CN114284571A - 卷绕装置及卷绕方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种卷绕装置及卷绕方法，涉及电芯生产技术领域。该卷绕装置包括卷绕头、卷针及压紧辊，卷针和压紧辊均连接于卷绕头。压紧辊靠近卷绕工位设置，卷针的外侧面设有用于吸附隔膜的第一吸附区。卷绕头能够带动卷针移动至卷绕工位并转动，以使卷针与压紧辊共同夹持隔膜，且在卷针和压紧辊夹持隔膜的同时，第一吸附区能够吸附隔膜末端，以使隔膜贴附于第一吸附区，并随卷针转动，从而预卷隔膜于卷针。该卷绕装置及卷绕方法均具有卷绕效率较高的特点。

Description

卷绕装置及卷绕方法

技术领域

本发明涉及电芯生产技术领域，具体而言，涉及一种卷绕装置及卷绕方法。

背景技术

目前在锂电池卷绕机生产电芯过程中，电芯的卷绕工艺决定了卷电芯时需要进行隔膜预卷，隔膜预卷所用时间直接影响整个设备的生产效率。并且，现有的隔膜预卷前隔膜夹紧的方式大多都采用机械夹紧的方式，其在夹紧隔膜的过程中需要进行穿上隔膜、隔膜夹紧等辅助动作，这些动作占用较长的时间，将进一步影响设备的生产效率。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的卷绕装置及卷绕方法显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷绕装置及卷绕方法，其均具有卷绕效率较高的特点。

本发明提供一种技术方案：

第一方面，本发明实施例提供了一种卷绕装置，其包括卷绕头、卷针及压紧辊，所述卷针和所述压紧辊均连接于所述卷绕头；

所述压紧辊靠近卷绕工位设置，所述卷针的外侧面设有用于吸附隔膜的第一吸附区；

所述卷绕头能够带动所述卷针移动至所述卷绕工位并转动，以使所述卷针与所述压紧辊共同夹持所述隔膜，且在所述卷针和所述压紧辊夹持所述隔膜的同时，所述第一吸附区能够吸附所述隔膜末端，以使所述隔膜贴附于所述第一吸附区，并随所述卷针转动，从而预卷所述隔膜于所述卷针。

结合第一方面，在第一方面的另一种实现方式中，所述卷针外侧面还具有第二吹气区，所述第二吹气区能够在所述卷针卷绕所述隔膜及极片形成的电芯时吹气，以使所述电芯内侧面与所述卷针外侧面分离。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述卷针包括第一半针和第二半针，所述第一半针和第二半针间隔设置；

所述第一半针和所述第二半针上均设有第一吸附区，且两个所述第一吸附区均以所述卷针轴线对称设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述卷绕装置还包括辅助吹气嘴；

所述辅助吹气嘴设置于所述压紧辊下方，且能够向所述隔膜末端吹气，以使所述隔膜末端偏向所述卷针。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述辅助吹气嘴的吹气方向指向所述卷针底部吹气设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述卷针外侧面面上开设有吸附凹槽；

所述吸附凹槽沿所述卷针轴向方向延伸，且位于所述第一吸附区，并分隔所述第一吸附区为沿所述卷针外侧面延伸的第一吸附段和第二吸附段。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述卷绕装置还包括引导辊；

所述引导辊设置于所述卷绕工位上方，且用于引导所述隔膜向所述卷绕工位输送，且使得在所述压紧辊和所述卷针夹持所述隔膜时，所述引导辊和所述压紧辊之间的所述隔膜倾斜向下延伸。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述压紧辊位于所述卷绕工位水平方向上的一侧，所述卷绕头能够带动所述卷针由所述卷绕工位的另一侧移向所述卷绕工位，且同时带动所述卷针转动，以使在所述卷针移向所述卷绕工位的过程中，所述隔膜末端能够在重力作用下贴附在所述卷针外侧面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述卷绕头能够在带动所述卷针进入所述卷绕工位的同时带动所述卷针转动，且使得所述第一吸附区与隔膜末端对应，以通过所述第一吸附区吸附所述隔膜末端，并使得所述隔膜预卷于所述卷针。

第二方面，本发明实施例还提供了一种卷绕方法，其所述的卷绕装置；所述卷绕方法包括：移动转动的所述卷针至卷绕工位，使得所述卷针与所述压紧辊共同夹持所述隔膜，同时，所述第一吸附区吸附所述隔膜末端，以使所述隔膜贴附于所述第一吸附区，并随所述卷针转动，从而预卷所述隔膜于所述卷针。

相比现有技术，本发明实施例提供的卷绕装置相对于现有技术的有益效果包括：

该卷绕装置包括卷绕头、卷针及压紧辊，其中，卷针和压紧辊均连接于卷绕头，压紧辊靠近卷绕工位设置，卷针的外侧面设有用于吸附隔膜的第一吸附区。而卷绕头能够卷绕头能够带动卷针移动至卷绕工位，且能够带动卷针转动，以使卷针靠拢压紧辊，从而共同夹持隔膜，并且，在卷针和压紧辊夹持隔膜的同时，第一吸附区能够吸附隔膜末端，以使隔膜贴附于第一吸附区，且由于卷针在转动，所以使得隔膜末端还随着卷针转动，从而将隔膜预卷于卷针，这样一来，该卷绕装置预卷隔膜的同时，隔膜能够经压紧辊和卷针之间输送，其无需隔膜停止输送，且在压紧辊和卷针夹持隔膜的同时可进行预卷隔膜的动作，从而降低了电芯卷绕工作的时间，提高了卷绕装置的卷绕效率。

本发明实施例提供的卷绕方法相对于现有技术的有益效果与上述的卷绕装置相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。

为使本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的卷绕装置的结构示意图。

图2为本发明第一实施例提供的卷绕装置的部分部件的结构示意图。

图3为本发明第一实施例提供的卷绕装置卷针的剖切结构示意图。

图4为本发明第一实施例提供的卷绕装置的卷针卷绕形成电芯时的剖切结构示意图。

图5为本发明第二实施例提供的卷绕方法的流程示意图。

图标：10-卷绕装置；11-卷绕头；111-卷绕工位；112-下料工位；12-卷针；123-第一吸附区；1230-吸附凹槽；1231-第一吸附段；1232-第二吸附段；125-吸附孔；126-吸附空间；127-第二吹气区；121-第一半针；122-第二半针；13-压紧辊；14-引导辊；15-辅助吹气嘴；900-电芯；910-隔膜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

请参阅图1，图1为本发明第一实施例提供的卷绕装置10的结构示意图。

本发明第一实施例提供一种卷绕装置10，该卷绕装置10具有卷绕效率较高的特点。该卷绕装置10能够应用于电芯900生产线等场景，当然，该卷绕装置10也能够独立使用。

以下将具体介绍本发明第一实施例提供的卷绕装置10的结构组成、工作原理及有益效果。

请继续参阅图1，以及参阅图2，图2为本发明第一实施例提供的卷绕装置10的部分部件的结构示意图。

该卷绕装置10包括卷绕头11、卷针12及压紧辊13，其中，卷针12和压紧辊13均连接于卷绕头11，压紧辊13靠近卷绕工位111设置，卷针12的外侧面设有用于吸附隔膜910的第一吸附区123。而卷绕头11能够卷绕头11能够带动卷针12移动至卷绕工位111，且能够带动卷针12转动，以使卷针12靠拢压紧辊13，从而共同夹持隔膜910，并且，在卷针12和压紧辊13夹持隔膜910的同时，第一吸附区123能够吸附隔膜910末端，以使隔膜910贴附于第一吸附区123，且由于卷针12在转动，所以使得隔膜910末端还随着卷针12转动，从而将隔膜910预卷于卷针12，这样一来，该卷绕装置10预卷隔膜910的同时，隔膜910能够经压紧辊13和卷针12之间输送，其无需隔膜910停止输送，且在压紧辊13和卷针12夹持隔膜910的同时可进行预卷隔膜910的动作，从而降低了电芯900卷绕工作的时间，提高了卷绕装置10的卷绕效率。

需要说明的是，在本实施例中，卷绕装置10包括至少两个卷针12，卷绕头11能够带动卷针12在卷绕工位111和下料工位112之间移动，在一个卷针12在卷绕工位111形成电芯900后，卷绕头11能够带动该卷针12移动至下料工位112，以便取下卷针12上的电芯900，同时且断隔膜910，同时卷绕头11还带动另一卷针12转动并移动至卷绕工位111，以使该卷针12靠拢压紧辊13，从而共同夹持被切断的隔膜910底端，并且位于卷绕工位111的卷针12上的第一吸附区123能够吸附隔膜910末端，以使隔膜910贴附于第一吸附区123，且随卷针12转动，从而完成将隔膜910预卷于卷针12的工作，卷绕头11再进一步带动卷绕工位111的卷针12卷绕隔膜910和极片，以形成电芯900，并在形成电芯900后带动该卷针12移动至下料工位112，再重复上述步骤，以进行电芯900的连续卷绕生产，在生产过程中，隔膜910无需停止输送，其效率较高。

进一步地，卷绕装置10还可包括引导辊14，该引导辊14设置于卷绕工位111上方，且用于引导隔膜910向卷绕工位111输送，且使得在压紧辊13和卷针12夹持隔膜910时，引导辊14和压紧辊13之间的隔膜910倾斜向下延伸，换言之，压紧辊13和卷针12夹持隔膜910后，隔膜910经引导辊14倾斜向下输送，且引导辊14大致位于卷针12上方，这样一来，使得隔膜910位于压紧辊13和卷针12之间上方的部分贴附于卷针12外侧面，且随卷针12的转动向下输送，或者说，隔膜910位于压紧辊13和卷针12之间上方的部分提前贴附于卷针12的外表面，从而减少隔膜910输送过程中，隔膜910和卷针12外侧面之间存在气体的几率。

进一步地，压紧辊13位于卷绕工位111水平方向上的一侧，而卷绕头11能够带动卷针12由卷绕工位111的另一侧移向卷绕工位111，且同时带动卷针12转动，以使在卷针12移向卷绕工位111的过程中，隔膜910末端能够在重力作用下贴附在卷针12外侧面。以图2为例，由于引导辊14大致位于卷绕工位111上方，被切断的隔膜910在自身重力下下垂，卷绕头11带动卷针12沿图2中B方向移动至卷绕工位111的过程中，卷针12将承接柱隔膜910末端，且随着隔膜910的输送以及卷针12的转动，隔膜910将随卷针12外侧面向下输送，且部分贴附于卷针12外侧面，从而使得卷针12和压紧辊13能够较稳定的夹持隔膜910，减少隔膜910在卷针12轴向方向上移动的几率。

进一步地，卷绕头11能够在带动卷针12进入卷绕工位111的同时带动卷针12转动，且能够使得第一吸附区123与隔膜910末端对应，或者说，直接由第一吸附区123承接隔膜910末端，以使第一吸附区123吸附隔膜910末端，使得提前隔膜910预卷于卷针12，进一步提高预卷隔膜910的效率，且第一吸附区123吸附隔膜910后，可再转压紧辊13，以通过压紧辊13整理隔膜910末端，减少隔膜910褶皱情况出现的几率。

进一步地，卷针12外侧面面上还可开设有吸附凹槽1230，该吸附凹槽1230沿卷针12轴向方向延伸，且位于第一吸附区123，并分隔第一吸附区123为沿卷针12外侧面延伸的第一吸附段1231和第二吸附段1232，这样一来，在隔膜910被第一吸附区123吸附时，可先通过第一吸附段1231吸附隔膜910末端，在逐渐由第二吸附段1232吸附隔膜910，这样一来，通过两个间隔的区域吸附隔膜910，使得吸附隔膜910的能够逐渐贴附于第一吸附区123，从而减少隔膜910褶皱情况出现的几率，特别是在卷针12表面的线速度稍快于隔膜910输送速度时，通过两个间隔的区域来吸附隔膜910还能起到整理隔膜910的作用，进一步减少隔膜910出现褶皱的几率。

进一步地，卷绕装置10还可包括辅助吹气嘴15，该辅助吹气嘴15设置于压紧辊13下方，且能够向隔膜910末端吹气，以使隔膜910末端偏向卷针12，减少隔膜910脱离卷针12的几率。

需要说明的是，在本实施例中，辅助吹气嘴15的吹气方向指向卷针12底部吹气设置，换言之，辅助吹气嘴15能够沿图2中A方向吹气，以使隔膜910偏向卷针12，且在贴附在卷针12的隔膜910因褶皱凸起时，可通过辅助吹气嘴15吹气来引导隔膜910沿卷针12的外侧面展开，减少褶皱程度。

请继续参阅图2，以及参阅图3和图4，图3为本发明第一实施例提供的卷绕装置10卷针12的剖切结构示意图。图4为本发明第一实施例提供的卷绕装置10的卷针12卷绕形成电芯900时的剖切结构示意图。

该卷针12外侧面还具有第二吹气区127，该第二吹气区127能够在卷针12卷绕隔膜910及极片形成的电芯900时吹气，以使电芯900内侧面与卷针12外侧面分离，以减少抽针时电芯900内侧面和卷针12外侧面之间的摩擦力，从而减弱抽针动作对电芯900形态的影响。

而现有技术中，一般在卷针12上贴一层摩擦系数很小材料，例如铁氟龙，其使隔膜910和卷针12间的摩擦力减小，但是，铁氟龙地寿命较短，不能长时间稳定地生产电芯900，并且，隔膜910和铁氟龙之间易产生静电，静电会增加卷针12和电芯900内侧面之间的摩擦力，增大了抽针动作对电芯900形态的影响。

需要说明的是，在本实施例中，第一吸附区123也可吹出气体，以与第二吹气区127共同吹气，以使电芯900内侧面与卷针12外侧面均匀分离开。此外，第一吸附区123可设有多个吸附孔125，且卷针12内设有与多个吸附孔125连通的吸附空间126，该吸附空间126能够与负压管连接，从而通过多个吸附孔125吸附隔膜910，第二吹气区127与第一吸附区123的结构类似，此处不再赘述。

进一步地，卷针12可包括第一半针121和第二半针122，其中，第一半针121和第二半针122间隔设置，且第一半针121和第二半针122上均设有第一吸附区123，且两个第一吸附区123均以卷针12轴线对称设置。以使卷针12转动较小的角度便可使得第一吸附区123对准隔膜910的底端，且通过两个第一吸附区123共同吸附隔膜910，提高吸附隔膜910的稳定性。此外，第一半针121和第二半针122上还均设有第二吹气区127，且两个第二吹气区127均以卷针12轴线对称设置，以共同吹气进一步提高卷针12外侧面吹气的均匀性。

综上所述，本发明第一实施例提供一种卷绕装置10，其具有卷绕效率较高的特点。

第二实施例：

请参阅图5，图5为本发明第二实施例提供的卷绕方法的流程示意图。

本发明第二实施例提供一种卷绕方法，该卷绕方法应用于上述的卷绕装置10，其也具有卷绕效率较高的特点。其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。

该卷绕方法包括：

步骤S101：移动转动的卷针12至卷绕工位111，使得所述卷针12与压紧辊13共同夹持隔膜910，同时，第一吸附区123吸附隔膜910末端，以使隔膜910贴附于第一吸附区123，并随卷针12转动，从而预卷隔膜910于卷针12。

其无需隔膜910停止输送，且在压紧辊13和卷针12夹持隔膜910的同时可进行预卷隔膜910的动作，从而提高了卷绕装置10的卷绕效率。

并且，卷绕头11可带动卷针12沿图2中B方向移动至卷绕工位111的过程中，卷针12将承接柱隔膜910末端，且第一吸附区123与隔膜910末端对应，以使第一吸附区123吸附隔膜910末端，提前将隔膜910预卷于卷针12，且隔膜910沿倾斜向下向压紧辊13和卷针12之间输送，以使隔膜910输送时，提前于卷针12外侧面贴附，降低隔膜910和卷针12之间存在气体的几率。

进一步地，还可包括辅助吹气嘴15，以通过辅助吹气嘴15使隔膜910偏向卷针12；还可通过第二吹气区127在卷针12卷绕隔膜910及极片形成的电芯900时吹气，以使电芯900内侧面与卷针12外侧面分离，以减少抽针时电芯900内侧面和卷针12外侧面之间的摩擦力，从而减弱抽针动作对电芯900形态的影响。

综上所述：

本发明第二实施例提供一种卷绕方法，也具有卷绕效率较高的特点。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也可以有各种更改和变化。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。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。

Claims (10)

1.一种卷绕装置，其特征在于，包括卷绕头(11)、卷针(12)及压紧辊(13)，所述卷针(12)和所述压紧辊(13)均连接于所述卷绕头(11)；

所述压紧辊(13)靠近卷绕工位(111)设置，所述卷针(12)的外侧面设有用于吸附隔膜(910)的第一吸附区(123)；

所述卷绕头(11)能够带动所述卷针(12)移动至所述卷绕工位(111)并转动，以使所述卷针(12)与所述压紧辊(13)共同夹持所述隔膜(910)，且在所述卷针(12)和所述压紧辊(13)夹持所述隔膜(910)的同时，所述第一吸附区(123)能够吸附所述隔膜(910)末端，以使所述隔膜(910)贴附于所述第一吸附区(123)，并随所述卷针(12)转动，从而预卷所述隔膜(910)于所述卷针(12)。

2.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于，所述卷针(12)外侧面还具有第二吹气区(127)，所述第二吹气区(127)能够在所述卷针(12)卷绕所述隔膜(910)及极片形成的电芯(900)时吹气，以使所述电芯(900)内侧面与所述卷针(12)外侧面分离。

3.根据权利要求2所述的卷绕装置，其特征在于，所述卷针(12)包括第一半针(121)和第二半针(122)，所述第一半针(121)和第二半针(122)间隔设置；

所述第一半针(121)和所述第二半针(122)上均设有第一吸附区(123)，且两个所述第一吸附区(123)均以所述卷针(12)轴线对称设置。

4.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于，所述卷绕装置还包括辅助吹气嘴(15)；

所述辅助吹气嘴(15)设置于所述压紧辊(13)下方，且能够向所述隔膜(910)末端吹气，以使所述隔膜(910)末端偏向所述卷针(12)。

5.根据权利要求4所述的卷绕装置，其特征在于，所述辅助吹气嘴(15)的吹气方向指向所述卷针(12)底部吹气设置。

6.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于，所述卷针(12)外侧面面上开设有吸附凹槽(1230)；

所述吸附凹槽(1230)沿所述卷针(12)轴向方向延伸，且位于所述第一吸附区(123)，并分隔所述第一吸附区(123)为沿所述卷针(12)外侧面延伸的第一吸附段(1231)和第二吸附段(1232)。

7.根据权利要求1-6任意一项所述的卷绕装置，其特征在于，所述卷绕装置还包括引导辊(14)；

所述引导辊(14)设置于所述卷绕工位(111)上方，且用于引导所述隔膜(910)向所述卷绕工位(111)输送，且使得在所述压紧辊(13)和所述卷针(12)夹持所述隔膜(910)时，所述引导辊(14)和所述压紧辊(13)之间的所述隔膜(910)倾斜向下延伸。

8.根据权利要求7所述的卷绕装置，其特征在于，所述压紧辊(13)位于所述卷绕工位(111)水平方向上的一侧，所述卷绕头(11)能够带动所述卷针(12)由所述卷绕工位(111)的另一侧移向所述卷绕工位(111)，且同时带动所述卷针(12)转动，以使在所述卷针(12)移向所述卷绕工位(111)的过程中，所述隔膜(910)末端能够在重力作用下贴附在所述卷针(12)外侧面。

9.根据权利要求8所述的卷绕装置，其特征在于，所述卷绕头(11)能够在带动所述卷针(12)进入所述卷绕工位(111)的同时带动所述卷针(12)转动，且使得所述第一吸附区(123)与隔膜(910)末端对应，以通过所述第一吸附区(123)吸附所述隔膜(910)末端，并使得所述隔膜(910)预卷于所述卷针(12)。

10.一种卷绕方法，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任意一项所述的卷绕装置；

所述卷绕方法包括：

移动转动的所述卷针(12)至卷绕工位(111)，使得所述卷针(12)与所述压紧辊(13)共同夹持所述隔膜(910)，同时，所述第一吸附区(123)吸附所述隔膜(910)末端，以使所述隔膜(910)贴附于所述第一吸附区(123)，并随所述卷针(12)转动，从而预卷所述隔膜(910)于所述卷针(12)。

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