CN112139307B - 极耳成型机构 - Google Patents

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Abstract

极耳成型机构，包括：安装板，安装板上设置有极片托辊；设置于安装板上的极耳定位组件，用于检测极片上的极耳；设置于安装板上的极耳成型组件，极耳成型组件位于极耳定位组件之后；极耳成型组件包括固定座、以及设置于固定座上的第一极耳成型模、第二极耳成型模及极耳成型模驱动单元，固定座直接或间接与安装板相连，第一极耳成型模和第二极耳成型模相对设置，用于对位于两者间的极耳模压成型，第一极耳成型模和/或第二极耳成型模在极耳成型模驱动单元的驱动下可相互压合或相分离。本发明利用极耳成型组件对极片上的极耳压接圆弧，使极耳和极片紧密贴合，卷绕得到的电芯更为紧密，可以减少电芯变形、卷绕对齐度不良、电芯短路等生产不良的状况。

Description

极耳成型机构
技术领域
本发明属于锂电池制造技术领域，具体涉及一种可用于圆柱形纽扣式电池的极耳成型机构。
背景技术
目前，纽扣式电芯卷绕机多为单体卷绕机或半自动卷绕机，在卷绕时，是将焊了极耳的正、负极片直接进行卷绕。由于极耳是具有一定厚度的片状结构，加上不同型号的电芯尺寸各异，极耳所在位置也不尽相同，使得在卷绕电芯时，极耳所在位置的极片不能紧密贴合，极耳与极片(电芯)之间也不能紧密贴合，容易出现电芯变形、卷绕对齐度不良、电芯短路等诸多生产不良的状况，影响生产效率及良品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以解决极耳不能与电芯紧密贴合问题的极耳圆弧成型机构。
为了实现上述目的，本发明采取如下的技术解决方案：
极耳成型机构，包括：安装板，所述安装板上设置有用于承托极片的极片托辊；设置于所述安装板上的极耳定位组件，所述极耳定位组件用于检测极片上的极耳；设置于所述安装板上的极耳成型组件，所述极耳成型组件位于所述极耳定位组件之后；所述极耳成型组件包括固定座、以及设置于所述固定座上的第一极耳成型模、第二极耳成型模及极耳成型模驱动单元，所述固定座直接或间接与所述安装板相连，所述第一极耳成型模和所述第二极耳成型模相对设置，用于对位于两者间的极耳模压成型，所述第一极耳成型模和/或所述第二极耳成型模在所述极耳成型模驱动单元的驱动下可相互压合或相分离。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，所述第一极耳成型模和所述第二极耳成型模之间的压合面为弧形面。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，所述第一极耳成型模的压合面上具有一向内凹陷的成型槽，所述第二极耳成型模的压合面上具有与所述成型槽相对应的成型突部，所述成型槽的竖截面形状和所述成型突部的竖截面形状为相互对应的弧形，所述第一极耳成型模和所述第二极耳成型模压合在一起时，所述成型突部和所述成型槽相互配合。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，所述第二极耳成型模设置于所述固定座上，所述第一极耳成型模与所述极耳成型模驱动单元相连，并由所述极耳成型模驱动单元驱动、可相对所述第二极耳成型模移动。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，所述第一极耳成型模可拆卸地与所述极耳成型模驱动单元相连，所述第二极耳成型模可拆卸地设置于所述固定座上。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，极耳成型模驱动单元为气缸。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，还包括设置于所述安装板上的成型组件驱动单元，所述成型组件驱动单元与所述极耳成型组件相连，驱动所述极耳成型组件沿和极片走带方向相平行的方向移动。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，所述成型组件驱动单元为伺服电机，所述伺服电机设置于所述安装板上，伺服电机的输出轴与一丝杆相连，极耳成型组件与设置于丝杆上的丝杆螺母相连。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，还包括设置于所述安装板上的可调节托辊，所述可调节托辊在所述安装板上的位置可调。
作为本发明极耳成型机构的一种具体实施方式，所述极耳定位组件为光纤传感器。
由以上技术方案可知，本发明的极耳成型结构通过设置极耳定位组件和极耳成型组件，在极片卷绕成电芯前，利用极耳成型组件对极片上的极耳进行模压成型(压接圆弧)，使极耳和极片能够紧密贴合，极片卷绕成电芯后，极耳和电芯也能紧密贴合，使卷绕得到的电芯更为紧密，有利于提高设备稳定形以及卷心对齐度性，可以避免电芯变形、卷绕对齐度不良、电芯短路等生产不良的状况，改善产品良率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明实施例的结构示意图；
图2为本发明实施例另一角度的结构示意图；
图3为本发明实施例极耳成型组件的结构示意图；
图4为本发明实施例极耳成型组件另一角度的结构示意图。
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细地说明。
具体实施方式
为了让本发明的上述和其它目的、特征及优点能更明显，下文特举本发明实施例，并配合所附图示，做详细说明如下。
如图1和图2所示，本实施例的极耳成型机构包括安装板1、极耳成型组件2、极耳定位组件3、极片托辊4、可调节托辊5以及成型组件驱动单元6。安装板1用于安装极耳成型组件2、极耳定位组件3、极片托辊4、可调节托辊5以及成型组件驱动单元6，通过安装板1可方便地将以上部件安装到电芯卷绕机等电池制造设备上，安装板1可以是独立于电芯卷绕机等设备的安装部件，也可以是电芯卷绕机等设备上的一部分。在安装板1上设置有至少一个极片托辊4，极片托辊4用于承托待卷绕的极片100，极片托辊4的数量及位置可根据生产需求进行设置，使极片在极耳成型机构上的绕带长度和电芯卷绕时一片极片的长度相对应。作为本发明的一种优选实施方式，在安装板1上还设置了至少一个可调节托辊5，可调节托辊5在安装板1上的位置可调，如在安装板1上加工条形孔，可调节托辊5通过螺纹紧固件固定在条形孔内，可调节托辊5的安装位置可在条形孔内进行调节，从而当极片长度有变化时，可通过改变可调节托辊5的位置，使极片上极耳的位置都在极耳成型组件2的移动行程范围内。可调节托辊的数量及安装位置也可以根据实际需求相应调整。
极耳定位组件3用于检测极片上的极耳，可采用光纤传感器、红外传感器等常规的传感器，本实施例的极耳定位组件3为光纤传感器。极耳成型组件2位于极片的走带方向(图2中空心箭头所示方向)上极耳定位组件3之后，即极片走带时先经过极耳定位组件3，再经过极耳成型组件2。参照图3和图4，本实施例的极耳成型组件2包括固定座2-1、第一极耳成型模2-2、第二极耳成型模2-3以及极耳成型模驱动单元2-4，第一极耳成型模2-2、第二极耳成型模2-3及极耳成型模驱动单元2-4都设置于固定座2-1上。第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3相对设置，并可在极耳成型模驱动单元2-4的控制下发生相对移动，使得第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3可相互压合在一起或相互分离。第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3之间的压合面(两个极耳成型模之间相对的表面)为弧形面，从而经过压合后可使极耳成型为圆弧极耳。更具体的，本实施例中，第一极耳成型模2-2的压合面(与第二极耳成型模2-3相对的表面)上具有一向内凹陷的成型槽2-2a，成型槽2-2a的竖截面形状为弧形，相应的，在第二极耳成型模2-3的压合面(与第一极耳成型模2-2相对的表面)上具有一和成型槽2-2a相对应的向外突出的成型突部2-3a，成型突部2-3a的竖截面形状也为弧形，且与成型槽2-2a的弧形对应，弧形的角度可根据实际生产需求，如极耳的尺寸相应设置。当第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3压合在一起时，成型突部2-3a与成型槽2-2a相互配合，从而可以对位于极耳成型模之间的极片上的极耳进行压圆弧成型。
本实施例中，第二极耳成型模2-3固定在固定座2-1上，第一极耳成型模2-2由安装在固定座2-1上的极耳成型模驱动单元2-4驱动，可以相对第二极耳成型模2-3移动。本实施例的极耳成型模驱动单元2-4为气缸，第一极耳成型模2-2与气缸的活塞杆相连，当气缸动作时，可带动第一极耳成型模2-2靠近或远离第二极耳成型模2-3。在其他的实施例中，第一、第二极耳成型模的位置也可以根据生产现场需求相应调换。更优选的，第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3采用可拆卸的方式安装，第一极耳成型模2-2和极耳成型模驱动单元2-4之间以及第二极耳成型模2-3和固定座1之间通过滑槽和凸肋的形式配合安装，从而可以方便地根据电芯的型号尺寸(电芯及极耳所在位置)的不同更换不同弧度的极耳成型模具。
为了提高极耳成型机构的通用性，可适用于不同型号或尺寸的电芯，极耳成型组件2采用非固定的方式间接设置于安装板1上。本实施例中，极耳成型组件2与设置于安装板1上的成型组件驱动单元6相连，并在成型组件驱动单元6的控制下可沿和极片走带方向相平行的方向移动，从而使第一极耳成型模2-2及第二极耳成型模2-3的压合位置可根据极片100上的极耳101位置对应调节，实现极耳的模压成型。本实施例的成型组件驱动单元6采用伺服电机，并配合丝杆作为传动组件，带动极耳成型组件2的移动。伺服电机的输出轴与丝杆相连，丝杆通过丝杆螺母与极耳成型组件2(固定座2-1)相连，当伺服电机动作时，通过丝杆带动极耳成型组件2沿丝杆轴向移动。
下面结合图1和图2，对本发明极耳成型机构的动作过程作进一步的说明：
在焊接了极耳101的极片100被卷绕成电芯之前，极片100由卷绕设备的牵引机构(未图示)带动走带，进入极耳成型机构；
当极耳101跟随极片100的移动经过极耳定位组件3时，极耳定位组件3检测到极耳101，并将检测信号发送给成型组件驱动单元6的控制器(如伺服电机编码器)；
牵引机构继续带动极片100走带一段距离，然后停止走带；
成型组件驱动单元6的控制器根据极耳定位组件3的检测信号以及牵引走带的距离计算并确定极耳101的位置，然后控制极耳成型组件2沿极片100移动至极耳101所在位置；
极耳成型模驱动单元2-4动作，使第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3压合在一起，对极耳101进行圆弧成型，极耳成型后，第一极耳成型模2-2和第二极耳成型模2-3分离、恢复原位，牵引机构继续带动极片100走带，将极耳成型后的极片送入后续的卷绕工位，重复以上动作，对极片上后续的极耳进行圆弧成型。
当然，本发明的技术构思并不仅限于上述实施例，还可以依据本发明的构思得到许多不同的具体方案，例如，前述实施例中，极耳成型组件的位置在成型组件驱动单元的带动下可在一定范围内移动，从而更好地配合极片上的极耳位置，以及适应不同型号或尺寸的电芯，提高通用性，但也可以位置不变，仅针对某种确定型号或尺寸的电芯；成型组件驱动单元除了可以采用伺服电机+丝杆的组合外，也可以采用伺服电机+链条、或伺服电机+齿条等常规的机械驱动传动结构，成型组件驱动单元还可以采用气缸、油缸等常规的驱动单元；诸如此等改变以及等效变换均应包含在本发明所述的范围之内。

Claims (8)

1.极耳成型机构，其特征在于，用于使极耳成型为圆弧极耳，包括：
安装板，所述安装板上设置有用于承托极片的极片托辊；
设置于所述安装板上的极耳定位组件，所述极耳定位组件用于检测极片上的极耳；
设置于所述安装板上的极耳成型组件，所述极耳成型组件位于所述极耳定位组件之后；所述极耳成型组件包括固定座、以及设置于所述固定座上的第一极耳成型模、第二极耳成型模及极耳成型模驱动单元，所述固定座直接或间接与所述安装板相连，所述第一极耳成型模和所述第二极耳成型模相对设置，用于对位于两者间的极耳模压成型，使极耳和极片能够紧密贴合，极片卷绕成电芯后，极耳和电芯也能紧密贴合，使卷绕得到的电芯更为紧密；所述第一极耳成型模和/或所述第二极耳成型模在所述极耳成型模驱动单元的驱动下可相互压合或相分离，所述第一极耳成型模的压合面上具有一向内凹陷的成型槽，所述第二极耳成型模的压合面上具有与所述成型槽相对应的成型突部，所述成型槽的竖截面形状和所述成型突部的竖截面形状为相互对应的弧形，所述第一极耳成型模和所述第二极耳成型模压合在一起时，所述成型突部和所述成型槽相互配合。
2.如权利要求1所述的极耳成型机构，其特征在于：所述第二极耳成型模设置于所述固定座上，所述第一极耳成型模与所述极耳成型模驱动单元相连，并由所述极耳成型模驱动单元驱动、可相对所述第二极耳成型模移动。
3.如权利要求2所述的极耳成型机构，其特征在于：所述第一极耳成型模可拆卸地与所述极耳成型模驱动单元相连，所述第二极耳成型模可拆卸地设置于所述固定座上。
4.如权利要求1所述的极耳成型机构，其特征在于：极耳成型模驱动单元为气缸。
5.如权利要求1所述的极耳成型机构，其特征在于：还包括设置于所述安装板上的成型组件驱动单元，所述成型组件驱动单元与所述极耳成型组件相连，驱动所述极耳成型组件沿和极片走带方向相平行的方向移动。
6.如权利要求5所述的极耳成型机构，其特征在于：所述成型组件驱动单元为伺服电机，所述伺服电机设置于所述安装板上，伺服电机的输出轴与一丝杆相连，极耳成型组件与设置于丝杆上的丝杆螺母相连。
7.如权利要求1所述的极耳成型机构，其特征在于：还包括设置于所述安装板上的可调节托辊，所述可调节托辊在所述安装板上的位置可调。
8.如权利要求1所述的极耳成型机构，其特征在于：所述极耳定位组件为光纤传感器。
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