之间的极片沿垂直于极片的运动方向移动，从而实现极片在入片和卷绕过程中的全程纠偏，提高极片卷绕时的对齐精度。
本发明提供的锂电池卷绕设备，包括上述的极片纠偏装置，因此该锂电池卷绕设备也具备所述极片纠偏装置的优点，实现设备的精准控制，提高电芯良品率和成品品质。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的极片纠偏装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的极片纠偏装置的俯视图；
图3为图2中的A部放大图；
图4为本发明实施例提供的极片纠偏装置的侧视图。
图标：101-第一转轮；102-第二转轮；103-同步带；111-第一驱动辊；112-第二驱动辊；120-离合机构；130-第二驱动机构；131-驱动电机；132-联轴器；140-第二安装架；210-夹持辊；220-第一驱动机构；230-第一安装架；310-第三驱动机构；320-滑块；330-支撑架；400-位移检测机构；510-安装座；511-平台；520-滑轨；600-过辊；700-极片。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图4所示，本发明提供的极片纠偏装置，包括驱动辊、夹持辊210、离合机构120、第一驱动机构220、第二驱动机构130和第三驱动机构310。
所述驱动辊和所述夹持辊210平行设置，所述第一驱动机构220能够驱动所述夹持辊210，以使所述夹持辊210靠近或远离所述驱动辊。
所述第二驱动机构130通过所述离合机构120与所述驱动辊连接，当所述离合机构120接合时，所述第二驱动机构130能够驱动所述驱动辊转动，带动极片700入片，当所述极片700完成入片并进入卷针时，所述离合机构120断开，所述极片700在卷针的带动下完成卷绕，第二驱动机构130能够为极片700的入片提供动力，当极片700完成入片，进入卷针时，所述离合机构120在第二驱动机构130转动的过程中断开，使卷针带动极片700卷绕时，减少第二驱动机构130对驱动辊的阻力。
所述第二驱动机构130通过所述离合机构120与所述驱动辊连接，当所述离合机构120处于连接状态时，能够驱动所述驱动辊转动。
所述第三驱动机构310能够驱动所述驱动辊、所述夹持辊210以及夹持于所述驱动辊和所述夹持辊210之间的极片700在所述极片700平面内沿垂直于所述极片700的运动方向移动。
具体地，第一驱动机构220可以为气缸，气缸的活动端与夹持辊210连接，能够驱动所述夹持辊210靠近或者远离所述驱动辊，从而调节对处于夹持辊210和驱动辊之间的极片700的夹紧力，以使驱动辊能够牵引极片700运动，同时，通过调整夹持辊210和驱动辊之间的夹紧力，控制通过两辊后的极片700料线的平整度，从而控制电芯的成品质量。
所述第二驱动机构130包括驱动电机131，驱动电机131的输出端通过离合机构120与驱动辊连接，当离合机构120接合时，驱动电机131能够驱动所述驱动辊转动，所述驱动辊与夹持辊210配合，从而牵引极片700，辅助极片700入片；当极片700入片完成后，电芯卷绕后，离合机构120分离，极片700依靠卷针的转动，带动极片700运动。
第二驱动机构130还可以包括联轴器132，联轴器132的一端与驱动电机131的输出轴连接，另一端通过离合机构120与驱动辊的一端连接。
所述离合机构120可以是现在技术中的离合器，也可以为能够实现接合和分离功能的机构。
第三驱动机构310能够同时驱动夹持辊210、驱动辊和处于夹持辊210和驱动辊之间的极片700在极片700所在平面内沿垂直于极片700的运动方向移动，即在极片700的宽度方向上移动，实现极片700的纠偏。
本实施例中，第三驱动机构310可以为气缸。
需要说明的是，为实现极片700在其宽度方向的精确移动，实现高精度纠偏，第三驱动机构310可以是电机和丝杆螺母机构，电机的输出端与丝杆连接，螺孔连接在丝杆上，驱动辊、夹持辊210和第一驱动机构220均通过连接件与螺母连接，从而实现高精度纠偏。
当一个极片700完成卷绕后，第一驱动机构220带动夹持辊210反向运动，第二驱动机构130停止，第三驱动机构310带动夹持辊210和驱动辊复位回原点，为下一个极片的卷绕做准备，可以利用抓取机构将下一个极片送入，然后第二驱动机构130带动极片700入片，再次卷绕，在入片和卷绕过程中全程纠偏，重复上述过程，完成电芯的卷绕。
实际使用时，第一驱动机构220驱动所述夹持辊210靠近所述驱动辊，用于夹紧处于驱动辊和夹持辊210之间的极片700，所述离合机构120接合，第二驱动机构130能够驱动所述驱动辊转动，从而带动极片700入片；当极片700入片完毕后，极片进入卷针时，离合机构120分离，利用卷针的转动带动极片700卷绕，在极片700入片和卷绕过程中，第三驱动能够带动处于夹持辊210和驱动辊之间的极片700沿垂直于极片700的运动方向移动，从而实现极片700在入片和卷绕过程中的全程纠偏，提高极片700卷绕时的对齐精度。
进一步地，所述极片纠偏装置包括位移检测机构400，所述位移检测机构400与所述第三驱动机构310连接，用于检测所述极片700的相对于预设位置的偏移量，并能够向所述第三驱动机构310发送控制信息，所述第三驱动机构310能够根据所述控制信息，带动所述驱动辊和所述夹持辊210移动，调节所述极片700的偏移量。
具体地，极片纠偏装置包括位移检测机构400，所述位移检测机构400与所述第三驱动机构310连接。
设置极片700的预设位置，根据位移检测机构400检测极片700在入片和卷绕过程中相对预设位置的偏移量，第三驱动机构310带动驱动辊、夹持辊210和处于驱动辊和夹持辊210夹持状态下的极片700移动，从而调整极片700在其宽度方向的偏移量，对极片700进行纠偏。
极片纠偏装置还可以包括控制器，所述控制器分别与位移检测机构400和第三驱动机构310连接，所述控制器能够接收位移检测机构400检测的极片700相对预设位置的偏移量，并将该偏移量传递给控制器，控制器根据偏移量的大小，向第三驱动机构310发送控制信息，第三驱动机构310根据该控制信息控制极片700在其宽度方向的位移。
需要说明的是，所述位移检测机构400为位移传感器，位移传感器能够检测出极片700的一侧边沿相对于预设位置的偏移量，并将该偏移量传递给控制器，控制器向第三驱动机构310发送控制信息，从而实现极片700的纠偏。
进一步的，所述驱动辊和所述夹持辊210的辊面硬度不同。
具体地，本发明提供的极片纠偏装置采用夹持式纠偏，驱动辊和夹持辊210的辊面硬度不同，能够使两者更好的夹紧极，防止对极片700造成损伤。
驱动辊和夹持辊210中，其中一个辊采用硬辊面，另一个采用软辊面，可以更好的两者之间的极片700进行夹持。
进一步地，所述驱动辊包括第一驱动辊111和第二驱动辊112，所述第一驱动辊111和所述第二驱动辊112间隔设置。
所述第一驱动辊111通过传动结构与所述第二驱动辊112连接，以使所述第一驱动辊111和所述第二驱动辊112能够同步转动。
所述第一驱动辊111的一端与通过所述离合机构120与所述第二驱动机构130连接。
具体地，驱动辊包括间隔设置的第一驱动辊111和第二驱动辊112，且第一驱动辊111和第二驱动辊112通过传动结构连接，以使第一驱动辊111和第二驱动辊112能够同步转动。
本实施例中，夹持辊210与第二驱动辊112相对设置，以使夹持辊210和第二驱动辊112能够夹持并牵引极片700。
优选地，所述传动结构为同步带103传动或者链条传动。
具体地，本实施例中，所述传动结构包括第一转轮101、同步带103和第二转轮102；所述第一转轮101与所述第一驱动辊111连接，所述第二转轮102与所述第二驱动辊112连接，所述第一转轮101与所述第二转轮102通过所述同步带103连接。
需要说明的是，传动结构还可以为链条传动，包括主链轮、链条和从链轮，主链轮与第一驱动辊111连接，从链轮与第二驱动辊112连接，主链轮与从链轮通过链条连接，以实现第一驱动辊111和第二驱动辊112的同步转动。
优选地，所述第二驱动机构130为驱动电机131。
优选地，所述第一驱动机构220为气缸。
进一步地，所述极片纠偏装置包括安装座510和支撑架330；在所述极片700所在平面内，所述支撑架330与所述安装座510沿垂直于极片700的延伸方向滑动连接。
所述支撑架330上连接有第一安装架230，所述驱动辊通过第一轴承组件与所述第一安装架230连接。
所述第一驱动机构220的固定端与所述支撑架330连接，所述第一驱动机构220的活动端连接有第二安装架140，所述夹持辊210通过第二轴承组件与所述第二安装架140连接。
具体地，极片纠偏装置包括相互滑动连接的安装座510和支撑架330，第三驱动机构310与支撑架330连接，用于驱动支撑架330相对于安装座510移动。
驱动辊通过第一轴承组件与第一安装架230连接，以使该驱动辊能够相对于第一安装架230转动。
第一驱动机构220安装在支撑架330上，且第一驱动机构220的活动端连接有第二安装架140，夹持辊210通过第二轴承组件与第二安装架140连接，以使夹持辊210能够相对于第二安装架140转动，通过驱动辊和夹持辊210的转动，实现对极片700的牵引，辅助极片700入片。
第三驱动机构310的活动端与支撑架330连接，用于驱动支撑架330相对于安装座510滑动在所述极片700的宽度方向上移动，从而实现该极片700的整体纠偏。
优选地，所述支撑架330与所述安装座510的相接处设置有第一连接结构。
所述第一连接结构包括滑轨520以及与所述滑轨520滑动连接的滑块320，所述滑轨520的延伸方向与所述夹持辊210的轴向方向平行。
所述滑轨520与所述安装座510连接，所述支撑架330连接在所述滑块320上。
具体地，第一连接结构包括滑轨520和滑块320，所述滑块320与滑轨520滑动连接，且该滑轨520设置在安装座510上，滑轨520的延伸方向与夹持辊210和驱动辊的轴向方向平行，支撑架330与滑块320连接，第三驱动机构310的活动端通过驱动支撑架330，以使支撑架330能够沿滑轨520方向移动。
第三驱动机构310可以为气缸、电缸或者液压缸。
需要说明的是，为实现极片700在其宽度方向的精确移动，实现高精度纠偏，第三驱动机构310可以是电机和丝杆螺母机构，电机的输出端与丝杆连接，螺母连接在丝杆上，滑块320与螺母连接，从而实现高精度纠偏。
所述极片纠偏装置包括过辊600，安装座510包括平台511，所述过辊600设置在安装座510远离夹持辊210的一侧，极片700设置在过辊600与平台511之间，预先对卷绕的极片700进行平整，提高极片700的平整度，有利用提高纠偏时的精度。
本发明提供的锂电池卷绕设备，包括上述的极片纠偏装置，因此，该锂电池卷绕设备也具备所述极片纠偏装置的优点，实现设备的精准控制，提高电芯良品率和成品品质。
综上所述，本发明提供的极片纠偏装置，包括驱动辊、夹持辊210、离合机构120、第一驱动机构220、第二驱动机构130和第三驱动机构310；所述驱动辊和所述夹持辊210平行设置，所述第一驱动机构220能够驱动所述夹持辊210，以使所述夹持辊210靠近或远离所述驱动辊；所述第二驱动机构130通过所述离合机构120与所述驱动辊连接，当所述离合机构120处于连接状态时，能够驱动所述驱动辊转动；所述第三驱动机构310能够驱动所述驱动辊、所述夹持辊210以及夹持于所述驱动辊和所述夹持辊210之间的极片700在所述极片700平面内沿垂直于所述极片700的运动方向移动，实际使用时，第一驱动机构220驱动所述夹持辊210靠近所述驱动辊，用于夹紧处于驱动辊和夹持辊210之间的极片700，所述离合机构120接合，第二驱动机构130能够驱动所述驱动辊转动，从而带动极片700入片；当极片700入片完毕后，离合机构120分离，利用卷针的转动带动极片700卷绕，在极片700入片和卷绕过程中，第三驱动能够带动处于夹持辊210和驱动辊之间的极片700沿垂直于极片700的运动方向移动，从而实现极片700在入片和卷绕过程中的全程纠偏，提高极片700卷绕时的对齐精度。
本发明提供的锂电池卷绕设备，包括上述的极片纠偏装置，因此，锂电池卷绕设备也具备所述极片纠偏装置的优点，实现设备的精准控制，提高电芯良品率和成品品质。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种极片纠偏装置，其特征在于，包括驱动辊、夹持辊、离合机构、第一驱动机构、第二驱动机构和第三驱动机构；
所述驱动辊和所述夹持辊平行设置，所述第一驱动机构能够驱动所述夹持辊，以使所述夹持辊靠近或远离所述驱动辊；
所述第二驱动机构通过所述离合机构与所述驱动辊连接，当所述离合机构处于连接状态时，能够驱动所述驱动辊转动；
所述第三驱动机构能够驱动所述驱动辊、所述夹持辊以及夹持于所述驱动辊和所述夹持辊之间的极片在所述极片平面内沿垂直于所述极片的运动方向移动。
2.根据权利要求1所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述极片纠偏装置包括位移检测机构，所述位移检测机构与所述第三驱动机构连接，用于检测所述极片的相对于预设位置的偏移量，并能够向所述第三驱动机构发送控制信息，所述第三驱动机构能够根据所述控制信息，带动所述驱动辊和所述夹持辊移动，调节所述极片的偏移量。
3.根据权利要求1所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述驱动辊和所述夹持辊的辊面硬度不同。
4.根据权利要求1所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述驱动辊包括第一驱动辊和第二驱动辊，所述第一驱动辊和所述第二驱动辊间隔设置；
所述第一驱动辊通过传动结构与所述第二驱动辊连接，以使所述第一驱动辊和所述第二驱动辊能够同步转动；
所述第一驱动辊的一端与通过所述离合机构与所述第二驱动机构连接。
5.根据权利要求4所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述传动结构为同步带传动或者链条传动。
6.根据权利要求1所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述第二驱动机构为驱动电机。
7.根据权利要求1所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述第一驱动机构为气缸。
8.根据权利要求1所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述极片纠偏装置包括安装座和支撑架；在所述极片所在平面内，所述支撑架与所述安装座沿垂直于所述极片的延伸方向滑动连接；
所述支撑架上连接有第一安装架，所述驱动辊通过第一轴承组件与所述第一安装架连接；
所述第一驱动机构的固定端与所述支撑架连接，所述第一驱动机构的活动端连接有第二安装架，所述夹持辊通过第二轴承组件与所述第二安装架连接。
9.根据权利要求8所述的极片纠偏装置，其特征在于，所述支撑架与所述安装座的相接处设置有第一连接结构；
所述第一连接结构包括滑轨以及与所述滑轨滑动连接的滑块，所述滑轨的延伸方向与所述夹持辊的轴向方向平行；
所述滑轨与所述安装座连接，所述支撑架连接在所述滑块上。
10.一种锂电池卷绕设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的极片纠偏装置。
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