CN206301902U - 卷针 - Google Patents

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陈绍宇
罗宇
方宏新
蒋翔
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Abstract

本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种卷针，包括内芯和外芯，内芯包括第一内芯和第二内芯，第一内芯与第二内芯能够相互靠近或者分离，第一内芯与第二内芯之间形成夹持区，用于夹紧隔膜和极片中的至少一者；外芯包括第一外芯和第二外芯，相对于第一内芯与第二内芯靠近的方向，第一外芯与第二外芯分别位于内芯的两侧，第一外芯与第二外芯均能够靠近或者远离内芯，且第一外芯和第二外芯形成的外周能够位于同一个圆周上。本申请既能够在抽针过程中保证电芯的稳定性，又能够在卷针转动过程中，保证极片及隔膜的各位置处更大程度地与卷针接触，以保证极片及隔膜的各位置处的张力均匀性，提高了电芯的质量。

Description

卷针
技术领域
本申请涉及储能器件生产技术领域，尤其涉及一种卷针。
背景技术
常规的锂离子电池的电芯包括隔膜和极片，采用卷针将极片与隔膜卷绕成电芯。通常，卷针为椭圆形或者菱形结构，再采用电子凸轮控制技术，输入算法曲线，控制卷绕线速度使得其达到理论恒定线速度。
然而，现有的这种卷针，由于为椭圆形或者菱形结构，因此，在卷针转动实现卷绕过程中，极片及隔膜的各位置处与卷针的接触程度不同，导致极片及隔膜的各位置处的张力不均匀，影响电芯的成型质量。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种卷针，能够解决上述问题。
本申请实施例的提供了一种卷针，包括内芯和外芯，
所述内芯包括第一内芯和第二内芯，所述第一内芯与所述第二内芯能够相互靠近或者分离，所述第一内芯与所述第二内芯之间形成夹持区，用于夹紧隔膜和极片中的至少一者；
所述外芯包括第一外芯和第二外芯，相对于所述第一内芯与所述第二内芯靠近的方向，所述第一外芯与所述第二外芯分别位于所述内芯的两侧，所述第一外芯与所述第二外芯均能够靠近或者远离所述内芯，且所述第一外芯和所述第二外芯形成的外周能够位于同一个圆周上。
优选地，所述内芯能够绕所述圆周的圆心相对于所述外芯转动。
优选地，所述第一内芯与所述第二内芯均为条状结构，所述条状结构的延伸方向为：所述第一内芯与所述第二内芯靠近的方向。
优选地，所述第一外芯与所述第二外芯中至少一者能够沿同时垂直于所述条状结构的延伸方向和卷绕方向的方向，靠近或者远离所述内芯。
优选地，所述第一外芯与所述第二外芯中，至少一者的靠近所述内芯的一面为平面。
优选地，所述外芯与所述内芯之间留有间隙。
优选地，还包括防松辊，所述防松辊用于夹紧电芯，所述防松辊与所述内芯或者所述外芯之间形成第一夹紧空间。
优选地，还包括机械手，用于压紧电芯，所述机械手与所述内芯之间形成第二夹紧空间。
优选地，所述防松棍至少为两个，各所述防松辊能够靠近或者远离所述内芯，和/或所述机械手至少为两个，各所述机械手能够靠近或者远离所述内芯。
优选地，还包括热熔切刀，所述热熔切刀用于热熔切断穿过所述夹持区的隔膜。
本申请实施例提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请所提供的卷针，包括内芯和外芯，内芯用于夹持隔膜或者极片，与外芯一起能够形成一个圆周，在卷绕时，使整个卷针呈圆形结构，在抽针时，即卷针与电芯分离时，又能够使卷针呈类似椭圆或者菱形结构，从而既能够在抽针过程中保证电芯的稳定性，又能够在卷针转动过程中，保证极片及隔膜的各位置处更大程度地与卷针接触，以保证极片及隔膜的各位置处的张力均匀性，提高了电芯的质量。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请所提供的卷针一种具体实施例的结构示意图；
图2为本申请所提供的卷针一种具体实施例隔膜就位的结构示意图；
图3为本申请所提供的卷针一种具体实施例夹紧隔膜的结构示意图；
图4为本申请所提供的卷针一种具体实施例切断多余隔膜的结构示意图；
图5为本申请所提供的卷针一种具体实施例外芯伸出的结构示意图；
图6为本申请所提供的卷针一种具体实施例卷绕过程的结构示意图；
图7为本申请所提供的卷针一种具体实施例防松辊伸出的结构示意图；
图8为本申请所提供的卷针一种具体实施例抽出外芯的结构示意图；
图9为本申请所提供的卷针一种具体实施例机械手伸出的结构示意图。
附图标记：
1-内芯；
11-第一内芯；
12-第二内芯；
2-外芯；
21-第一外芯；
22-第二外芯；
3-防松辊；
4-隔膜；
5-热熔切刀；
6-机械手。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的放置状态为参照。
如图1-9所示，本申请实施例提供了一种卷针，包括内芯1和外芯2，内芯1包括第一内芯11和第二内芯12，第一内芯11与第二内芯12能够相互靠近或者分离，第一内芯11与第二内芯12均可以伸出或者缩回，二者伸出缩回的方向平行，在均伸出时，第一内芯11与第二内芯12之间形成夹持区，用于夹紧隔膜4和极片中的至少一者，即既可以夹紧隔膜4，也可以夹紧极片，或者同时夹紧隔膜4与极片；外芯2包括第一外芯21和第二外芯22，第一外芯21与第二外芯22也可以伸出或者缩回，二者伸出或者缩回的方向与第一内芯11伸出或者缩回的方向平行，且相对于第一内芯11与第二内芯12靠近的方向，第一外芯21与第二外芯22分别位于内芯1的两侧，第一外芯21与第二外芯22均能够靠近或者远离内芯1，同时，第一外芯21和第二外芯22形成的外周能够位于同一个圆周上，即在第一内芯11、第二内芯12、第一外芯21和第二外芯22均伸出时，既可以仅第一外芯21与的第二外芯22形成的外周位于同一个圆周上，也可以第一外芯21、第二外芯22、第一内芯11与第二内芯12四者形成的外周位于同一个圆周上。
上述实施例的卷针包括内芯1和外芯2，首先，第一内芯11与第二内芯12均伸出，且分离，将隔膜4(和/或极片)伸入夹持区就位，如图2所示；然后，第一内芯11与第二内芯12相互靠近，夹紧隔膜4(和/或极片)，如图3所示，图中箭头所指方向为第一内芯11与第二内芯12的运动方向；接着，将第一外芯21与第二外芯22伸出，使二者形成的外周位于同一个圆周上，此时，隔膜4(和/或极片)伸出该圆周，如图5所示；接着，内芯1与外芯2带着隔膜4(和/或极片)沿着圆周的中心转动，如可以沿着图4中所示的箭头方向转动，其中，在第一内芯11与第二内芯12只夹紧隔膜4的方案中，在该步骤中再将极片伸入至隔膜4之间；在电芯卷绕完成后(如图6所示)，第一外芯21与第二外芯22均向靠近内芯1的方向运动，如图7所示，第一外芯21、第二外芯22分别沿箭头方向运动，使外芯2与内芯1形成近似椭圆形或者菱形结构，将外芯2抽出；再驱动第一内芯11与第二内芯12向彼此分离的方向运动，如图8中箭头所指方向，最后将内芯1抽出。因此，这种卷针结构在卷绕时，使整个卷针呈圆形结构，在抽针时，即卷针与电芯分离时，又能够使卷针呈类似椭圆或者菱形结构，从而既能够在抽针过程中保证电芯的稳定性，又能够在卷针转动过程中，保证极片及隔膜4的各位置处更大程度地与卷针接触，以保证极片及隔膜4的各位置处的张力均匀性，提高了电芯的质量。
上述实施例中，为了节省空间和操作的方便性，内芯1能够绕圆周的圆心相对于外芯2转动，在该实施例中，第一内芯11与第二内芯12夹紧隔膜4(和/或极片)时，内芯1相对外芯2转动，可以转动任意角度，如30度，60度或者90度，优选90度，以进一步提高卷针的空间利用率，转动结束后再将第一外芯21和/或第二外芯22伸出，即第一外芯21与第二外芯22可以同时伸出，也可以先后伸出，在先后伸出的方式中，内芯1转动后，先将第一外芯21与第二外芯22中靠近隔膜4(和/或极片)的一者伸出，使隔膜4(和/或极片)位于外芯2与内芯1之间，然后再伸出第一外芯21与第二外芯22中的另一者。当然，内芯1与外芯2之间也可以不设置相对转动。
上述各实施例的第一内芯11与第二内芯12中各自与隔膜4(和/或极片)接触的面优选均为平面，以防止夹紧隔膜4(和/或极片)即卷绕过程中，对隔膜4(和/或极片)的损伤。第一内芯11与第二内芯12中各自与隔膜4(和/或极片)接触的面也可以为波纹面或者其它结构。
上述各实施例中的第一内芯11与第二内芯12可以各自为条状结构，三角形结构、圆形结构等其它结构，优选均为条状结构，如图1所示，条状结构的延伸方向为：第一内芯11与第二内芯12靠近的方向，通过条状结构的设置，能够减少夹持区内的隔膜4(和/或极片)的长度，进而节省原材料。
为了防止内芯1伸出过程中划伤隔膜4(和/或极片)，以及内芯1与隔膜4(和/或极片)发生粘接，第一内芯11与第二内芯12的表面镀有保护层，如镀有铁氟龙、四氟乙烯或者聚四氟乙烯材料层。当然第一内芯11与第二内芯12也可以仅一者镀有保护层，也可以二者均为磨具钢材质。
上述各实施例中，第一外芯21与第二外芯22可以各自沿任意方向靠近或者远离内芯1，二者运动的方向可以共线，也可以呈非零夹角，各自的运动方向和第一内芯11与第二内芯12相互靠近或者远离的方向，可以呈一锐角或者直角，优选第一外芯21与第二外芯22均能够沿同时垂直于卷绕方向、第一内芯11与第二内芯12相互靠近的方向的方向，靠近或者远离内芯1，特别地，在第一内芯11与第二内芯12为条状结构的方案中，能够进一步提高卷针的空间利用率；且在抽针过程中，使第一外芯21与第二外芯22的外周能够与电芯之间均留有间隙，以方便抽针，同时保护电芯。
由于卷绕电芯后，置于内芯1与外芯2之间的电芯呈平面结构，为了防止抽针过程中外芯2对电芯的磨损，以进一步保护电芯，第一外芯21与第二外芯22中至少一者的靠近内芯1的一面为平面，即可以第一外芯21与第二外芯22中仅一者的靠近内芯1的一面为平面，也可以二者的靠近内芯1的一面均为平面。
为了进一步防止外芯2对电芯的损伤，外芯2与内芯1之间留有间隙，即外芯2在同时垂直于卷绕方向及第一内芯11与第二内芯12相互靠近或者远离的方向的方向上，与内芯1之间留有距离。
上述各实施例中，为了防止抽针过程中电芯散乱，卷针还包括防松辊3，防松辊3用于夹紧电芯，防松辊3可以与内芯1相对，也可以与外芯2相对，从而使防松辊3与内芯1或者外芯2之间形成第一夹紧空间，如图7所示，在第一外芯21与第二外芯22向靠近内芯1的方向运动前，先将防松辊3伸出，防松辊3与内芯1将电芯夹紧，然后再将外芯2抽走。
其中，防松辊3可以仅设有一个，也可以设有多个，如两个、三个或者更多个，优选设有两个，且相对设置，以更好地起到固定电芯的作用。
防松辊3可以在垂直于卷绕方向的方向上与内芯1相对固定，也可以在垂直于卷绕方向的方向上能够靠近或者远离内芯1，优选防松辊3能够靠近或者远离内芯1，以防止防松辊3伸出过程中损伤电芯。
进一步地，为了防止防松辊3压紧电芯时对电芯的损伤，防松辊3的外表面为柔性材质，如硅胶，防松辊3可以直接为硅胶辊，也可以仅表面设有硅胶层。当然，各防松辊3也可以均为硬质材质。
上述各实施例中，为了在抽取内芯1时防止电芯的散乱，卷针还包括机械手6，即卷针即可同时包括防松辊3与机械手6，也可以仅包括机械手6，机械手6用于压紧电芯，机械手6与内芯1之间形成第二夹紧空间，如图9所示，此方案中，在抽出外芯2之后，第一内芯11与第二内芯12相互分离，在包括防松辊3且防松辊3能够靠近或者远离内芯1的实施例中，防松辊3随着内芯1一起运动(如图8所示)，然后，机械手6伸出，将电芯夹紧，如图9所示，然后，再驱动第一内芯11与第二内芯12相互靠近，但二者与位于夹持区的隔膜4(和/或极片)均留有间隙，最后再抽出第一内芯11与第二内芯12。
其中，机械手6可以仅设有一个，也可以设有多个，如两个、三个或者更多个，优选设有两个，且相对设置，以起到更好的固定电芯的作用。
机械手6在垂直于卷绕方向的方向上可以与内芯1固定，也可以与内芯1相对运动，即机械手6能够靠近或者远离内芯1，优选机械手6能够靠近或者远离内芯1，以防止机械手6伸出过程中损伤电芯。
上述各实施例中，为了防止极片裸露发生短路，卷针还包括热熔切刀5，热熔切刀5用于热熔切断穿过夹持区的隔膜4，即在第一内芯11与第二内芯12夹紧隔膜4(和/或极片)后，先将多余的隔膜4热熔切断，通常要求热熔切断后，隔膜4的断面的80％以上，如85％，90％的面积相互粘接，如图4所示，然后，再伸出外芯2，进行后续步骤。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种卷针，其特征在于，包括内芯和外芯，
所述内芯包括第一内芯和第二内芯，所述第一内芯与所述第二内芯能够相互靠近或者分离，所述第一内芯与所述第二内芯之间形成夹持区，用于夹紧隔膜和极片中的至少一者；
所述外芯包括第一外芯和第二外芯，相对于所述第一内芯与所述第二内芯靠近的方向，所述第一外芯与所述第二外芯分别位于所述内芯的两侧，所述第一外芯与所述第二外芯均能够靠近或者远离所述内芯，且所述第一外芯和所述第二外芯形成的外周能够位于同一个圆周上。
2.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述内芯能够绕所述圆周的圆心相对于所述外芯转动。
3.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述第一内芯与所述第二内芯均为条状结构，所述条状结构的延伸方向为：所述第一内芯与所述第二内芯靠近的方向。
4.根据权利要求3所述的卷针，其特征在于，所述第一外芯与所述第二外芯中至少一者能够沿同时垂直于所述条状结构的延伸方向和卷绕方向的方向，靠近或者远离所述内芯。
5.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述第一外芯与所述第二外芯中，至少一者的靠近所述内芯的一面为平面。
6.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述外芯与所述内芯之间留有间隙。
7.根据权利要求1-6任一项所述的卷针，其特征在于，还包括防松辊，所述防松辊用于夹紧电芯，所述防松辊与所述内芯或者所述外芯之间形成第一夹紧空间。
8.根据权利要求7所述的卷针，其特征在于，还包括机械手，用于压紧电芯，所述机械手与所述内芯之间形成第二夹紧空间。
9.根据权利要求8所述的卷针，其特征在于，所述防松辊至少为两个，各所述防松辊能够靠近或者远离所述内芯，和/或所述机械手至少为两个，各所述机械手能够靠近或者远离所述内芯。
10.根据权利要求1-6任一项所述的卷针，还包括热熔切刀，所述热熔切刀用于热熔切断穿过所述夹持区的隔膜。
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