CN114497890A - 电芯隔膜飞切机构 - Google Patents

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CN114497890A CN202210099426.1A CN202210099426A CN114497890A CN 114497890 A CN114497890 A CN 114497890A CN 202210099426 A CN202210099426 A CN 202210099426A CN 114497890 A CN114497890 A CN 114497890A
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李灵聪
邹军模
阳如坤
杨吉
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Abstract

本发明的实施例提供了一种电芯隔膜飞切机构，涉及电池制造技术领域，该电芯隔膜飞切机构包括第一驱动部件、第二驱动部件、压膜部件和飞切部件，压膜部件与第一驱动部件传动连接；飞切部件与第二驱动部件传动连接，飞切部件用于与隔膜同步运动，并在与隔膜速度相同的情况下切断隔膜。相较于现有技术，本发明通过压膜部件压住隔膜，使得切断隔膜时不会发生抖动，切割稳定性好，并且通过飞切部件在与隔膜速度相同的情况下切断隔膜，能够在隔膜不停的情况下实现隔膜切断，实现了飞切功能，快速切断隔膜，减少隔膜切断时间，大幅提升了电芯生产效率，提高了产品产能。

Description

电芯隔膜飞切机构
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电芯隔膜飞切机构。
背景技术
目前动力锂电池生产过程，主要通过卷绕机卷绕正负极片和隔膜形成电芯，在卷绕完一个电芯后需要换工位卷绕下一个电芯，此时需要切断上一电芯尾部隔膜，以便前一电芯收尾以及后一电线开始卷绕。目前切断隔膜时隔膜需要处于静止状态，卷针也处于不动状态，然后进行隔膜切断动作。然而，随着电芯卷绕速度提高，静止切断隔膜已经无法满足设备生产效率，故需要更改隔膜切断方法，减短电芯生产周期。
发明内容
本发明的目的包括，例如，提供了一种电芯隔膜飞切机构，其结构紧凑，切割稳定性好，并能够在隔膜不停的情况下实现隔膜切断，实现了飞切功能，快速切断隔膜，减少隔膜切断时间，大幅提升了电芯生产效率，提高了产品产能。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种电芯隔膜飞切机构，包括第一驱动部件、第二驱动部件、压膜部件和飞切部件，所述压膜部件与所述第一驱动部件传动连接，并能够在所述第一驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离卷针，所述压膜部件用于滚动压住所述卷针上的隔膜；所述飞切部件与所述第二驱动部件传动连接，并能够在所述第二驱动部件的带动下沿所述预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离所述隔膜，所述飞切部件包括飞切连接架、旋转驱动件、旋转轴和切刀，所述飞切连接架与所述第二驱动部件传动连接，所述旋转驱动件设置在所述飞切连接架上，所述旋转轴可转动地设置在所述飞切连接架上，并与所述旋转驱动件传动连接，用于在所述旋转驱动的带动下相对所述飞切连接架转动，所述切刀设置在所述旋转轴的表面，所述切刀在靠近所述隔膜时紧贴所述卷针表面，同时所述隔膜随所述卷针转动，所述切刀用于在所述旋转轴的带动下与所述隔膜同步运动，并在与所述隔膜度相同的情况下切断所述隔膜。
在可选的实施方式中，所述压膜部件包括压膜驱动件、压膜安装架和压膜辊，所述压膜安装架与所述第一驱动部件传动连接，所述压膜驱动件设置在所述压膜安装架上，所述压膜辊可转动地设置在所述压膜安装架上，所述压膜安装架用于在所述压膜驱动件的带动下做直线往复运动，以使所述压膜辊靠近或者远离所述卷针，所述压膜辊用于压合所述卷针上的所述隔膜。
在可选的实施方式中，所述压膜安装架包括承载架和安装框，所述承载架与所述压膜驱动件连接，所述安装框设置在所述承载架远离所述压膜驱动件的一侧，所述压膜辊可转动地设置在所述安装框上，所述承载架上还设置有调节件，所述调节件用于所述安装框与所述承载架的相对角度，以使所述压膜辊的轴线与所述卷针的轴线相平行。
本发明实施例的有益效果包括，例如：
综上所述，本发明实施例提供的电芯隔膜飞切机构，压膜部件与第一驱动部件传动连接，并能够在第一驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离卷针，压膜部件用于滚动压住卷针上的隔膜；飞切部件与第二驱动部件传动连接，并能够在第二驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离隔膜，飞切部件用于与隔膜同步运动，并在与隔膜速度相同的情况下切断隔膜。相较于现有技术，本发明通过压膜部件压住隔膜，使得切断隔膜时不会发生抖动，切割稳定性好，并且通过飞切部件在与隔膜速度相同的情况下切断隔膜，能够在隔膜不停的情况下实现隔膜切断，实现了飞切功能，快速切断隔膜，减少隔膜切断时间，大幅提升了电芯生产效率，提高了产品产能。
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为本发明实施例提供的电芯隔膜飞切机构的结构示意图；
图2为图1中飞切部件的结构示意图；
图3为图1中压膜部件的结构示意图。
图标：100-电芯隔膜飞切机构；150-压膜部件；152-压膜驱动件；154-压膜辊；170-飞切部件；171-飞切连接架；172-旋转驱动件；174-切刀；200-卷针；210-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。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，若出现术语“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。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
具体实施例
请参考图1，本实施例提供了一种电芯隔膜飞切机构100，切割稳定性好，并且能够在隔膜210不停的情况下实现隔膜210切断，实现了飞切功能，快速切断隔膜210，减少隔膜210切断时间，大幅提升了电芯生产效率，提高了产品产能。
本实施例提供的电芯隔膜飞切机构100，包括第一驱动部件、第二驱动部件、压膜部件150和飞切部件170，压膜部件150与第一驱动部件传动连接，并能够在第一驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离卷针200，压膜部件150用于滚动压住卷针200上的隔膜210；飞切部件170与第二驱动部件传动连接，并能够在第二驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离隔膜210，飞切部件170用于与隔膜210同步运动，并在与隔膜210速度相同的情况下切断隔膜210。
在本实施例中，电芯隔膜飞切机构100适用于卷绕机，其与卷绕机其他部件一样安装在卷绕机的安装板上，安装板上还设置有卷针200，卷针200上卷绕有隔膜210或者复合料带。具体地，第一驱动部件固定设置在安装板上，并靠近卷针200设置，在隔膜210切割时，第一驱动部件和第二驱动部件分别用于驱动压膜部件150和飞切部件170沿直线运动，并逐步靠近卷针200，此时飞切部件170处于运动状态，飞切部件170具有与隔膜210接触的切点，在该切点的运动线速度与隔膜210的运动速度相同的情况下，飞切部件170将隔膜210切断，由于此时压膜部件150压合在卷针200上，使得隔膜210受到一定的支撑和夹持，不会发生抖动，大大提升了切割的稳定性。本实施例提供的电芯隔膜飞切机构100能够在隔膜210不停的情况下实现隔膜210切断，实现了飞切功能，快速切断隔膜210，减少隔膜210切断时间，大幅提升了电芯生产效率，提高了产品产能。
此外，本实施例中第一驱动部件驱动压膜部件150的行程以及第二驱动部件驱动飞切部件170的行程可以根据隔膜210的厚度和卷绕条件确定，且适应性好，能够用于切割不同厚度、不同卷绕方向的隔膜210。
在本实施例中，安装板上还设置有其他辊件以支撑隔膜210，具体地，卷针200位于第一驱动部件的右侧，隔膜210由卷针200的左侧向下运动至其他辊件。当然此处仅仅是举例说明，并不是对卷针200和隔膜210的运动方向进行限定，此处仅仅需要保证第一驱动部件靠近隔膜210设置，并能够通过第一驱动部件驱动压膜部件150靠近卷针200出料侧的隔膜210即可。
参见图2，飞切部件170包括飞切连接架171、旋转驱动件172、旋转轴和切刀174，飞切连接架171与第二驱动部件传动连接，旋转驱动件172设置在飞切连接架171上，旋转轴可转动地设置在飞切连接架171上，并与旋转驱动件172传动连接，用于在旋转驱动的带动下相对飞切连接架171转动，切刀174设置在旋转轴的表面，用于在旋转轴的带动下与隔膜210同步运动，并用于在与隔膜210速度相同的情况下切断隔膜210。
在本实施例中，飞切连接架171通过螺栓等可拆卸连接件与第二驱动部件连接，并能够由第二驱动部件带动做直线往复运动，进而带动旋转驱动件172、旋转轴和切刀174做直线往复运动，实现切刀174的位移。
需要说明的是，本实施例中卷针200设置在第一驱动部件的右侧，旋转轴沿垂直于安装板的方向安装，且旋转轴的轴线方向与卷针200的轴线方向相平行。
在本实施例中，飞切连接架171包括一体设置的辊架部和承载部，辊架部的一端与第二驱动部件连接，承载部设置在辊架部的另一端，旋转驱动件172为旋转电机，旋转电机设置在承载部上。且旋转轴的一端与辊架部靠近第二驱动部件的一端连接，另一端与承载部连接，并穿出承载部，且旋转轴的两端均通过轴承实现可转动。旋转电机的输出轴上套设有一传动带，传动带与旋转轴穿出承载部的部分连接，通过传动带将旋转电机的输出轴与旋转轴传动连接在一体，实现动力的传递，在旋转电机的驱动下，通过传动带驱动旋转轴高速旋转。
在本实施例中，切刀174包括发热丝和弹簧件，发热丝沿旋转轴的延伸方向设置在旋转轴的表面，发热丝两端与电源连接，以向发热丝供电，发热丝用于热切切断隔膜210。弹簧件设置在发热丝的一端，并向发热丝提供拉伸弹力，以使发热丝保持绷直状态。具体地，切刀174采用热切方式切断隔膜210，其中发热丝可以采用电阻式发热丝，其通电后即产生高温，能够将接触到的隔膜210熔断。并且，此处发热丝与外部电源连接，实现了供电。
在本实施例中，弹簧件为一压缩弹簧，通过设置弹簧件，能够使得发热丝始终受到弹簧的弹力，防止发热丝因发热变形而松开导致切断效果变差。
需要说明的是，本实施例中发热丝的延伸方向与旋转轴的轴线相平行，使得发热丝的运动轨迹为一圆筒状，其中发热丝的长度可以大于或等于隔膜210的宽度，使得发热丝能够完整地切断隔膜210。其中，发热丝的发热功率、发热时间等参数均可以控制，从而使得其能够切断不同厚度、不同速度下的隔膜210。
值得注意的是，本实施例中通过旋转驱动件172驱动旋转轴转动，进而带动发热丝做圆周运动。其中旋转驱动件172能够通过参数控制来保证发热丝与隔膜210接触时二者速度一致。此处发热丝与隔膜210速度一致，指的是发热丝的线速度与隔膜210的输送速度一致，二者接触时保持相对静止，从而保证了切割效果。
在本发明其他较佳的实施例中，切刀174也可以用常规的冷切工艺，即用切割刃来直接切断隔膜210，对于冷切工艺，具体可以参考现有的切割工艺，在此不过多介绍。
参见图3，压膜部件150包括压膜驱动件152、压膜安装架和压膜辊154，压膜安装架与第一驱动部件传动连接，压膜驱动件152设置在压膜安装架上，压膜辊154可转动地设置在压膜安装架上，压膜安装架用于在压膜驱动件152的带动下做直线往复运动，以使压膜辊154靠近或者远离卷针200，压膜辊154用于压合卷针200上的隔膜210。具体地，压膜驱动件152用于带动压膜安装架沿直线做往复运动，从而带动压膜辊154压合在隔膜210上或者离开隔膜210。
在本实施例中，压膜安装架通过螺栓等连接件与第一驱动部件连接，从而在第一驱动部件的带动下沿直线运动，进而带动压膜驱动件152、压膜安装架和压膜辊154一并运动，并最终使得压膜辊154压合在隔膜210上，实现压膜。
在本实施例中，压膜安装架包括承载架和安装框，承载架与压膜驱动件152连接，安装框设置在承载架远离压膜驱动件152的一侧，压膜辊154可转动地设置在安装框上，承载架上还设置有调节件，调节件用于安装框与承载架的相对角度，以使压膜辊154的轴线与卷针200的轴线相平行。具体地，调节件可以是调节螺钉，承载架和安装框的中心位置转动连接，而两端均设置有调节件，通过两个调节件能够调节安装框的水平度，进而使得压膜辊154与卷针200相平行。
在本实施例中，第一驱动件可以是驱动电机，驱动电机的输出端连接有一丝杆，滑动支架上开设有一与该丝杆匹配的螺纹孔，通过驱动电机的驱动能够带动丝杆转动，进而通过螺纹孔的配合作用带动滑动支架直线运动。当然，此处直线驱动件也可以直接采用气缸等驱动件进行直接驱动，在此不作限定。
本实施例提供的电芯隔膜飞切机构100，其工作原理如下：卷针200处于预切位，第一驱动部件驱动滑动支架靠近卷针200，此时压膜驱动件152驱动压膜安装架靠近卷针200，使得压膜辊154压合在卷针200上，压膜辊154压住隔膜210后，飞切机构移动到切刀174的旋转轨迹与隔膜210相切处，旋转驱动件172驱动切刀174旋转，切刀174旋转线速度与隔膜210动作速度保持一致，当切刀174旋转到与隔膜210的切点处，已提前通电发热的发热丝熔断隔膜210，切断后切刀174继续旋转回原点，此时吹气块通气向上方隔膜210头部吹气，使隔膜210远离切刀174贴近卷针200，以便上方卷针200开始卷绕电芯。切断隔膜210后，压膜机构和飞切机构返回初始位，预备下一次隔膜210切断。
综上所述，本实施例提供的电芯隔膜飞切机构100，将第二驱动部件设置在第一驱动部件上，压膜部件150与第二驱动部件传动连接，并能够在第二驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离卷针200，压膜部件150用于滚动压住卷针200上的隔膜210；飞切部件170与第二驱动部件传动连接，并能够在第二驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离隔膜210，飞切部件170用于与隔膜210同步运动，并在与隔膜210速度相同的情况下切断隔膜210。本实施例使得切断隔膜210时不会发生抖动，切割稳定性好，并且通过飞切部件170在与隔膜210速度相同的情况下切断隔膜210，能够在隔膜210不停的情况下实现隔膜210切断，实现了飞切功能，快速切断隔膜210，减少隔膜210切断时间，大幅提升了电芯生产效率，提高了产品产能。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种电芯隔膜飞切机构，其特征在于，包括第一驱动部件、第二驱动部件、压膜部件和飞切部件，所述压膜部件与所述第一驱动部件传动连接，并能够在所述第一驱动部件的带动下沿预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离卷针，所述压膜部件用于滚动压住所述卷针上的隔膜；所述飞切部件与所述第二驱动部件传动连接，并能够在所述第二驱动部件的带动下沿所述预设方向做直线往复运动，以靠近或者远离所述隔膜，所述飞切部件包括飞切连接架、旋转驱动件、旋转轴和切刀，所述飞切连接架与所述第二驱动部件传动连接，所述旋转驱动件设置在所述飞切连接架上，所述旋转轴可转动地设置在所述飞切连接架上，并与所述旋转驱动件传动连接，用于在所述旋转驱动的带动下相对所述飞切连接架转动，所述切刀设置在所述旋转轴的表面，所述切刀在靠近所述隔膜时紧贴所述卷针表面，同时所述隔膜随所述卷针转动，所述切刀用于在所述旋转轴的带动下与所述隔膜同步运动，并在与所述隔膜度相同的情况下切断所述隔膜。
2.根据权利要求1所述的电芯隔膜飞切机构，其特征在于，所述压膜部件包括压膜驱动件、压膜安装架和压膜辊，所述压膜安装架与所述第一驱动部件传动连接，所述压膜驱动件设置在所述压膜安装架上，所述压膜辊可转动地设置在所述压膜安装架上，所述压膜安装架用于在所述压膜驱动件的带动下做直线往复运动，以使所述压膜辊靠近或者远离所述卷针，所述压膜辊用于压合所述卷针上的所述隔膜。
3.根据权利要求2所述的电芯隔膜飞切机构，其特征在于，所述压膜安装架包括承载架和安装框，所述承载架与所述压膜驱动件连接，所述安装框设置在所述承载架远离所述压膜驱动件的一侧，所述压膜辊可转动地设置在所述安装框上，所述承载架上还设置有调节件，所述调节件用于所述安装框与所述承载架的相对角度，以使所述压膜辊的轴线与所述卷针的轴线相平行。
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