CN207792189U - 一种锂电池隔膜放卷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种锂电池隔膜放卷装置。所述装置包括：立板，用于隔膜放卷的放卷机构，以及用于张紧隔膜的张紧机构，所述放卷机构和张紧机构分别设于所述立板上，还包括用于对隔膜放卷的速度进行补偿的速度补偿机构，所述速度补偿机构包括第一电机、凸轮、第一浮动辊和设于所述立板上的第一导轨，所述第一浮动辊可滑动地设于所述第一导轨上，所述第一电机的输出轴与所述凸轮传动连接，所述第一浮动辊的第一侧面用于放置和引导隔膜，所述第一浮动辊的第二侧面贴靠凸轮的轮缘，由所述凸轮的转动带动所述第一浮动辊沿所述第一导轨往复移动。该装置能够减小隔膜张力的变化量，实现了恒张力放卷。

Description

一种锂电池隔膜放卷装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池生产技术领域，尤其涉及一种锂电池隔膜放卷装置。

背景技术

随着锂电行业的快速发展，锂电池产品的需求日益增大，产品质量的要求日益增高，因而锂电池设备设计的合理性、稳定性与生产效率也在不断的优化改进中日益提高。

在锂电池的生产过程中，需要先将锂电池隔膜和正负极片通过Z字型叠料的方式依次叠合，叠片完成后裁断隔膜，将电芯移载到贴胶平台贴胶固定，之后移载到输送带上完成叠片制程。而叠片机隔膜放卷过程中，能否保持恒张力稳定放卷，对于隔膜性能、电芯尺寸以及注液制程后隔膜的褶皱程度有着一定的影响。

目前，Z字型叠片机放卷装置一般由磁粉制动器控制放卷，张力气缸控制张力并张紧隔膜，左右两对压爪交替压住隔膜，叠膜拨杆左右移动叠膜。如图1所示，浮辊23由回转气缸通过与浮辊23连接的活塞杆控制，提供隔膜张力，左端压爪压住隔膜，拨杆24向右移动叠膜，到达右端后，右端压爪压住隔膜，拨杆向左运动，如此往复运行，将隔膜叠放至下方的堆叠台25上。此种方法在叠膜过程中，下方拨杆24的牵引力使浮辊23被拉起，从而使张力浮辊带动回转气缸拨杆角度发生变化，同时隔膜包角和浮辊运动状态亦发生改变，从而导致隔膜张力发生变化，因而无法实现恒张力放卷。

另有放卷装置利用力矩电机控制张力放卷，叠膜时力矩电机控制浮辊在直线导轨上滑动，从而维持恒张力，此种方法浮辊在滑动过程中隔膜包角以及浮辊运动状态亦会发生变化从而导致隔膜张力的变化。

另有选用垂直张紧隔膜的张力控制方式，虽然可以解决隔膜包角变化引起的张力变化，但因主动牵引力仍位于下方叠膜拨杆，在拨杆运动过程中，隔膜运动状态不断改变，此过程中隔膜需提供缓冲辊速度变化的牵引力，因而隔膜张力仍会产生不小的变动量。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种恒张力的锂电池隔膜放卷装置，以解决现有的隔膜放卷装置不能恒张力放卷的技术问题。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂电池隔膜放卷装置，包括：立板，用于隔膜放卷的放卷机构，以及用于张紧隔膜的张紧机构，所述放卷机构和张紧机构分别设于所述立板上，还包括用于对隔膜放卷的速度进行补偿的速度补偿机构，所述速度补偿机构包括第一电机、凸轮、第一浮动辊和设于所述立板上的第一导轨，所述第一浮动辊可滑动地设于所述第一导轨上，所述第一电机的输出轴与所述凸轮传动连接，所述第一浮动辊的第一侧面用于放置和引导隔膜，所述第一浮动辊的第二侧面贴靠所述凸轮的轮缘，由所述凸轮的转动带动所述第一浮动辊沿所述第一导轨往复移动(优选为上下往复移动)。

进一步地，所述第一导轨为直线导轨，所述第一浮动辊的第一侧面和第二侧面相对设置，且所述第一导轨的导向方向与所述第一浮动辊的第一侧面或第二侧面相垂直。优选的，所述第一导轨的导向方向为竖直方向，所述第一浮动辊的第一侧面位于所述隔膜的下侧。

进一步地，所述第一浮动辊一端通过滑块可滑动地设于所述第一导轨上，另一端悬空，以便于观察隔膜的运动状态。

进一步地，所述第一电机为伺服电机。优选的，所述第一电机与凸轮分别位于所述立板的两侧。

优选的，所述凸轮的外观呈盘形。

进一步地，所述放卷机构包括用于放置隔膜卷的隔膜卷轴，第二电机，以及多个用于对隔膜进行引导的导向辊，所述隔膜卷轴与所述第二电机的输出轴传动连接，所述导向辊设于所述立板上。

进一步地，所述隔膜卷轴为气涨轴。

优选的，所述隔膜卷轴与所述第二电机分别位于所述立板的两侧。

进一步地，多个所述导向辊上下排列，且间隔交错设置。

优选的，所述导向辊的一端设于所述立板上，另一端悬空；从而便于观察隔膜的运动状态。

优选的，所述第二电机为伺服电机。

进一步地，所述张紧机构包括气缸、设于所述立板上的第二导轨，以及可滑动地设于所述第二导轨上的第二浮动辊，所述第二浮动辊的第一侧面用于放置和引导隔膜，所述第二浮动辊的第二侧面与所述气缸的活塞杆相抵连接，以在所述活塞杆的带动下沿所述第二导轨来回移动，所述第二浮动辊的第一侧面和第二侧面相对设置。

进一步地，所述第二导轨为直线导轨，且所述第二导轨的导向方向与所述第二浮动辊的第一侧面或第二侧面垂直。

进一步地，所述第二导轨横向设置。

优选的，所述第二浮动辊一端通过滑块可滑动地设于所述第二导轨上，另一端悬空，以便于观察隔膜的运动状态。

进一步地，所述锂电池隔膜放卷装置还包括牵引辊和堆叠台，所述牵引辊将所述隔膜牵引至堆叠台上。

(三)有益效果

本实用新型的上述技术方案具有以下有益效果：

本实用新型的锂电池隔膜放卷装置，包括用于隔膜放卷的放卷机构，用于张紧隔膜的张紧机构，而且还包括速度补偿机构，所述速度补偿机构利用凸轮带动第一浮动辊在第一导轨上来回移动，以补偿放卷机构的放卷速度，使放卷机构的放卷速度与隔膜的运动速度相匹配，从而减小张紧机构的动作幅度，进而减小了隔膜张力的变化量，最终实现了恒张力放卷，提高了隔膜产品的质量和性能。

附图说明

图1为现有Z字型叠片机放卷装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述锂电池隔膜放卷装置的结构示意图；

图3为图2的左视图(缺省隔膜)；

其中：

1、隔膜卷轴；2、导向辊；3、堆叠台；4、第二浮动辊；5、气缸；7、立板；8、牵引辊；10、凸轮；12、第二导轨；13、连接板；14、拨杆；15、第二电机；16、第一电机；17、第一浮动辊；18、第一导轨；19、隔膜；20、隔膜卷；21、第一浮动辊的第一侧面；22、第一浮动辊的第二侧面；

23、现有Z字型叠片机放卷装置的浮辊；24、Z字型叠片机放卷装置的拨杆；25、Z字型叠片机放卷装置的堆叠台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不能用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图2和图3所示，本实施例提供了一种锂电池隔膜放卷装置，包括：立板7，用于隔膜19放卷的放卷机构，以及用于张紧隔膜19的张紧机构，放卷机构和张紧机构分别设于立板7上，还包括用于对隔膜19放卷的速度进行补偿的速度补偿机构；速度补偿机构包括第一电机16、凸轮10、第一浮动辊17和设于立板7上的第一导轨18，第一浮动辊17一端通过滑块可滑动地设于第一导轨18上，另一端悬空；第一电机16的输出轴与凸轮10传动连接，第一浮动辊的第一侧面21用于放置和引导隔膜19，第一浮动辊的第二侧面22贴靠凸轮10的轮缘，由凸轮10的转动带动第一浮动辊17沿第一导轨18上下往复移动，第一浮动辊的第一侧面21和第二侧面22相对设置。

具体而言，该速度补偿机构的第一导轨18为直线导轨，竖向设置，且第一导轨18的导向方向与第一浮动辊的第一侧面21或第二侧面22相垂直。本实施例中，第一浮动辊的第一侧面21位于隔膜19的下侧。本实施例中，凸轮10的外观呈盘形。第一电机16与凸轮10分别位于立板7的两侧。

放卷机构包括用于放置隔膜卷20的隔膜卷轴1，第二电机15，以及多个用于对隔膜19进行引导的导向辊2，隔膜卷轴1与第二电机15的输出轴传动连接。本实施例中，隔膜卷轴1为气涨轴。隔膜卷轴1与第二电机15分别位于立板7的两侧。多个导向辊2上下排列，且间隔交错设置。导向辊2的一端设于立板7上，另一端悬空，从而便于观察隔膜19的运动状态。第一电机16和第二电机15均为伺服电机。

张紧机构包括气缸5、设于立板7上的第二导轨12，以及可滑动地设于第二导轨12上的第二浮动辊4，第二浮动辊4的第一侧面用于放置和引导隔膜19，第二浮动辊4的第二侧面与气缸5的活塞杆相抵连接，以在活塞杆的带动下沿第二导轨12来回移动，第二浮动辊4的第一侧面和第二侧面相对设置。本实施例中，气缸5由调压阀控制活塞杆的推力。第二导轨12为直线导轨，横向设置，且第二导轨12的导向方向与第二浮动辊4的第一侧面或第二侧面垂直。优选的，本实施例中，第二浮动辊4一端依次通过连接板13和滑块可滑动地设于第二导轨12上，另一端悬空。

本实施例的锂电池隔膜放卷装置还包括牵引辊8、拨杆14和堆叠台3，牵引辊8和拨杆14共同将隔膜19牵引至堆叠台3上。本实施例中的牵引辊8设于立板7上。

工作中，隔膜卷轴固定好隔膜卷料后，叠片制造开始，第二电机根据隔膜放卷直径的变化，控制隔膜卷轴转动放卷，并使放卷速度保持恒定，利用导向辊的导向，从而实现隔膜的放卷。气缸保持气压值基本恒定且可调，通过第二浮动辊张紧隔膜，第二浮动辊在气缸的活塞杆的推力和隔膜拉力作用下左右移动，多个导向辊对隔膜具有张紧作用。速度补偿过程中，根据匀速放卷速度与隔膜运动速度的速度差，第一电机控制盘形的凸轮转动，通过带动第一浮动辊补偿放卷速度，使放卷速度与下方的堆叠台在牵引辊和拨杆牵引下的隔膜运动速度基本保持一致，从而减小气缸的活塞杆的运动幅度，减小第二浮动辊的运动幅度，进而减小隔膜张力的变化量。

本实施例还进一步提供了一种具体的实现方法，即：使用几何方法计算出一个周期内隔膜运动的v/t图，在图上截取速度v，设定为放卷速度，则一个周期T内隔膜速度小于v段为凸轮推程段，隔膜速度大于v段为凸轮回程段；进而可求出凸轮的运动状态方程，据此设计凸轮轮廓曲线，使得当隔膜速度小于放卷速度时，凸轮处于推程蓄卷；当隔膜速度大于放卷速度时，凸轮处于回程放卷，使整个放卷过程中的放卷速度始终得到补偿。

综上所述，本实施例的锂电池隔膜放卷装置，包括用于隔膜放卷的放卷机构，用于张紧隔膜的张紧机构，而且还包括速度补偿机构，所述速度补偿机构利用凸轮带动第一浮动辊在第一导轨上来回移动，以补偿放卷机构的放卷速度，使放卷机构的放卷速度与隔膜的运动速度相匹配，从而减小张紧机构的动作幅度，进而减小了隔膜张力的变化量，最终实现了恒张力放卷，提高了隔膜产品的质量和性能。

本实施例的锂电池隔膜放卷装置应用于锂电池Z字型叠片机，凸轮可在推程和回程分别补偿放卷速度，使放卷速度和下方隔膜的运动速度基本保持一致，从而大幅减小气缸的活塞杆的动作幅度，实现了隔膜放卷的恒张力控制，进而使电芯保持隔膜各部分张力均布，使得注液后隔膜的褶皱程度低，电芯宽度等尺寸恒定，为规范工艺参数、优化电池性能提供了便利。

本实用新型的实施例是为了示例和描述而给出的，而并不是无遗漏的或者将本实用新型限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本实用新型的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本实用新型从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (10)

1.一种锂电池隔膜放卷装置，包括：立板，用于隔膜放卷的放卷机构，以及用于张紧隔膜的张紧机构，所述放卷机构和张紧机构分别设于所述立板上，其特征在于，还包括用于对隔膜放卷的速度进行补偿的速度补偿机构，所述速度补偿机构包括第一电机、凸轮、第一浮动辊和设于所述立板上的第一导轨，所述第一浮动辊可滑动地设于所述第一导轨上，所述第一电机的输出轴与所述凸轮传动连接，所述第一浮动辊的第一侧面用于放置和引导隔膜，所述第一浮动辊的第二侧面贴靠所述凸轮的轮缘，由所述凸轮的转动带动所述第一浮动辊沿所述第一导轨往复移动。

2.根据权利要求1所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述第一导轨为直线导轨，所述第一浮动辊的第一侧面和第二侧面相对设置，且所述第一导轨的导向方向与所述第一浮动辊的第一侧面或第二侧面相垂直。

3.根据权利要求1所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述第一浮动辊一端通过滑块可滑动地设于所述第一导轨上，另一端悬空。

4.根据权利要求1所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述第一电机为伺服电机。

5.根据权利要求1所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述放卷机构包括用于放置隔膜卷的隔膜卷轴，第二电机，以及多个用于对隔膜进行引导的导向辊，所述隔膜卷轴与所述第二电机的输出轴传动连接，所述导向辊设于所述立板上。

6.根据权利要求5所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述隔膜卷轴为气涨轴。

7.根据权利要求5所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，多个所述导向辊上下排列，且间隔交错设置。

8.根据权利要求1所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述张紧机构包括气缸、设于所述立板上的第二导轨，以及可滑动地设于所述第二导轨上的第二浮动辊，所述第二浮动辊的第一侧面用于放置和引导隔膜，所述第二浮动辊的第二侧面与所述气缸的活塞杆相抵连接，以在所述活塞杆的带动下沿所述第二导轨来回移动，所述第二浮动辊的第一侧面和第二侧面相对设置。

9.根据权利要求8所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，所述第二导轨为直线导轨，且所述第二导轨的导向方向与所述第二浮动辊的第一侧面或第二侧面垂直。

10.根据权利要求1所述的锂电池隔膜放卷装置，其特征在于，还包括牵引辊和堆叠台，所述牵引辊将所述隔膜牵引至堆叠台上。