CN206976493U - 卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及卷绕装置。其中，第一处理部用于获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一位移，以及用于判断第一位移是否具有与即将卷绕于第一动辊的且最接近第一动辊的第一段第一极片的输送方向一致或相反的分量。当第一位移具有与第一段第一极片的输送方向一致的分量时，第一速度调节部能够减小即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的速度；当第一位移具有与第一段第一极片的输送方向相反的分量时，第一速度调节部能够增大即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的速度。上述卷绕装置旨在降低第一段第一极片的速度与绕过第一动辊的部分第一极片的速度的差值，从而有效控制第一极片在卷绕过程中的张力波动。

Description

卷绕装置

技术领域

本申请涉及储能器件制造技术领域，尤其涉及一种卷绕装置。

背景技术

对于卷绕式的电极组件而言，在卷绕过程中，经常会出现张力波动的现象，原因在于：极片的放卷速度和卷针的卷绕速度不匹配，例如，极片放卷的速度快，但是，卷针卷绕的速度慢，或者是，极片放卷的速度慢，但是卷针卷绕的速度快。

张力波动一方面会降低电极组件的卷绕质量，另一方面，也会导致极片卷绕过程中的稳定性差，影响卷绕速度，从而降低电极组件的加工效率。

实用新型内容

本申请提供了一种卷绕装置，能够有效控制极片在卷绕过程中的张力波动。

本申请提供了一种卷绕装置，用于加工卷绕式电极组件，包括：

第一处理部，用于获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一位移，以及用于判断所述第一位移是否具有与即将卷绕于所述第一动辊的且最接近所述第一动辊的第一段第一极片的输送方向一致或相反的分量；以及

第一速度调节部，当所述第一位移具有与所述第一段第一极片的输送方向一致的分量时，所述第一速度调节部能够减小即将卷绕于所述第一动辊的部分第一极片的速度；当所述第一位移具有与所述第一段第一极片的输送方向相反的分量时，所述第一速度调节部能够增大即将卷绕于所述第一动辊的部分第一极片的速度，

其中，所述第一处理部与所述第一速度调节部通信连接，

且沿着第一极片的输送方向，所述第一速度调节部设置于所述第一动辊的前侧，和/或

第二处理部，用于获取第二动辊沿同一方向从起点运动到终点的第二位移，以及用于判断所述第二位移是否具有与即将卷绕于所述第二动辊的且最接近所述第二动辊的第二段第二极片的输送方向一致或相反的分量；以及

第二速度调节部，当所述第二位移具有与所述第一段第二极片的输送方向一致的分量时，所述第二速度调节部能够减小即将卷绕于所述第二动辊的部分第二极片的速度；当所述第二位移具有与所述第一段第二极片的输送方向相反的分量时，所述第二速度调节部能够增大即将卷绕于所述第二动辊的部分第二极片的速度，

其中，所述第二处理部与所述第二速度调节部通信连接，

且沿着第二极片的输送方向，所述第二速度调节部设置于所述第二动辊的前侧。

根据一个可选的实施例，还包括第一张力调节部，所述第一张力调节部包括所述第一动辊，所述第一动辊在第一极片的张力作用下动作以调节第一极片的张力，

沿着第一极片的输送方向，所述第一速度调节部设置于所述第一张力调节部的前侧，

和/或

还包括第二张力调节部，所述第二张力调节部包括所述第二动辊，所述第二动辊在第二极片的张力作用下动作以调节第二极片的张力，

沿着第二极片的输送方向，所述第二速度调节部设置于所述第二张力调节部的前侧。

根据一个可选的实施例，所述第一张力调节部还包括定轴转动的第一定辊，所述第一动辊在第一极片的张力作用下动作以产生移动行程，

所述第一定辊与所述第一动辊相邻设置，位于所述第一定辊与所述第一动辊之间的第一极片的输送路径与所述移动行程的方向平行。

根据一个可选的实施例，所述第一定辊的数量为多个，各所述第一定辊沿第一极片的输送路径分布在所述第一动辊的两侧。

根据一个可选的实施例，还包括转动部，所述转动部与所述第一动辊连接，在所述转动部的带动下，所述第一动辊产生转动行程以用于朝卷针的一侧输送第一极片。

根据一个可选的实施例，还包括第三张力调节部，

沿着第一极片的输送方向，所述第一张力调节部以及所述第三张力调节部分别设置于所述第一速度调节部的两侧，

所述第三张力调节部包括第三动辊，所述第三动辊在第一极片的张力作用下动作以调节即将输送至所述第一速度调节部的部分第一极片的张力，

和/或

还包括第四张力调节部，

沿着第二极片的输送方向，所述第二张力调节部以及所述第四张力调节部分别设置于所述第二速度调节部的两侧，

所述第四张力调节部包括第四动辊，所述第四动辊在第二极片的张力作用下动作以调节即将输送至所述第二速度调节部的部分第二极片的张力。

根据一个可选的实施例，所述第一速度调节部包括两个转向相反的转动辊，两个所述转动辊之间留有供第一极片经过的间隔，第一极片的厚度大于所述间隔在所述厚度方向的尺寸，

两个所述转动辊在各自的转动行程中向第一极片施加输送力。

根据一个可选的实施例，还包括第一检测部，所述第一检测部与所述第一极片接触以检测其张力，

和/或

还包括第二检测部，所述第二检测部与所述第二极片接触以检测其张力。

根据一个可选的实施例，所述第一处理部以及所述第二处理部共用一个PLC控制单元。

根据一个可选的实施例，所述第一动辊为移动辊，在第一极片的张力作用下，所述移动辊产生移动行程，或者

所述第一动辊为摆动辊，在第一极片的张力作用下，所述摆动辊产生摆动行程。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种卷绕装置，包括第一处理部以及第一速度调节部。其中，第一处理部用于获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一位移，以及用于判断第一位移是否具有与即将卷绕于第一动辊的且最接近第一动辊的第一段第一极片的输送方向一致或相反的分量。当第一位移具有与第一段第一极片的输送方向一致的分量时，第一速度调节部能够减小即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的速度；当第一位移具有与第一段第一极片的输送方向相反的分量时，第一速度调节部能够增大即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的速度，第一处理部与第一速度调节部通信连接，且沿着第一极片的输送方向，第一速度调节部设置于第一动辊的前侧。上述卷绕装置旨在降低第一段第一极片的速度与绕过第一动辊的部分第一极片的速度的差值，从而有效控制第一极片在卷绕过程中的张力波动。

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为本申请实施例提供的第一极片的张的控制方法的第一实施例的流程图；

图2为本申请实施例提供的第一极片的张力控制方法的第二实施例的流程图；

图3为本申请实施例提供的第二极片的张力控制方法的一个实施例的流程图；

图4为本申请实施例提供的第一极片和第二极片的张力控制方法的流程图；

图5为本申请实施例提供的卷绕装置的部分结构的示意图。

附图标记：

1-卷绕装置；

11-第一动辊；

12-第二动辊；

13-第三动辊；

14-第四动辊；

15-第一极片放卷辊；

16-第二极片放卷辊；

17-卷针；

18-第一速度调节部；

19-第一张力调节部；

191-第一定辊；

19’-第三张力调节部；

20-第一检测部；

20’-第二检测部；

21-第一段第一极片；

22-第一段第二极片；

28-第二速度调节部；

29-第二张力调节部；

29’-第四张力调节部。

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。

如图1所示，本申请提供了一种极片张力的控制方法，该控制方法用于控制极片在卷绕过程中的张力波动，提高电极组件的卷绕质量。

下面以第一极片的张力控制为例进行说明，该控制方法具体包括以下步骤：

首先，在步骤S10中，获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一位移。其中，在第一极片的卷绕过程中，第一极片与第一动辊接触并绕过第一动辊朝向卷针的一侧输送，第一动辊可以设置成既具有转动行程，又具有移动行程的第一动辊，转动行程可以为第一极片的输送提供驱动力，移动行程可以在第一极片的张力出现波动时产生位移。当然，第一动辊可以仅具有移动行程，也就是说，第一动辊为第一极片的输送提供驱动力这一需求并非必要。

容易理解的，第一位移为矢量，其既有大小，也有方向，当获取到第一位移后，实际上是同时获取到了第一位移的大小和方向，此时，可以根据第一位移的方向进行判断，具体的判断步骤为，在步骤S12中，判断如果第一位移具有与即将卷绕于第一动辊的且最接近第一动辊的第一段第一极片(可参考图5)的输送方向一致的分量，则进入步骤S20。

在步骤S14中，如果该第一位移具有与此第一段第一极片的输送方向相反的分量，进入步骤S22。

这里定义第一位移的分量，实际上是想说明，在同一平面内，第一位移并非一定要与第一段第一极片的输送方向一致，也可以是第一位移与第一段第一极片的输送方向呈一定角度。

接下来，根据前述的判断条件，则可以分别执行以下不同的步骤，如果第一位移具有与第一段第一极片的输送方向一致的分量，则说明第一段第一极片的速度大于已经绕过第一动辊的部分第一极片的速度，在此情况下，执行步骤S20，减小即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的速度，这一步骤实际上时缩小第一动辊前后的第一极片的速度差，使两者的速度趋于一致；反之，如果第一位移具有与第一段第一极片的输送方向相反的分量，则说明第一段第一极片的速度小于绕过第一动辊的部分第一极片的速度，此时，执行步骤S22，增大即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的速度，该步骤S22的效果步骤S20的效果相同，此处不再赘述。此外，在调节即将卷绕于第一动辊的部分第一极片的输送速度时，该速度的调节量取决于第一位移的大小。

根据以上的描述，上述极片张力的控制方法旨在缩小第一动辊前后两部分第一极片的输送速度，使得两者的速度值趋于一致，从而有效的控制了第一极片在卷绕过程中的张力波动。

本申请中，在获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一位移时，一种实施例，可以获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一直线位移；另一种实施例，可以获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一角位移。也就是说，第一动辊可以设置成移动辊，也可以设置成摆动辊。

在上述的两种实施例中，由于第一直线位移或第一角位移都具有确定的位移方向，因此，可以更加精确的获取第一位移的方向，由此可以减少判断过程中的失误率，从而更加精确的实现对第一极片的张力波动的控制。

进一步，如图2所示，本申请提供的极片张力的控制方法还可以包括：

步骤S40，获取第三动辊沿同一方向从起点运动到终点的第三位移。同理，在第一极片的卷绕过程中，第一极片与第三动辊接触并绕过第三动辊朝向卷针的一侧前进，第三动辊可以设置成具有与第一动辊相同的结构和作用，此处不再赘述。

本申请对第一位移的说明同样适用于第三位移，在步骤S42中，如果第三位移具有与即将卷绕于第三动辊的且最接近所述第三动辊的第二段第一极片的输送方向一致的分量时，则说明第二段第一极片的输送速度大于绕过第三动辊的部分第一极片的速度，为了缩小速度差值，执行步骤S50，减小第一极片放卷辊的转速；在步骤S44中，如果第三位移具有与第二段第一极片的输送方向相反的分量，则说明第二段第一极片的输送速度小于绕过第三动辊的部分第一极片的速度，同样为了缩小速度差值，执行步骤S52，增大第一极片放卷辊的转速。

通过增加步骤S40、步骤S42、步骤S44、步骤S50以及步骤S52，实现了第一极片在输送过程中多个位置处的输送速度的调节，进一步控制了第一极片在卷绕过程中的张力波动。

以上只针对第一极片的张力控制方法进行了说明，可选择地，还可以对第二极片的张力进行控制，第二极片张力的控制方法与第一极片张力的控制方法可以有所不同。

本实施例中，第二极片张力的控制方法与前述中第一极片的张力控制方法相同，此处不再赘述。第二极片张力的控制方法的流程图可参见图3。图3示出了第二极片张力的控制方法的一个实施例的流程图。

容易理解的，适应于第一极片张力的控制方法的其它实施例同样适应于对第二极片的张力控制。

在另外一种实施例中，还可以同时对第一极片和第二极片的张力波动进行控制，由于本领域技术人员在阅读前述内容后，很清楚的知道如何将第一极片张力的控制方法和第二极片张力的控制方法结合，以同时实现对第一极片和第二极片的张力波动控制，因此，此处不再赘述。具体的两极片张力的控制方法的流程图可参见图4。图4示出了对第一极片和第二极片进行张力波动控制的方法流程图。

基于上述的极片张力的控制方法，本申请还提供了一种卷绕装置1，该卷绕装置采用上述任一实施例中的极片张力的控制方法。

如图5所示，该卷绕装置1包括：第一动辊11、第二动辊12、第三动辊13、第四动辊14、第一极片放卷辊15、第二极片放卷辊16以及卷针17等。

此外，该卷绕装置1还包括第一处理部(附图中未示出)以及第一速度调节部18。其中，第一处理部用于获取第一动辊11沿同一方向从起点运动到终点的第一位移，以及用于判断第一位移是否具有与即将卷绕于第一动辊11的且最接近第一动辊11的第一段第一极片21的输送方向一致或相反的分量。

当第一位移具有与第一段第一极片21的输送方向一致的分量时，第一速度调节部18能够减小即将卷绕于第一动辊11的部分第一极片的速度；当第一位移具有与第一段第一极片21的输送方向相反的分量时，第一速度调节部18能够增大即将卷绕于第一动辊11的部分第一极片的速度，第一处理部与第一速度调节部18通信连接，且沿着第一极片的输送方向，第一速度调节部18设置于第一动辊11的前侧。

该卷绕装置1通过第一处理部、第一速度调节部18的通信连接，并采用前述中的第一极片张力的控制方法，实现了对第一极片的张力波动的控制。

第一速度调节部18可以实施为包括两个转向相反的转动辊，两转动辊之间留有供第一极片通过的间隔，为了对第一极片施加驱动力，可以设置第一极片的厚度大于该间隔在此厚度方向的尺寸，这时，当两个转动辊沿各自的转动行程转动时，就可以向第一极片施加输送力。

当然，第一速度调节部18不仅限于上述的实施方案，在其它一些实施例中，根据实际应用环境和特殊的需求，第一速度调节部18还可以有其它不同选择。

进一步，该卷绕装置1还包括第一张力调节部19，第一张力调节部19包括第一动辊11，也就是说，在第一极片的张力波动下，第一动辊11能够动作，在此动作的过程中，即实现了第一极片的张力调节。

通常情况下，可以将第一动辊11活动连接于基座上，第一动辊11是否动作完全取决于第一极片上张力的变化，由此可以得知，第一动辊11的活动灵敏度在第一极片张力波动的控制中起重要作用。

容易理解的，沿着第一极片的输送方向，第一速度调节部18须设置于第一张力调节部19的前侧，这样设置后，即可对即将卷绕于第一动辊11的部分第一极片的速度进行调节。

进一步，第一张力调节部19还包括定轴转动的第一定辊191，第一定辊191定轴转动可以带动第一极片向卷针17处输送，第一定辊191与第一动辊11相邻设置，第一动辊11在第一极片的张力波动下可以产生移动行程。

第一定辊191与第一动辊11组合的设置方式可以改变第一极片的输送路径，以使得位于第一定辊191与第一动辊11之间第一极片的输送路径与第一动辊11的移动行程的方向相平行。这样一来，当第一动辊11移动时，可以将移动时对第一极片产生的作用力全部的施加于第一极片上，此时，该作用力无其它方向的分量，由于该作用力与第一极片的延伸方向相同，则该作用力的效率较大，对第一极片的张力的调节效率相对较高。

更进一步，第一定辊191的数量可以设置为多个，多个第一定辊191可以沿极第一片的输送路径分布在第一动辊11的两侧，这样设置后，第一动辊11在移动行程中，可以对与其相连的两个第一定辊191之间的两端极片同时施加作用力，以此保证张力的调节更加方便、有效。

在图5所示的实施例中，该卷绕装置1还可以包括转动部，转动部与第一动辊11连接，在转动部的带动下，第一动辊11产生转动行程以朝卷针17的一侧输送第一极片。这样设置后，第一动辊11不仅可以调节张力，还可以同时为第一极片的输送提供驱动力。

另一方面，为了更加有效的控制第一极片的张力波动，本申请提供的卷绕装置1还包括第三张力调节部19’，第三张力调节部19’包括第三动辊，第三动辊可以在第一极片发生张力波动时动作，以调节即将输送至第一速度调节部18的部分第一极片的张力，且沿着第一极片的输送方向，第一张力调节部19以及第三张力调节部19’分别设置于第一速度调节部18的两侧。

当按照上述的方式设置有第一张力调节部19以及第三张力调节部19’时，可以在多个位置处对第一极片实现张力波动的控制，从而保证了第一极片在卷绕过程中稳定性，提高了电极组件的卷绕质量，第三张力调节部19’可以采用与第一张力调节部19相同的结构，此处不再赘述。

可参考的，该卷绕装置1还可以包括第二处理部(图中未示出)以及第二速度调节部28。其中，第二处理部用于获取第二动辊12沿同一方向从起点运动到终点的第二位移，以及用于判断第二位移是否具有与即将卷绕于第二动辊12的且最接近第二动辊12的第一段第二极片22的输送方向一致或相反的分量。

当第二位移具有与第一段第二极片22的输送方向一致的分量时，第二速度调节部28能够减小即将卷绕于第二动辊12的部分第二极片的速度；当第二位移具有与第一段第二极片22的输送方向相反的分量时，第二速度调节部28能够增大即将卷绕于第二动辊12的部分第二极片的速度。

第二处理部与第二速度调节部28通信连接，且沿着第二极片的输送方向，第二速度调节部28设置于第二动辊12的前侧。其中，第二速度调节部28可以采用与第一速度调节部18相同的结构，第一处理部和第二处理部可以均采用PLC处理单元，当然，第一处理部和第二处理部可以共用一个PLC处理单元。

在图5所示的实施例中，该卷绕装置1还可以包括第二张力调节部29以及第四张力调节部29’，并且，第二张力调节部29以及第四张力调节部29’可以均采用与第一张力调节部19相同的结构，此处不再赘述。

此外，为了确定第一极片和第二极片两者的张力的具体数值，还可以分别设置第一检测部20和第二检测部20’，其中，第一检测部20与第一极片接触以检测第一极片的张力，同理，第二检测部20’与第二极片接触以检测第二极片的张力。

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)

1.一种卷绕装置，用于加工卷绕式电极组件，其特征在于，包括：

第一处理部，用于获取第一动辊沿同一方向从起点运动到终点的第一位移，以及用于判断所述第一位移是否具有与即将卷绕于所述第一动辊的且最接近所述第一动辊的第一段第一极片的输送方向一致或相反的分量；以及

第一速度调节部，当所述第一位移具有与所述第一段第一极片的输送方向一致的分量时，所述第一速度调节部能够减小即将卷绕于所述第一动辊的部分第一极片的速度；当所述第一位移具有与所述第一段第一极片的输送方向相反的分量时，所述第一速度调节部能够增大即将卷绕于所述第一动辊的部分第一极片的速度，

其中，所述第一处理部与所述第一速度调节部通信连接，

且沿着第一极片的输送方向，所述第一速度调节部设置于所述第一动辊的前侧，和/或

第二处理部，用于获取第二动辊沿同一方向从起点运动到终点的第二位移，以及用于判断所述第二位移是否具有与即将卷绕于所述第二动辊的且最接近所述第二动辊的第一段第二极片的输送方向一致或相反的分量；以及

第二速度调节部，当所述第二位移具有与所述第一段第二极片的输送方向一致的分量时，所述第二速度调节部能够减小即将卷绕于所述第二动辊的部分第二极片的速度；当所述第二位移具有与所述第一段第二极片的输送方向相反的分量时，所述第二速度调节部能够增大即将卷绕于所述第二动辊的部分第二极片的速度，

其中，所述第二处理部与所述第二速度调节部通信连接，

且沿着第二极片的输送方向，所述第二速度调节部设置于所述第二动辊的前侧。

2.根据权利要求1所述的卷绕装置，其特征在于，还包括第一张力调节部，所述第一张力调节部包括所述第一动辊，所述第一动辊在第一极片的张力作用下动作以调节第一极片的张力，

沿着第一极片的输送方向，所述第一速度调节部设置于所述第一张力调节部的前侧，

和/或

还包括第二张力调节部，所述第二张力调节部包括所述第二动辊，所述第二动辊在第二极片的张力作用下动作以调节第二极片的张力，

沿着第二极片的输送方向，所述第二速度调节部设置于所述第二张力调节部的前侧。

3.根据权利要求2所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一张力调节部还包括定轴转动的第一定辊，所述第一动辊在第一极片的张力作用下动作以产生移动行程，

所述第一定辊与所述第一动辊相邻设置，位于所述第一定辊与所述第一动辊之间的第一极片的输送路径与所述移动行程的方向平行。

4.根据权利要求3所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一定辊的数量为多个，各所述第一定辊沿第一极片的输送路径分布在所述第一动辊的两侧。

5.根据权利要求2所述的卷绕装置，其特征在于，还包括转动部，所述转动部与所述第一动辊连接，在所述转动部的带动下，所述第一动辊产生转动行程以用于朝卷针的一侧输送第一极片。

6.根据权利要求2所述的卷绕装置，其特征在于，还包括第三张力调节部，

沿着第一极片的输送方向，所述第一张力调节部以及所述第三张力调节部分别设置于所述第一速度调节部的两侧，

所述第三张力调节部包括第三动辊，所述第三动辊在第一极片的张力作用下动作以调节即将输送至所述第一速度调节部的部分第一极片的张力，

和/或

还包括第四张力调节部，

沿着第二极片的输送方向，所述第二张力调节部以及所述第四张力调节部分别设置于所述第二速度调节部的两侧，

所述第四张力调节部包括第四动辊，所述第四动辊在第二极片的张力作用下动作以调节即将输送至所述第二速度调节部的部分第二极片的张力。

7.根据权利要求1-6任一项所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一速度调节部包括两个转向相反的转动辊，两个所述转动辊之间留有供第一极片经过的间隔，第一极片的厚度大于所述间隔在所述厚度方向的尺寸，

两个所述转动辊在各自的转动行程中向第一极片施加输送力。

8.根据权利要求1-6任一项所述的卷绕装置，其特征在于，还包括第一检测部，所述第一检测部与所述第一极片接触以检测其张力，

和/或

还包括第二检测部，所述第二检测部与所述第二极片接触以检测其张力。

9.根据权利要求1-6任一项所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一处理部以及所述第二处理部共用一个PLC控制单元。

10.根据权利要求1-6任一项所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一动辊为移动辊，在第一极片的张力作用下，所述移动辊产生移动行程，或者

所述第一动辊为摆动辊，在第一极片的张力作用下，所述摆动辊产生摆动行程。