CN117747901A - 一种电池卷芯揉平机器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池卷芯揉平机器，所述电池卷芯揉平机器设有至少两个可转动的揉平轮，所述揉平轮包括连接部和用于揉平卷芯的揉平部，所述揉平部为圆台结构且该圆台结构的上侧面处于同一平面，所述揉平轮的轴线相交于一点，且该点位于所述平面上。该等设计可以使得揉平轮在揉平过程中保持揉平部的顶部、底部与卷芯端面的内部、外部具有相同的揉压速度，保证了卷芯揉平面的均匀性，避免了中心部分受力不均匀而出现掉粉的现象。

Description

一种电池卷芯揉平机器

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池卷芯揉平机器。

背景技术

目前电池开始普遍采用了全极耳式正、负极，即在正极集流体(通常为铝箔)上涂布正极浆料时在一端边缘预留一部分不涂布浆料的区域(正极光箔区)，在负极集流体(通常为铜箔)上涂布负极浆料时在一端边缘预留一部分不涂布浆料的区域(负极光箔区)。正极片、负极片和隔膜卷绕形成卷芯卷绕体后，正极光箔区的箔形体形成正极的极耳位端面，负极光箔区的箔形体形成负极的极耳位端面。极耳位端面需与集流板焊接在一起，以便电池的电流从集流板输出。由于极耳位端面的箔形体厚度薄(6～30微米)，柔软易变形，与集流板焊接时，施加压力会使整个箔形体变弯或变形，导致卷芯卷绕体的极耳位端面直径变大或外凸，造成卷芯卷绕体无法装入电池外壳或与电池外壳导通而短路，而且直接施加压力在箔形体的端面，会导致端面变形不平整，端面的局部区域无法与集流板接触焊接，导致焊接面积小，焊接强度低，电池内阻大，因此有必要在集流板焊接前对卷芯卷绕体的极耳位端面进行揉平整形。

现有卷芯揉平机器采用三个锥形的揉平轮形成一个揉平平面，对电池卷芯的端部进行揉平。由于揉平轮用于揉平的一端为锥形，三个揉平轮轴线的交点不在揉平平面上，其旋转的时候会产生同心度的问题，施加的力度/作用面积在其整个接触面上不一致，所以导致卷芯端部的中心部分会存在掉粉的问题。此外，现有卷芯揉平机器在卷芯揉平过程中容易造成卷芯材料的外翻，一旦外翻后的卷芯材料入壳后，其外翻的边缘卷芯会与电池的壳体短路，引起电池故障，无法达到安全标准。而且，现有的顶针结构，会使卷芯端部的中心部分在揉平后发生内翻，也会引起短路问题。另外，现有揉平轮在转动时会发生跳动，导致揉平端面不够平整。

因而，需要提供一种一种电池卷芯揉平机器，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于，本发明提供一种电池卷芯揉平机器。本发明所述揉平机器设有至少两个可转动的揉平轮，所述揉平轮包括连接部和用于揉平卷芯的揉平部，所述揉平部为圆台结构且该圆台结构的上侧面处于同一平面，所述揉平轮的轴线相交于一点，且该点位于所述平面上。该等设计可以使得揉平轮在揉平过程中保持揉平部的顶部、底部与卷芯端面的内部、外部具有相同的揉压速度，保证揉平面的均匀性，避免了中心部分受力不均匀而出现掉粉的现象。

根据本发明的一个方面，一种电池卷芯揉平机器，设有至少两个可转动的揉平轮，所述揉平轮包括连接部和用于揉平卷芯的揉平部，所述揉平部为圆台结构且该圆台结构的上侧面处于同一平面，所述揉平轮的轴线相交于一点，且该点位于所述平面上。

在一种实施方式中，还包括转盘、第一基座和设置在所述转盘中心的顶针，所述揉平轮通过所述连接部可旋转地安装到所述第一基座，所述顶针用于支承所述卷芯。

在一种实施方式中，所述揉平轮还包括设置于所述揉平部底部的第一收紧部，用于收紧卷芯端部外周部分。

在一种实施方式中，所述第一收紧部的斜面与所述揉平轮轴线形成的倾斜角为100至160度之间。

在一种实施方式中，所述揉平轮还包括设置于所述连接部与揉平部之间或者所述连接部上的夹取部，所述夹取部设有用于夹取揉平轮的夹取槽。

在一种实施方式中，所述揉平轮的材料为陶瓷、不锈钢或钨钢。

在一种实施方式中，所述顶针的轴线穿过所述点。

在一种实施方式中，所述顶针在所述揉平轮顶部对应位置处设有凹槽，用于容纳揉平轮的顶部。

在一种实施方式中，所述顶针设有第二收紧部，用于收紧卷芯端部与顶针的接触部分。

在一种实施方式中，所述第二收紧部的下部设有环绕一周的内扣斜边。

在一种实施方式中，所述第二收紧部的下部设有环绕一周的内扣斜边。

在一种实施方式中，所述第二收紧部的斜面与所述顶针轴线形成的倾斜角为100至160度之间。

在一种实施方式中，所述第一基座包括第一基座本体和设置于第一基座本体中的轴承，所述揉平轮的连接部通过所述轴承与第一基座本体可转动地相连。

在一种实施方式中，所述卷芯揉平机器间隔设有两个揉平轮，所述两个揉平轮相对设置。

在一种实施方式中，所述卷芯揉平机器还包括用于收紧卷芯端部外周部分的预收口轮和第二基座，所述预收口轮通过第二基座设置于所述转盘上，所述预收口轮与所述第二基座可转动地相连。

在一种实施方式中，所述预收口轮的轴线方向与所述转盘的转轴呈角度设置以在进给的时候先于所述揉平轮接触所述卷芯。

在一种实施方式中，以所述转盘靠近卷芯一面为基准，所述卷芯与所述预收口轮的接触点高于所述卷芯与所述揉平轮的接触点2-3毫米。

在一种实施方式中，所述预收口轮的轴线方向与所述转盘的转轴之间的角度在20-60度之间。

在一种实施方式中，所述卷芯揉平机器环绕所述顶针间隔设有两个揉平轮和两个所述预收口轮，且所述两个揉平轮相对设置，所述两个预收口轮相对设置。

在一种实施方式中，所述第二基座可沿所述转盘的径向平移以使所述预收口轮从外侧向内侧收紧卷芯。

在一种实施方式中，所述转盘上设有定位结构，用于定位第一基座和/或第二基座。

在一种实施方式中，所述电池卷芯揉平机器还设有用于吸走卷芯粉尘的吸尘结构，所述吸尘结构与所述转盘相连。

在一种实施方式中，所述吸尘结构包括吸尘筒体，所述转盘开设有吸尘口，所述吸尘筒体安装在所述转盘上并与所述吸尘口连通。

在一种实施方式中，所述吸尘筒体设有用于伸入所述揉平轮和/或预收口轮的凹口。

在一种实施方式中，所述吸尘筒体设有四个凹口，所述转盘设有三个吸尘口。

在一种实施方式中，所述转盘包括可相对转动的第一盘体和第二盘体，所述揉平轮设置于所述第二盘体上。

在一种实施方式中，所述卷芯揉平机器设有三个揉平轮，所述三个揉平轮均匀间隔地设置。

在一种实施方式中，所述卷芯的端面的圆周周长是所述圆台结构的对应部分的周长的整数倍。

附图说明

为了更好地理解本发明的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的优选实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本发明的优选实施方式，对本发明的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。

图1为根据本发明的另一个优选实施方式的卷芯揉平机器的示意图，其中示出了揉平轮、转盘、第一基座、第一基座本体、轴承、预收口轮、第二基座和卷芯；

图2为图1在揉平轮轴线和卷芯轴线所形成平面的剖视图，其中示出了揉平轮与顶针、卷芯的位置关系；

图3为根据本发明的一个优选实施方式的揉平轮的示意图；

图4为顶针的立体图，其中示出了凹槽和第二收紧部；

图5为根据本发明的一个优选实施方式的顶针的局部剖视图，其中示出了第二收紧部、内扣斜边与卷芯的位置关系；

图6为卷芯揉平机器的立体图，其中示出了吸尘结构的结构；

图7为卷芯揉平机器的后视立体图，其中示出了吸尘结构的背面结构；

图8为现有技术中卷芯揉平机器的示意图。

附图标记：

100卷芯

101卷芯的部分

1揉平轮

11连接部

12揉平部

121揉平面

122揉平轮的部分

13夹取部

131夹取槽

14第一收紧部

15过渡部

2转盘

3第一基座

31第一基座本体

32轴承

4顶针

41凹槽

42第二收紧部

43圆锥头

44第一连接段

45第二连接段

46内扣斜边

5预收口轮

6第二基座

7吸尘结构

71吸尘底盘

711吸尘口

712顶针固定口

72吸尘筒体

721凹口

8揉平轮的轴线

9平面

10顶针的轴线

20点

A揉平轮

B揉平端部

C轴承

D顶针

具体实施方式

现在参考附图，详细描述本发明的具体实施方式。这里所描述的仅仅是根据本发明的优选实施方式，本领域技术人员可以在所述优选实施方式的基础上想到能够实现本发明的其他方式，所述其他方式同样落入本发明的范围。

图1-图7示出了根据本发明的电池卷芯揉平机器的优选实施方式。首先需要说明的是，本发明中的方向术语、位置术语，应当被理解为是相对性的方向、位置，而非绝对性的方向、位置。本发明中的方向术语、位置术语可以参照图1-图8所示的示例性结构做出解释。

如图8所示，现有电池卷芯揉平机器所采用揉平轮A的揉平端部B一般为锥形，在使用时三个锥形的揉平端部B形成一个揉平平面对电池卷芯的端部进行揉平。然而，由于上述揉平端部B为锥形结构，三个揉平轮A轴线的交点不在揉平平面上，在旋转时会产生同心度的问题，施加的力度/作用面积在其整个接触面上不一致，导致卷芯端部的中心部分会存在掉粉的问题。

针对上述技术问题，本发明提供一种电池卷芯揉平机器。参考图1-2，本发明一个优选实施方式的电池卷芯揉平机器，所述电池卷芯揉平机器设有至少两个可转动的揉平轮1，所述揉平轮1包括连接部11和用于揉平卷芯100的揉平部12，所述揉平部12为圆台结构且该圆台结构的上侧面处于同一平面9(即揉平平面)，所述揉平轮1的轴线8相交于一点20，且该点20位于所述平面9上。优选的，所述揉平轮1的轴线与揉平机器的中心轴线(即顶针4的轴线10)相交于一点20，且该点位于所述平面9上。可以理解，平面9垂直于顶针4的轴线10。当揉平轮为两个时，所示平面9为圆台结构的上侧面所在的垂直于轴线10的平面。在揉平的时候，平面9接触卷芯100的端部表面并且对该端部表面进行揉平。该等设计可以使得揉平轮1在揉平过程中保持揉平部12的顶部、底部与卷芯100端面的内部、外部具有相同的揉压速度，保证卷芯100揉平面的均匀性，避免了中心部分受力不均匀而出现掉粉的现象。

需要说明的是，本发明所述圆台结构的上侧面，为实际揉平过程中揉平部12与卷芯100所接触的线或面。本发明所述至少两个可转动的揉平轮1，根据布置空间情况可为两个或多个，优选为两个、三个或四个，且所述揉平轮1均匀间隔布置。本发明所述圆台结构的轴线与揉平轮1旋转轴线共线。优选的是，卷芯100的端面的圆周周长(即其中一个圆形形状的周长)是所述圆台结构的相应的接触部分的周长(即圆台侧面展开后形成的扇环形状的相应部分的弧长)的整数倍。参考图5，卷芯100的部分101与揉平轮的部分122接触。或者说，揉平轮的部分122对卷芯100的部分101的圆周进行揉平。优选地，部分101的圆周周长是揉平轮的部分122所处的圆台周长的整数倍。这样的优点是，揉平轮的整个揉平表面可以被均匀地使用，避免了局部部分过度使用而磨损。

在一个实施例中，卷芯100端面的外周长等于圆台结构的下底面周长，对应于揉平轮1旋转一周以完成对卷芯100的整个端面的揉平。在一个实施例中，卷芯100端面的外周长是圆台结构的下底面周长的2倍，对应于揉平轮1旋转2周以完成对卷芯100的整个端面的揉平此时可通过设置两个位置相对的揉平轮1对卷芯100端面进行揉平，每个揉平轮1旋转一周即可完成对卷芯100端面的揉平，这样设计可有效降低揉平部12的磨损率。一种具体实施例，以电池卷芯100的外周长为60.32mm，揉平轮1圆台结构下底面周长为30.16mm。

一种优选的实施方式，为了实现揉平轮1沿着揉平机器轴向的平移和被动旋转，如图1-2所示，所述电池卷芯揉平机器还包括转盘2、第一基座3和设置在所述转盘的中心的顶针4，所述揉平轮1通过所述连接部11可旋转地安装到所述第一基座3上，所述顶针4用于支承所述卷芯100，例如间隔地设置于所述揉平轮1的揉平部12一端以可拆卸地固定卷芯100。具体工作时，转盘2一方面可以进行旋转，另一方面还可以沿着卷芯100的方向行进，转盘2的旋转可以通过与转盘2相连的转轴所驱动，该转轴可以进一步直接连接电机或间接通过联轴器等连接部件连接至电机，也可以采用其他方式进行驱动旋转。转盘2可以进一步连接可以平移的轨道进行直线移动，从而从端部靠近卷芯100的一端。在实际工作中，所述揉平部12圆台结构的侧面形成揉平面121，用于对卷芯100端面进行揉平。卷芯100可以沿着轴向水平放置，并由夹具夹取而沿着轨道移动至揉平轮1的揉平部12的揉平面121的侧面处，以便于与揉平面121接触，而转盘2沿着轴向水平放置，并沿着直线的轨道在旋转下带动揉平轮1向卷芯100的端部移动直至揉平面121与卷芯100的端部接触，实现卷芯100的揉平。在这个过程中，顶针4旋转着插入卷芯100中间的空心轴中，实现卷芯100的固定，由于卷芯100并不旋转，而顶针4和揉平轮1均相对卷芯100旋转，可以在相对旋转的情况下，顶针4渐渐进入卷芯100中，防止直接插入顶针4而导致的卷芯100隔膜翻边，同时，揉平轮实现卷芯100端部的揉平。

卷芯100一般卷制而成，卷芯的层与层之间存在间隙，从而卷芯100的端部呈现蓬松的状态，若在此时由揉平轮1给予卷芯100的端部较大切向的揉压作用力，卷芯中的靠外侧的层/膜会出现从卷芯端部中外翻的可能性，造成在卷芯放置于外壳中的时候卷芯的电极与外壳存在短路的可能。在一种优选实施方式中，如图3所示，在所述揉平部12底部设有第一收紧部14，用于收紧卷芯100端部外周部分。所述第一收紧部14用于从卷芯100端部的外周侧给予卷芯100的径向方向的作用力，使卷芯100端部中的靠外侧的层/膜向中心方向稍微偏压，防止卷芯中的层/膜从卷芯端部向外翻。

本发明对第一收紧部14的具体结构并没有特殊限制，只要能够实现上述收紧作用即可，一种优选实施方式，如图3所示，在揉平部12与夹取部13之间设有一直径较大的过渡部15，所述第一收紧部14为连接过渡部15和揉平部12的环形斜面。如此设置，可以利用过渡部15与揉平部12形成的环形斜面来实现对卷芯100端部的收紧，在具体实施时，上述环形斜面先于揉平面121倾斜地作用在卷芯100端部的外周边上，使卷芯100端部靠外层的层/膜向中心方向偏压，防止卷芯中的层/膜从卷芯端部向外翻。所述第一收紧部14的斜面与所述揉平轮1轴线形成的倾斜角为100-160度(以锐角计为20-80度)之间，优选为120-140度(以锐角计为40-60度)。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的范围的基础上还可以根据需要设置不同的角度。

为了方便夹取揉平轮1以便与第一基座3进行安装与连接，揉平轮1还设有夹取部13，如图3所示。在一种优选实施方式中，夹取部13设置于所述连接部11与揉平部12之间，所述夹取部13设有用于夹取揉平轮1的夹取槽131。夹取槽131用于方便机械手的夹取，可以根据机械手的结构进行调整，例如在夹取部13一侧或两侧设有夹取槽131，该夹取槽131为凹陷结构且带有适应机械手的表面，例如为平面。通过夹取槽的设置，可以使揉平轮被夹取地更紧，方便与第一基座3安装固定。在另一个实施例中，夹取部13由连接部11形成。例如，夹取槽131直接设置在连接部11上。

下面介绍本发明揉平轮的一种优选实施方式，为了方便加工制造以及实现与第一基座3的连接，本发明优选所述揉平轮1为一体成型的结构，揉平轮1可以采用铸造、模具成型、机加工等常规制造方法得到。由于卷芯100端部卷芯使用铝箔、铜箔等集流体，揉平轮1与上述集流体接触揉平的过程中应有较好的硬度以及强度，防止破损或掉屑，因此，优选揉平轮1的材料为陶瓷，不锈钢或钨钢，也可以是其他坚硬的材料。另外，根据卷芯100尺寸的不同，揉平轮1的尺寸可以进行调整，以能够实现卷芯100的揉平即可。

如图2所示，优选在顶针4上设有凹槽，以容纳揉平部12的顶部。如图7所示，现有揉平机器所采用的顶针D，在与揉平端部B的顶部相应位置的周围设有连续的凹槽，在揉平轮A对卷芯揉平的过程中，会导致卷芯材料进入到所述凹槽中，当将顶针D从卷芯空心轴中取出时，会导致卷芯材料被拉出，使得卷芯内径的一致性不好，甚至会引起短路。

为了解决上述问题，如图4所示，本发明设计的顶针4仅在所述揉平轮1顶部对应位置处设有凹槽41，用于容纳揉平轮1的顶部，所述凹槽41的数量与揉平轮1数量保持一致，所述凹槽41的深度要保证揉平轮1的顶部可以足够插入。凹槽41并不是设在周向上连续的凹槽，该种不连续的凹槽设计，会在顶针4与卷芯100相对转动的过程中，有效防止卷芯材料进入到所述凹槽41，因为两个凹槽41之间的外周表面可以对可能进入凹槽41的材料进行整形。

一种优选的实施方式，为了进一步防止卷芯100与顶针4接触部分的翻边，如图4所示，所述顶针4还设有第二收紧部42，用于收紧卷芯100端部与顶针4接触部分，在防止卷芯材料进入凹槽的同时，对卷芯100与顶针4接触部分的材料进行压紧，进一步的防止卷芯材料内翻。

一种优选的实施方式，如图4所示，所述的顶针4从顶部到底部依次为圆锥头43、第一连接段44、第二收紧部42、第二连接段45，所述圆锥头43方便快速插入卷芯100中间的空心轴中，所述第二连接段45直径大于第一连接段44，在二者过渡区的环形斜面形成第二收紧部42，所述第二收紧部42的斜面与所述顶针4轴线形成的倾斜角为100-160度(以锐角计为20-80度)之间，优选为120-140度(以锐角计为40-60度)。可以理解，本领域技术人员在不脱离本发明的范围的基础上还可以根据需要设置不同的角度，但该角度(钝角)不能过小，否则会导致接触部分的箔片过分向上弯曲，严重时会造成短路。第二收紧部42的最大直径(即第二连接段45的直径)稍微大于卷芯100的中空内径。在第二连接段45上设有凹槽41用于容纳揉平轮1的顶部，所述凹槽41的数量与揉平轮1数量保持一致，所述凹槽41的深度要保证揉平轮1的顶部可以足够插入。一种具体的实施例，以电池卷芯100外径为19.21mm，内径为3mm为例，所述第一连接段44的直径为3mm，所述第二连接段45的直径为3.3mm，所述凹槽41的深度为1mm。

进一步优选的实施方式，如图5所示，所述的第二收紧部42的下部设有环绕一周的内扣斜边46，在揉平过程中，少量的箔片会穿过揉平轮和顶针的间隙被压至此处，防止箔片向上弯曲，进而可以避免短路的问题。优选的，所述内扣斜边46的斜面与第二收紧部42的斜面光滑过渡，二者之间的最大直径稍微大于卷芯100的中空内径；所述内扣斜边46的斜面与所述顶针4轴线形成的倾斜角为100-160度(以锐角计为20-80度)之间，优选为120-140度(以锐角计为40-60度)。所述内扣斜边46可以形成为内凹的形状，也可以为外凸的形状，亦可以是直边。一种具体的实施例，以电池卷芯100外径为19.21mm，内径为3mm为例，所述第一连接段44的直径为3mm，所述内扣斜边46的直径为3.3mm，所述凹槽41的深度为1mm。

揉平轮1相对于第一基座3能够旋转，可以减少揉平轮1与卷芯100端部之间的摩擦力，防止掉屑，因此揉平轮1与第一基座3之间可以通过各种联轴部件相连，一种优选实施方式，如图1所示，所述第一基座3包括第一基座本体31和设置于第一基座本体31中的轴承32，所述揉平轮1的连接部11通过所述轴承32与第一基座本体31可转动地相连。在实际工作时，第一基座本体31作为揉平轮1与转盘3的连接结构，可以具有各种形式和安装方式，例如为通过螺栓连接或卡合连接。至少地，第一基座本体31中应有设置或连接轴承32的结构，例如容纳轴承32的穿孔，轴承32可拆卸地连接于第一基座本体31中，而揉平轮1的连接部11与轴承32可转动地相连，从而在沿着周向受到来自卷芯100端部的作用力时，可以实现被动旋转。

揉平轮1与顶针4共同限定了容纳卷芯100的区域，由于卷芯100为中空结构，因此可以插入顶针4实现对卷芯100的支承定位，而在插入顶针4之前的卷芯100端部区域，应增加与揉平轮1之间的接触面积，也即在保留一定相对运动空间的情况下，揉平轮1应尽可能地靠近顶针4。一种优选实施方式，如图1-2所示，所述电池卷芯揉平机器间隔设有两个揉平轮1，所述两个揉平轮1相对设置，所述顶针4的一端设置于所述两个揉平轮1的揉平部12之间，所述顶针4的轴线与所述揉平部12的轴线相垂直。在该优选实施方式中，将揉平轮1相对设置，防止揉平轮1之间的安装干涉，同时避让顶针4的设置空间。

如前所述，为了实现卷芯100端部的收紧，揉平轮1可以设有第一收紧部14，该第一收紧部14可以优先与卷芯100的端部外周(或周缘)接触，实现卷芯100端部的收紧。然而，在不与揉平轮1接触的卷芯100部分，卷芯100仍旧会处于松散状态，从而在后续与揉平轮1接触时来不及收拢而导致卷芯100中的靠外侧的层/膜可能从卷芯端部中外翻，可能造成短路现象。在一些实施例中，为了进一步实现卷芯100的收拢，如图1所示，所述卷芯揉平机器还包括用于收紧卷芯100端部的预收口轮5，所述预收口轮5通过第二基座6设置于所述转盘2上，所述预收口轮5与所述第二基座6可转动地相连。预收口轮5的作用在于先于揉平轮1接触卷芯100的端部外周，实现卷芯100的收拢，防止卷芯中铝箔集流体等层/膜从卷芯端部中外翻。一种优选的布置方式，所述卷芯100与所述转盘2共轴，所述预收口轮5设置于所述卷芯100与转盘2之间，且预收口轮5的轴线方向与所述转盘2的转轴呈角度设置以在进给的时候先于所述揉平轮1接触所述卷芯100，所述角度可以是在10-80度之间，优选是20-60度之间，更优选是30-40度之间；以所述转盘2靠近卷芯100一面为基准，所述卷芯100与所述预收口轮5的接触点高于所述卷芯100与所述揉平轮1的接触点2-3毫米，由于预收口轮5与卷芯100端部接触且收拢卷芯100的端部，二者为线接触，所述接触点为预收口轮5最先与卷芯100接触的点。在该种布置方式中，预收口轮5为倾斜布置(其轴线相对于卷芯100的轴线)，并且从卷芯100的端部内侧倾斜着向外侧延伸，可以单独地或与揉平轮1的第一收紧部14配合地形成多个面与卷芯100的端部接触，实现卷芯100端部的收拢。一种进一步优化的布置方式，所述卷芯揉平机器环绕所述顶针4间隔设有两个揉平轮1和两个所述预收口轮5，且所述两个揉平轮1相对设置，所述两个预收口轮5相对设置。该种布置方式中，揉平轮1与预收口轮5呈现十字分布，在四个方向最大限度地形成与卷芯100的端部接触的面，最大可能地实现卷芯100端部的收拢。

在设置预收口轮5的情况下，卷芯100的端部可以很好地被收紧，然而，在生产中，有时会出现卷芯100的端部过于松散而导致卷芯100的端部一接触预收口轮5即发生向外向上翻边的情况，导致电池不良率提高。为了解决该问题，一种优选的布置方式，所述第二基座6可沿所述转盘2的径向平移以从外侧向内侧收紧卷芯100，该种情况下，预收口轮5最开始可以不位于卷芯100的移动路径上，卷芯100可以预先移动至预收口轮5的内侧而不与预收口轮5接触，之后，预收口轮5在第二基座6的带动下沿着转盘2的径向平移，以从卷芯100的径向外侧朝向卷芯100移动，并与卷芯100的端部接触，实现卷芯100端部的收拢，从而避免了卷芯100的端部过于松散而接触预收口轮5即发生向外向上翻边的现象，提高了产品成品率。一些实施方式中，第二基座6可以在平移机构带动下进行移动，该移动可以在计算机程序控制下进行，平移机构可以例如电机、气缸等本领域常规的线性移动装置，本发明不再赘述。

在卷芯揉平过程中，某一些情况下可能不可避免会产生一些粉尘，例如卷芯端部掉屑，在这种情况下，为了防止粉尘对电池性能以及后续工艺的影响，一种优选实施方式如图6所示，所述电池卷芯揉平机器还设有用于吸走卷芯100粉尘的吸尘结构7，所述吸尘结构7与所述转盘2相连。本发明对吸尘结构7的具体结构和位置并没有特殊要求，可以吸走粉尘即可，可以包括抽气装置和与抽气装置相连的吸尘口。为了实现高吸尘效率，可以将吸尘结构7的吸尘口对准卷芯100的端部。一种进一步优选的实施方式，如图6-7所示，所述吸尘结构7包括吸尘筒体72，所述转盘2开设有吸尘口711，所述吸尘筒体72安装在所述转盘2上并与所述吸尘口711连通。一些情况下，吸尘结构7还可以包括吸尘底盘71，该吸尘底盘71或与转盘2一体成型或嵌设于所述转盘2中，所述吸尘底盘71上可以开设有所述吸尘口711。本实施方式一方面最大化利用转盘2的结构，将吸尘筒体72设置在转盘2中，形成位于卷芯100端部的出尘通路，另一方面还可以将吸尘口711对准以及覆盖可能产生粉尘的卷芯100端部的区域，提高吸尘的效率。一种更进一步优选的实施方式，如图5-6所示，所述吸尘底盘71(转盘2)设有固定顶针4的顶针固定口712，所述吸尘口711为多个且环绕所述顶针固定口712开设；所述吸尘筒体72设有用于伸入所述揉平轮1和/或预收口轮5的凹口721。该实施方式兼顾考虑了顶针4的固定和吸尘口711的位置，使顶针4不影响吸尘的效率。另外，所设置的多个吸尘口711可以进一步提高吸尘的效率。一种更进一步优选的实施方式，所述吸尘筒体72设有四个凹口721，所述吸尘底盘71(转盘2)设有三个吸尘口711，该种设计可使得在吸尘时易形成螺旋风流，进一步提高吸尘的效率。

揉平轮1轴线与转盘2转轴(顶针4轴线)的交点是否位于揉平平面上对揉平效果会产生影响，若上述交点不在揉平平面上，则会导致卷芯100端面受力不均匀而产生掉粉现象。并且，揉平轮1的设置不仅与第一基座本体31相关，还与转盘2相关，为了实现揉平轮1的精准安装，一种优选实施方式，所述转盘2包括可相对转动的第一盘体和第二盘体，所述揉平轮1设置于所述第二盘体上，该种实施方式中，可以将揉平轮1预先设置在第二盘体上，并且调整好揉平轮1相对于第二盘体的位置之后，再将第二盘体安装到第一盘体上，此时仅需调整第一盘体和第二盘体的相对位置和倾斜角度即可，无需再调整揉平轮1与第二盘体的相对位置，之后，第一盘体和第二盘体可以采用螺栓等紧固件相对固定。另一种优选实施方式，在转盘2上设有定位结构，用于定位第一基座3和/或第二基座6，所述的定位结构可为在转盘2上设置的标记、卡槽、螺孔等，并配合第一基座3和/或第二基座6上设置的固定装置(螺栓等)使用，使得揉平轮1和/或预收口轮5精准定位。

如图8所示，现有揉平机器仅设置一个轴承C连接卷芯揉平轮A和第一基座本体，然而确保卷芯揉平轮A轴线方向保持不变以保证揉平端面的平整度非常重要，若仅设置一个轴承，则卷芯揉平轮A在转动时容易出现轴线偏离预定方向的情况，因此，一种优选实施方式，所述揉平轮1的连接部11通过至少两个轴承32与所述第一基座本体31相连；所述至少两个轴承32可以是两个或两个以上，例如为三、四、五、六个等，优选为两个。一种情况下，至少两个轴承32紧靠排布于连接部11的一端，该种情况下揉平轮1仍可能出现转动不稳定的情况，因此，所述至少两个轴承32的其中两个轴承隔开地靠近所述连接部11的两个端部设置，例如所述至少两个轴承32的其中两个轴承设置于所述连接部11的两端，和/或所述至少两个轴承32中距离最远的两个轴承32的间距为大于10毫米。本领域技术人员可以根据需要选合适的间距。如此设置可以使连接部11整体均沿着固定不动的轴线运动，所述连接部11的两端可以是距离连接部11端部有较小的距离或者正好位于连接部11的端部，优选距离连接部11端部的距离小于两端的轴承32的间距。另一种情况下，若两端轴承32间距足够大，也可以确保连接部11沿着预定轴线稳定的旋转，该种方式下，只限定至少两个轴承32中距离最远的两个轴承32的间距也可以实现上述目的。通过以上设置，揉平轮在工作时受力支撑点长，跳动减小，提高揉平端面的平整度。

本发明的又一方面提供一种揉平电池卷芯的方法，所述方法采用前述的揉平轮1或前述的卷芯揉平机器进行揉平卷芯。在知悉前述揉平轮1和卷芯揉平机器结构的情况下，本领域技术人员可以根据上述结构实现揉平卷芯。

在此引入一种优选的揉平电池卷芯的方法，但是并不因此而限制本发明揉平轮1或电池卷芯揉平机器的应用。结合图1-图7所示，电池卷芯揉平机器具有两个相对设置的转盘2以及设置于转盘2一侧的揉平轮1等部件，相对设置的转盘2的揉平轮1一侧分别对着卷芯100的两端，以同时实现对卷芯100两端的揉平。实际工作中，卷芯100先由夹持装置带动至相对转盘2之间，之后转盘2在转动下带动揉平轮1向卷芯100端部一侧平移，直至与卷芯100端部接触，此时顶针4旋转着插入卷芯100中部空间。在设置第一收紧部14和/或预收口轮5的情况下，第一收紧部14和/或预收口轮5先于卷芯100端部接触，并实现卷芯100端部收拢。之后，揉平轮1的揉平面121接触卷芯100端部，从而对卷芯100端部进行揉平，同时揉平轮1和预收口轮5在卷芯100端部的作用下旋转发生转动，对卷芯同时收紧及揉平，提高卷芯100端部的揉平质量。随着转盘2平移以及卷芯100端部的揉平，顶针4继续插入卷芯100中，第二收紧部42同时对卷芯端部的中心部分进行揉压，防止中心部分翻边，直至卷芯100端部被揉平，则向卷芯100端部的外侧移动转盘2，使顶针4等部件与卷芯100脱离，此时卷芯100由夹持装置带离转盘2之间的位置。

本发明的多种实施方式的以上描述出于描述的目的提供给相关领域的一个普通技术人员。不意图将本发明排他或局限于单个公开的实施方式。如上，以上教导的领域中的普通技术人员将明白本发明的多种替代和变型。因此，虽然具体描述了一些替代实施方式，本领域普通技术人员将明白或相对容易地开发其他实施方式。本发明旨在包括这里描述的本发明的所有替代、改型和变型，以及落入以上描述的本发明的精神和范围内的其他实施方式。

Claims (27)

1.一种电池卷芯揉平机器，其特征在于，设有至少两个可转动的揉平轮(1)，所述揉平轮(1)包括连接部(11)和用于揉平卷芯(100)的揉平部(12)，所述揉平部(12)为圆台结构且该圆台结构的上侧面处于同一平面(9)，所述揉平轮(1)的轴线(8)相交于一点(20)，且该点位于所述平面(9)上。

2.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，还包括转盘(2)、第一基座(3)和设置在所述转盘(2)中心的顶针(4)，所述揉平轮(1)通过所述连接部(11)可旋转地安装到所述第一基座(3)，所述顶针(4)用于支承所述卷芯(100)。

3.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述揉平轮(1)还包括设置于所述揉平部(12)底部的第一收紧部(14)，用于收紧卷芯(100)端部外周部分。

4.根据权利要求3所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述第一收紧部(14)的斜面与所述揉平轮(1)轴线形成的倾斜角为100至160度之间。

5.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述揉平轮(1)还包括设置于所述连接部(11)与揉平部(12)之间或者所述连接部(11)上的夹取部(13)，所述夹取部(13)设有用于夹取揉平轮(1)的夹取槽(131)。

6.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述揉平轮的材料为陶瓷、不锈钢或钨钢。

7.根据权利要求2所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述顶针(4)的轴线(10)穿过所述点(20)。

8.根据权利要求2-7任一项所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述顶针(4)在所述揉平轮(1)顶部对应位置处设有凹槽(41)，用于容纳揉平轮(1)的顶部。

9.根据权利要求8所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述顶针(4)设有第二收紧部(42)，用于收紧卷芯(100)端部与顶针(4)的接触部分。

10.根据权利要求9所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述第二收紧部(42)的下部设有环绕一周的内扣斜边(46)。

11.根据权利要求9所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述第二收紧部(42)的斜面与所述顶针(4)轴线形成的倾斜角为100至160度之间。

12.根据权利要求2所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述第一基座(3)包括第一基座本体(31)和设置于第一基座本体(31)中的轴承(32)，所述揉平轮(1)的连接部(11)通过所述轴承(32)与第一基座本体(31)可转动地相连。

13.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述卷芯揉平机器间隔设有两个揉平轮(1)，所述两个揉平轮(1)相对设置。

14.根据权利要求2所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述卷芯揉平机器还包括用于收紧卷芯(100)端部外周部分的预收口轮(5)和第二基座(6)，所述预收口轮(5)通过第二基座(6)设置于所述转盘(2)上，所述预收口轮(5)与所述第二基座(6)可转动地相连。

15.根据权利要求14所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述预收口轮(5)的轴线方向与所述转盘(2)的转轴呈角度设置以在进给的时候先于所述揉平轮(1)接触所述卷芯(100)。

16.根据权利要求14所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，以所述转盘(2)靠近卷芯(100)一面为基准，所述卷芯(100)与所述预收口轮(5)的接触点高于所述卷芯(100)与所述揉平轮(1)的接触点2-3毫米。

17.根据权利要求15所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述预收口轮(5)的轴线方向与所述转盘(2)的转轴之间的角度在20-60度之间。

18.根据权利要求14所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述卷芯揉平机器环绕所述顶针(4)间隔设有两个揉平轮(1)和两个所述预收口轮(5)，且所述两个揉平轮(1)相对设置，所述两个预收口轮(5)相对设置。

19.根据权利要求14所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述第二基座(6)可沿所述转盘(2)的径向平移以使所述预收口轮(5)从外侧向内侧收紧卷芯(100)。

20.根据权利要求14-19任一项所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述转盘(2)上设有定位结构，用于定位第一基座(3)和/或第二基座(6)。

21.根据权利要求14-19任一项所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述电池卷芯揉平机器还设有用于吸走卷芯(100)粉尘的吸尘结构(7)，所述吸尘结构(7)与所述转盘(2)相连。

22.根据权利要求21所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述吸尘结构(7)包括吸尘筒体(72)，所述转盘(2)开设有吸尘口(711)，所述吸尘筒体(72)安装在所述转盘(2)上并与所述吸尘口(711)连通。

23.根据权利要求22所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述吸尘筒体(72)设有用于伸入所述揉平轮(1)和/或预收口轮(5)的凹口(721)。

24.根据权利要求23所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述吸尘筒体(72)设有四个凹口(721)，所述转盘(2)设有三个吸尘口(711)。

25.根据权利要求2所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述转盘(2)包括可相对转动的第一盘体和第二盘体，所述揉平轮(1)设置于所述第二盘体上。

26.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述卷芯揉平机器设有三个揉平轮(1)，所述三个揉平轮(1)均匀间隔地设置。

27.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平机器，其特征在于，所述卷芯(100)的端面的圆周周长是所述圆台结构的对应部分的周长的整数倍。