CN116979024A - 一种石墨烯锂电池极片辊压装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种石墨烯锂电池极片辊压装置，包括放卷组件，以及辊压组件，以及收卷组件，以及自动下卷组件。本发明通过设置可在第一步固定待放卷的极片卷时，就对放卷的极片卷位置和收卷的极片卷位置进行对准矫正，保证放卷与收卷的极片卷位置一致，若放卷是首，收卷是尾，则只要首尾位置绝对一致，那么在整个辊压过程中，电池极片就极少出现收卷褶皱的情况，避免出现停机纠偏的现象出现，从开始就保证极片卷的位置准确，也会大大提高纠偏的精度，保证辊压工作的效率和质量，并且矫正后，即可立即对极片卷进行固定，将矫正与固定极片卷的工序合二为一，无需另外设置相应的装置，可大大节省生产成本。

Description

一种石墨烯锂电池极片辊压装置

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体为一种石墨烯锂电池极片辊压装置。

背景技术

锂电池生产过程中有一个重要工序是辊压，其目的是将涂布后的极片卷碾压到规定的压实密度，提高电池的能量密度。其中极片卷是锂电池极片卷成规则的圆柱状的简称。辊压过程就是采用双辊压机对极片卷进行辊压，以增强活物质与箔片的粘接强度，以防在电解液浸泡、电池使用过程中剥落。同时，极片辊压可以压缩电芯体积，提高电芯能量密度，降低极片内部活物质、导电剂、粘结剂之间的孔隙率，降低电池的电阻提高电池性能。

辊压的工作过程是将极片卷依次进行放卷-辊压-收卷作业，即是将一个完整的极片卷先放卷，经过辊压后，再对其进行收卷，现有技术中会在辊压过程中设置校正装置，但是当校正装置发现极片卷位置不对时，已经是在收卷与放卷作业之间，由于极片处于绷直状态，相当于一条直线，因此此时若想要调整其位置，则需要大幅度调整整个极片卷的角度，操作过于繁琐，操作不当极易造成极片卷打皱，且会造成极片的收卷不齐，严重时甚至无法进行下一步工序的加工生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种石墨烯锂电池极片辊压装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种石墨烯锂电池极片辊压装置，包括放卷组件，所述放卷组件用于对极片卷进行放卷，所述放卷组件包括有对称设置的气涨轴一，所述气涨轴一用于对放卷的极片卷的位置进行固定，所述气涨轴一外壁套设有滑动连接的定位盘一，所述定位盘一用于对放卷的极片卷的位置进行校正；以及辊压组件，所述放卷组件输出的极片穿过所述辊压组件，所述辊压组件用于对极片进行辊压；以及收卷组件，所述收卷组件用于对所述辊压组件输出的极片进行收卷，所述收卷组件包括有对称设置的气涨轴二，所述气涨轴二用于对收卷的极片卷的位置进行固定，所述气涨轴二外壁套设有滑动连接的定位盘二，所述定位盘二用于对收卷的极片卷的位置进行校正；以及自动下卷组件，所述自动下卷组件用于将收卷完成的极片卷自动进行下卷，所述自动下卷组件包括有取料部和放料部，所述取料部用于将收卷完成的极片卷从所述气涨轴二上取下，所述放料部用于在取下收卷完成的极片卷后放入新的收卷筒，所述取料部工作时触动所述放料部同步运行。

进一步的，所述气涨轴一和所述气涨轴二均分别连接有驱动组件，所述气涨轴一和所述气涨轴二外壁上均分别设有滑槽一和滑槽二，所述定位盘一和所述定位盘二外壁分别设有凸块一，所述凸块一与所述滑槽一相契合，所述气涨轴一与所述驱动组件连接和所述气涨轴二与所述驱动组件连接相同。

进一步的，所述驱动组件包括有支架，所述支架用于对所述气涨轴一和所述气涨轴二进行支撑，所述气涨轴一和所述气涨轴二的一端贯穿所述支架设有套筒，所述套筒内部设有气缸一，所述气缸一的伸缩端设有连接盘一，所述连接盘一外壁设有若干个连接杆一，所述连接杆一外壁设有推块，所述凸块一上设有与所述连接杆一相匹配的通孔，所述连接杆一一端插入通孔内，所述连接杆一此端外壁设有橡胶凸起。

进一步的，所述套筒一端设有连接板一，所述套筒与所述连接板一转动连接，所述支架外壁设有气缸三，所述气缸三的伸缩端与所述连接板一固定连接。

进一步的，所述支架外壁设有转动连接的驱动盘一，所述驱动盘一内壁设有凸块二，所述凸块二与所述滑槽二相匹配，所述支架外壁设有驱动电机一，所述驱动电机一的输出轴通过皮带一与所述驱动盘一连接，所述驱动电机一转动带动所述驱动盘一同步转动。

进一步的，所述取料部包括有电动滑轨，所述电动滑轨顶部设有支撑底座，所述电动滑轨用于驱动所述支撑底座位移，所述支撑底座内壁设有双向丝杆，所述支撑底座顶部对称设有气缸二，所述双向丝杆用于带动气缸二位移，所述气缸二的伸缩端设有V形取料架和U形取料架。

进一步的，所述U形取料架包括L架一和L架二，所述L架一与所述L架二之间滑动连接，所述L架一顶部对称设有夹持板，所述夹持板通过铰接件一与所述L架一弹性铰接，所述L架一顶部于所述夹持板一侧设有插板，所述插板位于远离所述收卷组件一侧。

进一步的，所述铰接件一包括连接轴一和扭簧，所述L架一上设有与所述夹持板相匹配的槽口，所述夹持板通过连接轴一铰接设于所述槽口中，所述扭簧套设于所述连接轴一外壁，所述扭簧用于将所述夹持板自动复位。

进一步的，所述放料部包括两个对称分布的放料架，所述放料架底部对称设有挡板，所述挡板通过铰接件二与所述放料架铰接，所述挡板一侧与牵引绳端连接，所述牵引绳另一端与连接块固定连接，所述连接块滑动设于连接盒内，所述连接块与所述连接盒内壁之间通过弹簧四弹性连接，所述连接盒底部设有开口，用于所述插板插入。

进一步的，所述铰接件二包括连接轴二和弹簧三，所述挡板通过连接轴二与所述放料架铰接，所述弹簧三设于所述连接盒与所述挡板之间，所述弹簧三用于带动所述挡板自动复位。

与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

本发明可在第一步固定待放卷的极片卷时，就对放卷的极片卷位置和收卷的极片卷位置进行对准矫正，保证放卷与收卷的极片卷位置一致，若放卷是首，收卷是尾，则只要首尾位置绝对一致，那么在整个辊压过程中，电池极片就极少出现收卷褶皱的情况，避免出现停机纠偏的现象出现，从开始就保证极片卷的位置准确，也会大大提高纠偏的精度，保证辊压工作的效率和质量，并且矫正后，即可立即对极片卷进行固定，将矫正与固定极片卷的工序合二为一，无需另外设置相应的装置，可大大节省生产成本。

本发明对极片卷进行上料和下料时，是采用两个气涨轴同时插入或同时抽离的方式，来对极片卷进行上料和下料，由于采用两根对称的气涨轴同时进行工作，因此可对极片卷产生稳定的支撑力，相比较仅仅依靠一根气涨轴带动极片卷位移，此种方式的上料过程和下料过程均稳定安全，并且此种方式还可节省上料和下料所占用的空间，大大节约空间资源。

本发明可自动对收卷完成的极片卷进行下料，无需人工操作，使得下料过程简单快捷高效，并且在下料时还可自动更换新的收卷筒，过程简单快捷，且下料和更换收卷筒之间衔接紧密，可减少换卷所占用的时间，从而可大大提高辊压的工作效率。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是本发明整体的立体结构示意图；

图2是本发明放卷组件的立体结构示意图；

图3是本发明收卷组件的立体结构示意图；

图4是本发明收卷组件另一角度的立体结构示意图；

图5是本发明取料部的立体结构示意图；

图6是本发明套筒的主视剖面结构示意图；

图7是本发明连接盒的侧视剖面结构示意图；

图8是本发明图3中A处的放大示意图；

图9是本发明图4中B处的放大示意图；

图10是本发明图4中C处的放大示意图；

图中：1、放卷组件；2、气涨轴一；3、定位盘一；4、辊压组件；5、收卷组件；6、气涨轴二；7、定位盘二；8、自动下卷组件；9、取料部；10、放料部；11、驱动组件；12、滑槽一；13、滑槽二；14、凸块一；15、支架；16、套筒；17、气缸一；18、连接盘一；19、连接杆一；20、推块；22、通孔；23、橡胶凸起；24、连接板一；25、气缸三；26、驱动盘一；27、凸块二；28、驱动电机一；29、电动滑轨；30、支撑底座；31、双向丝杆；32、气缸二；33、V形取料架；34、U形取料架；35、L架一；36、L架二；37、夹持板；38、插板；39、扭簧；40、槽口；41、放料架；42、挡板；43、牵引绳；44、连接块；45、连接盒；46、开口；47、弹簧三；48、弹簧四。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅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。

请参阅图1-图10，本发明提供技术方案：一种石墨烯锂电池极片辊压装置，包括放卷组件1，放卷组件1用于对极片卷进行放卷，放卷组件1包括有对称设置的气涨轴一2，气涨轴一2用于对放卷的极片卷的位置进行固定，气涨轴一2外壁套设有滑动连接的定位盘一3，定位盘一3用于对放卷的极片卷的位置进行校正；以及辊压组件4，放卷组件1输出的极片穿过辊压组件4，辊压组件4用于对极片进行辊压，辊压组件4包括有两个压辊，和驱动压辊转动的电机，将极片输入两个压辊之间，利用电机带动压辊转动，从而可对机片进行压紧，完成辊压作业；以及收卷组件5，收卷组件5用于对辊压组件4输出的极片进行收卷，收卷组件5包括有对称设置的气涨轴二6，气涨轴二6用于对收卷的极片卷的位置进行固定，气涨轴二6外壁套设有滑动连接的定位盘二7，定位盘二7用于对收卷的极片卷的位置进行校正；以及自动下卷组件8，自动下卷组件8用于将收卷完成的极片卷自动进行下卷，自动下卷组件8包括有取料部9和放料部10，取料部9用于将收卷完成的极片卷从气涨轴二6上取下，放料部10用于在取下收卷完成的极片卷后放入新的收卷筒，取料部9工作时触动放料部10同步运行。

气涨轴一2和气涨轴二6均分别连接有驱动组件11，气涨轴一2和气涨轴二6外壁上均分别设有滑槽一12和滑槽二13，定位盘一3和定位盘二7外壁分别设有凸块一14，凸块一14与滑槽一12相契合，气涨轴一2与驱动组件11连接和气涨轴二6与驱动组件11连接相同。

驱动组件11包括有支架15，支架15用于对气涨轴一2和气涨轴二6进行支撑，气涨轴一2和气涨轴二6的一端贯穿支架15设有套筒16，滑槽一12和滑槽二13延伸至套筒16上，套筒16内部设有气缸一17，气缸一17的伸缩端设有连接盘一18，连接盘一18外壁设有若干个连接杆一19，连接杆一19外壁设有推块20，凸块一14上设有与连接杆一19相匹配的通孔22，连接杆一19一端插入通孔22内，连接杆一19此端外壁设有橡胶凸起23，当连接杆一19一端插入通孔22后，此时橡胶凸起位于通孔22内，增加连接杆一19与凸块一14之间的摩擦力，从而可在气涨轴向极片卷外抽离时，可将定位盘向后带动，从而可将定位盘与极片卷分离，当定位盘移动至与支架15贴合至，此时连接杆一19会带动橡胶凸起逐渐与凸块一14脱离。

套筒16一端设有连接板一24，套筒16与连接板一24转动连接，支架15外壁设有气缸三25，气缸三25的伸缩端与连接板一24固定连接。

支架15外壁设有转动连接的驱动盘一26，驱动盘一26内壁设有凸块二27，凸块二27与滑槽二13相匹配，支架15外壁设有驱动电机一28，驱动电机一28的输出轴通过皮带一与驱动盘一26连接，驱动电机一28转动带动驱动盘一26同步转动，启动驱动电机一28，驱动电机一28会通过皮带一带动驱动盘一26转动，由于凸块二27嵌入滑槽二13内，因此转动盘一会带动气涨轴同步转动，从而可带动极片卷转动。

具体实施方式为：使用时，先对待放卷的极片卷的位置进行矫正，其矫正过程为，将需要放卷的极片卷放置在两个气涨轴一2之间，根据此极片卷的长度，调节推块20与气涨轴一2端部的距离，调节条件可事先设置好，需要调节时启动气缸一17，气缸一17会带动连接板一24位移，连接盘一18位移，连接盘一18会带动连接杆一19位移，连接杆一19会带动推块20位移，调节推块20与气涨轴一2端部之间的距离，调节完成后，启动气缸三25，气缸三25会带动连接板一24位移，连接板一24会带动气涨轴一2位移，将两个气涨轴一2同时向中间移动，同时还会带动连接杆一19位移，连接杆一19的一端会插入通孔22内，且连接杆一19会带动推块20逐渐与凸块一14接触，并对凸块一14产生推力，使得凸块一14可带动定位盘一3位移，两侧的定位盘一3会与极片卷接触，并对极片卷的位置进行矫正，使得极片卷的中心位置不变，上述过程为对待放卷的极片卷进行位置矫正，上述矫正完成后，启动气涨轴一2，即可对待放卷的极片卷的位置进行固定，然后可对用来收卷极片的收卷筒的位置进行矫正，其矫正过程与上述过程一样，收卷组件5内的推块20与气涨轴二6端部之间的距离，调节到放卷组件1内的推块20与气涨轴一2端部之间的距离相同的位置，然后进行与上述过程相同的步骤，即可对待收卷的收卷筒的位置进行矫正，保证放卷与收卷的极片卷位置保持一致，假如放卷是首，收卷是尾，只要首尾位置绝对一致，那么在整个辊压过程中，电池极片不易出现褶皱的情况，可避免出现停机纠偏的现象出现，保证辊压工作的效率和质量。

取料部9包括有电动滑轨29，电动滑轨29顶部设有支撑底座30，电动滑轨29用于驱动支撑底座30位移，支撑底座30内壁设有双向丝杆31，双向丝杆31一端连接有电机，支撑底座30顶部对称设有气缸二32，双向丝杆31用于带动气缸二32位移，气缸二32的伸缩端设有V形取料架33和U形取料架34，当电机启动时，其会带动双向丝杆31转动，双向丝杆31会带动两个气缸二32同时反向位移，气缸二32则会带动V形取料架33和U形取料架34同时位移，可根据极片卷的长度调节两个V形取料架33和两个U形取料架34之间的距离，从而使其可适用于不同规格的极片卷。

U形取料架34包括L架一35和L架二36，L架一35与L架二36之间滑动连接，L架一35底部设有转动连接的螺纹杆，螺纹杆一端贯穿L架二36，L架二36内部设有与螺纹杆相匹配的螺纹孔，当螺纹杆转动时，可带动L架一35位移，L架一35顶部对称设有夹持板37，夹持板37通过铰接件一与L架一35弹性铰接，L架一35顶部于夹持板37一侧设有插板38，插板38位于远离收卷组件5一侧。

铰接件一包括连接轴一和扭簧39，L架一35上设有与夹持板37相匹配的槽口40，夹持板37通过连接轴一铰接设于槽口40中，扭簧39套设于连接轴一外壁，扭簧39用于将夹持板37自动复位。

放料部10包括两个对称分布的放料架41，放料架41底部对称设有挡板42，挡板42通过铰接件二与放料架41铰接，挡板42一侧与牵引绳43端连接，牵引绳43另一端与连接块44固定连接，连接块44滑动设于连接盒45内，连接块44与连接盒45内壁之间通过弹簧四48弹性连接，连接盒45底部设有开口46，用于插板38插入。

铰接件二包括连接轴二和弹簧三47，挡板42通过连接轴二与放料架41铰接，弹簧三47设于连接盒45与挡板42之间，弹簧三47用于带动挡板42自动复位。

具体实施方式为：当收卷完成后，需要将收卷好的极片卷从气涨轴二6取下时，此时可利用电动滑轨29带动支撑底座30位移，支撑底座30会带动气缸二32位置，从而可带动V形取料架33和U形取料架34和位移，将V形取料架33移动至极片卷的正下方，此时U形取料架34位于极片卷的正上方，然后启动气缸二32带动V形取料架33上移，最终与极片卷接触，对极片卷进行支撑，同时U形取料架34也会上移至放料架41下方，并且会带动插板38插入连接盒45内的开口46处，并带动连接盒45内部的连接块上移，连接块会牵动牵引绳43移动，牵引绳43端会拉动挡板42移动，使两个挡板42向外侧铰接，此时放料架41中待使用的收卷筒会从两个挡板42之间落下，掉落到两个夹持板37之间，此时夹持板37可对新的收卷筒进行限位，使其暂时固定在当前位置，将气涨轴二6抽离到极片轴一侧，然后利用气缸二32带动V形取料架33和U形取料架34下移，从而可将收卷好的极片卷移动至气涨轴二6下方，而将夹持板37上的新的收卷筒移动至两个气涨轴二6之间，然后再次启动气涨轴二6将其插入新的收卷筒内，利用电动滑轨29带动V形取料架33和U形取料架34回移，此时新的收卷筒会对夹持板37产生推力，使其中一个夹持板37铰接，从而不影响将收卷好的极片卷下料的过程，此时即可完成自动下料过程，并且在下料时还可自动更换新的收卷筒，过程简单快捷，且下料和更换之间衔接紧密，减少换卷所占用的时间，提高辊压的工作效率。

最后应说明的是：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，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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。

Claims (10)

1.一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：包括

放卷组件（1），所述放卷组件（1）用于对极片卷进行放卷，所述放卷组件（1）包括有对称设置的气涨轴一（2），所述气涨轴一（2）用于对放卷的极片卷的位置进行固定，所述气涨轴一（2）外壁套设有滑动连接的定位盘一（3），所述定位盘一（3）用于对放卷的极片卷的位置进行校正；

以及辊压组件（4），所述放卷组件（1）输出的极片穿过所述辊压组件（4），所述辊压组件（4）用于对极片进行辊压；

以及收卷组件（5），所述收卷组件（5）用于对所述辊压组件（4）输出的极片进行收卷，所述收卷组件（5）包括有对称设置的气涨轴二（6），所述气涨轴二（6）用于对收卷的极片卷的位置进行固定，所述气涨轴二（6）外壁套设有滑动连接的定位盘二（7），所述定位盘二（7）用于对收卷的极片卷的位置进行校正；

以及自动下卷组件（8），所述自动下卷组件（8）用于将收卷完成的极片卷自动进行下卷，所述自动下卷组件（8）包括有取料部（9）和放料部（10），所述取料部（9）用于将收卷完成的极片卷从所述气涨轴二（6）上取下，所述放料部（10）用于在取下收卷完成的极片卷后放入新的收卷筒，所述取料部（9）工作时触动所述放料部（10）同步运行。

2.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述气涨轴一（2）和所述气涨轴二（6）均分别连接有驱动组件（11），所述气涨轴一（2）和所述气涨轴二（6）外壁上均分别设有滑槽一（12）和滑槽二（13），所述定位盘一（3）和所述定位盘二（7）外壁分别设有凸块一（14），所述凸块一（14）与所述滑槽一（12）相契合，所述气涨轴一（2）与所述驱动组件（11）连接和所述气涨轴二（6）与所述驱动组件（11）连接相同。

3.根据权利要求2所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述驱动组件（11）包括有支架（15），所述支架（15）用于对所述气涨轴一（2）和所述气涨轴二（6）进行支撑，所述气涨轴一（2）和所述气涨轴二（6）的一端贯穿所述支架（15）设有套筒（16），所述套筒（16）内部设有气缸一（17），所述气缸一（17）的伸缩端设有连接盘一（18），所述连接盘一（18）外壁设有若干个连接杆一（19），所述连接杆一（19）外壁设有推块（20），所述凸块一（14）上设有与所述连接杆一（19）相匹配的通孔（22），所述连接杆一（19）一端插入通孔（22）内，所述连接杆一（19）此端外壁设有橡胶凸起（23）。

4.根据权利要求3所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述套筒（16）一端设有连接板一（24），所述套筒（16）与所述连接板一（24）转动连接，所述支架（15）外壁设有气缸三（25），所述气缸三（25）的伸缩端与所述连接板一（24）固定连接。

5.根据权利要求3所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述支架（15）外壁设有转动连接的驱动盘一（26），所述驱动盘一（26）内壁设有凸块二（27），所述凸块二（27）与所述滑槽二（13）相匹配，所述支架（15）外壁设有驱动电机一（28），所述驱动电机一（28）的输出轴通过皮带一与所述驱动盘一（26）连接，所述驱动电机一（28）转动带动所述驱动盘一（26）同步转动。

6.根据权利要求1所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述取料部（9）包括有电动滑轨（29），所述电动滑轨（29）顶部设有支撑底座（30），所述电动滑轨（29）用于驱动所述支撑底座（30）位移，所述支撑底座（30）内壁设有双向丝杆（31），所述支撑底座（30）顶部对称设有气缸二（32），所述双向丝杆（31）用于带动气缸二（32）位移，所述气缸二（32）的伸缩端设有V形取料架（33）和U形取料架（34）。

7.根据权利要求6所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述U形取料架（34）包括L架一（35）和L架二（36），所述L架一（35）与所述L架二（36）之间滑动连接，所述L架一（35）顶部对称设有夹持板（37），所述夹持板（37）通过铰接件一与所述L架一（35）弹性铰接，所述L架一（35）顶部于所述夹持板（37）一侧设有插板（38），所述插板（38）位于远离所述收卷组件（5）一侧。

8.根据权利要求7所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述铰接件一包括连接轴一和扭簧（39），所述L架一（35）上设有与所述夹持板（37）相匹配的槽口（40），所述夹持板（37）通过连接轴一铰接设于所述槽口（40）中，所述扭簧（39）套设于所述连接轴一外壁，所述扭簧（39）用于将所述夹持板（37）自动复位。

9.根据权利要求8所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述放料部（10）包括两个对称分布的放料架（41），所述放料架（41）底部对称设有挡板（42），所述挡板（42）通过铰接件二与所述放料架（41）铰接，所述挡板（42）一侧与牵引绳（43）端连接，所述牵引绳（43）另一端与连接块（44）固定连接，所述连接块（44）滑动设于连接盒（45）内，所述连接块（44）与所述连接盒（45）内壁之间通过弹簧四（48）弹性连接，所述连接盒（45）底部设有开口（46），用于所述插板（38）插入。

10.根据权利要求9所述的一种石墨烯锂电池极片辊压装置，其特征在于：所述铰接件二包括连接轴二和弹簧三（47），所述挡板（42）通过连接轴二与所述放料架（41）铰接，所述弹簧三（47）设于所述连接盒（45）与所述挡板（42）之间，所述弹簧三（47）用于带动所述挡板（42）自动复位。