CN1193195A - 加工电池卷绕体的装置及传送电池卷绕体的装置和方法 - Google Patents

Abstract

一种卷绕装置,其具有正负电极供料源、正负电极导线熔合装置、背衬片材卷绕装置、正负电极切刀、隔离物切刀和容装于外壳中的传送装置。正负电极片材的卷辊人工放置在正负电极供料源中后,该卷绕装置自动加工电池用卷绕体。负电极供料源与背衬片材卷绕装置组合,该背衬片材卷绕装置用于在背衬片材卷绕筒上卷绕与负电极片材组合并从负电极卷辊上开卷的背衬片材。正负电极片材与隔离物相间地高速卷绕成卷绕体。

Description

加工电池卷绕体的装置及传送电池卷绕体的装置和方法

本发明涉及一种用于加工电池卷绕体的装置，该卷绕体包括带状的正电极片材和带状的负电极片材，以及夹设于正负电极片材之间的隔离物；本发明还涉及一种用于传送电池卷绕体的装置和方法。

通常，加工电池的工艺包括下列步骤：将带状的正电极片材和带状的负电极片材以及夹设于其间的隔离物卷绕成卷绕体，将卷绕体放到电池壳体中，将电解质溶液注入电池壳体中，以及在电池壳体的开口端进行卷边加工成盖子。

这些步骤希望连续地自动完成。

为了连续地自动完成这些步骤，用于卷绕带状的正负电极片材以及隔离物的卷绕装置将正负电极片材的卷辊放置在位，从该卷辊开卷正负电极片材，将金属导线分别熔合于正负电极片材上的指定位置，将正负电极片材切断成预定的长度，将切断的正负电极片材与隔离物送到卷绕机，该卷绕机将正负电极片材和夹设于其间的隔离物卷绕成卷绕体。

最近，在本领域已经广泛应用锂电池。很多锂电池具有负电极片材，其上贴有锂金属箔。由于锂金属箔很容易与其它金属粘附在一起，当负电极片材卷绕成卷辊时，锂金属箔很容易敷贴于负电极片材上的不应该敷贴的地方。其结果，负电极片材不能以卷辊的形式放置在位，从而正负电极片材不能由卷绕装置自动地卷绕。

一个解决方案已经提出用来与背衬纸制成的隔离物一起卷绕带状的负电极片材。然而，由于当负电极片材开卷时，对隔离物的处理存在着问题，因而，很难高效、自动地卷绕电极片材。

在卷绕装置中，正负电极片材和夹设于其间的隔离物插入到单个卷绕轴的径向缝中或两个卷绕轴之间，通过卷绕轴的转动来卷绕正负电极片材，由此制成卷绕体。然后，将隔离物切断，用胶带将它们的端部进行固定，再将卷绕体取下。

在本领域的现有技术中，已经采用了多种缠绕机将正负电极片材的末端和隔离物的末端缠绕在卷绕体上。例如，图20示出了一种传统的缠绕机2，其包括可转动地支承在摆动臂4的一端的硬橡胶辊3。张紧弹簧5与摆动臂4的另一端相配合，该摆动臂4通过枢销6可摆动地安装于基座7上。

当卷绕轴8转动时，正负电极片材10、12和隔离物14a、14b相间卷绕在卷绕轴8上，由此制成卷绕体16。然后，基座7移动，使辊3压抵卷绕体16的外周面，并将隔离物14a、14b切断。卷绕轴8进一步转动将隔离物14a、14b的末端缠绕在卷绕轴8上。用胶带将隔离物14a、14b的末端固定于卷绕体16，然后，将卷绕体16从卷绕轴8上卸下。

如图21所示，正电极导线17从卷绕体16的一端的大致中央部延伸，而负电极导线18从卷绕体16的另一端的大致外周缘部延伸。隔离物14b的末端用胶带19固定于卷绕体16上。

当正负电极片材10、12和隔离物14a、14b相间卷绕在卷绕轴8上时，由于与负电极片材12相连的负电极导线18被定位于卷绕体16的大致外周面附近，因为负电极导线18在卷绕体16上产生径向向外隆起区域，卷绕体16的外轮廓发生变化。当辊3压抵卷绕体16的外周面、负电极导线18移动到卷绕体16和辊3之间时，辊3从卷绕体16上跳起，使其旋转速度增加。

当辊3从卷绕体16上跳起时，由于卷绕体16与辊3脱离压靠接触并产生振动，卷绕体16倾向于变松。当辊3的旋转速度增加时，辊3由于其增加的圆周速度而向前推压隔离物14b，引起卷绕体16的振动，同时，辊3与卷绕体16的接触点从负电极导线18变到卷绕体的外周而上。

如果卷绕体16变松，其外径就要增加到可能使卷绕体16插不到电池壳体中的程度。这一困难是电池生产中所面临的主要问题。尽管这一缺点可以通过增加辊3对卷绕体16所施加的压力来予以消除，但增加的压力会给卷绕轴8施加过大的弯曲应力，卷绕轴8易于损坏。

插入到单个卷绕轴的径向缝中或两个卷绕轴之间的隔离物的内端，如在侧视图中所看到的，在卷绕体的轴向孔中以螺旋形式沿径向延伸。在卷绕体的轴向孔中以螺旋形式沿径向延伸的隔离物的内端成为电极棒插入的障碍物，该电极棒插入到卷绕体的轴向孔中，用来将负电极导线焊接到电池壳体的底部。因此，在本领域的现有技术中要利用卷绕体校正器，当卷绕体从卷绕装置卸下后，校正器将校正销从卷绕体的轴向孔的至少一端插入到轴向孔中，使校正销在轴向孔中旋转，沿着轴向孔的内壁面校正隔离物的端部。

电池制造过程的各个步骤希望能够高效地自动完成。因此，现在已经要求有一种电池组装系统，其具有沿着自动传送线设置的各种装置，这些装置包括：形成卷绕体的卷绕装置、将卷绕体插入到电池壳体中的插入装置、将电解质溶液注入到电池壳体中的电解质注入装置和密封卷边装置，该密封卷边装置将密封元件插入电池壳体中并使密封元件在电池壳体中卷边。

由卷绕装置卷绕而成并从卷绕装置卸下的卷绕体倾向于具有不同的直径。因此，当卷绕体沿着传送线输送时，将校正销精确地插入到每个卷绕体的轴向孔中以便校正螺旋延伸的隔离物的端部是非常困难的。为了确保在各种组装电池的步骤中平稳地完成每一步骤，有必要将正电极导线和负电极导线分别放置在要求的角度取向上。正电极导线可以通过控制卷绕轴的角位置按要求来定位。然而，靠近卷绕体的外周面上的负电极导线要根据卷绕体的不同直径设置在不同的角位置上。其结果，负电极导线就不能保持在要求的角度取向上。

而且，为了将圆柱状的卷绕体从卷绕装置连续传送到插入装置，同时使卷绕体保持在要求的角位置上，有必要提供车架用来沿着传送线装载各自的卷绕体。其结果，电池组装系统的制造费用非常昂贵，并且不能高效率地传送很多卷绕体。

有鉴于此，本发明的一般目的是提供一种结构相对简单的卷绕装置，用于以高速度将正负电极片材与隔离物相间地、高效率地自动卷绕成电池卷绕体。

本发明的一个主要目的是提供一种结构相对简单的卷绕装置，用于平稳地、精确地加工电池卷绕体，该卷绕体由正负电极片材与隔离物相间地卷绕而成，且不会变松。

本发明的另一主要目的是提供一种用于传送电池卷绕体的装置和方法，其利用输送带将电池卷绕体传送到容器中，同时，非常精确地校正卷绕体的轴向孔，并将卷绕体的负电极导线可靠地定位在预定的角位置。

本发明的再另一主要目的是提供一种结构相对简单的传送装置，其可以容装多个电池卷绕体，使其可靠地位于要求的取向，并以高效率输送电池卷绕体。

通过以下结合附图对本发明的最佳实施例所进行的详细说明，本发明的上述一些目的、特征和优点将会更加清楚，所给出的实施例仅为了说明的目的。

图1为表示根据本发明的第一实施例的卷绕装置的示意性前视图；

图2是利用图1所示的卷绕装置加工而成的卷绕体的立体图；

图3是图1所示的卷绕装置的卷绕机的示意性前视图；

图4是用于盖住图1所示的卷绕装置的盖组件的立体图；

图5是图1所示的卷绕装置的前视图，其被图4所示的盖组件盖住；

图6是图1所示的卷绕装置的传送装置的示意性前视图；

图7是图6所示的传送装置的操作方式的示意性立体图；

图8是图6所示的传送装置的角度定位装置的立体图；

图9是传送容器的局部剖的立体图；

图10是传送容器的局部剖的平面图；

图11是传送容器的堆垛的局部剖的立体图；

图12是沿图10中XII-XII线的剖视图；

图13是沿图10中XIII-XIII线的剖视图；

图14为表示根据本发明的第二实施例的卷绕装置的卷绕机的示意性前视图；

图15是图14所示的卷绕装置的缠绕装置的前视图；

图16A至16D是表示图15中所示的缠绕装置的连续操作步骤的前视图；

图17为表示根据本发明的第三实施例的卷绕装置的缠绕装置的前视图；

图18为表示根据本发明的第四实施例的卷绕装置的缠绕装置的前视图；

图19为表示根据本发明的第五实施例的卷绕装置的缠绕装置的前视图；

图20为传统的缠绕装置的前视图；以及

图21是电池卷绕体的立体图。

在附图的各个视图中，类似或相应的参考标号表示类似或相应的零部件。

如图1所示，根据本发明的第一实施例的卷绕装置20一般包括：正电极供料源26，其装有由正电极片材22卷成的正电极卷辊24；负电极供料源34，其装有由负电极片材30和纸制背衬片材28组合而成的片材卷成的负电极卷辊32；正电极导线熔合装置38，其用于将正电极导线36熔合于从正电极供料源26开卷的正电极片材22；背衬片材卷绕装置40，其用于从负电极供料源34开卷背衬片材28；负电极导线熔合装置44，其用于将负电极导线42熔合于从负电极供料源34开卷的负电极片材30；卷绕机48，其用于将正负电极片材22和30与第一和第二隔离物46a和46b相间地卷绕成卷绕体56；正电极切刀50，其用于将正电极片材切成预定的长度；负电极切刀52，其用于将负电极片材切成预定的长度；隔离物切刀54，其用于将第一和第二隔离物46a、46b分别切成预定的长度；传送装置58，其用于将卷绕体56从卷绕机48移出并将其传送；以及外壳60，其支承着正负电极供料源26和34、正负电极导线熔合装置38和44、背衬片材卷绕装置40、卷绕机48、切刀50、52和54，以及传送装置58。

正电极片材22包括环状电极支承，其上以隔开的间距涂有正活性材料；负电极片材30包括环状电极支承，其上以隔开的间距涂有负活性材料；和矩形的锂金属箔，其以隔开的间距贴于带涂层的电极支承上。如图2所示，卷绕体56由正负电极片材22和30与第一和第二隔离物46a和46b相间地卷绕而成，用胶带62将第二隔离物46b的末端固定于卷绕体56的外圆周面上。

如图1所示，正电极供料源26具有正电极支承轴64，其支承着正电极卷辊24，正电极片材22由正电极卷辊24上开卷。开卷的正电极片材2 2沿着特定的路径输送到正电极导线熔合装置38，该路径由多个路径辊轴65限定。正电极导线熔合装置38具有由正电极导线36卷成的导线卷辊66；用于将从导线卷辊66上开卷的正电极导线36切成预定的长度切刀68；以及焊接机70，其用于将切断的正电极导线36熔合于正电极片材22的预定的位置上。切刀68和焊接机70彼此沿箭头B(见图4)所示的方向隔开，箭头B所示的方向与箭头A所示的方向垂直，箭头A所示的方向为正电极片材22喂入到卷绕装置20的方向。

绝缘胶带敷贴器72设置在靠近正电极导线熔合装置38的位置。该绝缘胶带敷贴器72用于在正电极导线36已经熔合于正电极片材22上后，将绝缘胶带74敷贴于正电极片材22上，盖住正电极导线36。

如图3所示，正电极切刀50包括：用于在卷绕机48的上游切断正电极片材22的切割刀刃76；设置在卷绕机48的上游的切割区域检测器78，其用于检测正电极片材22的涂层边界区域；和计数器80，根据切割区域检测器78检测到的、代表涂层边界区域的检测信息，计数器产生计数信号，使涂层边界区域与切割刀刃76对准。

计数器80与控制器82相连，用于记录施加于步进电机(未示出)的脉冲数，该步进电机使正电极片材送料器84的辊86旋转。挟持辊88抵靠着辊86与正电极片材22滚动接触。

正电极供料源26、正电极导线熔合装置38、正电极切刀50、和与正电极片材22相关的绝缘胶带敷贴器72如上构成。负电极供料源34、负电极导线熔合装置44、负电极切刀52、和与负电极片材30相关的绝缘胶带敷贴器72，和与正电极片材22相关的相应部件类似，以下将不再详述。

仅与负电极片材30相关的背衬片材装置40具有背衬片材卷绕筒90，其用于在预定的转矩作用下从负电极供料源34卷绕背衬片材28。如图3所示，负电极片材送料器92设置成靠近负电极切刀52。负电极片材送料器92包括一对卡盘94，其用于夹持位于其间的负电极片材30，卡盘94可朝向和离开卷绕机48作线性运动。卡盘94例如由聚乙烯制成，这样，贴于负电极片材30的锂金属箔就不会粘附于卡盘94上。

如图1所示，第一和第二隔离物46a、46b通过各自的隔离物送料器102a、102b分别从第一和第二隔离物卷辊98a、98b开卷，第一和第二隔离物卷辊98a、98b分别安装于第一和第二隔离物支承轴96a、96b上，隔离物送料器102a、102b分别包括由多个路径辊轴100a、100b构成的组件。

如图3所示，隔离物切刀54包括切割刀刃104，其用于在正负电极片材22、30切断为各自的长度后，将第一和第二隔离物46a、46b切断，切断的正负电极片材22、30与第一和第二隔离物46a、46b相间由卷绕机48卷成卷绕体。

卷绕机48具有分度盘106，其可围绕自身轴线沿箭头C所示的逆时针方向(图3)每隔90°地周向转动。分度盘106支承着第一、第二、第三和第四卷绕组件112a、112b、112c、112d，每个卷绕组件均具有第一和第二卷绕轴108、110。该第一和第二卷绕轴108、110彼此协调一致地转动，并可轴向移动。

分度盘106可停在相隔90°的角位置上，这些位置分别与插入工位ST1、卷绕体固定工位ST2、检验工位ST3和卸载工位ST 4相关，在该插入工位ST1，正负电极片材22、30与第一和第二隔离物46a、46b相间地插入到第一和第二卷绕轴108、110之间；在卷绕体固定工位ST2，卷绕体56已经从插入工位ST1转过90°，第二隔离物46b的末端被隔离物切刀54切断，通过胶带62将第二隔离物46b的末端固定于卷绕体56，以便梆紧卷绕体56；在检验工位ST3，检测卷绕体56的紧密固定状态；在卸载工位ST4，将卷绕体56从分度盘106卸到传送装置58上。

外壳60由盖组件120盖住。如图4和5所示，该盖组件120由具有与外壳60的形状三维互补的形状。盖组件120包括：主盖122，其盖住正负电极供料源26和34、第一和第二隔离物卷辊98a和98b、卷绕机48以及切刀50、52和54；第一凸出盖124，其盖住正负电极导线熔合装置38、44；以及第二和第三凸出盖126、128，其盖住传送装置58的一部分。

盖组件120具有多个框架130，其间限定的空间包括：用于装配可开/可关的服务窗(以下将说明)的空间，以便由此接近卷绕装置20；装配固定窗的空间，以便防止由此接近经过卷绕装置20。

具体地说，主盖122具有位于其侧部、分别靠近正负电极供料源26和34的可开/可关的服务窗132、1 34。可开/可关的服务窗132、134分别包括由三个滑动窗板136、138构成的组件，该滑动窗板由透明合成树脂制成，其在如图4中箭头所示的方向上是可移动的。第一凸出盖1 24具有位于其横向部的可开/可关的服务窗140、142，用于由此穿过将导线卷辊在正负电极导线熔合装置38、44上装载和卸载。可开/可关的服务窗140、142分别包括由三个滑动窗板146、146构成的组件，该滑动窗板由透明合成树脂制成，其在如图4中箭头所示的方向上是可移动的。

第二凸出盖126具有位于其侧部的可开/可关的服务窗148，其靠近传送装置58的一端。可开/可关的服务窗148包括两个由透明合成树脂制成滑动窗板150，其在如图4中箭头所示的方向上是可移动的。第三凸出盖128具有位于其上部的可开/可关的服务窗1 56，其包括由合成树脂制成的摆动箱152。主盖122也具有位于其上部的可开/可关的服务窗158，其位于第三凸出盖128之上，并且包括由合成树脂制成的摆动窗板154。

主盖122具有位于其侧部、分别靠近第一和第二隔离物卷辊98a和98b的可开/可关的服务窗168、170，并分别包括由合成树脂制成的可摆动的窗板164、166。主盖122还具有位于其侧部、分别靠近胶带62的卷辊的可开/可关的服务窗174，并分别包括由合成树脂制成的可摆动的窗板172。

多个轮脚176安装在框架130的下端，使盖组件120可朝向或离开外壳60移动。盖组件120的一端滑动支承在固定盖178上，该固定盖178盖住传送装置58。

如图6和7所示，传送装置58包括：卷绕体取出装置180，其将卷绕体56从卷绕机48上取出，并保持其取向；输送带182，其用于将在其一端从卷绕体取出装置180接收的卷绕体56输送到位于其另一相对端的卸载位置P；短路检测装置188，其用于检测卷绕体56的正负电极导线36和42之间是否短路；成象装置190，其用于检测卷绕体56中的轴向孔56a的位置；卷绕体校正装置194，其用于从至少一端将校正销192插入到卷绕体56中的轴向孔56a中，以便沿着轴向孔56a的内壁表面校正第一和第二隔离物46a、46b的端部；角度定位装置196，其将卷绕体56沿周向转动，使负电极导线42转动到预定的角位置，即最上部的位置；以及卷绕体搬运装置200，其将预定数量的卷绕体56从输送带182的卸载位置P搬运到车架容器198中。

卷绕体取出装置180可在角度方向上移动，以便在卸载工位ST4夹住卷绕体56，并将夹住的卷绕体56移到输送带182上。在卸载工位ST4，第一和第二卷绕轴108、110被设置在预定的角位置，以便将正电极导线36保持恒定的取向。卷绕体取出装置180从第一和第二卷绕轴108、110上卸下卷绕体56，并将卷绕体56放到输送带182上，同时使卷绕体56的正电极导线36始终保持恒定的取向。

如图6所示，输送带182包括循环皮带204，其由旋转驱动器202驱动，沿箭头D所示的方向循环运动。循环皮带204支承着多个相隔预定间距的支承座206，这些支承座分别在水平方向支承着卷绕体56。

如图7所示，短路检测装置188包括正电极导线探针208和负电极导线探针210。正电极导线探针208为销针的形式，其直径小于卷绕体56中的轴向孔56a的直径，并且，被三个第一爪212包围，第一爪212彼此可相向或背离移动，以便可释放地使正电极导线36压抵正电极导线探针208。负电极导线探针210为圆柱体的形式，其直径类似于卷绕体56的直径，并且，被三个第二爪214包围，第二爪214彼此可相向或背离移动，以便可释放地使负电极导线42压抵负电极导线探针210。正电极导线探针208和负电极导线探针210连接于检测器(未示出)，其通过在正负电极导线探针208和210之间施加电压，来检测保持于其间的卷绕体56的正负电极导线36、42之间是否短路，进而测定正负电极导线36、42之间是否具有特定的电阻值(几个兆欧姆)。

成象装置190包括显示监视器216和成象组件217，例如CCD照相机，其连接于监视器216，以便捕捉卷绕体56中的轴向孔56a的影象。举升装置218位于循环皮带204之上、靠近成象装置190，其用于将卷绕体56从循环皮带204上升起到与CCD照相机对准的位置，以及将卷绕体56放回到循环皮带204上。

卷绕体校正装置194具有：可转动的校正销192和端部处理销220，该校正销192能够插入到卷绕体56中的轴向孔56a中，该端部处理销220与校正销192轴向对准并可围绕自身轴线转动及轴向移动，用于对轴向孔56a的一端进行处理。举升装置222位于循环皮带204之上、靠近卷绕体校正装置194，其用于将卷绕体56从循环皮带204上升起到与销192、220对准的位置，以及将卷绕体56放回到循环皮带204上。

如图8所示，角度定位装置196具有第一和第二转子224、226，卷绕体56置于这些转子上。第一转子224包括一对平行的、间隔开的第一盘230a、230b，这些第一盘固定于驱动轴228，该驱动轴228与旋转驱动器(未示出)藕接。第二转子226安装于从动轴234，该从动轴234通过皮带和皮带轮232可操作地与驱动轴228相连。

第二转子226包括一对平行的、间隔开的第二盘236a、236b，这些第二盘固定于从动轴234。第一盘230a、230b部分地位于第二盘236a、236b之间，这样，第一和第二转子224、226彼此轴向重叠。类似光学开关的检测器238用于检测卷绕体56的负电极导线42，其位于第一和第二转子224、226之上。

如图6所示，卷绕体搬运装置2 00包括卡盘239，其用于夹住由输送带182沿箭头D所示方向送入的卷绕体56。夹住卷绕体56的卡盘239可在输送带182之上的位置和车架容器198之上的位置之间移动。当移动到车架容器198之上的位置时，卡盘239将卷绕体56放到车架容器198上，卷绕体56的取向保持不变。卷绕体搬运装置200还包括多个用于检测卷绕体56的传感器(未示出)，它们位于输送带上的卸载位置P。这些传感器能够检测到各自的卷绕体56，例如十个卷绕体56，并将这些要放到车架容器198中的卷绕体56的信息提供给计算机主机，该主机管理从卸载位置P卸下的卷绕体56的供应信息。

车架容器198由泡沫塑料例如聚氯乙烯(PVDC)制成。如图9至11所示，车架容器198包括矩形壳体240和凸缘242，该凸缘与其上部开口端一体形成，并从壳体240的边缘向外突伸。车架容器198还具有出气孔244，其限定在至少一个侧壁，因而，当车架容器198被堆垛时，它们不会粘附在一起。

壳体240具有限定在其中并具有尽可能低的轮廓的空腔246。空腔246中容纳多个用于支承各自卷绕体56的卷绕体支架248，它们沿径向和轴向，即箭头Y、X所示的方向，设置成矩阵的形式。每个卷绕体支架248都包括：一对弧形的第一和第二支座250a、250b，用以直接支承卷绕体56的相对两端56b、56c的周缘，而使卷绕体56保持水平，负电极导线42置于卷绕体56的一端56b的周缘的最上部；一端面限制器252，用于限制卷绕体56的一端56b的端面，其从第一支座250a向上突伸到这样的垂直位置，即比负电极导线42从卷绕体56的端部56b突伸的位置低；和一端面限制器254，用于限制卷绕体56的另一端56c的端面，其从第二支座250b向上突伸到这样的垂直位置，即比正电极导线36从卷绕体56的端部56c突伸的位置低。

第一支座250a和第二支座250b设置在多个成对的、位于空腔246中的第一和第二端部支架256、258上。每对中的第一和第二端部支架256、258均彼此间隔开类似于卷绕体56的轴向长度的距离。第一和第二端部支架256、258一体地或分开地设置在壳体240中，并沿箭头Y的方向延伸。定位在空腔246的纵向端的每个第一端部支架256具有一侧面，其通过加强肋260连接于壳体240的内壁面。相邻对中的彼此相邻的第一和第二端部支架256、258间隔开距离L，它们使卷绕体支架248的阵列在箭头X方向彼此相邻，所述距离L大得足以避免卷绕体56的正负电极导线36、42之间被这些卷绕体支架248干扰，并且端部支架256、258之间通过加强肋260相连。

如图12所示，第一和第二端部支架256、258具有一体形成的端面限制器252、254，端面限制器252、254从第一和第二支座250a、250b沿箭头Z的方向向上突伸。端面限制器252的上端比位于卷绕体56的端部56b上的最上部位置处的负电极导线42低，并且该上端大致与端部56b一起垂直延伸。端面限制器25 2的上端从第一支座250a的底部向上相隔距离H1。端面限制器254的上端比从卷绕体56的端部56c上的大致中间位置处延伸的正电极导线36低(见图13)。该端面限制器252的上端从第二支座250b的底部向上相隔距离H2。

每个车架容器198的凸缘242都具有限定在其上表面的凹陷264，该凹陷264具有与壳体240的矩形轮廓一致的矩形形状。凹陷264用于容纳另一车架容器198的壳体240的下端，这样，多个车架容器198能够整齐地堆垛。

下面将说明根据第一实施例的卷绕装置20的操作。

如图1所示，正电极卷辊24和负电极卷辊32分别安装在正电极供料源26和负电极供料源34中。当正电极支承轴64旋转时，正电极片材22从正电极卷辊24开卷。开卷的正电极片材22被路径导辊65导引，移动到正电极导线熔合装置38。在此，从导线卷辊66上开卷的正电极导线36被切刀68切断成预定的长度，被切断的正电极导线36在预定的位置被焊接机70熔合于正电极片材22。正电极片材2 2随后被输送到绝缘胶带敷贴器72，敷贴器7 2将绝缘胶带74敷贴于正电极片材22上，相应盖住其预定的区域。

然后，正电极片材22被送到正电极切刀50，正电极片材22的带涂层的边界区域被切割区域检测器78检测，如图3所示。未示出的步进马达被启动，使正电极片材送料器86转动，因而，将正电极片材移向卷绕机48。施加于步进马达的脉冲被计数器80计数。当计数器80根据来自切割区域检测器78所检测到的信号记录到预定数的脉冲后，控制器82切断步进马达而停止传送正电极片材22，并启动切割刀刃76、精确地将正电极片材22切断成要求的长度。

当背衬片材卷绕筒90沿图1中箭头所示的方向转动时，与负电极卷辊32组合的背衬片材28从负电极卷辊32开卷，并被背衬片材卷绕装置40卷绕。现在，只有负电极片材30从负电极卷辊32被输送到负电极导线熔合装置44。在负电极导线熔合装置44，负电极导线42被切断成预定的长度，切断的负电极导线42在指定的位置被熔合于负电极片材30。然后，绝缘胶带74敷贴于负电极片材30，盖住相应的预定区域。

然后，负电极片材30被送入负电极切刀52，负电极送料器92的卡盘94使负电极片材30朝向卷绕机前后线性移动。当负电极片材30的带涂层的边界区域被切割区域检测器78检测到时，施加于负电极片材送料器92的、未示出的步进马达上的脉冲开始计数。当记录到预定量的脉冲数时，控制器82切断步进马达而停止传送负电极片材30，并启动切割刀刃76、精确地将正电极片材30切断成要求的长度。

第一和第二隔离物46a、46b从相应的第一和第二隔离物卷辊98a、98b上开卷，该隔离物卷辊安装于相应的第一和第二隔离物支承轴96a、96b上，随后，开卷的隔离物被相应的隔离物送料器102a、102b输送到卷绕机48。在卷绕机48，如图3所示，第二隔离物46b、负电极片材30、第一隔离物46a和正电极片材22依次按向上的次序重叠在一起，在插入工位ST1，插入到第一卷绕组件112a的第一和第二卷绕轴108、110之间。

随着分度盘106沿箭头C的方向转动90°，第一卷绕组件112a沿箭头E的方向转动，因而，将正负电极片材22和30、第一和第二隔离物46a、46b相间地围绕第一和第二卷绕轴108、110卷绕成卷绕体56，直到第一卷绕组件112a达到卷绕体固定工位ST2。在卷绕体固定工位ST2，隔离物切刀54的切割刀刃104启动，将第一和第二隔离物46a、46b切断，切断的第二隔离物46b的末端被固定于卷绕体56的外周面，从而制成了卷绕体56。

分度盘106沿箭头C的方向继续转动90°，使卷绕体56达到用来检测卷绕体56的紧固度的检测工位ST3。当卷绕体56检测完毕后，卷绕体56被输送到卸载工位ST4，并使其保持预定的取向。此时，第一和第二卷绕轴108、110已经沿与箭头E的方向相反的方向转动了一定的角度，使卷绕体56能够很容易地从第一和第二卷绕轴108、110上卸下。

随后，卷绕体取出装置180启动，将卷绕体56从卸载工位ST4取出，并保持其预定的取向放到输送带182的支座206上。由于输送带182的循环皮带204在旋转驱动器202的作用下沿箭头D的方向间歇移动，放在输送带182的支座206上的卷绕体被传送到短路检测装置188。

在短路检测装置188，如图7所示，卷绕体56的正电极导线36被正电极导线探针208和第一爪212夹持，卷绕体56的负电极导线42被负电极导线探针210和第二爪214夹住，以便检测卷绕体56是否短路。当卷绕体56被短路检测装置188检测完后，卷绕体56被送到成象装置190。在此，举升装置218将卷绕体56从循环皮带204上升起，其轴向孔56a被CCD照相机217成象。被捕捉的轴向孔56a的影像在监视器216上显示，轴向孔56a的中心位置由影像处理方法进行检测。

然后，卷绕体56被送到卷绕体校正装置194上的举升装置222。卷绕体56被举升装置222升起到一个垂直位置，该位置根据成象装置190检测到的轴向孔56a的中心位置进行选择。校正销192一边转动一边从一端插入到轴向孔56a中，沿着轴向孔56a的内壁表面校正第一和第二隔离物46a、46b的螺旋形状。然后，校正销192从轴向孔56a中移出，端部处理销220从另一轴向端插入到轴向孔56a中，对轴向孔56a的端部进行处理。

卷绕体56被卷绕体校正装置194校正后，被输送到角度定位装置196。在此，如图8所示，来自输送带182的卷绕体56被放到第一和第二转子224、226上。驱动轴228由未示出的旋转驱动器驱动，从动轴234通过皮带和皮带轮2 32的传动旋转。

第一和第二转子224、226沿相同的方向彼此同步转动，卷绕体56与第一和第二转子224、226的外周部相接触地转动。当卷绕体56的负电极导线42达到其最上部位置时，负电极导线42被检测器238检测到，检测器产生一个信号，使第一和第二转子224、226停止转动。因此，卷绕体56在第一和第二转子224、226上被角度定位成负电极导线42位于其最上部位置。

卷绕体56被角度定位成负电极导线42位于其最上部位置后，卷绕体56再被输送到卷绕体搬运装置200。卷绕体56被卷绕体搬运装置200的卡盘239夹住，保持其角度取向，被放到车架容器198中。

在卸载位置P，特定数量的卷绕体56，例如十个卷绕体56，被传感器(未示出)检测到。这些被传感器检测到的卷绕体56由卡盘239一起从卸载位置P输送到车架容器198中。代表被检测到的卷绕体56的信息由传感器提供给计算机主机。

如图9，每个卷绕体56的负电极导线42位于卷绕体56的一端56b的外周缘的最上部位置。卷绕体56直接放在每个卷绕体支架中并保持其角度取向。卷绕体56的相对端部56b、56c的外周缘直接放在第一和第二支座250a、250b中，并且端部56b、56c的端面被各自的端面限制器252、254限制。

当预定量的卷绕体56在车架容器198中沿箭头Y的方向放在一列卷绕体支架248上后，另外预定量的卷绕体56放在相邻一列卷绕体支架248上，该列卷绕体支架248与上一列卷绕体支架248在箭头X的方向上相隔开。以此方式，连续多列卷绕体56按要求的角度取向放在车架容器198中卷绕体支架248上，直到在车架容器198中容纳50个卷绕体56的总量，例如，设置成10×5矩阵。

装有卷绕体56的车架容器1 98被堆垛在另一已经装有卷绕体56的车架容器198上。要求数量的装有卷绕体56的车架容器198堆垛在一起后(如图11所示)，它们被自动传送到插入装置(未示出)，该插入装置将卷绕体56插入到各自的电池壳体中。

在第一实施例中，背衬片材卷绕装置40与负电极供料源34组合，用来围绕背衬片材卷绕筒90卷绕从负电极卷辊32开卷的背衬片材28。因此，既使锂金属箔敷贴于负电极片材30上，背衬片材卷绕装置40也能可靠地从负电极片材30上释放背衬片材28，使得仅有负电极片材30被输送到负电极导线熔合装置44。

当操作人员将正电极卷辊24和负电极卷辊32手工放置在各自的正电极供料源26和负电极供料源34后，卷绕装置20便能高效、自动地将正电极片材22和负电极片材30与第一和第二隔离物46a、46b相间而卷绕成卷绕体56。

当切割区域检测器78检测到正负电极片材22、30的带涂层边界区域后，根据预定量的脉冲数，正负电极片材22、30朝向卷绕机48被送入一定的距离，然后被切割刀刃76切断。随后，正负电极片材22、30在要求的区域被精确地切断，被切断的正负电极片材22、30被保持在高质量的水平。

卷绕装置20的外壳60具有各种服务区域，其可使操作人员进行手工操作。例如，将正电极卷辊24和负电极卷辊32手工导入到正电极供料源26和负电极供料源34。

具体地说，操作人员手工移动一个或两个滑动窗板136以打开服务窗132，穿过该服务窗132，可迅速、容易地将正电极卷辊24放到正电极供料源26上的正电极支承轴64上。类似地，操作人员手工移动一个或两个滑动窗板138以打开服务窗134，穿过该服务窗134，可迅速、容易地将负电极卷辊32放到负电极供料源34上。

当导线卷辊66中的正负电极导线36、42的剩余长度变得很小时，操作人员可手工移动滑动窗板144、146以打开服务窗140、142，穿过服务窗140、142，将新的导线卷辊66导入到正负电极导线。类似地，操作人员可手工打开可摆动的窗板164、166以打开服务窗168、170，穿过服务窗168、170，将第一和第二隔离物卷辊98a、98b导入。操作人员还可手工打开可摆动的窗板172以打开服务窗174，穿过服务窗174，将胶带17 2导入。

因此，操作人员仅打开所需要打开的服务窗，例如服务窗132，即可在卷绕装置20上高效、容易地完成各种手工操作。

盖组件120通过轮脚176可移向或离开外壳60。因而，操作人员能够有选择地打开或关闭服务窗132、134、140、142、148、156、158、168、170、174，并且，还能将盖组件120移向或离开外壳60。其结果，操作人员可在卷绕装置20上高效、容易地完成各种手工操作。

按照第一实施例，当卷绕体56沿箭头D的方向被输送带182输送时，卷绕体56中的轴向孔56a被位于卷绕体校正装置194上游的成象装置190定位检测，然后，根据来自成象装置190检测到的位置信息，轴向孔56a中的第一和第二隔离物46a、46b的螺旋延伸端被卷绕体校正装置194校正。因此，对于被输送带182从卷绕机48连续输送的每个卷绕体56，均可被高精度、可靠地处理，以对轴向孔56a中的第一和第二隔离物46a、46b的螺旋延伸端进行校正。

其轴向孔56a中的第一和第二隔离物46a、46b的螺旋延伸端已经校正的卷绕体56随后被角度定位装置196定位，使负电极导线42处在要求的位置，然后，预定量的卷绕体56被卷绕体搬运装置200以要求的角度取向放置在车架容器198中。因此，整个电池的加工过程能够很容易地高效自动完成。

角度定位装置196具有第一和第二转子224、226，卷绕体56置于这些转子上，第一和第二转子224、226彼此轴向部分重叠(见图6和8)。既使由于负电极导线42被定位成靠近卷绕体56的一端56b的外周缘上而使卷绕体56不具有圆形截面，卷绕体56也能被第一和第二转子224、226平稳地转动，从而迅速地使负电极导线42角度定位。

此外，短路检测装置188自动检测由输送带182输送的卷绕体56在正负电极导线36、42之间是否短路。在短路检测装置188中，正电极导线36和负电极导线42分别被第一和第二爪212、214保持为抵靠在正电极探针208和负电极探针210的外周面上。即使正电极导线36和负电极导线42位置偏移，它们也能被第一和第二爪212、214可靠地保持为抵靠在正电极探针208和负电极探针210上。这样，便能迅速可靠地检测出卷绕体56是否短路。

另外，按照第一实施例，车架容器198中的每个卷绕体支架248都包括弧形的第一和第二支座250a、250b，用以直接支承卷绕体56的相对两端56b、56c的周缘，而使卷绕体56保持水平，端面限制器252、254用于限制卷绕体56的端部56b、56c的端面，端面限制器252、254从第一和第二支座250a、250b向上(沿箭头Z的方向)突伸到这样的垂直位置，即比负和正电极导线42、36从卷绕体56的端部56b、56c突伸的位置低。

负电极导线42位于卷绕体56的端部56b的最上部位置，端面限制器252大致与端部56b一起共同垂直延伸。因此，卷绕体56的端部56b、56c被牢固地保持在位，从而可靠地防止了卷绕体56的位移或从位于车架容器198中的卷绕体支架248移动。

另外，在车架容器198中的壳体240的空腔146中，还设置了第一和第二端部支架256、258，其每一个都具有最小的要求的厚度。这样，车架容器198中的构成元件被做得尽可能的薄，以使车架容器198重量轻。

相邻对中的彼此相邻的第一和第二端部支架256、258通过加强肋260相连，它们使卷绕体支架248的阵列在箭头X方向彼此相邻。因此，轻重量的车架容器198的机械性能得以加强。这些第一和第二端部支架256、258间隔开距离L，所述距离L大得足以避免正负电极导线36、42之间被干扰，使卷绕体56在车架容器198中彼此不接触。

每个车架容器198的凸缘242都具有限定在其上表面的凹陷264，通过用凹陷264容纳位于下边的壳体240，多个车架容器198能够一个挨一个地垂直堆垛。因此，垂直相邻的车架容器198相互紧密地靠在一起。在第一实施例中，每个车架容器198的壳体240还具有出气孔244，其限定在至少一个侧壁。因而，当壳体240放置在下边另一车架容器198的凸缘242中的凹陷264中时，所存的任何气体均可通过出气孔244排出。因此，车架容器198能够迅速容易地被堆垛在一起。当壳体240从下边另一车架容器198的凸缘242中的凹陷264中拉出时，空气通过出气孔244流动，并进入到另一车架容器198中，使堆垛在一起车架容器198能够迅速容易地分开。

因为相互堆垛在一起车架容器198能够一起进行传送，所以，容置于其中的大量的卷绕体56能够高效地输送。因为每个车架容器都由泡沫塑料制成，车架容器198重量很轻。

图14、15和16A-16D示出了按照本发明的第二实施例的卷绕装置300的卷绕机。

如图14所示，卷绕装置300包括：卷绕机304，其将正负电极片材22和30与第一和第二隔离物46a和46b相间地围绕卷绕轴302卷绕成卷绕体56；隔离物切刀306，其用于将第一和第二隔离物片材46a和46b从卷绕体56上切断；缠绕装置310，其将正负电极片材22和30与第一和第二隔离物46a和46b的端部围绕卷绕体56缠绕；和胶带敷贴器308，其用胶带62将第二隔离物46b的端部固定于卷绕体56的外周面上。

卷绕机304具有分度盘312，其可围绕自身轴线沿箭头F所示的逆时针方向(图14)间隔90°地周向转动。分度盘312支承着四个卷绕轴302，这四个卷绕轴302相隔90°。每个卷绕轴302均具有轴向延伸的径向缝314，并可围绕自身轴线沿箭头G所示的方向转动，也可轴向移动。

分度盘106可停在相隔90°的角位置上，这些位置分别与插入工位ST1、卷绕体固定工位ST2、检验工位ST3和卸载工位ST4相关，在该插入工位ST1，正负电极片材22、30与第一和第二隔离物46a、46b相间地插入到卷绕轴302的缝314中；在卷绕体固定工位ST2，卷绕体56已经从插入工位ST1转过90°，第二隔离物46b的末端被隔离物切刀306切断，通过胶带62将第二隔离物46b的末端固定于卷绕体56，以便梆紧卷绕体56；在检验工位ST3，检测卷绕体56的紧密固定状态；在卸载工位ST4，将卷绕体56从分度盘312上卸下。隔离物切刀306包括一对相面对的切割刀刃316a、316b，用于在要求的位置将第一和第二隔离物46a、46b切断。

如图14和15所示，胶带敷贴器308包括：胶带供应元件318，其将由胶带卷辊(未示出)供应的胶带切成预定的长度，将切断的胶带62送到卷绕体固定工位ST2，将胶带62在卷绕体固定工位ST2定位，并将胶带62的一端敷贴于第二隔离物46b的末端；和敷贴器卷辊320，其用于将一端已经敷贴于第二隔离物46b的末端的胶带62敷贴于卷绕体56的外周面上。敷贴器卷辊320可转动地安装于摆动臂322的末端。

缠绕装置310具有阻力施加组件324，当卷绕体56从隔离物切刀306传送到胶带敷贴器308时，随着卷绕体56的转动，阻力施加组件324与卷绕体56的外周面保持接触，向卷绕体56施加摩擦阻力。在缠绕装置310中，卷绕体56从隔离物切刀306传送到胶带敷贴器308。然后，随着卷绕体56转动，阻力施加组件324与卷绕体56的外周面保持接触，向卷绕体56施加摩擦阻力。如图15所示，阻力施加组件324包括与卷绕体56的外周面保持滚动接触的辊326和板(阻力元件)328，该板328与辊326保持滑动接触，向辊326施加转动阻力。辊326可转动地支承于基部330的一端。板328固定于基部330。

下面说明按照第二实施例的卷绕装置300的操作。

如图14所示，第一和第二隔离物46a、46b插入到卷绕轴302的缝314中，该卷绕轴302设置于插入工位ST1，已被切成预定长度的正负电极片材22、30由第一和第二隔离物46a、46b相隔绝，也插入到卷绕轴302的缝314中。

当卷绕轴302沿箭头G所示的方向转动时，分度盘106沿箭头F所示的方向转动90°。一旦抵达卷绕体固定工位ST2，与第一和第二隔离物46a、46b相间的正负电极片材22、30围绕卷绕轴302被卷绕。第一和第二隔离物46a、46b被隔离物切刀306的切割刀刃316a、316b切断。此时，缠绕装置310的辊326与卷绕体56的外周面保持滚动接触，如图16A所示。

然后，卷绕轴302沿箭头G所示的方向转动，将正负电极片材22、30的末端和第一和第二隔离物46a、46b的末端抵靠卷绕体56的外周面进行缠绕，如图16B所示。在胶带敷贴器308中，胶带62从胶带卷辊(未示出)上切成预定的长度，由胶带供应元件318保持，并将其在卷绕体固定工位ST2附近定位，敷贴器卷辊320与卷绕体56的外周面保持滚动接触。

卷绕体56与卷绕轴302一起沿箭头G所示的方向转动。当第二隔离物46b的末端移过辊326并抵达靠近胶带62的位置时，胶带供应元件318移向卷绕体56并将胶带62的一部分敷贴于第二隔离物46b的末端，如图16C所示。随着卷绕体56进一步沿箭头G所示的方向转动，当胶带来到卷绕体56和敷贴器卷辊320之间时，如图16D所示，胶带62完全敷贴于卷绕体56的外周面。

胶带62完全敷贴于卷绕体56上后，一旦分度盘106沿箭头F所示的方向转动90°，卷绕体56就被送到检验工位ST3，在此，检测卷绕体56的紧密固定状态。检测后的卷绕体56又被传送到卸载工位ST4，在卸载工位ST4，卷绕体56的角度位置被定位在要求的角度取向，然后从分度盘312上卸下。

按照第二实施例，在卷绕体固定工位ST2，当卷绕体56的第一和第二隔离物46a、46b被隔离物切刀306切断后，随着卷绕体56沿箭头G所示的方向转动，胶带62敷贴于卷绕体56。此时，阻力施加组件324的辊326与卷绕体56的外周面保持滚动接触，而板328与辊326保持滑动接触，向辊326施加转动阻力。

因此，辊326始终向卷绕体56的外周面施加摩擦阻力。其结果，当负电极导线42位于辊326和卷绕体56之间时，既使负电极导线42从卷绕体56的大致外周面径向向外突出，辊326也能防止卷绕体56的跳动，或防止增加其旋转速度。

其结果，既使当负电极导线42通过时，辊326电能可靠地向第二隔离物46b施加要求水平的张力，这样，就防止了由于卷绕体56的振动而造成的松动。

由于第二隔离物46b没有变松，卷绕体56的外径也没有出现不希望的增加，因此，将卷绕体56平稳、高效地插入电池壳体(未示出)中是可能的。由于阻力施加组件324仅包括辊326和与其保持滑动接触的板328，所以，缠绕装置310的整体结构相对简单。卷绕轴302没有承受过大的载荷，因此，也就防止了其损坏。

图17示出了根据本发明第三实施例的卷绕装置的缠绕装置360。该缠绕装置360中与第二实施例的缠绕装置310中相同的部件仍采用相同的参考标号，以下将不再对其作详细说明。

缠绕装置360具有阻力施加组件362，其包括与卷绕体56的外周面保持滚动接触的辊364和与辊364保持滚动接触的压辊(阻力元件)366，该压辊366具有不同于辊364的硬度，例如硬度比后者小。辊364和压辊366可转动地支承于基部368的一端。压辊366的位置相对于辊364是可调节的。

在第三实施例中，具有不同于辊364的硬度的压辊366与辊364保持滚动接触，其向辊364施加转动载荷。因此，象第二实施例那样，当负电极导线42通过时，辊364防止了卷绕体56的跳动，或防止其以不同于卷绕体56的圆周速度的圆周速度进行旋转，从而，防止了卷绕体56的振动。

图18示出了根据本发明第四实施例的卷绕装置的缠绕装置380。该缠绕装置380中与第二实施例的缠绕装置310中相同的部件仍采用相同的参考标号，以下将不再对其作详细说明。

缠绕装置380具有阻力施加组件382，其包括与卷绕体56的外周面保持滑动接触的棒(阻力元件)384，该棒384由合成树脂或金属制成，并且，具有与卷绕体56相接触的圆形表面386。

由于该棒384的圆形表面386与卷绕体56的外周面保持接触，只要该棒384与卷绕体56保持接触，该棒384就可以可靠地向卷绕体56施加摩擦阻力。其结果，该棒384可靠地向第二隔离物46b施加要求水平的张力，也就防止了其松动。因此，防止了卷绕体56的外径增加，由此，能够高效、平稳地将卷绕体56插入到电池壳体(未示出)中。

图19示出了根据本发明第五实施例的卷绕装置的缠绕装置400。该缠绕装置400中与第二实施例的缠绕装置310中相同的部件仍采用相同的参考标号，以下将不再对其作详细说明。

缠绕装置400具有阻力施加组件402，其包括与卷绕体56的外周面保持滚动接触的辊404，该辊404由合成树脂制成，并且，具有比卷绕体56的硬度低的硬度。

由于比卷绕体56的硬度低的该辊404与卷绕体56的外周面保持接触，只要该辊404与卷绕体56保持滚动接触，该辊404就可以可靠地向卷绕体56施加摩擦阻力。缠绕装置400结构非常简单，但仍能有效地防止卷绕体56的振动和外径增加。

按照本发明的卷绕装置具有下列优点：当负电极片材从负电极供料源上开卷时，背衬片材与负电极片材相组合被背衬片材卷绕轴卷绕，这样，通过简单的结构就能完成这一工序。即使锂金属箔被敷贴于负电极片材上，与第一和第二隔离物相间的负电极片材和正电极片材也能高效、平稳地卷绕成卷绕体。

另外，当卷绕体在胶带敷贴器上转动时，由于阻力施加组件总与卷绕体的外周面保持接触而向卷绕体施加摩擦阻力，一旦负电极导线来到阻力施加组件和卷绕体之间，阻力施加组件就向第一和第二隔离物施加要求水平的张力。由此防止了卷绕体的振动以及第一和第二隔离物变松。因此，防止了卷绕体外径增加，从而，可以将卷绕体平稳、高效地插入电池壳体中。阻力施加组件的整体结构相对简单，卷绕轴没有承受过大的载荷，因此，也就防止了其损坏。

按照本发明的传送电池卷绕体的装置和方法具有下列优点：当卷绕体被送到输送带上时，卷绕体的轴向孔的位置被成象装置检测，然后，校正销从轴向孔的至少一端插入被检测的轴向孔中，沿着轴向孔的内壁校正轴向孔中的隔离物。其结果，即使卷绕体被加工成具有不同的形状和尺寸，卷绕体的轴向孔中的隔离物也能被自动地精确校正。

当卷绕体在输送带上圆周转动使负电极导线的角度定位位置后，卷绕体从输送带上卸下装到车架容器中。车架容器中的卷绕体被保持在要求的角度取向。当装有如此定位角度取向的卷绕体的车架容器被送到下一工序时，卷绕体能够在下一工序中平稳地自动加工。因此，整个电池加工过程能够很容易地实行自动化。

在车架容器中，每个卷绕体被水平地直接放置在弧形支座中，其负电极导线位于最上部位置，而卷绕体相对的端部被各自的端面限制器所限制。因此，卷绕体被各自的卷绕体支架可靠地保持在车架容器中。由于负电极导线位于最上部位置，靠近负电极导线的端面限制器可以被设置成盖住卷绕体一端的大致整个区域。卷绕体的端面就这样可靠地、牢固地被保持，防止卷绕体位移或从卷绕体支架上脱开。

尽管本发明的特定的最佳实施例已在附图中示出并对其作了详细说明，然而，应该理解的是，在不脱离所附的权利要求书所限定的范围的情况下，作出各种各样的变化和改进是可能的。

Claims (26)

1、一种用于加工电池卷绕体的装置，其包括：

正电极供料源(26)，其装有正电极片材(2 2)的卷辊；

负电极供料源(34)，其装有与背衬片材(28)组合的负电极片材(30)的卷辊；

正电极导线熔合装置(38)，其用于将正电极导线(36)熔合于从所述正电极供料源(26)开卷的所述正电极片材(22)；

背衬片材卷绕装置(40)，其用于从所述负电极供料源(34)开卷所述背衬片材(28)；

负电极导线熔合装置(44)，其用于将负电极导线(42)熔合于从所述负电极供料源(34)开卷的所述负电极片材(30)；

卷绕机(48)，其用于将所述正电极片材(22)和负电极片材(30)与第一和第二隔离物(46a、46b)相间地卷绕成卷绕体(56)；

正电极切刀(50)，其用于将所述正电极片材(22)切成预定的长度；

负电极切刀(52)，其用于将所述负电极片材(30)切成预定的长度；

隔离物切刀(54)，其用于将第一和第二隔离物片材(46a、46b)分别切成预定的长度；

传送装置(58)，其用于将卷绕体(56)从所述卷绕机(48)移出并将其传送。

2、根据权利要求1的装置，其还包括：用于进给所述负电极片材(30)的负电极片材送料器(92)，所述负电极片材送料器(92)包括卡盘(94)，其用于夹持位于其间的所述负电极片材(30)，所述卡盘(94)可朝向和离开所述卷绕机(48)作线性运动。

3、根据权利要求1的装置，其中，所述正电极切刀(50)和所述负电极切刀(52)分别包括：

用于在卷绕机(48)的上游分别切断正电极片材(22)和负电极片材(30)的切割刀刃(76)；

设置在所述切割刀刃(76)的上游的切割区域检测器(78)，其用于分别检测正电极片材(22)和负电极片材(30)的各自涂层边界区域；

和计数器(80)，根据所述切割区域检测器(78)检测到的、代表涂层边界区域的检测信息，该计数器使各自的涂层边界区域与切割刀刃(76)对准。

4、根据权利要求1的装置，其中，矩形的锂金属箔敷贴于所述负电极片材(30)。

5、根据权利要求1的装置，其还包括：

外壳(60)，其支承着所述正电极供料源(26)、所述负电极供料源(34)、所述正电极导线熔合装置(38)、所述背衬片材卷绕装置(40)、所述负电极导线熔合装置(44)、所述卷绕机(48)、所述正电极切刀(50)、所述负电极切刀(52)和所述隔离物切刀(54)，以及

盖组件(120)，其盖住所述外壳(60)，所述盖组件具有多个可开和可关的服务窗(132，134，140，142，148，156，158，168，170，174)。

6、根据权利要求5的装置，其中，所述盖组件(120)可移向所述外壳(60)及可离开所述外壳(60)。

7、根据权利要求6的装置，其中，所述盖组件(120)包括多个框架(130)和多个安装于所述框架(130)的下端上的轮脚(176)。

8、根据权利要求1的装置，其中，所述卷绕机(304)包括：

缠绕装置(310)，其将正负电极片材(22、30)与第一和第二隔离物(46a、46b)的端部围绕卷绕体(56)缠绕；和

胶带敷贴器(308)，其用胶带将第二隔离物(46b)的端部固定于卷绕体(56)的外周面上；

缠绕装置(310)具有阻力施加组件(324)，当卷绕体(56)从隔离物切刀(306)传送到胶带敷贴器(308)时，随着卷绕体(56)的转动，该阻力施加组件(324)与卷绕体(56)的外周面保持接触，向卷绕体(56)施加摩擦阻力。

9、根据权利要求1的装置，其中，所述传送装置(58)包括：

卷绕体取出装置(180)，其将卷绕体(56)从所述卷绕机(48)上取出，并保持其取向；

输送带(182)，其用于将从所述卷绕体取出装置(180)接收的卷绕体(56)输送到卸载位置，以便将卷绕体装到车架容器(198)中；

成象装置(190)，其相对于卷绕体(56)是可移动的，用于检测卷绕体(56)中的轴向孔(56a)的位置；

卷绕体校正装置(194)，其用于从至少一端将校正销(192)插入到卷绕体(56)的轴向孔(56a)中，以便沿着轴向孔(56a)的内壁表面校正轴向孔(56a)中第一和第二隔离物(46a、46b)的端部；

角度定位装置(196)，其将卷绕体(56)沿周向转动，使负电极导线(42)转动到预定的角位置；以及

卷绕体搬运装置(200)，其将负电极导线(42)已经角度定位的、预定数量的卷绕体(56)从所述输送带(182)上的所述卸载位置搬运到车架容器(198)中。

10、根据权利要求9的装置，其中，所述传送装置(58)还包括短路检测装置(188)，其用于检测卷绕体(56)的正负电极导线(36和42)之间是否短路。

11、一种用于加工电池卷绕体的装置，其包括：

卷绕机(304)，其将正负电极片材(22、30)与第一和第二隔离物(46a、46b)相间地围绕卷绕轴(302)卷绕成卷绕体(56)；

隔离物切刀(306)，其用于将第一和第二隔离物片材(46a、46b)从卷绕体(56)上切断；

缠绕装置(310)，其将正负电极片材(22、30)与第一和第二隔离物(46a、46b)的端部围绕卷绕体(56)缠绕；

和胶带敷贴器(308)，其用胶带将第二隔离物(46b)的端部固定于卷绕体(56)的外周面上；

所述缠绕装置(310)具有阻力施加组件(324)，当卷绕体(56)从隔离物切刀(306)传送到胶带敷贴器(308)时，随着卷绕体(56)的转动，该阻力施加组件(324)与卷绕体(56)的外周面始终保持接触，向卷绕体(56)施加摩擦阻力。

12、根据权利要求11的装置，其中，所述阻力施加组件(324)包括：

与卷绕体(56)的外周面保持滚动接触的辊(326)；和

阻力元件(328)，其与辊(326)保持滑动接触，向辊(326)施加转动阻力。

13、根据权利要求12的装置，其中，所述阻力元件包括板(328)，其与所述辊(326)的外周面保持滑动接触。

14、根据权利要求12的装置，其中，所述阻力元件包括与所述辊(364)的外周面保持滚动接触的压辊(366)，所述压辊(366)具有不同于辊(364)的硬度的硬度。

15、根据权利要求11的装置，其中，所述阻力施加组件(382)包括与卷绕体(56)的外周面保持滑动接触的阻力元件(384)。

16、根据权利要求11的装置，其中，所述阻力施加组件(402)包括与卷绕体(56)的外周面保持滚动接触的辊(404)，所述辊(404)由合成树脂制成，并具有比卷绕体(56)的硬度低的硬度。

17、一种用于传送电池卷绕体的装置，其包括：

用于取出卷绕体(56)的卷绕体取出装置(180)，该卷绕体(56)包括：装有正电极导线(36)的正电极片材(22)，装有负电极导线(42)的负电极片材(30)，所述正电极片材(22)和负电极片材(30)与隔离物(46a、46b)相间；

输送带(182)，其用于将从所述卷绕体取出装置(180)接收的卷绕体(56)输送到卸载位置，以便将卷绕体装到车架容器(198)中；

成象装置(190)，其相对于卷绕体(56)是可移动的，用于检测卷绕体(56)中的轴向孔(56a)的位置；

卷绕体校正装置(194)，其用于从至少一端将校正销(192)插入到卷绕体(56)的轴向孔(56a)中，以便沿着轴向孔(56a)的内壁表面校正轴向孔(56a)中的第一和第二隔离物(46a、46b)的端部；

角度定位装置(196)，其使卷绕体(56)沿周向转动，将负电极导线(42)转动到预定的角位置；以及

卷绕体搬运装置(200)，其将负电极导线(42)已经角度定位的、预定数量的卷绕体(56)从所述输送带(182)上的所述卸载位置搬运到车架容器(198)中。

18、根据权利要求17的装置，其还包括：短路检测装置(188)，其用于检测卷绕体(56)的正负电极导线(36、42)之间是否短路。

19、根据权利要求1 7的装置，其中，所述角度定位装置(196)包括：

第一和第二转子(224、226)，卷绕体(56)置于这些转子上，所述第一和第二转子(224、226)彼此沿轴向部分重叠；

驱动装置，其用于使所述第一和第二转子(224、226)沿一个方向同步转动，以使卷绕体(56)沿其周向转动；和

检测器(238)，其用于检测卷绕体(56)的负电极导线(42)。

20、一种用于传送电池卷绕体的装置，其包括：

用于容装卷绕体(56)并将卷绕体(56)传送到下一工序的车架容器(198)，所述卷绕体(56)包括：正电极片材(22)和负电极片材(30)，它们与隔离物(46a、46b)相间，从卷绕体(56)的一端的外周缘轴向延伸的负电极导线(42)，以及从卷绕体(56)的另一端的中央部轴向延伸的正电极导线(36)；

所述车架容器(198)具有多个卷绕体支架(248)，其将预定量的卷绕体(56)以矩阵的形式保持在轴向和径向上；

每个所述卷绕体支架(248)包括：

-一对弧形的第一和第二支座(250a、250b)，用以直接支承卷绕体(56)的相对两端的周缘，而使卷绕体(56)保持水平，负电极导线(42)置于卷绕体(56)的一个周缘的最上部；

-第一端面限制器(252)，用于限制卷绕体(56)的所述一端的端面，所述第一端面限制器(252)从所述第一支座(250a)向上突伸到这样的垂直位置，即比负电极导线(42)从卷绕体(56)的所述一端突伸的位置低；

-第二端面限制器(254)，用于限制卷绕体(56)的所述相对端部的端面，所述第二端面限制器(254)从所述第二支座(250b)向上突伸到这样的垂直位置，即比正电极导线(42)从卷绕体(56)的所述相对端部(56c)突伸的位置低。

21、根据权利要求20的装置，其中，所述弧形第一和第二支座(250a，250b)设置在一对第一和第二端部支架(256、258)上，所述端部支架彼此间隔开类似于卷绕体(56)的轴向长度的距离。

22、根据权利要求21的装置，其中，所述第一和第二端部支架(256、258)间隔开一段距离，所述距离大得足以避免卷绕体(56)的正负电极导线(36、42)之间被干扰，并且所述端部支架(256、258)之间通过加强肋(260)相连。

23、根据权利要求20的装置，其中，所述车架容器(198)还具有出气孔(244)，其限定在侧壁上，防止被堆垛的车架容器(198)彼此之间粘附在一起。

24、根据权利要求20的装置，其中，所述所述车架容器(198)由泡沫塑料制成。

25、一种用于传送电池卷绕体的方法，其包括：

将卷绕体(56)输送到输送带(182)上并保持其角度取向，该卷绕体(56)包括：装有正电极导线(36)的正电极片材(22)、装有负电极导线(42)的负电极片材(30)，所述正电极片材(22)和负电极片材(30)与隔离物(46a、46b)相间；

通过输送带(182)使卷绕体(56)相对于成象装置(190)移动，用所述成象装置(190)检测卷绕体(56)中的轴向孔(56a)的位置；

从轴向孔(56a)的至少一端将校正销(192)插入到卷绕体(56)的轴向孔(56a)中，沿着轴向孔(56a)的内壁表面校正轴向孔(56a)中的第一和第二隔离物(46a、46b)的端部；

使卷绕体(56)沿周向转动，将负电极导线(42)转动到预定的角位置；以及

将带有已经角度定位的负电极导线(42)的、预定数量的卷绕体(56)从所述输送带(182)上搬运到车架容器(198)中。

26、根据权利要求20的方法，其还包括下列步骤：

对卷绕体(56)进行检测，检测卷绕体(56)的正负电极导线(36和42)之间是否短路。

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