CN112234311B - 隔膜放卷机构及隔膜放卷方法 - Google Patents

隔膜放卷机构及隔膜放卷方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及电池制造技术领域，提供一种隔膜放卷机构及隔膜放卷方法。本发明所述的隔膜放卷机构包括隔膜卷以及平行设置且能够相向运动的两组辊件，每组辊件分别包括沿竖直方向间隔排列的辊筒，两组所述辊件的所述辊筒设置为能够连续交替绕设有从所述隔膜卷上放出的隔膜。本发明所述的隔膜放卷机构通过在放卷过程中驱动两组辊件相向运动，从而能够在保证后续隔膜相同的叠片速度下，相对降低放卷速度，进而避免隔膜损坏，方便对隔膜进行张力调节，同时，还能够在相同放卷速度下，显著提升后续隔膜叠片速度，满足高速叠片需求。

Description

隔膜放卷机构及隔膜放卷方法
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，特别涉及一种隔膜放卷机构及隔膜放卷方法。
背景技术
锂离子电池技术是电动汽车发展的关键技术之一，而其中方形叠片技术更是目前的发展趋势。在叠片过程中，隔膜放卷速度是限制叠片速度提升的瓶颈之一，目前的隔膜放卷机构是将隔膜卷出来的隔膜经传动辊后直接在叠片平台上进行叠片，已知最快的隔膜放卷速度为36m/min，若放卷速度过快，会造成隔膜损坏、隔膜张力无法控制等不良影响，且现有技术中的叠片速度无法满足超高速叠片需求。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种能够提升隔膜叠片速度，满足高速叠片需求的隔膜放卷机构及隔膜放卷方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种隔膜放卷机构，包括隔膜卷以及平行设置且能够相向运动的两组辊件，每组辊件分别包括沿竖直方向间隔排列的辊筒，两组所述辊件的所述辊筒设置为能够连续交替绕设有从所述隔膜卷上放出的隔膜。
可选地，所述隔膜卷的自由端设置为能够绕过任意一组辊件的顶部的辊筒并向下交替穿过两组所述辊件的辊筒后伸出。
可选地，所述隔膜放卷机构包括对应两组辊件设置的两个辊架，每组辊件的辊筒设置在对应的所述辊架上。
可选地，所述隔膜放卷机构包括导轨，至少一个所述辊架滑动设置在所述导轨上。
可选地，所述导轨的数量为两个，两个所述导轨沿水平方向平行设置，所述辊架竖直设置且两端分别滑动连接于两个所述导轨。
可选地，两组所述辊件的辊筒数量相同且沿高度方向上交错设置。
可选地，所述隔膜放卷机构包括用于驱动所述辊件相向运动的驱动单元。
可选地，所述隔膜放卷机构包括用于对从两组所述辊件穿出的隔膜进行叠片的叠片平台。
本发明第二方面提供一种隔膜放卷方法，所述方法采用上述任意方案所述的隔膜放卷机构完成，具体方法包括：驱动绕设有隔膜的两组所述辊件在隔膜放卷过程中进行相向运动。
可选地，所述隔膜放卷方法包括在每次放卷前将两组所述辊件靠近以绕设所述隔膜且在绕设完成后将两组所述辊件拉开的步骤。
相对于现有技术，本发明所述的隔膜放卷机构具有以下优势：
本发明所述的隔膜放卷机构通过在放卷过程中驱动两组辊件相向运动，从而能够在保证后续隔膜相同的叠片速度下，相对降低放卷速度，进而避免隔膜损坏，方便对隔膜进行张力调节，同时，还能够在相同放卷速度下，显著提升后续隔膜叠片速度，满足高速叠片需求。
本发明的其它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
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
在附图中：
图1为本发明一种实施方式所述的隔膜放卷机构的初始状态图；
图2为图1的隔膜放卷机构的放卷过程中状态图；
图3为图1的隔膜放卷机构的侧视图。
附图标记说明：
1—隔膜卷、2—辊筒、3—导轨、4—辊架、5—叠片平台。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
结合图1-图3，根据本发明的一个方面，提供一种隔膜放卷机构，包括隔膜卷1以及平行设置且能够相向运动的两组辊件，每组辊件分别包括沿竖直方向间隔排列的辊筒2，两组所述辊件的所述辊筒2设置为能够连续交替绕设有从所述隔膜卷1上放出的隔膜。
需要说明的是，隔膜缠绕在转动辊上形成隔膜卷1，因此隔膜卷1在转动过程中可以放出隔膜，将隔膜交替绕设于两组辊件的辊筒2后固定在下文记载的叠片平台上，工作过程中，隔膜卷1不断放出隔膜，叠片平台将持续叠片。本发明的隔膜放卷机构在上述过程中，可以控制两组辊件进行相向运动，一定程度上，相当于增加了隔膜的放卷的速度，与之相匹配地，可以增加叠片平台的叠片速度，以保证放出的隔膜能够及时完成叠片，进而本发明在放卷过程中通过控制两组辊件相向运动的速度大小能够实现超高速叠片的需求。当然，在放卷过程中，还可以通过控制其中任意一组辊件朝向另一组辊件运动来实现所述相向运动，均能够达到提升放卷速度的效果。
本发明所述的隔膜放卷机构通过在放卷过程中驱动两组辊件相向运动，能够在相同放卷速度下，显著提升后续隔膜叠片速度，满足高速叠片需求，另外，还能够在保证后续隔膜相同的叠片速度下，相对降低放卷速度，进而避免出现隔膜损坏的问题，方便对隔膜进行张力调节还。
为实现上述隔膜交替绕设，以在辊件运动过程中，能够稳定牵引隔膜的运动，相对提升放卷速度，所述隔膜卷1的自由端设置为能够绕过任意一组辊件的顶部的辊筒2并向下交替穿过两组所述辊件的辊筒2后伸出。
当然，两组所述辊件需设置为彼此间距离可调，具体来说，两组辊件能够同时相向或相背运动，或者其中一组辊件能够朝向或远离另一组辊件运动。
其中，所述隔膜放卷机构包括对应两组辊件设置的两个辊架4，以便于带动两组辊件的运动，具体地，每组辊件的辊筒2设置在对应的所述辊架4上，辊筒2可直接采用焊接或其他连接方式固定在辊架4上，辊架4运动过程中，辊筒2与辊架4之间无相对运动，另外需保证辊筒2有部分设置为凸出于辊架4，如图3所示，该凸出部分能够便于隔膜的绕设。
进一步来说，所述隔膜放卷机构包括导轨3，至少一个所述辊架4滑动设置在所述导轨3上，以满足放卷过程中辊件能够运动的需求，从而相应提高放卷速度，当然，还可将两组辊架4均设置在导轨3上，以使得两组辊架4能够沿导轨3进行相向运动。值得注意的是，所述导轨3的数量为两个，两个所述导轨3沿水平方向平行设置，所述辊架4则沿竖直设置且两端分别滑动连接于两个所述导轨3，辊架4与导轨3之间的滑动连接可以采用任意适宜的方式，此处不作过多限制，在本实施方式中，导轨3中设有滑槽，辊架4的两端分别设有能够伸入滑槽且在滑槽中往复滑动的滑动部。
通常来说，所述隔膜放卷机构包括用于对从两组所述辊件穿出的隔膜进行叠片的叠片平台5。为便于放卷速度的计算，同时进一步便于控制和调节叠片平台5的叠片速度，两组所述辊件的辊筒2设置为相同数量，另外，为了方便实现隔膜交替绕设于两组辊件的辊筒2，两组所述辊件的辊筒2沿高度方向上交错设置，具体排列方式如图1和图2所示，隔膜从隔膜卷1放出后，绕过一组辊件的最顶部的辊筒2，随后沿高度方向向下延伸交替穿过两组辊件的辊筒2，最终从最底部的辊筒2伸出固定于叠片平台5。
举例来说，若所述隔膜放卷速度为V0m/min，两组所述辊件相向运动的速度为V1m/min，每组辊件的所述辊筒的数量为n，则相当于可增加放卷速度为(2n-1)V1，若所述隔膜在叠片时的速度为V2m/min，则V2＝V0+(2n-1)V1。相对于传统隔膜放卷机构来说，在放卷速度相同的情况下，能够有效提升叠片的速度，进而能够满足超高速叠片需求。同理，当叠片速度一定的情况下，通过辊件的相向运动，可以适应性降低隔膜的放卷速度，进而能够减少隔膜损坏的风险，便于对隔膜张力进行控制，保证放卷过程中的稳定性和可靠性。
值得注意的是，若叠片过程中隔膜所需折叠完成后的单片长度为W mm，在不采用本机构的情况下，单片所需叠片时间为m1 s，则m1＝(60*W)/(1000*V0)，其中，60和1000为单位换算过程中固定参数；而采用本隔膜放卷机构的情况下，单片所需叠片时间为m2s，具体m2＝(60*W)/{1000*[V0+(2n-1)V1]}。同样可以看出，通过控制辊件在放卷过程中的运动，将相应增加后续叠片单元的叠片速度，缩短叠片时间，并且可根据需要通过调整辊筒设置数量的不同，来达到不同的叠片速度，进而满足叠片需求。
下面以实际操作过程中的具体数值来详细说明：实际应用中，隔膜卷1的放卷速度为6m/min，放卷过程中，两组辊件相向运动，相对运动速度为0.67m/min，则最终隔膜的叠片速度可达0.31s/pcs，实现叠片速度的突破。
另外，为实现自动化放卷过程，所述隔膜放卷机构包括用于驱动所述辊件相向运动的驱动单元。具体地，驱动单元可以驱动辊架4沿导轨3的滑动，当然，驱动单元可以在满足驱动辊件运动的条件下进行任意选择，例如可以采用能够控制辊架4沿直线运动的线性电机或伺服电机等。
本发明第二方面提供一种隔膜放卷方法，所述方法采用上述任意方案所述的隔膜放卷机构完成，具体方法包括：驱动绕设有隔膜的两组所述辊件在隔膜放卷过程中进行相向运动。
工作过程中，隔膜卷1以固定的速度放卷，同时驱动绕设有隔膜的两组所述辊件在隔膜放卷过程中进行相向运动，此时，调节叠片单元5在合适的速度下叠片，使得叠片速度与隔膜卷1放卷速度和辊件相向运动速度相配合，保证叠片顺利进行，不会出现隔膜松弛等问题。相对于传统放卷机构来说，在隔膜卷1放卷速度相同的情况下，将显著提升叠片单元的叠片速度，缩短叠片时间。
所述隔膜放卷方法包括在每次放卷前将两组所述辊件靠近以绕设所述隔膜且在绕设完成后将两组所述辊件拉开的步骤。
使用前需将两组辊件相靠近以方便隔膜的绕设，绕设完成后，为了能够让隔膜放卷过程中，两组辊件能够进行相向运动，需将两组辊件拉开至一定的距离，以为后续的运动提供足够的空间，具体两组辊件间的距离长度可根据需要自行设置，例如1200mm，本发明对此不作具体限制。工作过程中，两组辊件运动至一定距离将停止运动，该距离也可自行限定，比如200mm，若辊件停止运动时，隔膜卷1上的隔膜仍未完全放完，可拉开两组辊件至上述初始距离以继续完成放卷，不断重复上述步骤，直至隔膜卷1上隔膜完全放完。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种隔膜放卷方法，其特征在于，所述方法采用隔膜放卷机构完成，所述隔膜放卷机构包括隔膜卷(1)以及平行设置且能够相向运动的两组辊件，每组辊件分别包括沿竖直方向间隔排列的辊筒(2)，两组所述辊件的所述辊筒(2)设置为能够连续交替绕设有从所述隔膜卷(1)上放出的隔膜；
所述隔膜放卷机构包括对应两组辊件设置的两个辊架(4)，每组辊件的辊筒(2)设置在对应的所述辊架(4)上；所述隔膜放卷机构包括导轨(3)，至少一个所述辊架(4)滑动设置在所述导轨(3)上；
所述导轨(3)的数量为两个，两个所述导轨(3)沿水平方向平行设置，所述辊架(4)竖直设置且两端分别滑动连接于两个所述导轨(3)；
所述隔膜放卷方法包括：驱动绕设有隔膜的两组所述辊件在隔膜放卷过程中进行相向运动；
在每次放卷前将两组所述辊件靠近以绕设所述隔膜且在绕设完成后将两组所述辊件拉开的步骤。
2.根据权利要求1所述的隔膜放卷方法，其特征在于，所述隔膜卷(1)的自由端设置为能够绕过任意一组辊件的顶部的辊筒(2)并向下交替穿过两组所述辊件的辊筒(2)后伸出。
3.根据权利要求1所述的隔膜放卷方法，其特征在于，两组所述辊件的辊筒(2)数量相同且沿高度方向上交错设置。
4.根据权利要求1所述的隔膜放卷方法，其特征在于，所述隔膜放卷机构包括用于驱动所述辊件相向运动的驱动单元。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的隔膜放卷方法，其特征在于，所述隔膜放卷机构包括用于对从两组所述辊件穿出的隔膜进行叠片的叠片平台(5)。
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