CN208444912U - 一种分段式卷针装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种分段式卷针装置，包括横向分布的卷针座组件和卷针帽组件，卷针座组件包括卷针基座、两个主卷针片和两个主卷针芯，主卷针片和主卷针芯安装在所述卷针基座的右侧，两个主卷针芯前后对称设置，两个主卷针片分别分布于两个主卷针芯的前后两侧；卷针帽组件包括卷针帽座、两个卷针片延长片、一个卷芯定位块、一个压板滑块和一个压板；卷针帽座位于卷针基座的正右方；两个卷针片延长片前后对称设置于卷针帽座的左侧；卷芯定位块设置两个卷针片延长片之间；卷针帽座顶部设置有压板滑块；压板滑块的左端开孔且该开孔插入有压板。本实用新型可显著减少隔膜在电池极组卷绕过程中与卷针发生粘连的情况，解决卷绕后隔膜对齐不良的问题。

Description

一种分段式卷针装置

技术领域

本实用新型涉及电池极组卷绕技术领域，特别是涉及一种分段式卷针装置。

背景技术

锂离子电池具有高工作电压、高比能量、循环寿命长、无环境污染等优点，不仅在移动式通讯设备和便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面。锂离子电池主要包括方型、圆型、聚合物等类型，其中电池极组的卷绕对于锂离子电池的性能和安全有着非常重要的影响。

锂离子电池极组卷绕过程如图1至图3所示，两个卷针芯2之间留有缝隙供隔膜3穿入。在工作状态时，两个卷针芯2合并，夹持隔膜3，两个卷针片1张开，开始卷绕；在卷绕完成后，两个卷针芯2打开，松开隔膜3，两个卷针片1内缩，然后通过机械夹爪夹持住电池极组，再使得卷针后退并拔出。而在传统的卷针装置中，卷针片和卷针芯都装在同一轴上，卷针片与隔膜接触面积大，卷针芯和卷针片收缩幅度都比较小，卷针片和卷针芯同时、同侧拔出，但是由于在缠绕过程中，作为卷绕对象的陶瓷胶涂层隔膜和超薄隔膜会受重力和自身粘性的影响，容易粘在卷针(包括卷针片和卷针芯)上，从而在卷针拔出的过程中，会带动隔膜，导致引起卷绕后的隔膜对齐不良的问题，从而严重影响电池极组的生产质量，甚至导致电池极组报废，最终导致显著增加锂离子电池的生产成本。

因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以显著减少隔膜在电池极组卷绕过程中与卷针发生粘连的情况，从而解决卷绕后的隔膜对齐不良的问题，保证电池极组的生产质量。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种分段式卷针装置，其可以显著减少隔膜在电池极组卷绕过程中与卷针发生粘连的情况，从而解决卷绕后的隔膜对齐不良的问题，保证电池极组的生产质量，能够形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。

为此，本实用新型提供了一种分段式卷针装置，包括横向分布的卷针座组件和卷针帽组件，其中：

卷针座组件包括卷针基座、两个主卷针片和两个主卷针芯，所述主卷针片和主卷针芯安装在所述卷针基座的右侧，所述两个主卷针芯前后对称设置，所述两个主卷针片分别分布于两个主卷针芯的前后两侧；

卷针帽组件包括卷针帽座、两个卷针片延长片、一个卷芯定位块、一个压板滑块和一个压板；

卷针帽座位于卷针基座的正右方；

两个卷针片延长片前后对称设置于所述卷针帽座的左侧；

卷芯定位块设置在卷针帽座左侧位于两个卷针片延长片之间的位置上；

卷针帽座的顶部设置有可横向滑动的压板滑块；

所述压板滑块的左端开孔且该开孔插入有压板。

其中，所述主卷针片与所述卷针片延长片横向相对设置。

其中，所述主卷针芯与卷芯定位块横向相对设置。

其中，所述卷针帽座的顶部具有直线导轨，所述直线导轨上设置有压板滑块。

其中，所述卷针座组件安装在主轴上，所述卷针帽组件安装在辅轴上；

所述主轴与外部驱动电机的输出轴联动连接；

所述辅轴的另一端枢接在外部框架上。

其中，卷针座组件和卷针帽组件分别设置在横向分布的直线导轨上。

其中，所述主卷针片和主卷针芯的右侧尖端分别具有定位凸起；

所述卷针片延长片和卷芯定位块的左侧对应位置设置有定位凹槽。

其中，两个主卷针片右侧具有四个定位凸起，其中，两个主卷针片右侧靠外的两个定位凸起插入两个卷针片延长片左侧具有的两个定位凹槽中，两个主卷针片右侧靠里的两个定位凸起插入到卷芯定位块左侧前后两端的两个定位凹槽中；

两个主卷针芯右侧的定位凸起一起插入到卷芯定位块的中部的定位凹槽中。

由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种分段式卷针装置，其可以显著减少隔膜在电池极组卷绕过程中与卷针发生粘连的情况，从而解决卷绕后的隔膜对齐不良的问题，保证电池极组的生产质量，能够形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为传统的卷针结构示意图；

图2为传统的卷针整体结构的待机状态示意图；

图3为传统的卷针整体结构工作状态示意图；

图4为本实用新型提供的一种分段式卷针装置的待机状态的俯视图；

图5为本实用新型提供的一种分段式卷针装置的待卷绕状态的俯视图；

图6为本实用新型提供的一种分段式卷针装置中卷针帽组件的俯视图；

图7为本实用新型提供的一种分段式卷针装置中卷针帽组件的正视图；

图8为本实用新型提供的一种分段式卷针装置中卷针帽组件的左视图；

图9为本实用新型提供的一种分段式卷针装置进行卷绕电池极组时的结构示意图；

图10为本实用新型提供的一种分段式卷针装置中卷针侧待拔出状态示意图；

图11为本实用新型提供的一种分段式卷针装置中压板固定电池极组时的结构示意图；

图12为本实用新型提供的一种分段式卷针装置在将卷针座组件拔出时的结构示意图；

图13为本实用新型提供的一种分段式卷针装置在夹取电池极组时的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

参见图4至图13，本实用新型提供了一种分段式卷针装置，包括横向分布的卷针座组件100和卷针帽组件200，其中：

卷针座组件100包括卷针基座4、两个主卷针片6和两个主卷针芯8，所述主卷针片6和主卷针芯8安装在所述卷针基座4的右侧，所述两个主卷针芯8前后对称设置，所述两个卷针片6分别分布于两个主卷针芯8的前后两侧；

卷针帽组件200包括卷针帽座5、两个卷针片延长片7、一个卷芯定位块9、一个压板滑块10和一个压板11；

卷针帽座5位于卷针基座4的正右方；

两个卷针片延长片7前后对称设置于所述卷针帽座5的左侧；

卷芯定位块9设置在卷针帽座5左侧位于两个卷针片延长片7之间的位置上(具体为与卷针帽座5卡接)；

卷针帽座5的顶部设置有可横向滑动的压板滑块10；

所述压板滑块10的左端开孔且该开孔插入有压板11，压板11的底部可通过插入或插出开孔，实现上下移动。

在本实用新型中，具体实现上，所述主卷针片6与所述卷针片延长片7横向相对设置。

在本实用新型中，具体实现上，所述主卷针芯8与卷芯定位块9横向相对设置。

在本实用新型中，具体实现上，所述卷针帽座5的顶部具有直线导轨，所述直线导轨上设置有压板滑块10，因此，压板滑块10可在卷针帽座5的顶部横向滑动。

在本实用新型中，具体实现上，所述卷针座组件100安装在主轴上，所述卷针帽组件200安装在辅轴的一端；

所述主轴与外部驱动电机的输出轴联动连接，可以进行顺时针或者逆时针的旋转；

所述辅轴的另一端枢接在外部框架(例如一个垂直放置的支架)上，其能够在主轴传来的力的带动下，跟着主轴一起进行同方向转动。

在本实用新型中，具体实现上，所述主卷针片6和主卷针芯8的右侧尖端分别具有定位凸起；

所述卷针片延长片7和卷芯定位块9的左侧对应位置设置有定位凹槽；

在进行电池极组的卷绕工作时，定位凸起对应插入定位凹槽中。

具体实现上，两个主卷针片6右侧具有四个定位凸起，其中，两个主卷针片6右侧靠外的两个定位凸起插入两个卷针片延长片7左侧具有的两个定位凹槽中，两个主卷针片6右侧靠里的两个定位凸起插入到卷芯定位块9左侧前后两端的两个定位凹槽中；

两个卷针芯8右侧的定位凸起一起插入到卷芯定位块9的中部的定位凹槽中。

在本实用新型中，具体实现上，为了方便卷针座组件100和卷针帽组件200进行横向移动，方便进行卷绕操作，卷针座组件100和卷针帽组件200分别设置在横向分布的直线导轨上。

为了更加清楚本实用新型的技术方案，下面结合图4至图13，就本实用新型的工作过程进行说明。

对于本实用新型，在待机时的结构如图4所示，卷针座组件100处于卷绕工作区域300(该区域用于放置纵向分布的隔膜)外，卷针帽组件200处于卷绕工作区域300另一侧外部。一组两个主卷针片6处于向内收缩状态，一组两个主卷针芯8处于打开状态，一组两个卷针片延长片7处于打开状态。

需要说明的是，打开和收缩是两种工作状态：主卷针芯8的打开是放开隔膜，属于待机状态。主卷针片6的打开是向前后侧移动，支撑住需要卷绕的隔膜，属于工作状态(即卷绕状态)，向内收缩是主卷针片6向转轴侧(即中心，为主轴的轴线方向)进行移动，该移动距离即为主卷针片6的收缩量。待机时：主卷针芯8为打开状态，主卷针片6为内缩状态。工作时：两个主卷针芯8为夹持状态，对隔膜进行夹持，两个主卷针片6为打开状态。当两个主卷针芯8打开，两个主卷针片6内缩时，卷针进行退针。

在本实用新型中，主卷针片6具有打开和内缩状态，主卷针芯8只有打开(即松开隔膜)和夹持隔膜(实际就是向转轴中心移动收缩)两种状态。

具体实现上，为了实现驱动主卷针片6和主卷针芯8进行移动，可以采用目前常规的卷针片和卷针芯的驱动结构，具体的驱动结构有多种。例如，可以在卷针基座4上设置有第一滑块，该第一滑块的一端与与主卷针芯8相连接，另一端可沿着卷针基座4上设置的滑道在前后纵向方向进行滑动，从而带动主卷针芯8松开其中的隔膜和夹持其中的隔膜。该第一滑块具有突出于卷针基座4的第一凸起，该第一凸起与外部驱动机构(例如气缸)相连接，从而在外部驱动机构(例如气缸)的驱动下，能够带动主卷针芯8移动。

同理，还可以通过在卷针基座4上设置有第二滑块，该第二滑块的一端与主卷针片6相连接，另一端可沿着卷针基座4上设置的滑道在前后纵向方向进行滑动，从而带动主卷针片6打开或者内缩。该第二滑块具有突出于卷针基座4的第二凸起，该第二凸起与外部驱动机构(例如气缸)相连接，从而在外部驱动机构(例如气缸)的驱动下，能够带动主卷针片6移动。

此外，还可以参考上述结构，在卷针帽座5上设置有第三滑块，该第三滑块的一端与卷针片延长片7相连接，另一端可沿着卷针帽座5上设置的滑道在前后纵向方向进行滑动，从而带动卷针片延长片7打开或者内缩。该第三滑块具有突出于卷针帽座5的第三凸起，该第三凸起与外部驱动机构(例如气缸)相连接，从而在外部驱动机构(例如气缸)的驱动下，能够带动卷针片延长片7移动。

夹持隔膜阶段如图5所示，卷针座组件100侧一组两个主卷针片6和一组两个主卷针芯8向工作区域移动(具体可将卷针座4安装在横向分布的直线导轨上)，卷针座组件100到达卷绕工作区域300后，一组两个主卷针芯8合并，夹紧隔膜，一组两个主卷针片6呈打开状态，准备卷绕。然后，卷针帽组件200侧一组两个卷针片延长片7和卷芯定位装置9向卷绕工作区域300移动(具体可将卷针帽座5安装在横向分布的直线导轨上)，一组两个主卷针片6的尖端定位凸起插入到一组两个卷针片延长片7上的定位凹槽中并与其内壁配合，一组两个主卷针芯8的尖端定位凸起插入到卷芯定位块9的定位凹槽中并与其内壁配合。

在电池极组的卷绕阶段，主轴带动卷针座4旋转，通过一组两个主卷针片6和一组两个卷针片延长片7的机械连接，可以带动辅轴上的卷针帽组件200一起同时旋转。

退针阶段，电池极组12已完成卷绕，如图9所示。此时卷芯定位块9向卷针帽座组件200一侧后退，解除一组两个主卷针芯8尖端定位凸起的限位，然后一组两个主卷针片6向内部收缩，一组两个主卷针芯8呈打开状态松开隔膜，如图10所示。压板滑块10向卷绕工作区域移动，到达位置后，压板11向电池极组12一侧下压，与一组两个卷针片延长片7一起将电池极组12固定。如图11所示。卷针座组件100从一侧拔出，拔出后，极组取料夹爪13夹住电池极组12，压板11向上移动松开电池极组12，压板滑块10后退回初始位置，一组两个卷针片延长片7内缩，最后卷针帽组件200从另一侧拔出，完成退针操作。

需要说明的是，通常情况下，在电池极组卷绕过程中，是由两个隔膜夹着两个极片一起卷绕的，卷绕过程中，极片运动关系和隔膜是一致的，在本专利中未单独表达。只是用隔膜的运动关系表示了极组的运动关系(即极组由正负极片和两层隔膜卷绕而成)，另外，在卷针芯夹持阶段，只是夹住了隔膜，与极片没有关系。

需要说明的是，对于本实用新型，其可以实现分级分段退针，卷针座组件一侧的主卷针片先行退针，此卷针座组件退针(即拔出)的过程中，卷绕完成的电池极组会被压板固定在另一侧(即卷针帽组件侧)的卷针片延长片上，从而在卷针拔出过程中，隔膜不受影响。在卷针座组件一侧全部拔出后，然后用于固定电池极组的压板打开，卷针帽组件侧的卷针片延长片内缩，后退拔出。因此，本实用新型的此结构设计，可有效防止隔膜在卷针片的拔出过程中与卷针发生粘连，避免由此产生的隔膜对齐度不良问题。

因此，综上所述可知，本实用新型提供的一种分段式卷针装置，其可以显著减少隔膜在电池极组卷绕过程中与卷针发生粘连的情况，从而解决卷绕后的隔膜对齐不良的问题，保证电池极组的生产质量，能够形成产业的规模化，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种分段式卷针装置，其特征在于，包括横向分布的卷针座组件(100)和卷针帽组件(200)，其中：

卷针座组件(100)包括卷针基座(4)、两个主卷针片(6)和两个主卷针芯(8)，所述主卷针片(6)和主卷针芯(8)安装在所述卷针基座(4)的右侧，所述两个主卷针芯(8)前后对称设置，所述两个主卷针片(6)分别分布于两个主卷针芯(8)的前后两侧；

卷针帽组件(200)包括卷针帽座(5)、两个卷针片延长片(7)、一个卷芯定位块(9)、一个压板滑块(10)和一个压板(11)；

卷针帽座(5)位于卷针基座(4)的正右方；

两个卷针片延长片(7)前后对称设置于所述卷针帽座(5)的左侧；

卷芯定位块(9)设置在卷针帽座(5)左侧位于两个卷针片延长片(7)之间的位置上；

卷针帽座(5)的顶部设置有可横向滑动的压板滑块(10)；

所述压板滑块(10)的左端开孔且该开孔插入有压板(11)。

2.如权利要求1所述的分段式卷针装置，其特征在于，所述主卷针片(6)与所述卷针片延长片(7)横向相对设置。

3.如权利要求1所述的分段式卷针装置，其特征在于，所述主卷针芯(8)与卷芯定位块(9)横向相对设置。

4.如权利要求1所述的分段式卷针装置，其特征在于，所述卷针帽座(5)的顶部具有直线导轨，所述直线导轨上设置有压板滑块(10)。

5.如权利要求1所述的分段式卷针装置，其特征在于，所述卷针座组件(100)安装在主轴上，所述卷针帽组件(200)安装在辅轴上；

所述主轴与外部驱动电机的输出轴联动连接；

所述辅轴的另一端枢接在外部框架上。

6.如权利要求1所述的分段式卷针装置，其特征在于，卷针座组件(100)和卷针帽组件(200)分别设置在横向分布的直线导轨上。

7.如权利要求1至6中任一项所述的分段式卷针装置，其特征在于，所述主卷针片(6)和主卷针芯(8)的右侧尖端分别具有定位凸起；

所述卷针片延长片(7)和卷芯定位块(9)的左侧对应位置设置有定位凹槽。

8.如权利要求7所述的分段式卷针装置，其特征在于，两个主卷针片(6)右侧具有四个定位凸起，其中，两个主卷针片(6)右侧靠外的两个定位凸起插入两个卷针片延长片(7)左侧具有的两个定位凹槽中，两个主卷针片(6)右侧靠里的两个定位凸起插入到卷芯定位块(9)左侧前后两端的两个定位凹槽中；

两个主卷针芯(8)右侧的定位凸起一起插入到卷芯定位块(9)的中部的定位凹槽中。