CN112234260A - 极片卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种极片卷绕设备，其包括：极片放卷装置，用于驱动料卷向接料位输出极片；极片送片装置，设置于极片放卷装置的下游，极片送片装置包括极片夹持组件和驱动组件，极片夹持组件与驱动组件相连接，极片送片装置能够通过极片夹持组件在接料位夹紧极片的入卷段，极片送片装置通过驱动组件驱动极片夹持组件在接料位和送料位往复移动；极片卷绕装置，设置于极片送片装置的下游，极片卷绕装置包括用于卷绕极片的卷针；在送料位，极片送片装置能够将入卷段直接输送至卷针。本发明的极片卷绕设备，能够保证极片的入卷段具有可控的张紧力，降低入卷段进入卷针时容易发生移位、弯曲打折等问题的可能性。

Description

极片卷绕设备

技术领域

本发明涉及电池加工设备技术领域，特别是涉及一种极片卷绕设备。

背景技术

在动力锂电池生产过程中，需要使用卷绕设备将极片卷绕成电芯。卷绕初始步骤，卷针预先卷绕一定层数的内侧隔膜和外侧隔膜，然后将极片送至卷针处，并最终使得极片和隔膜一同被卷针卷绕。然而，现有技术卷绕过程中，极片的入卷段(可以是极片待进入卷针的起始段或收尾段)在完全进入卷针之前，极片的入卷段会处于自由悬空状态，由此使得极片的入卷段没有张力，从而极片的入卷段容易移位跑偏，导致在进入卷针时容易发生移位、弯曲打折等问题，影响电芯卷绕质量。

发明内容

本发明实施例提供一种极片卷绕设备，能够保证极片的入卷段具有可控的张紧力，降低因入卷段处于自由悬空状态而导致在入卷段进入卷针时容易发生移位、弯曲打折等问题的可能性。

一方面，本发明实施例提出了一种极片卷绕设备，其包括：

极片放卷装置，用于驱动料卷向接料位输出极片；极片送片装置，设置于极片放卷装置的下游，极片送片装置包括极片夹持组件和驱动组件，极片夹持组件与驱动组件相连接，极片送片装置能够通过极片夹持组件在接料位夹紧极片的入卷段，极片送片装置通过驱动组件驱动极片夹持组件在接料位和送料位往复移动；极片卷绕装置，设置于极片送片装置的下游，极片卷绕装置包括用于卷绕极片的卷针；在送料位，极片送片装置能够将入卷段直接输送至卷针。

根据本发明实施例的一个方面，极片夹持组件包括第一辊架、主动辊、第一动力源、第二辊架、从动辊和第二动力源，第二辊架可移动地连接于第一辊架，从动辊和主动辊中的一者设置于第二辊架，另一者设置于第一辊架，从动辊与主动辊平行设置，第一动力源与主动辊相连接，第二动力源通过驱动第二辊架而带动从动辊和主动辊中的一者靠近或远离另一者移动，以夹紧或释放入卷段，驱动组件与第一辊架相连接。

根据本发明实施例的一个方面，极片送片装置还包括第一导轨，第一导轨沿从动辊靠近或远离主动辊的方向延伸，第二辊架通过第一导轨可直线移动连接于第一辊架，第二动力源驱动第二辊架沿第一导轨做直线移动；或者，

第二动力源包括摆动气缸，第二辊架与摆动气缸相连接，通过摆动气缸驱动第二辊架摆动。

根据本发明实施例的一个方面，第一辊架具有两个沿主动辊的轴向间隔设置的悬臂梁以及连接两个悬臂梁的连接杆，第二动力源连接于第一辊架并且位于连接杆和悬臂梁围合的空间内，第二辊架可移动连接于连接杆。

根据本发明实施例的一个方面，从动辊具有沿自身轴向相对的两个端部和设置于两个端部之间的中间段，主动辊的轴向尺寸小于从动辊的轴向尺寸，主动辊与从动辊的中间段沿主动辊的径向相对应设置；或者，

主动辊具有沿自身轴向相对的两个端部和设置于两个端部之间的中间段，从动辊的轴向尺寸小于主动辊的轴向尺寸，从动辊与主动辊的中间段沿主动辊的径向相对应设置。

根据本发明实施例的一个方面，驱动组件包括第二导轨和驱动部件，极片夹持组件可直线移动地连接于第二导轨，驱动部件的输出端连接于极片夹持组件，以驱动极片夹持组件沿第二导轨移动，以使极片夹持组件在接料位和送料位往复移动；或者，

驱动组件包括伸缩部件和驱动部件，伸缩部件与极片夹持组件相连接，驱动部件驱动伸缩部件伸缩运动，以使极片夹持组件在接料位和送料位往复移动；或者，

驱动组件包括丝杠和驱动部件，丝杠与极片夹持组件螺纹连接，驱动部件驱动丝杠转动，以使极片夹持组件在接料位和送料位往复移动。

根据本发明实施例的一个方面，极片送片装置还包括第一位置传感器，第一位置传感器设置于驱动组件或极片夹持组件，第一位置传感器用于检测极片夹持组件的位置。

根据本发明实施例的一个方面，极片送片装置还包括纠偏组件，纠偏组件包括支架、第三导轨和第三动力源，第三导轨和第三动力源设置于支架，第三导轨沿主动辊的轴向延伸，驱动组件可移动地设置于第三导轨，第三动力源驱动驱动组件沿第三导轨移动。

根据本发明实施例的一个方面，极片送片装置还包括第二位置传感器，第二位置传感器设置于支架或驱动组件，第二位置传感器用于检测驱动组件的位置。

根据本发明实施例的一个方面，极片卷绕设备还包括极片引导组件，极片引导组件设置于极片夹持组件的上游，极片引导组件用于引导入卷段进入极片夹持组件，极片引导组件包括过料间隙，沿远离极片夹持组件至靠近极片夹持组件的方向，过料间隙逐渐缩小。

根据本发明实施例的一个方面，极片卷绕设备还包括入卷导向组件，入卷导向组件设置于极片夹持组件的下游，入卷导向组件包括固定架和可拆卸连接于固定架的导向件，导向件用于支撑和引导入卷段。

根据本发明实施例的一个方面，极片放卷装置还包括送料组件，送料组件设置于极片送片装置的上游，送料组件包括极片夹持单元和第四动力源，极片夹持单元用于在接带位夹紧极片，第四动力源驱动极片夹持单元在接带位和接料位之间往复移动。

根据本发明实施例的一个方面，极片夹持单元包括夹片辊组以及设置于夹片辊组下游的极片支撑组件，夹片辊组包括第一夹紧辊和第二夹紧辊，第一夹紧辊和第二夹紧辊相互靠近或远离以夹紧或释放极片，极片支撑组件包括第一支撑板和第二支撑板，极片能够从第一支撑板和第二支撑板之间穿过。

根据本发明实施例的一个方面，极片放卷装置还包括极片切断组件，极片切断组件设置于送料组件从接带位移动至接料位的路径上，极片切断组件用于切断极片，极片切断组件包括相对设置的刀座和切刀。

根据本发明实施例的极片卷绕设备，通过极片送片装置夹紧极片的入卷段并在驱动组件的驱动下将入卷段直接输送至卷针。这样，在入卷段进入卷针时，极片送片装置能够为入卷段提供可控的张紧力，降低因入卷段处于自由悬空状态而导致在入卷段进入卷针时容易发生移位、弯曲打折等问题的可能性，提高电芯卷绕质量。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本发明一实施例的极片卷绕设备的使用状态一示意图；

图2是本发明一实施例的极片送片装置的第一视角结构示意图；

图3是图2示出的极片送片装置的第二视角结构示意图；

图4是图1中A处局部放大图；

图5是图4中B处局部放大图；

图6是图1示出实施例的极片卷绕设备的使用状态二示意图；

图7是图1示出实施例的极片卷绕设备的使用状态三示意图；

图8是图1示出实施例的极片卷绕设备的使用状态四示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、极片卷绕设备；2、极片放卷装置；3、极片送片装置；31、极片夹持组件；311、第一辊架；311a、悬臂梁；311b、连接杆；312、主动辊；313、第一动力源；314、第二辊架；315、从动辊；316、第二动力源；32、驱动组件；321、基座；322、第二导轨；323、驱动部件；33、第一导轨；34、第一位置传感器；35、纠偏组件；351、支架；352、第三导轨；353、第三动力源；36、第二位置传感器；4、极片卷绕装置；41、卷针；41a、半轴；42、转盘；5、极片引导组件；51、过料间隙；6、入卷导向组件；61、固定架；62、导向件；621、支撑导向面；621a、第一弧形让位段；621b、中间平直段；621c、第二弧形让位段；7、送料组件；71、极片夹持单元；711、夹片辊组；711a、第一夹紧辊；711b、第二夹紧辊；712、极片支撑组件；712a、第一支撑板；712b、第二支撑板；8、极片切断组件；81、刀座；82、切刀；9、隔膜引导组件；91、引导辊；92、伸缩杆；10、内侧隔膜；20、外侧隔膜；30、阳极片；40、阴极片；50、入卷段。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指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装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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

为了更好地理解本发明，下面结合图1至图8对本发明实施例进行描述。

参见图1所示，本发明实施例提供一种极片卷绕设备1，用于卷绕极片和隔膜以形成电芯。极片可以是阳极片30或阴极片40。极片卷绕设备1包括极片放卷装置2、极片送片装置3和极片卷绕装置4。

极片放卷装置2用于驱动料卷向接料位输出极片。极片送片装置3设置于极片放卷装置2的下游。这里，下游或上游指的是电芯生产顺序的先后，并非限定各部件之间的空间位置。极片送片装置3包括极片夹持组件31和驱动组件32。极片夹持组件31与驱动组件32相连接。极片送片装置3通过极片夹持组件31在接料位夹紧极片的入卷段50，这里，入卷段50指的是极片上待进入卷针41的起始段或收尾段。这里的起始段指的是极片上用于初始卷绕阶段进入卷针的初始段，而收尾段是极片上用于收尾卷绕阶段进入卷针收卷的末尾段。极片送片装置3可以通过驱动组件32驱动极片夹持组件31在接料位和送料位往复移动。送料位指的是极片送片装置3将极片的入卷段50输送至卷针41时的移动极限位置。极片卷绕装置4设置于极片送片装置3的下游。极片卷绕装置4包括用于卷绕隔膜和极片的卷针41。

在送料位，极片送片装置3可以将入卷段50直接输送至卷针41。在极片的起始段入卷过程中，极片送片装置3的极片夹持组件31在接料位夹紧起始段。极片夹持组件31从接料位移动至送料位过程中始终夹紧起始段，从而极片夹持组件31可以为起始段提供可控的张紧力。在起始段进入卷针41而被卷针41拉紧后，极片夹持组件31释放起始段并从送料位回退至接料位，等待夹紧极片的收尾段。在卷针41卷绕预定长度的极片后，极片夹持组件31预先夹紧极片，然后极片会被极片切断组件8切断并形成收尾段。极片夹持组件31从接料位移动至送料位过程中始终夹紧收尾段，从而极片夹持组件31可以为收尾段提供可控的张紧力。在收尾段进入卷针41后，极片夹持组件31释放收尾段并从送料位回退至接料位，等待夹紧极片的下一个起始段，至此完成一次入卷或收尾工序。极片送片装置3与卷针41之间不需要设置其它夹紧辊或夹紧机构，而是通过极片送片装置3直接将极片的起始段或收尾段输送至卷针41。如果在极片送片装置3与卷针41之间设置其它夹紧辊或夹紧机构，需要极片送片装置3将极片输送至夹紧辊或夹紧机构，然后再通过夹紧辊或夹紧机构带动极片进入卷针41，这样，一方面，夹紧辊或夹紧机构输送的极片入卷段50会和卷针41之间距离过大，从而导致入卷段50的自由端易于发生褶皱鼓包，同时入卷段50难于与卷针41的高速卷绕状态相匹配；另一方面，卷针41是通过隔膜对极片施加摩擦力而拉动入卷段50入卷，而隔膜在极片的摩擦力作用下会发生延展，而易于发生褶皱，最终影响电芯的性能。

本实施例通过极片送片装置3直接将入卷段50输送至卷针41的方式，一方面，可以将极片的入卷段50输送到很接近卷针41的区域，因此入卷段50上无张紧力的自由端可以被预留的很短，从而有效解决入卷段50自由状态不可控而出现打折、弯曲或褶皱鼓包的问题；另一方面，由于入卷段50被输送到很接近卷针41的区域，因此入卷段50需要运动的路径距离短，从而很好地适应卷针41高速卷绕。

本发明实施例的极片卷绕设备1，通过极片送片装置3夹紧极片的起始段或收尾段并在驱动组件32的驱动下将起始段或收尾段直接输送至卷针41。这样，在起始段或收尾段进入卷针41时，极片送片装置3能够为起始段或收尾段提供可控的张紧力，降低因起始段或收尾段处于自由悬空状态而导致在起始段或收尾段进入卷针41时容易发生移位、弯曲打折等问题的可能性，提高电芯卷绕质量。极片送片装置3可以缩短起始段或收尾段与卷针41的距离，从而保证入卷段50很好地适应卷针41高速卷绕。

参见图1所示，极片卷绕装置4包括转盘42和设置于转盘42上的两个卷针41。其中一个卷针41完成卷绕工序后，转盘42转动，使完成卷绕的卷针41离开卷绕位并处于待卸料位置，而另一个卷针41进入卷绕位。卷针41包括两个可开合的半轴41a。卷绕过程是，两个半轴41a或其中一个半轴41a沿水平方向打开以形成竖向的中心间隙。将内侧隔膜10和外侧隔膜20的端部与该中心间隙沿卷针41的轴向对准。然后两个半轴41a沿卷针41的轴向从后侧向前侧移动，以使内侧隔膜10和外侧隔膜20的端部进入中心间隙。重新闭合两个半轴41a以夹紧内侧隔膜10和外侧隔膜20的端部。卷针41转动，预先卷绕预定层数的内侧隔膜10和外侧隔膜20，之后通过一个极片送片装置3直接将阴极片40输送至内侧隔膜10和卷针41之间，通过另一个极片送片装置3直接将阳极片30输送至外侧隔膜20和内侧隔膜10之间。最终，阳极片30和阴极片40各自在相邻近隔膜的摩擦力带动作用下与内侧隔膜10和外侧隔膜20一同被卷针41卷绕。转盘42上设置的卷针41数量并不局限于两个，可以是一个或三个以上。

参见图1所示，极片放卷装置2开卷以输出极片。送料组件7从接带位夹取极片后移动至接料位，再将极片的入卷段50输送至处于接料位的极片送片装置3。接带位指的是送料组件7待夹取极片放卷装置2输出的极片的所在位置。接料位指的是极片送片装置3待夹取送料组件7输送的极片的所在位置。送料组件7用于支撑和输送极片，降低因从极片放卷装置2至极片送片装置3传输路径长而导致极片下垂或不能准确进入极片夹持组件31的可能性。处于接料位的两个极片送片装置3分别通过各自的极片夹持组件31夹紧阳极片30待入卷的起始段和阴极片40待入卷的起始段。待入卷的起始段可以至少部分地穿过极片夹持组件31，从而保证夹持稳定性和可靠性。此时，起始段大部分地或整体地被极片夹持组件31施加可控的张紧力，从而保持张紧状态。

参见图2和图3所示，极片夹持组件31包括第一辊架311、主动辊312、第一动力源313、第二辊架314、从动辊315和第二动力源316。第二辊架314可移动地连接于第一辊架311。从动辊315与主动辊312平行设置，这里的平行并不限定于几何意义的绝对平行，也可以指的是在制造公差范围内的大致平行。可选地，从动辊315和主动辊312均为圆柱辊，两者的轴线相互平行。第一动力源313可以驱动主动辊312转动。第一动力源313可以是电机。

在一个示例中，主动辊312可转动地连接于第一辊架311。第一动力源313连接于第一辊架311并且输出端与主动辊312相连接。从动辊315可转动地连接于第二辊架314。第二动力源316连接于第一辊架311并且输出端与第二辊架314相连接。第二动力源316可以驱动第二辊架314而带动从动辊315沿靠近或远离主动辊312的方向移动，从而缩小或增大从动辊315和主动辊312之间的间隙，以使从动辊315与主动辊312夹紧或释放极片的入卷段50。在另一个示例中，从动辊315可转动地连接于第一辊架311。主动辊312可转动地连接于第二辊架314。第一动力源313连接于第二辊架314并且输出端与主动辊312相连接。第二动力源316连接于第一辊架311并且输出端与第二辊架314相连接。第二动力源316可以驱动第二辊架314而带动主动辊312沿靠近或远离从动辊315的方向移动，从而缩小或增大从动辊315和主动辊312之间的间隙，以使从动辊315与主动辊312夹紧或释放极片的入卷段50。

在入卷段50入卷过程中，主动辊312和从动辊315夹紧极片的入卷段50。第一动力源313驱动主动辊312转动并且带动从动辊315同步转动，并且主动辊312的线速度与卷针41的线速度相同，从而整个入卷过程中入卷段50可以始终保持张紧状态。整个入卷过程中任一时刻，入卷段50都可以保持基本相同的张紧状态，一方面，由于主动辊312的线速度与卷针41的线速度相同，因此降低极片夹持组件31与卷针41对入卷段50施加过大张紧力而导致入卷段50断裂或出现裂纹的可能性；另一方面，主动辊312转动时驱动极片的入卷段50向卷针41送料，有效降低卷针41预卷隔膜时带动极片的入卷段50前进而导致入卷段50产生褶皱、鼓包及隔膜被拉伸的问题。

在一个示例中，参见图2所示，极片送片装置3还包括第一导轨33。第一导轨33沿主动辊312的径向延伸。第二辊架314通过第一导轨33可直线移动地连接于第一辊架311。可以通过第二动力源316驱动第二辊架314沿第一导轨33做直线移动，以使从动辊315和主动辊312中的一者靠近或远离另一者移动。第一导轨33可以是直线导轨。第二动力源316可以是电动缸或液压缸。通过在第一辊架311和第二辊架314之间设置第一导轨33，能够提升第二辊架314移动过程的稳定性。在另一个示例中，极片送片装置3还包括丝杠。丝杠的轴向与主动辊312的轴向相垂直。第二辊架314与丝杠螺纹连接。第二动力源316用于驱动丝杠转动，以使第二辊架314能够沿丝杠的轴向移动，从而第二辊架314带动从动辊315和主动辊312中的一者靠近或远离另一者移动。第二动力源316可以是电机。在又一个示例中，第二动力源316可以是摆动气缸。第二辊架314与摆动气缸的摆轴相连接。摆动气缸的摆轴摆动平面与主动辊312的轴向相垂直摆动气缸通过驱动第二辊架314摆动以使从动辊315和主动辊312中的一者靠近或远离另一者移动。

在一个实施例中，参见图2所示，第一辊架311具有两个沿主动辊312的轴向间隔设置的悬臂梁311a以及连接两个悬臂梁311a的连接杆311b。连接杆311b沿主动辊312的轴向延伸。连接杆311b的两端各自连接于悬臂梁311a的中间区域。第二动力源316连接于连接杆311b并位于连接杆311b和悬臂梁311a围合的空间内。沿主动辊312的径向，第二动力源316和第二辊架314分别设置于连接杆311b的两侧。这样，极片夹持组件31整体结构紧凑，节省安装空间。

在一个示例中，主动辊312设置于两个悬臂梁311a之间。主动辊312的端部可转动地连接于悬臂梁311a。从动辊315设置于第二辊架314并位于主动辊312的内侧。在另一个示例中，从动辊315设置于两个悬臂梁311a之间。从动辊315的端部可转动地连接于悬臂梁311a。主动辊312设置于第二辊架314并位于从动辊315的内侧。

在一个示例中，从动辊315具有沿自身轴向相对的两个端部和设置于两个端部之间的中间段。主动辊312的轴向尺寸小于从动辊315的轴向尺寸，主动辊312整体与从动辊315的中间段沿主动辊312的径向相对应设置。在另一个示例中，主动辊312具有沿自身轴向相对的两个端部和设置于两个端部之间的中间段。从动辊315的轴向尺寸小于主动辊312的轴向尺寸，从动辊315整体与主动辊312的中间段沿主动辊312的径向相对应设置。这样，在从动辊315和主动辊312夹紧入卷段50时，入卷段50沿自身宽度方向的两个边缘不会被主动辊312和从动辊315共同夹紧，降低入卷段50的两个边缘受挤压应力作用而发生褶皱的可能性，提高卷绕电芯的品质。可选地，主动辊312的直径小于或大于从动辊315的直径。

在一个实施例中，参见图2所示，驱动组件32包括基座321、第二导轨322和驱动部件323。极片夹持组件31可直线移动地连接于第二导轨322，并通过第二导轨322与基座321相连接。极片夹持组件31的第一辊架311与第二导轨322滑动连接。第一辊架311包括与第二导轨322相连接的连接板。悬臂梁311a从连接板上朝远离第二导轨322的方向延伸。悬臂梁311a沿主动辊312的轴向投影和连接板沿主动辊312的轴向投影之间呈钝角，降低连接板对从动辊315和主动辊312夹紧的极片形成干涉而易于出现损坏极片的可能性。驱动部件323连接固定于基座321。驱动部件323的输出端连接于极片夹持组件31，以驱动极片夹持组件31沿第二导轨322移动，从而使得极片夹持组件31在接料位和送料位往复移动。在一个示例中，驱动部件323包括连接于基座321的电机和传动皮带。传动皮带与极片夹持组件31的第一辊架311相连接。电机带动传动皮带转动，从而带动第一辊架311沿第二导轨322直线往复移动。电机可以选用伺服电机。基座321为框架结构，可以减轻自身重量。

在另一个实施例中，驱动组件32包括伸缩部件和驱动部件323。伸缩部件与极片夹持组件31相连接。驱动部件323驱动伸缩部件伸缩运动，以使极片夹持组件31在接料位和送料位往复移动。可选地，驱动组件32可以是电动缸或气动缸。在又一个实施例中，驱动组件32包括丝杠和驱动部件323。丝杠与极片夹持组件31螺纹连接。驱动部件323驱动丝杠转动，以使极片夹持组件31在接料位和送料位往复移动。在一个示例中，驱动部件323可以是伺服电机。

参见图2所示，极片送片装置3还包括第一位置传感器34。第一位置传感器34设置于驱动组件32或极片夹持组件31。第一位置传感器34用于检测极片夹持组件31的位置。在一个示例中，第一位置传感器34可以是直线位移传感器。在另一个示例中，第一位置传感器34包括接近开关。接近开关安装固定于基座321上，而第一辊架311上安装触发板。或者。接近开关安装固定于第一辊架311上，而基座321上安装触发板。触发板能够触发接近开关。可选地，接近开关的数量为三个，从而在极片夹持组件31移动至接料位、送料位或位于接料位和送料位之间的中间位置时，触发板可以触发相应的接近开关。通过第一位置传感器34可以精准检测极片夹持组件31的位置，以提高极片夹持组件31位置精度，保证极片夹持组件31精确地停留在接料位或送料位的预定位置，有利于提高极片夹持组件31接料和送料精度，从而有利于提高入卷段50入卷位置准确度。

参见图3所示，极片送片装置3还包括用于沿极片的宽度方向对极片入卷前的位置进行调整的纠偏组件35。极片的宽度方向与极片的传输方向相垂直。纠偏组件35包括支架351、第三导轨352和第三动力源353。第三导轨352和第三动力源353设置于支架351。第三导轨352沿主动辊312的轴向延伸。驱动组件32可移动地设置于第三导轨352。第三动力源353驱动整个驱动组件32沿第三导轨352直线移动。在一个示例中，第三动力源353可以是液压缸、气动缸或电动缸。第三动力源353的输出端与驱动组件32的基座321相连接。纠偏组件35可以驱动整个驱动组件32和极片夹持组件31同步沿极片的宽度方向移动。在入卷段50与隔膜在宽度方向上出现跑偏而发生不对齐的情况时，通过纠偏组件35驱动极片夹持组件31移动，以纠正极片夹持组件31夹紧的入卷段50的位置，以使入卷段50和隔膜在宽度方向上对齐，从而有利于提高电芯卷绕品质，提高产品合格率。在一个示例中，极片卷绕设备1还包括工业摄像机或光电位置传感器(图中未示出)，用于对入卷段50和隔膜在宽度方向上的对齐情况进行检测。在检测到入卷段50和隔膜在宽度方向上出现不对齐情况时，将检测信号发送至控制器。控制器对检测信号分析处理后，控制纠偏组件35对入卷段50执行纠偏动作。

在一个实施例中，参见图3所示，极片送片装置3还包括第二位置传感器36。第二位置传感器36设置于支架351或驱动组件32，第二位置传感器36用于检测驱动组件32的位置。在一个示例中，第二位置传感器36可以是直线位移传感器。在另一个示例中，第二位置传感器36包括接近开关和触发板。接近开关和触发板中的一者安装固定于支架351上，而另一者安装于基座321。通过第二位置传感器36可以精准检测驱动组件32的位置，从而可以进一步地在宽度方向上精准控制极片夹持组件31的位置，以提高极片送片装置3整体的纠偏精度，从而有利于提高入卷段50与隔膜的对齐精度。

参见图4所示，极片卷绕设备1还包括极片引导组件5。极片引导组件5设置于极片夹持组件31的上游和送料组件7的下游。极片引导组件5用于引导入卷段50顺利进入极片夹持组件31，从而降低因从送料组件7输出的入卷段50位置发生偏移，不能顺利进入极片夹持组件31而导致入卷段50在极片夹持组件31入口处出现打折、褶皱等现象的可能性。极片引导组件5包括过料间隙51。沿远离极片夹持组件31至靠近极片夹持组件31的方向，过料间隙51逐渐缩小，从而过料间隙51大致呈倒锥形，降低入卷段50进入极片引导组件5的难度，并提高入卷段50进入极片夹持组件31的精准度。在一个示例中，极片引导组件5包括两个板件。两个板件相交设置并在两者之间形成过料间隙51。

参见图4所示，极片卷绕设备1还包括入卷导向组件6。入卷导向组件6设置于极片夹持组件31的下游和卷针41的上游。入卷导向组件6包括固定架61和可拆卸连接于固定架61的导向件62。导向件62用于支撑和引导入卷段50。导向件62可以将入卷段50引导至与卷针41相切的送料路径上，以有利于入卷段50沿卷针41的切线入卷，同时导向件62也可以对入卷段50提供支撑力，进一步降低入卷段50入卷前发生下垂的可能性，也进一步降低入卷段50在进入卷针41时出现打折、弯曲褶皱或鼓包的可能性。入卷导向组件6用于支撑和引导阴极片40的入卷段50。在一个示例中，参见图5所示，入卷导向组件6也可以用于支撑和引导阳极片30的入卷段50。导向件62具有支撑导向面621。支撑导向面621包括沿极片的输送方向相继分布的第一弧形让位段621a、中间平直段621b和第二弧形让位段621c。导向件62的中间平直段621b用于支撑入卷段50，而第一弧形让位段621a用于在入卷段50进入导向件62时为入卷段50让位，降低入卷段50的端部与导向件62过早接触而发生打折弯曲的可能性。第二弧形让位段621c用于在入卷段50离开导向件62时为入卷段50让位，降低入卷段50末端与导向件62接触而被导向件62划伤的可能性。

在一个实施例中，固定架61包括托架和连接于托架上的伸缩机构。伸缩机构通过伸缩运动带动导向件62移动，以变换空间位置。导向件62可摆动连接于伸缩机构，从而可以灵活调整导向件62的支撑导向面621的角度。

参见图1、图4和图7所示，极片放卷装置2的送料组件7包括极片夹持单元71和第四动力源(图中未示出)。极片夹持单元71用于在接带位夹紧极片放卷装置2输出的极片。通过第四动力源可以驱动极片夹持单元71在接带位和接料位之间往复移动。极片夹持单元71在接带位夹紧极片后，第四动力源带动极片夹持单元71移动至接料位，然后在极片夹持组件31夹紧极片后，极片夹持单元71释放极片并在第四动力源带动下返回到接带位。在卷针41卷绕预定长度的极片后，处于接带位的极片夹持单元71夹紧极片，然后极片切断组件8切断极片。在一个示例中，极片夹持单元71包括夹片辊组711以及设置于夹片辊组711下游的极片支撑组件712。夹片辊组711包括第一夹紧辊711a和第二夹紧辊711b。第一夹紧辊711a和第二夹紧辊711b相互靠近或远离以夹紧或释放极片。极片支撑组件712包括第一支撑板712a和第二支撑板712b。极片能够从第一支撑板712a和第二支撑板712b之间穿过，以被极片支撑组件712支撑，保证输送至极片夹持组件31的极片减少自由悬空段。

极片放卷装置2的极片切断组件8设置于送料组件7从接带位移动至接料位的移动路径上。送料组件7在向极片夹持组件31输送极片时，送料组件7至少部分地越过切断组件。在送料组件7处于接带位时，送料组件7整体位于极片切断组件8的上方。可选地，极片切断组件8包括相对设置的刀座81和切刀82。

参见图1所示，极片卷绕设备1还包括用于引导外侧隔膜20进入卷针41的隔膜引导组件9。在卷针41预卷隔膜的初期，卷针41的两个半轴41a或其中一个半轴41a沿水平方向移动打开以形成竖向的中心间隙。隔膜引导组件9将外侧隔膜20引导至中心间隙的上方。将内侧隔膜10和外侧隔膜20的端部与该中心间隙沿卷针41的轴向对准。然后卷针41两个半轴41a沿卷针41的轴向从后侧向前侧移动，以使外侧隔膜20和内侧隔膜10的端部移进卷针41的中心间隙。闭合卷针41的两个半轴41a以夹紧外侧隔膜20和内侧隔膜10的端部。然后，隔膜引导组件9将外侧隔膜20引导至与卷针41竖向相切的位置，以使外侧隔膜20沿卷针41切线进入卷针41。启动卷针41，预卷外侧隔膜20和内侧隔膜10至预定层数后，通过极片送片装置3将阴极片40和阳极片30输送至卷针41。隔膜和极片共同被卷针41卷绕而形成电芯。在一个示例中，隔膜引导组件9包括引导辊91和伸缩杆92。引导辊91可转动连接于伸缩杆92的端部。伸缩杆92可以通过伸缩运动带动引导辊91移动至卷针41上方。通过引导辊91输送外侧隔膜20并使外侧隔膜20的端部与卷针41的中心间隙对准。在两个半轴41a夹紧隔膜的端部后，伸缩杆92带动引导辊91退回到初始位置，在该初始位置，引导辊91的外周与卷针41的外周相切。

为了更好地理解本技术方案，下面结合图1、图6、图7和图8所示对本发明一实施例的极片卷绕装置4的工作过程进行描述，但该实施例并不限定本发明的保护范围：

参见图1所示，极片送片装置3处于接料位。送料组件7夹紧极片并在接料位将极片的起始段送入极片夹持组件31。转盘42上的任一卷针41处于卷绕位。该卷针41上已经预卷预定层数内侧隔膜10和外侧隔膜20。

参见图6所示，驱动组件32驱动极片夹持组件31从接料位移动至送料位。极片夹持组件31在移动过程中，起始段保持张紧状态而不是自由悬空状态。送料组件7在释放极片后，已从接料位退回至接带位，此时送料组件7的夹片辊组711处于打开状态。极片夹持组件31已将起始段直接送入卷针41，并且主动辊312的线速度与卷针41的线速度保持一致。卷针41卷绕外侧隔膜20、阳极片30、内侧隔膜10和阴极片40预定长度之后，极片夹持组件31释放极片，并在驱动组件32驱动下从送料位退回到接料位。

参见图7所示，在极片夹持组件31退回至接料位后，卷针41继续卷绕隔膜和极片。在卷针41卷绕预定长度后，停止卷绕。送料组件7和极片夹持组件31均夹紧极片。使用极片切断组件8将极片切断，并使极片在极片切断组件8靠近极片夹持组件31的一侧形成收尾段，而在远离极片夹持组件31的一侧形成等待下一个卷绕工序的起始段。启动卷针41，同时驱动组件32带动夹紧收尾段的极片夹持组件31从接料位朝送料位移动。

参见图8所示，驱动组件32带动极片夹持组件31夹紧收尾段移动至送料位。极片夹持组件31移动至送料位时，主动辊312转动并且自身线速度与卷针41的线速度保持一致。最后，极片夹持组件31直接将收尾段送入卷针41被卷绕，完成一次入卷、收尾工序。在极片夹持组件31在移动过程中，收尾段保持张紧状态而不是自由悬空状态。之后，转盘42转动，下一个卷针41进入卷绕位，重复循环以上动作。

参见图1所示，极片卷绕设备1包括两个极片送片装置3，分别用于输送阴极片40和阳极片30。在其它实施例中，极片送片装置3的数量可以是一个或三个以上，可以根据产品生产需求灵活选择。

本发明实施例的极片卷绕设备1通过极片送片装置3对极片上待输入卷针41的入卷段50施加可控的张紧力，以此保证极片的入卷段50自身基本不处于自由悬空状态，有效降低起始段或收尾段进入卷针41时容易发生移位、弯曲打折等问题的可能性，提高电芯卷绕质量。

虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种极片卷绕设备，其特征在于，包括：

极片放卷装置，用于驱动料卷向接料位输出极片；

极片送片装置，设置于所述极片放卷装置的下游，所述极片送片装置包括极片夹持组件和驱动组件，所述极片夹持组件与所述驱动组件相连接，所述极片送片装置能够通过所述极片夹持组件在所述接料位夹紧所述极片的入卷段，所述极片送片装置通过所述驱动组件驱动所述极片夹持组件在所述接料位和送料位往复移动；

极片卷绕装置，设置于所述极片送片装置的下游，所述极片卷绕装置包括用于卷绕极片的卷针；在所述送料位，所述极片送片装置能够将所述入卷段直接输送至所述卷针。

2.根据权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征在于：

所述极片夹持组件包括第一辊架、主动辊、第一动力源、第二辊架、从动辊和第二动力源，所述第二辊架可移动地连接于所述第一辊架，所述从动辊和所述主动辊中的一者设置于所述第二辊架，另一者设置于所述第一辊架，所述从动辊与所述主动辊平行设置，所述第一动力源与所述主动辊相连接，所述第二动力源通过驱动所述第二辊架而带动所述从动辊和所述主动辊中的一者靠近或远离另一者移动，以夹紧或释放所述入卷段，所述驱动组件与所述第一辊架相连接。

3.根据权利要求2所述的极片卷绕设备，其特征在于：

所述极片送片装置还包括第一导轨，所述第一导轨沿所述从动辊靠近或远离所述主动辊的方向延伸，所述第二辊架通过所述第一导轨可直线移动连接于所述第一辊架，所述第二动力源驱动所述第二辊架沿所述第一导轨做直线移动；或者，

所述第二动力源包括摆动气缸，所述第二辊架与所述摆动气缸相连接，通过所述摆动气缸驱动所述第二辊架摆动。

4.根据权利要求2所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述第一辊架具有两个沿所述主动辊的轴向间隔设置的悬臂梁以及连接两个所述悬臂梁的连接杆，所述第二动力源连接于所述第一辊架并且位于所述连接杆和所述悬臂梁围合的空间内，所述第二辊架可移动连接于所述连接杆。

5.根据权利要求2所述的极片卷绕设备，其特征在于：

所述从动辊具有沿自身轴向相对的两个端部和设置于两个所述端部之间的中间段，所述主动辊的轴向尺寸小于所述从动辊的轴向尺寸，所述主动辊与所述从动辊的所述中间段沿所述主动辊的径向相对应设置；或者，

所述主动辊具有沿自身轴向相对的两个端部和设置于两个所述端部之间的中间段，所述从动辊的轴向尺寸小于所述主动辊的轴向尺寸，所述从动辊与所述主动辊的所述中间段沿所述主动辊的径向相对应设置。

6.根据权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征在于：

所述驱动组件包括第二导轨和驱动部件，所述极片夹持组件可直线移动地连接于所述第二导轨，所述驱动部件的输出端连接于所述极片夹持组件，以驱动所述极片夹持组件沿所述第二导轨移动，以使所述极片夹持组件在所述接料位和所述送料位往复移动；或者，

所述驱动组件包括伸缩部件和驱动部件，所述伸缩部件与所述极片夹持组件相连接，所述驱动部件驱动所述伸缩部件伸缩运动，以使所述极片夹持组件在所述接料位和所述送料位往复移动；或者，

所述驱动组件包括丝杠和驱动部件，所述丝杠与所述极片夹持组件螺纹连接，所述驱动部件驱动所述丝杠转动，以使所述极片夹持组件在所述接料位和所述送料位往复移动。

7.根据权利要求6所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片送片装置还包括第一位置传感器，所述第一位置传感器设置于所述驱动组件或所述极片夹持组件，所述第一位置传感器用于检测所述极片夹持组件的位置。

8.根据权利要求2所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片送片装置还包括纠偏组件，所述纠偏组件包括支架、第三导轨和第三动力源，所述第三导轨和所述第三动力源设置于所述支架，所述第三导轨沿所述主动辊的轴向延伸，所述驱动组件可移动地设置于所述第三导轨，所述第三动力源驱动所述驱动组件沿所述第三导轨移动。

9.根据权利要求8所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片送片装置还包括第二位置传感器，所述第二位置传感器设置于所述支架或所述驱动组件，所述第二位置传感器用于检测所述驱动组件的位置。

10.根据权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片卷绕设备还包括极片引导组件，所述极片引导组件设置于所述极片夹持组件的上游，所述极片引导组件用于引导所述入卷段进入所述极片夹持组件，所述极片引导组件包括过料间隙，沿远离所述极片夹持组件至靠近所述极片夹持组件的方向，所述过料间隙逐渐缩小。

11.根据权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片卷绕设备还包括入卷导向组件，所述入卷导向组件设置于所述极片夹持组件的下游，所述入卷导向组件包括固定架和可拆卸连接于所述固定架的导向件，所述导向件用于支撑和引导所述入卷段。

12.根据权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片放卷装置还包括送料组件，所述送料组件设置于所述极片送片装置的上游，所述送料组件包括极片夹持单元和第四动力源，所述极片夹持单元用于在接带位夹紧所述极片，所述第四动力源驱动所述极片夹持单元在所述接带位和所述接料位之间往复移动。

13.根据权利要求12所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片夹持单元包括夹片辊组以及设置于所述夹片辊组下游的极片支撑组件，所述夹片辊组包括第一夹紧辊和第二夹紧辊，所述第一夹紧辊和所述第二夹紧辊相互靠近或远离以夹紧或释放所述极片，所述极片支撑组件包括第一支撑板和第二支撑板，所述极片能够从所述第一支撑板和所述第二支撑板之间穿过。

14.根据权利要求12所述的极片卷绕设备，其特征在于，所述极片放卷装置还包括极片切断组件，所述极片切断组件设置于所述送料组件从所述接带位移动至所述接料位的路径上，所述极片切断组件用于切断所述极片，所述极片切断组件包括相对设置的刀座和切刀。

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