CN115207491A - 一种复合电池卷绕一体机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种复合电池卷绕一体机，包括第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元、复合单元、正极放卷单元和卷绕单元，第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元与卷绕单元连接，正极放卷单元与卷绕单元连接，第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元将第一隔膜、负极极片和第二隔膜复合形成复合片，再通过卷绕单元将复合片和正极极片卷绕成电芯。本发明采用了将两层隔膜与负极极片先复合，再与正极极片卷绕形成电芯的方式，可加强负极极片的刚性，并结合CCD对极片正反面进行实时检测，可确保负极极片卷绕不打皱，以保证电芯拐角不掉粉，以保证负极头部不起卷，提升生产良率。

Description

一种复合电池卷绕一体机

技术领域

本发明涉及电芯制造技术领域，具体涉及一种复合电池卷绕一体机。

背景技术

电芯是由第一层隔膜、负极极片、第二隔膜和正极极片依次卷绕形成，而卷绕需通过卷绕机来完成，现有的卷绕机是将四种材料经过很多过辊汇集在一起的方式，该方式存在张力控制难和纠偏对齐度不佳，以及由于负极极片刚性不足，卷绕时易打皱等一系列问题，进而导致电芯产品质量差，产品一致性差。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合电池卷绕一体机。

本发明的技术方案如下：

一种复合电池卷绕一体机，包括第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元、复合单元、正极放卷单元和卷绕单元，所述第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元与卷绕单元连接，所述负极放卷单元包括沿着走带方向依次设置的负极放卷机构、负极放卷缓存机构、负极极耳压花机构、第一负极极片纠偏机构、负极极耳切割机构、负极极耳切割CCD检测装置、第一负极极片测长装置、第一负极极片牵引机构、负极极片毛刷除尘机构、负极极片正面极耳除尘机构、负极极片反面极耳除尘机构、负极极耳切割缓存机构、第二负极极片纠偏机构、第二负极极片牵引机构、负极极片张力控制机构和第二负极极片测长装置，所述正极放卷单元与卷绕单元连接，所述正极放卷单元包括沿着走带方向依次设置的正极放卷机构、正极放卷缓存机构、正极极耳压花机构、第一正极极片纠偏机构、正极极耳切割机构、正极极耳切割CCD检测装置、第一正极极片测长装置、第一正极极片牵引机构、正极极片毛刷除尘机构、正极极片正面极耳除尘机构、正极极片反面极耳除尘机构、正极极耳切割缓存机构、第二正极极片牵引机构、第二正极极片纠偏机构、正极极片张力控制机构、第二正极极片测长装置、第三正极极片纠偏机构和正极送料机构，所述第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元将第一隔膜、负极极片和第二隔膜复合形成复合片，再通过卷绕单元将复合片和正极极片卷绕成电芯。

进一步的，所述复合单元包括沿着走带方向依次设置的预热组件、复合组件、正面打皱CCD检测装置、背面打皱CCD检测装置、复合缓存机构、复合片牵引机构、复合片张力控制机构、复合片纠偏机构和复合片测长装置，所述预热组件进行复合前对材料预热，所述复合组件进行第一隔膜、负极极片和第二隔膜的复合动作，所述正面打皱CCD检测装置使用线扫相机对复合片的正面进行实时检测，所述背面打皱CCD检测装置使用线扫相机对复合片的背面进行实时检测，所述复合缓存机构进行复合材料储料，所述复合片牵引机构进行卷绕前的复合片牵引，所述复合片张力控制机构进行复合片的卷绕张力控制，所述复合片纠偏机构进行复合片卷绕前的纠偏，所述复合片测长装置进行卷绕前的复合片测长。

进一步的，所述卷绕单元包括卷绕头、复合片辅助纠偏机构、正极辅助纠偏机构、隔膜切割机构、收尾贴胶机构和下料机构，所述卷绕头为转动设置，所述卷绕头沿转动方向依次设有卷绕工位、收尾贴胶工位和下料工位，所述复合片辅助纠偏机构设置在复合单元与卷绕工位之间，所述正极辅助纠偏机构设置在正极放卷单元与卷绕工位之间，所述隔膜切割机构设置在卷绕头的一侧对应卷绕工位，所述收尾贴胶机构设置在卷绕头的一侧对应收尾贴胶工位，所述下料机构设置在卷绕头的一侧对应下料工位。

进一步的，所述下料机构包括沿着下料方向依次设置的下料夹、下料皮带线和电芯预压装置。

进一步的，所述第一隔膜放卷单元包括沿着走带方向依次设置的第一隔膜放卷机构、第一隔膜张力控制机构和第一隔膜测长装置。

进一步的，所述第二隔膜放卷单元包括沿着走带方向依次设置的第二隔膜放卷机构和第二隔膜张力控制机构。

相对于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明采用了将两层隔膜与负极极片先复合，再与正极极片卷绕形成电芯的方式，将两层隔膜与负极极片进行先复合，可加强负极极片的刚性，并结合CCD对极片正反面进行实时检测(复合打皱检测或贴胶打皱检测)，可确保负极极片卷绕不打皱，以保证电芯拐角不掉粉，以保证负极头部不起卷，提升生产良率，且可保证不良片可以单独卷绕排除，可以节省材料并保证不良片不会进入到正常电芯；

2、两层隔膜与负极极片复合前通过预加热，从而对隔膜进行提前预热，可优化复合效果以及加快复合线速度；

3、复合片CCD检测后通过复合片辅助纠偏机构进行闭环纠偏，可以很好的保证复合片对齐度；

4、卷绕单元采用在卷针上贴胶并使用无夹针下料方式(夹爪下料)，将隔膜黏贴到卷针吸附的胶纸上进行卷绕，让隔膜不穿过卷针中心实现不停机卷绕，可以节省下料时间、辅助时间，提高卷绕效率；

5、卷绕完成后通过隔膜切割机构进行裁切，①隔膜切割机构可实现隔膜追切功能，②追切时通过上下压辊压住隔膜头部，跟随卷针卷绕，实现卷绕无隔膜夹针起卷，③激光切割方式，粉尘少，④胶纸切断不会出现融边问题，可以保证电芯品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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为本发明提供的一种复合电池卷绕一体机的结构示意图；

图2为本发明提供的一种复合电池卷绕一体机的工艺流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例

请参阅图1、图2，本实施例提供一种复合电池卷绕一体机，包括第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元、复合单元、正极放卷单元和卷绕单元，第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元与卷绕单元连接，正极放卷单元与卷绕单元连接，第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元将第一隔膜、负极极片和第二隔膜复合形成复合片，再通过卷绕单元将复合片和正极极片卷绕成电芯。

具体的，第一隔膜放卷单元包括沿着走带方向依次设置的第一隔膜放卷机构11、第一隔膜张力控制机构12和第一隔膜测长装置13。第一隔膜张力控制机构12控制第一隔膜的卷绕张力；第一隔膜测长装置13进行复合前的第一隔膜测长。

具体的，负极放卷单元包括沿着走带方向依次设置的负极放卷机构201、负极放卷缓存机构202、负极极耳压花机构203、第一负极极片纠偏机构204、负极极耳切割机构205、负极极耳切割CCD检测装置206、第一负极极片测长装置207、第一负极极片牵引机构208、负极极片毛刷除尘机构209、负极极片正面极耳除尘机构210、负极极片反面极耳除尘机构211、负极极耳切割缓存机构212、第二负极极片纠偏机构213、第二负极极片牵引机构214、负极极片张力控制机构215和第二负极极片测长装置216。负极极耳压花机构203在负极极耳切割前对极耳位置进行压花增加加强筋，可防止切割后极耳翻折；第一负极极片纠偏机构204进行极耳切割前的纠偏，保证负极极片在切割时候的极片位置精度；负极极耳切割机构205采用悬空激光切极耳，可避免经常更换切割底板，粉尘和切割效果可以更好控制；负极极耳切割CCD检测装置206对切割后的极片进行检测，可以实时反馈给激光器并对后续尺寸进行修正；第一负极极片测长装置207对极耳切割的极片测长，确保切割时候极片在走带方向的位置精度；第一负极极片牵引机构208进行切割的极片牵引，保证极片切割时候的位置精度；负极极片毛刷除尘机构209、负极极片正面极耳除尘机构210、负极极片反面极耳除尘机构211，对切割后的极片和极耳进行除尘，从而控制极片粉尘，保证电芯品质；负极极耳切割缓存机构212进行极片储料(由于切割速度与复合速度不匹配)，减少设备停机等待时间，提高效率；第二负极极片纠偏机构213进行复合前的极片纠偏，保证负极极片和隔膜复合的位置精度；第二负极极片牵引机构214进行复合前的极片牵引，保证负极极片复合时候在走带方向的位置精度；负极极片张力控制机构215控制负极极片的卷绕张力，以保证负极极片在卷绕时候的品质；第二负极极片测长装置216进行复合前的极片纠偏，保证负极极片和隔膜复合的位置精度。

具体的，第二隔膜放卷单元包括沿着走带方向依次设置的第二隔膜放卷机构31和第二隔膜张力控制机构32。第二隔膜张力控制机构32控制第二隔膜的卷绕张力。

具体的，复合单元包括沿着走带方向依次设置的预热组件41、复合组件42、正面打皱CCD检测装置43、背面打皱CCD检测装置44、复合缓存机构45、复合片牵引机构46、复合片张力控制机构47、复合片纠偏机构48和复合片测长装置49。预热组件41进行复合前对材料预热；复合组件42进行第一隔膜、负极极片和第二隔膜的复合动作(包括连续复合以及间歇复合)，保证负极复合黏贴在隔膜上不脱落，不起拱，无气泡；正面打皱CCD检测装置43使用线扫相机对复合片的正面进行实时检测，背面打皱CCD检测装置44使用线扫相机对复合片的背面进行实时检测，确保复合及复合后贴胶是否存在打皱，打皱则反馈PLC后续进行单独卷绕排除；因复合组件42及卷绕部分线速度不同步，需通过复合缓存机构45进行复合材料储料；复合片牵引机构46进行卷绕前的复合片牵引，保证复合片在卷绕方向的位置精度；复合片张力控制机构47进行复合片的卷绕张力控制；复合片纠偏机构48进行复合片卷绕前的纠偏；复合片测长装置49进行卷绕前的复合片测长。

具体的，正极放卷单元包括沿着走带方向依次设置的正极放卷机构501、正极放卷缓存机构502、正极极耳压花机构503、第一正极极片纠偏机构504、正极极耳切割机构505、正极极耳切割CCD检测装置506、第一正极极片测长装置507、第一正极极片牵引机构508、正极极片毛刷除尘机构509、正极极片正面极耳除尘机构510、正极极片反面极耳除尘机构511、正极极耳切割缓存机构512、第二正极极片牵引机构513、第二正极极片纠偏机构514、正极极片张力控制机构515、第二正极极片测长装置516、第三正极极片纠偏机构517和正极送料机构518。正极极耳压花机构503在正极极耳切割前对极耳位置进行压花增加加强筋，可防止切割后极耳翻折；第一正极极片纠偏机构504进行极耳切割前的纠偏，保证正极极片在切割时候的极片位置精度；正极极耳切割机构505采用悬空激光切极耳，可避免经常更换切割底板，粉尘和切割效果可以更好控制；正极极耳切割CCD检测装置506对切割后的极片进行检测，可以实时反馈给激光器并对后续尺寸进行修正；第一正极极片测长装置507对极耳切割的极片测长，确保切割时候极片在走带方向的位置精度；第一正极极片牵引机构508进行切割的极片牵引，保证极片切割时候的位置精度；正极极片毛刷除尘机构509、正极极片正面极耳除尘机构510、正极极片反面极耳除尘机构511，对切割后的极片和极耳进行除尘，从而控制极片粉尘，保证电芯品质；正极极耳切割缓存机构512进行极片储料(由于切割速度与复合速度不匹配)，减少设备停机等待时间，提高效率；第二正极极片牵引机构513进行复合前的极片牵引，保证正极极片复合时候在走带方向的位置精度；第二正极极片纠偏机构514进行复合前的极片纠偏，保证正极极片和隔膜复合的位置精度；正极极片张力控制机构515控制正极极片的卷绕张力，以保证正极极片在卷绕时候的品质；第二正极极片测长装置516进行复合前的极片纠偏，保证正极极片和隔膜复合的位置精度；第三正极极片纠偏机构517进行正极极片卷绕前的纠偏；正极送料机构518进行正极极片的投入。

具体的，卷绕单元包括卷绕头61、复合片辅助纠偏机构62、正极辅助纠偏机构63、隔膜切割机构64、收尾贴胶机构65和下料机构，卷绕头61为转动设置，卷绕头61沿转动方向依次设有卷绕工位、收尾贴胶工位和下料工位，复合片辅助纠偏机构62设置在复合单元与卷绕工位之间，正极辅助纠偏机构63设置在正极放卷单元与卷绕工位之间，隔膜切割机构64设置在卷绕头61的一侧对应卷绕工位，收尾贴胶机构65设置在卷绕头61的一侧对应收尾贴胶工位，下料机构设置在卷绕头61的一侧对应下料工位。复合片辅助纠偏机构62使用线扫相机实时检测复合片位置后进行闭环反馈纠偏，保证复合片入卷前的对齐度；正极辅助纠偏机构63使用四棍驱实现正极片主驱入片，保证了正极主驱入片精度，并通过一侧的对齐度检测装置66实时检测正极片位置并纠偏，保证正极片入卷前的对齐度；收尾贴胶机构65在卷针上粘贴胶纸，换工位到卷绕位置后将隔膜粘住，保证隔膜可以吸附在卷针上；下料机构包括沿着下料方向依次设置的下料夹67、下料皮带线68和电芯预压装置69，下料时，使用下料夹67取出电芯并进行预压定形转移，节省了下料夹针动作，提高了整机效率。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种复合电池卷绕一体机，其特征在于：包括第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元、复合单元、正极放卷单元和卷绕单元，所述第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元与卷绕单元连接，所述负极放卷单元包括沿着走带方向依次设置的负极放卷机构、负极放卷缓存机构、负极极耳压花机构、第一负极极片纠偏机构、负极极耳切割机构、负极极耳切割CCD检测装置、第一负极极片测长装置、第一负极极片牵引机构、负极极片毛刷除尘机构、负极极片正面极耳除尘机构、负极极片反面极耳除尘机构、负极极耳切割缓存机构、第二负极极片纠偏机构、第二负极极片牵引机构、负极极片张力控制机构和第二负极极片测长装置，所述正极放卷单元与卷绕单元连接，所述正极放卷单元包括沿着走带方向依次设置的正极放卷机构、正极放卷缓存机构、正极极耳压花机构、第一正极极片纠偏机构、正极极耳切割机构、正极极耳切割CCD检测装置、第一正极极片测长装置、第一正极极片牵引机构、正极极片毛刷除尘机构、正极极片正面极耳除尘机构、正极极片反面极耳除尘机构、正极极耳切割缓存机构、第二正极极片牵引机构、第二正极极片纠偏机构、正极极片张力控制机构、第二正极极片测长装置、第三正极极片纠偏机构和正极送料机构，所述第一隔膜放卷单元、负极放卷单元、第二隔膜放卷单元通过复合单元将第一隔膜、负极极片和第二隔膜复合形成复合片，再通过卷绕单元将复合片和正极极片卷绕成电芯。

2.根据权利要求1所述的一种复合电池卷绕一体机，其特征在于：所述复合单元包括沿着走带方向依次设置的预热组件、复合组件、正面打皱CCD检测装置、背面打皱CCD检测装置、复合缓存机构、复合片牵引机构、复合片张力控制机构、复合片纠偏机构和复合片测长装置，所述预热组件进行复合前对材料预热，所述复合组件进行第一隔膜、负极极片和第二隔膜的复合动作，所述正面打皱CCD检测装置使用线扫相机对复合片的正面进行实时检测，所述背面打皱CCD检测装置使用线扫相机对复合片的背面进行实时检测，所述复合缓存机构进行复合材料储料，所述复合片牵引机构进行卷绕前的复合片牵引，所述复合片张力控制机构进行复合片的卷绕张力控制，所述复合片纠偏机构进行复合片卷绕前的纠偏，所述复合片测长装置进行卷绕前的复合片测长。

3.根据权利要求1所述的一种复合电池卷绕一体机，其特征在于：所述卷绕单元包括卷绕头、复合片辅助纠偏机构、正极辅助纠偏机构、隔膜切割机构、收尾贴胶机构和下料机构，所述卷绕头为转动设置，所述卷绕头沿转动方向依次设有卷绕工位、收尾贴胶工位和下料工位，所述复合片辅助纠偏机构设置在复合单元与卷绕工位之间，所述正极辅助纠偏机构设置在正极放卷单元与卷绕工位之间，所述隔膜切割机构设置在卷绕头的一侧对应卷绕工位，所述收尾贴胶机构设置在卷绕头的一侧对应收尾贴胶工位，所述下料机构设置在卷绕头的一侧对应下料工位。

4.根据权利要求3所述的一种复合电池卷绕一体机，其特征在于：所述下料机构包括沿着下料方向依次设置的下料夹、下料皮带线和电芯预压装置。

5.根据权利要求1所述的一种复合电池卷绕一体机，其特征在于：所述第一隔膜放卷单元包括沿着走带方向依次设置的第一隔膜放卷机构、第一隔膜张力控制机构和第一隔膜测长装置。

6.根据权利要求1所述的一种复合电池卷绕一体机，其特征在于：所述第二隔膜放卷单元包括沿着走带方向依次设置的第二隔膜放卷机构和第二隔膜张力控制机构。

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