CN114275574B - 一种放卷装置及卷绕机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种放卷装置及卷绕机，属于锂电池制造设备技术领域，其中，放卷装置包括：立板；放卷机构，设置于立板上，放卷机构适于放置片材卷并对片材卷进行放卷；张力缓存机构，设置于立板上，张力缓存机构与放卷机构间隔设置，张力缓存机构适于调节片材的张力并缓存片材；压辊机构，设置于立板上，压辊机构设置于放卷机构和张力缓存机构之间，压辊机构适于穿过片材并夹持片材，并且，压辊机构的转速可调，用以调节片材的供给速度。本发明提供的一种放卷装置，能够对脱离放卷辊的片材进行夹持与放料，不仅能够增大对片材的利用率，而且保证了剩余的片材在使用过程中的张力，以保证电芯的卷绕质量。

Description

一种放卷装置及卷绕机

技术领域

本发明涉及锂电池制造设备技术领域，具体涉及一种放卷装置及卷绕机。

背景技术

现有的电池制造一般采用全自动卷绕设备，在生产过程中，全自动卷绕、叠片、制袋等工序包含隔膜或极片等卷料放卷的过程。目前一般采用单卷料放卷，料卷用完后停机换料的方式。然而，当卷料的尾端脱离放卷辊时，剩余的未卷绕使用的隔膜或极片的张力消失。此时，若是继续使用剩余的隔膜或极片，隔膜或极片会被前方卷绕装置的拉力拉走，隔膜或极片无法保持张力，降低电芯的卷绕质量；若是当卷料的尾端即将脱离放卷辊之前，前方卷绕装置就停止卷绕工序，则剩余的隔膜或极片将无法使用，造成隔膜或极片的浪费。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中的放卷装置中剩余未卷绕的隔膜或极片无法正常使用缺陷，从而提供一种放卷装置及卷绕机。

为了解决上述问题，本发明提供了一种放卷装置，包括：立板；放卷机构，设置于所述立板上，所述放卷机构适于放置片材卷并对片材卷进行放卷；张力缓存机构，设置于所述立板上，与所述放卷机构间隔设置，所述张力缓存机构适于调节片材的张力并缓存片材；压辊机构，设置于所述立板上，所述压辊机构设置于所述放卷机构和所述张力缓存机构之间，所述压辊机构适于穿过并夹持片材，并且，所述压辊机构的转速可调，用以调节片材的供给速度。

可选地，所述压辊机构包括支撑辊和按压辊，所述支撑辊和/或所述按压辊可移动设置以调节所述支撑辊和所述按压辊之间的距离，所述支撑辊和所述按压辊之间适于穿过片材，并且，所述支撑辊和所述按压辊适于夹持片材，所述支撑辊和/或所述按压辊的转速可调。

可选地，所述支撑辊固定设置，所述支撑辊用于支撑片材，所述按压辊适于靠近或远离所述支撑辊移动，所述按压辊或所述支撑辊连接有转速调节结构。

可选地，所述转速调节结构与所述按压辊连接，所述转速调节结构为阻尼调节结构，所述阻尼调节结构适于调节所述按压辊的阻尼，以调节所述按压辊的转速。

可选地，所述转速调节结构与所述支撑辊连接，所述转速调节结构为电机，所述电机与所述支撑辊传动连接，所述电机的转速可调，以调节所述支撑辊的转速。

可选地，所述放卷装置还包括缺料检测单元，所述缺料检测单元与所述放卷机构以及所述压辊机构电性连接，所述缺料检测单元检测到所述放卷机构放卷至预定剩余量，所述缺料检测单元能够控制所述压辊机构夹持片材。

可选地，所述放卷装置还包括尾端检测单元，所述尾端检测单元设置于所述放卷机构和所述压辊机构之间，所述尾端检测单元适于检测片材卷的尾端通过，并控制所述张力缓存机构释放缓存的片材。

可选地，所述放卷装置还包括导料机构，所述导料机构内适于穿过片材，所述尾端检测单元设置于所述导料机构上。

可选地，所述放卷装置还包括转接机构，所述转接机构设置于所述压辊机构和所述导料机构之间，所述转接机构适于将片材的尾端与另一片材卷的首端连接。

可选地，所述放卷机构、所述导料机构、所述尾端检测单元以及所述转接机构均相对间隔设置有一对，一对所述放卷机构中的一个适于放置第一片材卷进行放卷，一对所述放卷机构中的另一个适于放置第二片材卷以等待与第一片材卷的尾端相接。

本发明还提供了一种卷绕机，包括上述的放卷装置。

本发明具有以下优点：

1.本发明提供的一种放卷装置，在放卷机构和张力缓存机构之间设置压辊机构，以利用压辊机构对片材进行夹持，以使片材保持张力，并且，通过调节压辊机构的转速，能够保证压辊机构对片材的供给速度与卷绕工序中片材的卷绕速度相适配。因此，该放卷装置能够对脱离放卷辊的片材进行夹持与放料，不仅能够增大对片材的利用率，而且保证了剩余的片材在使用过程中的张力，以保证电芯的卷绕质量。

2.本发明提供的一种放卷装置，将转速调节结构设置为阻尼调节结构，利用阻尼调节结构调节按压辊的阻尼，即可调节按压辊的转速，以与片材的卷绕速度相适配，结构简单，操作方便。

3.本发明提供的一种放卷装置，将转速调节结构设置为电机，通过电机带动支撑辊转动，因此，通过调节电机的转速即可调节支撑辊的转速，调节方式简单，自动化程度高。

4.本发明提供的一种放卷装置，通过设置缺料检测单元以对放卷机构对片材卷的放卷量进行监测，使得在放卷机构在放卷至预定剩余量时，能够控制压辊机构提前对片材进行夹持，保证片材具有持续的张力。

5.本发明提供的一种放卷装置，通过设置尾端检测单元检测片材卷尾端的位置，以检测到片材卷与放卷辊脱离，并控制张力缓存机构能够释放缓存的片材，控制剩余片材的进给长度，提高片材的利用率。

6.本发明提供的一种放卷装置，通过设置导料机构对片材进行支撑与导向，避免片材卷尾端随意移动。

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示出了本发明的实施例1提供的放卷装置的结构示意图；

图2示出了本发明的实施例2提供的放卷装置的结构示意图；

图3示出了本发明的实施例1和实施例2提供的张力缓存机构的结构示意图。

附图标记说明：

10、放卷机构；20、张力缓存机构；21、安装板；22、移动板；23、驱动缸；24、滑轨；25、张紧辊；26、固定辊；30、压辊机构；31、支撑辊；32、按压辊；40、尾端检测单元；50、导料机构；60、转接机构。

具体实施方式

下面将结合附图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。

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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

在卷绕机中，通常使用放卷装置对隔膜或极片进行放卷，以供卷绕装置卷绕使用，以加工电芯。因此，放卷装置不仅能够对隔膜进行放卷，也可以对极片进行放卷，即“片材卷”可以为成卷设置的隔膜，也可以为成卷设置的极片。在下述实施例中，均以隔膜为例进行说明。

实施例1

如图1和图3所示的放卷装置的第一种具体实施方式，包括：立板、放卷机构10、张力缓存机构20和压辊机构30，放卷机构10、张力缓存机构20和压辊机构30均设置于立板上。放卷机构10用于放置隔膜卷，并对隔膜卷进行放卷。张力缓存机构20与放卷机构10间隔设置，张力缓存机构20能够调节隔膜的张力并缓存隔膜。压辊机构30设置于放卷机构10和张力缓存机构20之间，压辊机构30能够穿过并夹持隔膜，并且，压辊机构30的转速可调，用以调节隔膜的供给速度。

具体的，在本实施例中，如图1所示，压辊机构30包括支撑辊31和按压辊32，支撑辊31和/或按压辊32可移动设置以调节支撑辊31和按压辊32之间的距离，隔膜穿设于支撑辊31和按压辊32之间，支撑辊31和按压辊32能够对隔膜进行夹持，并且支撑辊31和/或按压辊32的转速可调，以调节隔膜的供给速度。

在放卷机构10和张力缓存机构20之间设置压辊机构30，并且将压辊机构30设置为可移动设置的支撑辊31和按压辊32，以利用支撑辊31和按压辊32对隔膜进行夹持，以使隔膜保持张力，并且，通过调节支撑辊31和/或按压辊32的转速，能够保证压辊机构30对隔膜的供给速度与卷绕工序中隔膜的卷绕速度相适配。因此，该放卷装置能够对脱离放卷辊的隔膜进行夹持与放料，不仅能够增大对隔膜的利用率，而且保证了剩余的隔膜在使用过程中的张力，以保证电芯的卷绕质量。

在本实施例中，如图1所示，支撑辊31固定设置于立板上，支撑辊31用于支撑隔膜，按压辊32能够靠近或远离支撑辊31移动，按压辊32连接有转速调节结构。

具体的，在本实施例中，如图1所示，转速调节结构为阻尼调节结构，利用阻尼调节结构能够调节按压辊32的阻尼，即可调节按压辊32的转速，以与隔膜的卷绕速度相适配，结构简单，操作方便。

值得说明的是，阻尼实现的方式不限于摩擦、电磁、液压、空气、热敏。

当然，也可以将按压辊32设置为固定不动，支撑辊31能够靠近或远离按压辊32运动；或者是，将按压辊32和支撑辊31均可移动设置；并且，转速调节结构也可以设置于支撑辊31上。

需要说明的是，在卷绕机的卷绕装置对隔膜进行卷绕时，位于放卷装置内的隔膜朝向卷绕装置移动，因此，隔膜在移动过程中会带动按压辊32转动。当卷绕装置对隔膜的卷绕速度加快时，隔膜能够带动按压辊32同步加快转动；当卷绕装置对隔膜的卷绕速度减慢时，阻尼调节结构能够增大按压辊32的阻尼，使按压辊32的转速减慢，以与卷绕速度相适配。

在本实施例中，放卷装置还包括缺料检测单元，缺料检测单元与放卷机构10以及压辊机构30电性连接，缺料检测单元检测到放卷机构10放卷至预定剩余量，缺料检测单元能够控制压辊机构30夹持隔膜。具体的，放卷机构10包括放卷电机和放卷辊，放卷电机与放卷辊传动连接，隔膜卷设置于放卷辊上，以利用放卷电机驱动放卷辊转动放卷。通过设置缺料检测单元可以检测放卷辊旋转的圈数，以此可以得出放卷的长度，进而得出隔膜的剩余量，当隔膜放卷至预定放卷量，也即隔膜的剩余量到达预定剩余量时，缺料检测单元可以触发报警单元进行缺料报警。

在本实施例中，如图1所示，按压辊32连接有驱动部，驱动部与按压辊32传动连接，利用驱动部可以驱动按压辊32靠近或远离支撑辊31移动。缺料检测单元与驱动部电性连接，缺料检测单元将缺料信号传递于驱动部并控制驱动部驱动按压辊32靠近支撑辊31移动，以通过按压辊32和支撑辊31对隔膜进行夹持。

在本实施例中，驱动部可以为液压缸、气缸，也可以为直线电机。

通过设置缺料检测单元以对放卷机构10对隔膜卷的放卷量进行监测，使得在放卷机构10在放卷至预定剩余量时，能够控制压辊机构30提前对隔膜进行夹持，保证隔膜具有持续的张力。

如图1所示，放卷装置还包括尾端检测单元40，尾端检测单元40设置于放卷机构10和压辊机构30之间，尾端检测单元40能够检测隔膜卷的尾端通过，并控制张力缓存机构20释放缓存的隔膜。

通过设置尾端检测单元40检测隔膜卷尾端的位置，以检测到隔膜卷与放卷辊脱离，并控制张力缓存机构20能够释放缓存的隔膜，控制剩余隔膜的进给长度，提高隔膜的利用率。

如图1所示，放卷装置还包括导料机构50，导料机构50内适于穿过隔膜，尾端检测单元40设置于导料机构50上。通过设置导料机构50对隔膜进行支撑与导向，避免隔膜卷尾端随意移动。

具体的，在本实施例中，如图1所示，导料机构50包括相对间隔设置的一对夹板，隔膜穿设于一对夹板之间。当隔膜卷的尾端未通过尾端检测单元40时，尾端检测单元40能够一直检测到被隔膜所遮挡的状态，当隔膜卷的尾端经过尾端检测单元40后，尾端检测单元40检测到未被隔膜所遮挡的状态，并发送信号于张力缓存机构20。

如图1和图3所示，张力缓存机构20包括安装板21、移动板22和驱动缸23，安装板21设置于立板上，安装板21上设置有滑轨24，移动板22通过滑轨24与安装板21可滑动连接，驱动缸23与移动板22传动连接，以通过驱动缸23驱动移动板22滑动。移动板22上设置有两个张紧辊25，立板上设置有两个固定辊26，两个张紧辊25和两个固定辊26间隔设置，隔膜绕设于两个张紧辊25和两个固定辊26上。驱动缸23能够驱动移动板22带动两个张紧辊25靠近或远离两个固定辊26移动，以改变隔膜的张紧力和缓存的长度。

在本实施例中，驱动缸23为气缸。

在本实施例中，尾端检测单元40与驱动缸23电性连接，当隔膜卷的尾端经过尾端检测单元40后，尾端检测单元40发送信号于驱动缸23，驱动缸23驱动移动板22带动两个固定辊26靠近两个固定辊26移动，以释放缓存的隔膜。

在本实施例中，张力缓存机构20还包括位移传感器，通过位移传感器能够检测移动板22移动的距离，以控制隔膜释放的长度。

如图1所示，放卷装置还包括转接机构60，转接机构60设置于压辊机构30和导料机构50之间，转接机构60能够将隔膜切断并与另一隔膜卷的首端连接。

如图1所示，放卷机构10、导料机构50、尾端检测单元40以及转接机构60均相对间隔设置有一对，一对放卷机构10中的一个用于放置第一隔膜卷进行放卷，一对放卷机构10中的另一个用于放置第二隔膜卷，以等待与第一隔膜卷的尾端相接，并在连接后进行放卷。

在使用本实施例的放卷装置时，放卷电机驱动放卷辊转动放卷，当放卷至预定剩余量时，缺料检测单元发送信号于按压辊32，使按压辊32靠近支撑辊31移动，并与支撑辊31配合夹持隔膜。并且，通过按压辊32上的阻尼调节结构能够对按压辊32的转速进行调节，使得压辊机构30对隔膜的供给速度与卷绕工序中隔膜的卷绕速度相适配。当隔膜卷的尾端脱离放卷辊并移动至通过尾端检测单元40后，尾端检测单元40发送信号于张力缓存机构20，张力缓存机构20的驱动缸23驱动移动板22并带动张紧辊25靠近固定辊26移动预定距离，以释放缓存的隔膜。同时，转接机构60能够将隔膜在转接机构60处进行切断，并与另一放卷机构10上的隔膜卷的首端进行连接。

实施例2

如图2所示的放卷装置的第二种具体实施方式，包括立板、放卷机构10、张力缓存机构20和压辊机构30，放卷机构10、张力缓存机构20和压辊机构30均设置于立板上。放卷机构10用于放置隔膜卷，并对隔膜卷进行放卷。张力缓存机构20与放卷机构10间隔设置，张力缓存机构20能够调节隔膜的张力并缓存隔膜。压辊机构30设置于放卷机构10和张力缓存机构20之间，并且，压辊机构30包括支撑辊31和按压辊32，支撑辊31和/或按压辊32可移动设置以调节支撑辊31和按压辊32之间的距离，隔膜穿设于支撑辊31和按压辊32之间，支撑辊31和按压辊32能够对隔膜进行夹持，并且支撑辊31和/或按压辊32的转速可调，以调节隔膜的供给速度。

在本实施例中，如图2所示，支撑辊31固定设置于立板上，支撑辊31用于支撑隔膜，按压辊32能够靠近或远离支撑辊31移动，支撑辊31连接有转速调节结构。

具体的，在本实施例中，转速调节结构为电机，电机与支撑辊31传动连接，以通过电机带动支撑辊31转动，因此，通过调节电机的转速即可调节支撑辊31的转速，调节方式简单，自动化程度高。

在本实施例中，除上述的压辊机构30之外，其余均与实施例1相同，因此不再赘述。

当将本实施例的放卷装置应用于卷绕机时，可以由卷绕机上的控制系统(例如PLC)控制电机与卷绕装置对隔膜的卷绕速度相适配。因此，压辊机构30能够作为牵引机构为隔膜提供适当的供给速度。

在使用本实施例的放卷装置时，放卷电机驱动放卷辊转动放卷，当放卷至预定剩余量时，缺料检测单元发送信号于按压辊32，使按压辊32靠近支撑辊31移动，并与支撑辊31配合夹持隔膜。并且，卷绕机的控制系统控制电机与卷绕装置对隔膜的卷绕速度相适配，使得压辊机构30对隔膜的供给速度与卷绕工序中隔膜的卷绕速度相适配。当隔膜卷的尾端脱离放卷辊并移动至通过尾端检测单元40后，尾端检测单元40发送信号于张力缓存机构20，张力缓存机构20的驱动缸23驱动移动板22并带动张紧辊25靠近固定辊26移动预定距离，以释放缓存的隔膜。同时，转接机构60能够将隔膜在转接机构60处进行切断，并与另一放卷机构10上的隔膜卷的首端进行连接。

实施例3

本实施例提供了卷绕机的一种具体实施方式，包括实施例1或实施例2的放卷装置，还包括卷绕装置。利用放卷装置对隔膜进行放卷，利用卷绕装置卷绕隔膜以加工电芯。通过在放卷装置中设置压辊机构30，以利用压辊机构30对隔膜进行夹持，使隔膜卷的尾端脱离放卷辊后，隔膜仍然保持张力，并且，通过调节支撑辊31和/或按压辊32的转速，能够保证压辊机构30对隔膜的供给速度与卷绕装置中隔膜的卷绕速度相适配。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1.通过设置压辊机构能够对脱离放卷辊的片材进行夹持与放料，使得脱离放卷辊的片材仍然保持张力，并且能够提供与卷绕工序中片材的卷绕速度相适配的供给速度，因此，不仅能够增大对片材的利用率，而且保证了剩余的片材在使用过程中的张力，以保证电芯的卷绕质量；

2.通过设置尾端检测单元检测片材卷尾端的位置，以检测到片材卷与放卷辊脱离，并控制张力缓存机构能够释放缓存的片材，控制剩余片材的进给长度，提高片材的利用率。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种放卷装置，其特征在于，包括：

立板；

放卷机构（10），设置于所述立板上，所述放卷机构（10）适于放置片材卷并对片材卷进行放卷；

张力缓存机构（20），设置于所述立板上，与所述放卷机构（10）间隔设置，所述张力缓存机构（20）适于调节片材的张力并缓存片材；

压辊机构（30），设置于所述立板上，所述压辊机构（30）设置于所述放卷机构（10）和所述张力缓存机构（20）之间，所述压辊机构（30）包括支撑辊（31）和按压辊（32），所述支撑辊（31）和/或所述按压辊（32）可移动设置以调节所述支撑辊（31）和所述按压辊（32）之间的距离，所述支撑辊（31）和所述按压辊（32）之间适于穿过片材，并且，所述支撑辊（31）和所述按压辊（32）适于夹持片材，所述支撑辊（31）和/或所述按压辊（32）的转速可调，用以调节片材的供给速度；

缺料检测单元，所述缺料检测单元与所述放卷机构（10）以及所述压辊机构（30）电性连接，所述缺料检测单元检测到所述放卷机构（10）放卷至预定剩余量，所述缺料检测单元能够控制所述压辊机构（30）夹持片材；

尾端检测单元（40），所述尾端检测单元（40）设置于所述放卷机构（10）和所述压辊机构（30）之间，所述尾端检测单元（40）适于检测片材卷的尾端通过，并控制所述张力缓存机构（20）释放缓存的片材；

转接机构（60），所述转接机构（60）适于将片材的尾端和另一片材卷的首端连接。

2.根据权利要求1所述的放卷装置，其特征在于，所述支撑辊（31）固定设置，所述支撑辊（31）用于支撑片材，所述按压辊（32）适于靠近或远离所述支撑辊（31）移动，所述按压辊（32）或所述支撑辊（31）连接有转速调节结构。

3.根据权利要求2所述的放卷装置，其特征在于，所述转速调节结构与所述按压辊（32）连接，所述转速调节结构为阻尼调节结构，所述阻尼调节结构适于调节所述按压辊（32）的阻尼，以调节所述按压辊（32）的转速。

4.根据权利要求2所述的放卷装置，其特征在于，所述转速调节结构与所述支撑辊（31）连接，所述转速调节结构为电机，所述电机与所述支撑辊（31）传动连接，所述电机的转速可调，以调节所述支撑辊（31）的转速。

5.根据权利要求4所述的放卷装置，其特征在于，所述放卷装置还包括导料机构（50），所述导料机构（50）内适于穿过片材，所述尾端检测单元（40）设置于所述导料机构（50）上。

6.根据权利要求5所述的放卷装置，其特征在于，所述转接机构（60）设置于所述压辊机构（30）和所述导料机构（50）之间。

7.根据权利要求5所述的放卷装置，其特征在于，所述放卷机构（10）、所述导料机构（50）、所述尾端检测单元（40）以及所述转接机构（60）均相对间隔设置有一对，一对所述放卷机构（10）中的一个适于放置第一片材卷进行放卷，一对所述放卷机构（10）中的另一个适于放置第二片材卷以等待与第一片材卷的尾端相接。

8.一种卷绕机，其特征在于，包括权利要求1-7中任意一项所述的放卷装置。