CN115513536A - 一种分体式卷针结构及卷针套件 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种分体式卷针结构及卷针套件，该分体式卷针结构包括第一卷针和第二卷针，所述第一卷针和所述第二卷针中的至少一个包括：至少两个分体针，多个所述分体针长度方向一致，且多个所述分体针沿其长度方向依次滑动连接。本申请的分体式卷针结构通过将第一卷针和第二卷针中的至少一个进一步分体设置，在拔针时，每个分体针依次拔出，每次拔针时与电芯的接触面积较小，分体针与电芯的之间的摩擦力更小，更易于拔针，且电芯不易出现抽芯、掉粉等不良情况。

Description

一种分体式卷针结构及卷针套件

技术领域

本申请涉及新能源电池加工设备技术领域，特别涉及一种分体式卷针结构及卷针套件。

背景技术

电芯卷绕成型技术作为电芯的主要的成型手段之一，近年来，由于电池需求量越来越大，卷绕成型技术也发展迅速。

一般地，极片和隔膜的一端连接在卷针上，并随着卷针的转动而卷绕在卷针上，以形成电芯。但是，卷绕完成后，需要将卷针从电芯中拔出，由于隔膜和极片缠紧在卷针上，拔卷针时容易造成抽芯、掉粉等情况，影响电芯的成型质量。

相关技术中，将卷针分为两个半卷针，卷绕完成后，两个卷针依次从电芯中拔出，每次拔针时，半卷针与电芯的接触面积较小，因而易于拔出半卷针。

电芯卷绕成型后，卷针被电芯包覆得较紧，即使将卷针分为两个半卷针，半卷针拔针初期，需要克服半卷针与电芯之间的静摩擦力，静摩擦力一般为滑动摩擦力的1.5倍，因而即使先拔半卷针，半卷针与电芯之间的静摩擦力仍较大，在拔针时，电芯仍可能出现抽芯、掉粉等不良现象。

发明内容

本申请实施例提供一种分体式卷针结构及卷针套件，以解决相关技术中拔针时电芯容易出现抽芯、掉粉等不良现象的技术问题。

第一方面，提供了一种分体式卷针结构，其包括第一卷针和第二卷针，所述第一卷针和所述第二卷针中的至少一个包括：

至少两个分体针，多个所述分体针长度方向一致，且多个所述分体针沿其长度方向依次滑动连接。

一些实施例中，该分体式卷针结构还包括至少一组联动结构，其包括主动结构和配合结构，主动结构和配合结构分别设于相邻两个所述分体针，所述配合结构位于所述主动结构的运动路径上，所述分体针沿拔针方向运动，而通过所述主动结构推动所述配合结构，以带动另一所述分体针沿所述拔针方向运动。

一些实施例中，所述第一卷针和所述第二卷针在第一方向上并列设置，多个所述分体针在所述第一方向上并列设置，且多个所述分体针从内到外依次拔针。

一些实施例中，所述第一卷针和所述第二卷针在第一方向上并列设置，多个所述分体针在所述第二方向上并列设置，且多个所述分体针在所述第二方向上依次拔针运动。

一些实施例中，所述第一卷针包括第一夹持面，所述第一夹持面与所述第一卷针的前端面呈钝角设置，所述第二卷针包括第二夹持面，所述第二夹持面与所述第二卷针的前端面呈锐角设置，所述第一夹持面和所述第二夹持面相互朝向设置。

一些实施例中，所述第一卷针的多个所述分体针包括第一分体针和所述第二分体针，所述第一夹持面设于所述第一分体针和所述第二分体针中的至少一个上。

一些实施例中，所述第一分体针还包括第一配合面，所述第一配合面与所述第一分体针的前端面呈钝角设置，所述第二分体针包括第二配合面，所述第二配合面与所述第二分体针的前端面呈锐角设置，所述第一配合面和所述第二配合面相互朝向设置。

一些实施例中，所述主动结构包括联动件，所述配合结构包括配合端。

一些实施例中，所述配合结构包括联动槽，所述联动槽的一端为所述配合端，所述联动槽的长度方向与所述分体针的长度方向一致，所述联动件滑动设于所述联动槽内。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种分体式卷针结构，由于第一卷针和第二卷针中的至少一个进一步分体设计，分体针与电芯的接触面积更小，每次拔针时，特别是第一次拔针时，与分体针与电芯之间的静摩擦力较小，分体针的拔出过程不易造成电芯出现抽芯、掉粉的等现象，因此提高了电芯的卷绕加工质量。

第二方面，提供了一种卷针套件，包括如上所述的分体式卷针结构。

本申请的另一实施例提供了一种卷针套件，由于该卷针套件包括上述分体式卷针结构，因而该卷针套件的有益效果与上述分体式卷针结构的有益效果一致，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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为本申请实施例提供的分体式卷针结构的示意图；

图2为本申请实施例提供的分体式卷针结构纵剖示意图；

图3为本申请实施例提供的分体式卷针结构的横剖示意图；

图4为本申请另一实施例提供的分体式卷针结构横剖示意图；

图5为本申请实施例提供的第一卷针爆炸图；

图6为本申请实施例提供的第一分体针和第二分体针的前端面平齐时的示意图；

图7为本申请实施例提供的第一分体针单独拔针时的示意图；

图8为本申请另一实施例提供的卷针套件的示意图；

图9为本申请另一实施例提供的卷针套件的部分示意图。

图中：1、第一卷针；1a、第一夹持面；11、第一分体针；111、第一连接部；112、第一针体；11a、第一配合面；12、第二分体针；121、第二连接部；122、第二针体；12a、第二配合面；13、联动结构；131、主动结构；132、配合结构；132a、配合端；132b、穿针端；2、第二卷针；2a、第二夹持面；3、针筒；4、针杆；5、连接结构；51、连接块；52、连接槽；6、第一针柄；7、第二针柄；8、安装筒。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种分体式卷针结构及卷针套件，该分体式卷针结构通过将第一卷针和第二卷针中的一个进一步分体设计，以减小分体针拔针时与电芯的摩擦力。本申请解决相关技术中拔针时电芯容易出现抽芯、掉粉等不良现象的技术问题。

参照图1-图3，一种分体式卷针结构，包括第一卷针1和第二卷针2，第一卷针1和第二卷针2组合在一起时，呈圆柱状设置。卷绕时，料带卷绕在第一卷针1和第二卷针2的周向侧面，以卷绕成型电芯。

参照图1-图3，其中，第一卷针1和第二卷针2中的至少一个包括至少两个分体针，多个分体针的长度方向一致，且多个分体针沿其长度方向依次滑动连接。因而多个分体针可相对滑动，而且整体性好。拔针时，每个分体针与电芯接触面积均较小，因而分体针与电芯之间的摩擦力较小，分体针拔针时，不易造成电芯的抽芯或掉粉。

参照图4，一些实施例中，第一卷针1和第二卷针2在第一方向上并列设置，多个分体针也在第一方向上并列设置。这里的第一方向即为图中的X轴方向。拔针时，位于中间位置的分体针优先拔出，且多个分体针从内到外依次拔出。其中，当第一卷针1和第二卷针2均包括多个分体针时，第一卷针1的分体针从内到外依次拔出后，第二卷针2的多个分体针再依次从内到外依次拔出。当仅仅第一卷针1包括多个分体针时，第一卷针1的分体针从内到外依次拔出后，第二卷针2再拔出。当仅仅第二卷针2包括多个分体针时，第二卷针2的分体针从内到外依次拔出后，第一卷针1再拔出。需要解释的是，靠内的分体针即为靠近第一卷针1和第二卷针2接触面的分体针。

这样设置，处于内部的分体针主要与其他卷针接触，其与电芯的接触面积小，分体针与电芯之间的摩擦力小，因此内部的分体针先拔出时，分体针不易造成电芯出现抽芯。

参照图1-图3，本实施例中，第一卷针1和第二卷针2在第一方向上并列设置，而多个分体针在第二方向上并列设置。优选地，第二方向垂直于第一方向设置，其中，第二方向为图中Y轴方向。本实施例中，多个分体针在第二方向上依次拔针。多个分体针按照该种拔针顺序拔针，每次拔针后留出的间隙较大，不易由于电芯内缩而将未拔出的分体针再次包覆紧密，而方便了后续的拔针操作。

参照图1-图3，其中，第一卷针1包括第一夹持面1a，第二卷针2包括第二夹持面2a，第一夹持面1a和第二夹持面2a相互朝向设置，且料带的端部被夹持在第一夹持面1a和第二夹持面2a之间，以方便固定料带的端部而方便后续的卷绕过程。

参照图1-图3，进一步地，第一夹持面1a与第一卷针1的前端面呈钝角设置，可以理解的是，第一卷针1的横截面面积从第一卷针1的后端至前端逐渐变小设置。第二夹持面2a与第二卷针2的前端面呈锐角设置，可以理解是，第二卷针2的横截面面积从第二卷针2的后端至前端逐渐变大设置。其中，第一夹持面1a与第二夹持面2a相互朝向设置，且优选地，第一夹持面1a与第二夹持面2a平行设置。

参照图2、图6和图7，拔针时，第一卷针1先拔针，第一卷针1较粗的后端先从电芯中抽出，而第一卷针1较细的前端后续逐渐被拔出，可以理解的是，随着第一卷针1的拔针过程，第一卷针1与电芯的接触面积逐渐变小，电芯与第一卷针1之间的摩擦力逐渐变小，使得第一卷针1更易于被拔出。因而第一卷针1拔出过程不易造成电芯出现抽芯、掉粉等不良现象。

参照图1-图3，其中，仅仅第一卷针1包括多个分体针，且多个分体针的数量优选为2，即多个分体针包括第一分体针11和第二分体针12。

其中，一些实施例中，参照图4，多个分体针的并列方向与第一卷针1和第二卷针2的并列方向一致时，第一夹持面1a设于第一分体针11上，且第一分体针11与第二卷针2接触，可以理解的是，第一分体针11位于第二分体针12与第二卷针2之间。当然，第一夹持面1a也可设于第二分体针12上，此时第二分体针12位于第一分体针11和第二卷针2之间，且第二分体针12优先拔针。

参照图3和图5，本实施例中，多个分体针的并列方向沿第二方向设置时，第一夹持面1a设于第一分体针11和第二分体针12上，第一分体针11和第二分体针12均与第二卷针2接触。在第一分体针11和第二分体针12拔针，由于第一夹持面1a的设置，第一分体针11和第二分体针12的前端均较细，随着第一分体针11或第二分体针12的拔出，第一分体针11或第二分体针12与第二卷针2逐渐不接触，而方便了拔针过程。

参照图3和图5，进一步地，第一分体针11和第二分体针12的长度一致，均为第一卷针1的长度，当第一分体针11和第二分体针12组合在一起时，第一分体针11和第二分体针12的前后两端面均平齐。

参照图5，进一步地，第一分体针11包括第一连接部111，第二分体针12包括第二连接部121，第一连接部111表面凸起成型有滑条，第二连接部121上内凹成型有滑槽，滑条和滑槽的长度方向均与第一卷针1的长度方向一致。滑条滑动设置于滑槽内，第一连接部111和第二连接部121通过滑槽和滑条的配合而滑动设置。第一分体针11和第二分体针12的滑动连接因此更稳定。当分体针的数量较多时，相邻分体针之间也可通过滑条和滑槽的方式进行滑动配合。

参照图3和图5，进一步地，第一分体针11包括第一针体112，第一针体112的后端面与第一连接部111一体成型或者焊接固定，第一针体112包括第一配合面11a，第一配合面11a与第一分体针11的前端面呈钝角设置，可以理解的是，第一针体112的横截面面积从第一针体112的后端至前端逐渐变小。第二分体针12包括第二针体122，第二针体122的后端面与第二连接部121一体成型或者焊接固定，第二针体122包括第二配合面12a，第二配合面12a与第二分体针12的前端面呈锐角设置，可以理解的是，第二针体122的横截面面积从第二针体122的后端至前端逐渐变大。其中，第一配合面11a和第二配合面12a相互朝向设置。

参照图5-图7，进一步地，第一配合面11a和第二配合面12a平行设置，且当第一分体针11和第二分体针12的前端面平齐时，第一配合面11a和第二配合面12a处于贴合状态。

这样设置，第一分体针11相对于第二分体针12运动而拔针时，第一分体针11后端先离开电芯，随着第一分体针11相对于第二分体针12拔针，第一配合面11a与第二配合面12a之间的间隙逐渐变大，由于第一分体针11与第二分体针12之间出现间隙，即可减小第一分体针11和第二分体针12受到的摩擦力，以方便拔出第一分体针11。

参照图1、图2和图5，其中，该分体式卷针结构还包括至少一组联动结构13，第一卷针1的多个分体针或第二卷针2的多个分体针之间均通过联动结构13连接，联动结构13的数量根据分体针的数量而对应设置。

参照图1、图2和图5，其中，联动结构13包括主动结构131和配合结构132，主动结构131和配合结构132分别设于相邻两个分体针，配合结构132位于主动结构131的运动路径上。当第一卷针1或第二卷针2包括多个分体针时，处于中间的分体针既设置有主动结构131，也设置有配合结构132。本实施例中，主动结构131设于第一分体针11上，配合结构132设于第二分体针12上，第一分体针11拔针时，主动结构131一并运动，且主动结构131随着第一分体针11拔针运动一段距离后，与配合结构132接触而推动第二分体针12一并拔针。

一些实施例中，当分体针的数量设有多个时，带动一个分体针运动，即可在联动结构13的连接下，依次带动多个分体针拔针。因而无需根据分体针的数量而对应设置用于驱动分体针运动的直线驱动机构。

参照图1、图2和图5，本实施例中，主动结构131包括联动件，联动件与第一分体针11连接，具体地，联动件包括螺栓，其与第一分体针11螺纹连接，且连接于第一连接部111。优选地，联动件的数量设有两个，两个联动件沿第一分体针11的长度方向上间隔设置。

参照图1、图2和图5，本实施例中，配合结构132包括配合端132a，配合端132a设于第二分体针12上，以供联动件推挤。具体地，配合结构132包括联动槽，联动槽开设于第二分体针12，且优选开设于第二连接部121。联动槽的长度方向与第二分体针12的长度方向一致，联动件滑动设于联动槽。其中，配合端132a为联动槽的一端，当拔针时，联动件滑动至与配合端132a抵接，即可带动第二分体针12一并拔针。

一些实施例中，配合端132a也可为凸起状结构，以供主动结构131推挤。

参照图1和图5，另外，联动槽还包括穿针端132b，穿针时，第一分体针11在穿针方向运动，联动件随着第一分体针11运动而抵接穿针端132b，以同步带动第二分体针12一并穿针。其中，当联动件与穿针端132b接触时，第一分体针11的前端面处于平齐状态。

联动结构13的设置，使得第一卷针1或第二卷针2的多个分体针依次拔针运动，而无需根据多个分体针的数量而对应设置外部直线驱动机构。另外，每个分体针被带动运动时，与电芯之间的摩擦力从静摩擦力会变为动摩擦力，因而在带动分体针相对于电芯运动后，此时运动后的分体针与电芯之间的摩擦力较小，即可带动另一分体针拔针，多个分体针依次拔动时与电芯之间的摩擦力维持在较小的范围内，不易造成电芯抽芯或者掉粉。且分体针无需全部拔出再带动另一分体针拔针，而大大缩短了外部直线驱动机构的行程。

第一分体针11和第二分体针12拔针操作时，外部机构带动第一分体针11拔针，第一分体针11先相对于第二分体针12运动，且联动件在联动槽内滑动，直至联动件与联动槽的配合端132a接触后，第一分体针11带动第二分体针12拔针。第一分体针11和第二分体针12穿针操作时，外部机构带动第一分体针11穿针，第一分体针11先相对于第二分体针12运动，且联动件在联动槽内滑动，直至联动件与联动槽的穿针端132b接触后，此时第一分体针11和第二分体针12的前端面平齐，且第一分体针11带动第二分体针12同步穿针，也即第一分体针11和第二分体针12组合后穿针。

以下为本实施例中分体式卷针结构的原理介绍：

拔针时，先拔第一卷针1，外部机构先带动第一分体针11拔针，第一分体针11拔出部分后，第一分体针11与第二分体针12之间产生间隙，减小了第一分体针11和第二分体针12与电芯之间摩擦力。第一分体针11再通过联动结构13带动第二分体针12一并拔出，一方面不易损伤电芯，另一方面提高了拔针效率。

本申请实施例提供了一种分体式卷针结构，由于第一卷针1和第二卷针2中的至少一个进一步分体设计，分体针与电芯的接触面积更小，每次拔针时，特别是第一次拔针时，与分体针与电芯之间的静摩擦力较小，分体针的拔出过程不易造成电芯出现抽芯、掉粉的等现象，因此提高了电芯的卷绕加工质量。

参照图8和图9，本申请的另一实施例提供了一种卷针套件，其包括上述所述的分体式卷针结构。该卷针套件还包括针筒3、针杆4和安装筒8。

参照图8和图9，其中，针筒3的长度方向与第一卷针1的长度方向一致，其套设于第一分体针11，且主动结构131将针筒3与第一分体针11连接。具体地，动结构131依次穿过针筒3的侧壁和第二连接部121后，与第一连接部111螺纹连接。因此，带动针筒3沿其长度方向运动，即可带动第一分体针11和第二分体针12穿针或者拔针。

参照图8和图9，针筒3穿设于安装筒8内，且与安装筒8转动连接。安装筒8可装载至卷绕设备上，通过带动针筒3转动，即可带动第一卷针1转动，以实现卷绕功能。该卷针套件还包括第一针柄6，第一针柄6呈圆环状。针筒3的前端与第一卷针1连接，而针筒3的后端伸出安装筒8，第一针柄6固定套设在针筒3上，第一针柄6位于针筒3的后端，且位于安装筒8外部。以方便施力于第一针柄6，而带动针筒3和第一卷针1运动。

参照图8和图9，针杆4的长度方向与第二卷针2的长度方向一致，第二卷针2的后端穿设于第二卷针2，且与第二卷针2通过销连接而固定。针杆4穿设于针筒3，针杆4在针筒3内可沿其长度方向运动而实现穿针和拔针。该卷针套件还包括第二针柄7，第一针柄6呈圆环状。针杆4的前端与第二卷针2连接，而针杆4的后端伸出针筒3，第二针柄7固定套设在针杆4上，第二针柄7位于针杆4的后端，且位于针筒3外部。以方便施力于第二针柄7，而带动针杆4和第二卷针2运动。

参照图和图，进一步地，该卷针套件还包括连接结构5，针杆4和针筒3通过连接结构5而实现一并转动。连接结构5包括连接槽52和连接块51，连接槽52沿针筒3的长度方向开设于针筒3侧壁，连接块51通过螺栓固定在针杆4的侧壁，且连接块51滑动设于连接槽52内，且连接块51与连接槽52的相对两槽壁均接触。

这样设置，卷绕设备带动针筒3转动时，连接槽52的槽壁推动连接块51，以使针筒3一并转动，即可实现第一卷针1和第二卷针2一并转动而卷绕成型电芯。另外，第一卷针1和第二卷针2分别拔针和穿针时，连接块51在连接槽52内滑动，第一卷针1和第二卷针2的拔针和穿针动作互不干涉。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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申请和简化描述，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申请的限制。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申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种分体式卷针结构，其包括第一卷针和第二卷针，其特征在于，所述第一卷针和所述第二卷针中的至少一个包括：

至少两个分体针，多个所述分体针长度方向一致，且多个所述分体针沿其长度方向依次滑动连接。

2.根据权利要求1所述的分体式卷针结构，其特征在于，还包括至少一组联动结构，其包括主动结构和配合结构，主动结构和配合结构分别设于相邻两个所述分体针，所述配合结构位于所述主动结构的运动路径上，所述分体针沿拔针方向运动，而通过所述主动结构推动所述配合结构，以带动另一所述分体针沿所述拔针方向运动。

3.根据权利要求1或2所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述第一卷针和所述第二卷针在第一方向上并列设置，多个所述分体针在所述第一方向上并列设置，且多个所述分体针从内到外依次拔针。

4.根据权利要求1或2所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述第一卷针和所述第二卷针在第一方向上并列设置，多个所述分体针在所述第二方向上并列设置，且多个所述分体针在所述第二方向上依次拔针运动。

5.根据权利要求1所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述第一卷针包括第一夹持面，所述第一夹持面与所述第一卷针的前端面呈钝角设置，所述第二卷针包括第二夹持面，所述第二夹持面与所述第二卷针的前端面呈锐角设置，所述第一夹持面和所述第二夹持面相互朝向设置。

6.根据权利要求5所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述第一卷针的多个所述分体针包括第一分体针和所述第二分体针，所述第一夹持面设于所述第一分体针和所述第二分体针中的至少一个上。

7.根据权利要求6所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述第一分体针还包括第一配合面，所述第一配合面与所述第一分体针的前端面呈钝角设置，所述第二分体针包括第二配合面，所述第二配合面与所述第二分体针的前端面呈锐角设置，所述第一配合面和所述第二配合面相互朝向设置。

8.根据权利要求2所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述主动结构包括联动件，所述配合结构包括配合端。

9.根据权利要求8所述的分体式卷针结构，其特征在于，所述配合结构包括联动槽，所述联动槽的一端为所述配合端，所述联动槽的长度方向与所述分体针的长度方向一致，所述联动件滑动设于所述联动槽内。

10.一种卷针套件，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一项所述的分体式卷针结构。

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