CN209016209U - 电芯卷绕结构及装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯卷绕结构及装置，涉及电池制造技术领域。该电芯卷绕结构包括卷绕针体和第一卷绕安装件，卷绕针体的一端部为抵持端部，卷绕针体上开设有卷绕缝，卷绕缝朝向抵持端部延伸，且贯穿抵持端部，卷绕缝用于供电芯穿过，第一卷绕安装件具有一为顶紧面，且顶紧面上凸设有撑开凸起，抵持端部抵持于顶紧面，且撑开凸起位于卷绕缝内。该电芯卷绕结构及装置能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

Description

电芯卷绕结构及装置

技术领域

本实用新型涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电芯卷绕结构及装置。

背景技术

卷绕电池是由卷绕方式组合形成的电芯组成，其具有高倍率放电能力、卓越的高低温性能、平稳的高输出电压及结构坚固、可任意方向放置工作等优点，进而广泛用于仪器仪表、各种备用电源及汽车蓄电部件。

而电芯卷绕是卷绕电池制造过程中的主要环节，它直接决定着电池的关键性能指标。由于电池型号种类繁多，因而不同结构和尺寸的电池，所使用的卷绕结构有所不同；

现有的目前大型锂离子电池，需通过中心管完成卷绕，其中心管占用电池的内部空间，降低电池内部空间利用率，从而导致单体电池能量密度下降。而对于小型锂离子电池卷绕过程中，一般采用卷针进行卷绕，但是，其在抽针时，卷针容易带出隔离膜，影响电芯的品质，甚至可能造成电芯报废的情况。

有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的电芯卷绕结构及装置显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯卷绕结构，该电芯卷绕结构能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

本实用新型的另一目的在于提供一种电芯卷绕装置，该电芯卷绕装置能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电芯卷绕结构，包括卷绕针体和第一卷绕安装件；所述卷绕针体的一端部为抵持端部，所述卷绕针体上开设有卷绕缝，所述卷绕缝朝向所述抵持端部延伸，且贯穿所述抵持端部，所述卷绕缝用于供电芯穿过；所述第一卷绕安装件具有一为顶紧面，且所述顶紧面上凸设有撑开凸起，所述抵持端部抵持于所述顶紧面，且所述撑开凸起位于所述卷绕缝内。

结合第一方面，在第一方面的第一种实现方式中，所述卷绕缝将所述抵持端部分隔为第一抵持端和第二抵持端；所述第一抵持端的端面设置有第一导入斜面，所述第二抵持端的端面设置有第二导入斜面；所述第一导入斜面和所述第二导入斜面相对，且呈夹角设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第二种实现方式中，所述卷绕针体还开设有内中孔，所述内中孔沿所述卷绕缝设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第三种实现方式中，所述撑开凸起在由其靠近所述顶紧面的一端至其远离所述顶紧面的一端的方向上，其口径逐渐减小。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第四种实现方式中，所述撑开凸起的远离所述顶紧面的一端的端面为外凸球面。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第五种实现方式中，所述顶紧面上还凸设有限位凸环，且所述限位凸环绕所述撑开凸起设置；所述抵持端部抵持于所述顶紧面，且位于所述限位凸环内。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第六种实现方式中，所述限位凸环的内壁壁面为第三导入斜面；所述第三导入斜面与所述顶紧面呈夹角设置，且所述第三导入斜面的朝向方向背离所述顶紧面的端面设置。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第七种实现方式中，所述顶紧面还开设有限位凹槽，所述限位凹槽为绕所述撑开凸起设置，且位于所述限位凸环内；所述抵持端部位于所述限位凹槽内，且所述抵持端部抵持于所述限位凹槽的底壁。

结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的第八种实现方式中，所述电芯卷绕结构还包括第二卷绕安装件；所述卷绕针体远离所述抵持端部的一端与所述第二卷绕安装件可拆卸连接，所述第二卷绕安装件用于外接卷绕驱动件。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电芯卷绕装置，包括卷绕驱动件和所述的电芯卷绕结构，电芯卷绕结构，包括卷绕针体和第一卷绕安装件；所述卷绕针体的一端部为抵持端部，所述卷绕针体上开设有卷绕缝，所述卷绕缝朝向所述抵持端部延伸，且贯穿所述抵持端部，所述卷绕缝用于供电芯穿过；所述第一卷绕安装件具有一为顶紧面，且所述顶紧面上凸设有撑开凸起，所述抵持端部抵持于所述顶紧面，且所述撑开凸起位于所述卷绕缝内。所述卷绕驱动件与所述卷绕针体连接，并能够带动所述卷绕针体转动。

相比现有技术，本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构及装置的有益效果是：

卷绕针体的一端部为抵持端部，在卷绕针体上开设有卷绕缝，该卷绕缝朝向抵持端部延伸，且贯穿抵持端部，或者说，且将抵持端分隔为第一卷绕部和第二卷绕部，换言之，卷绕针体包括第一卷绕部和第二卷绕部，第一卷绕部和第二卷绕部连接，并在第一卷绕部和第二卷绕部之间形成卷绕缝，而第一卷绕部的自由端为第一抵持端，第二卷绕部的自由端为第二抵持端，而上述的卷绕缝用于供电芯穿过，以便卷绕针体带动电芯卷绕。

而第一卷绕安装件具有一为顶紧面，并且，在顶紧面上凸设有撑开凸起，在进行卷绕前，可将电芯放入卷绕缝，再使得抵持端部抵持于顶紧面，并使得撑开凸起位于卷绕缝内，或者说，将撑开凸起设置于第一抵持端和第二抵持端之间，以限制第一卷绕部和第二卷绕部的间隔距离，保证卷绕缝的宽度不会太小。

这样一来，使用针形的卷绕针体来卷绕电芯，以减少占用电芯的内部空间，提高空间利用率，而在卷绕过程中，由于撑开凸起设置于卷绕缝中，限制了卷绕缝变窄，在抽离过程中，撑开凸起移出卷绕缝，卷绕针体的口径相较之前可以不便或者缩小，进而避免被压紧的卷绕缝的内壁影响电芯的隔离膜的质量，所以该电芯卷绕结构能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

为使本实用新型的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构应用于电芯卷绕装置的结构示意图。

图2为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构的卷绕针体和第一卷绕安装件的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构的卷绕针体的结构示意图。

图4为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构的另一第一卷绕安装件的结构示意图。

图5为图4中V处的局部放大结构示意图。

图标：100-电芯卷绕装置；20-卷绕驱动件；10-电芯卷绕结构；12-卷绕针体；121-抵持端部；122-卷绕缝；123-第一卷绕部；124-第二卷绕部；1231- 第一抵持端；1241-第二抵持端；1232-第一导入斜面；1242-第二导入斜面； 125-内中孔；15-第一卷绕安装件；151-顶紧面；152-撑开凸起；153-限位凸环；154-第三导入斜面；155-限位凹槽；17-第二卷绕安装件。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。

实施例：

请参阅图1，图1为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构10应用于电芯卷绕装置100的结构示意图。

本实用新型实施例提供一种电芯卷绕结构10，该电芯卷绕结构10能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯(图未示)的隔离膜的影响较小。该电芯卷绕结构10能够应用于电芯卷绕装置100等电芯生产制造设备。当然，该电芯卷绕结构10也能够独立使用。

其中，以电芯卷绕结构10应用于电芯卷绕装置100为例，该电芯卷绕装置100包括电芯卷绕结构10，电芯卷绕装置100使用电芯卷绕转绕结构带动电芯进行卷绕，其卷绕形成的电芯具有内部空间利用率高的特点，且在电芯卷绕结构10在完成卷绕后抽针时，其对隔离膜的影响较小，或者说不易带出隔离膜。当然，上述电芯卷绕装置100还可以包括卷绕驱动件20，该卷绕驱动件20与电芯卷绕结构10连接，并能够带动电芯卷绕结构10转动，以完成对电芯的卷绕工作，提高卷绕效率。

由于电芯卷绕装置100采用了本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构 10，所以该电芯卷绕装置100也具有能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对隔离膜的影响较小的特点。

以下将具体介绍本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构10的结构组成、工作原理及有益效果。

请参阅图2和图3，图2为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构10 的卷绕针体12和第一卷绕安装件15的结构示意图。图3为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构10的卷绕针体12的结构示意图。

该电芯卷绕结构10包括卷绕针体12和第一卷绕安装件15，卷绕针体 12与第一卷绕安装件15共同限制电芯位置，卷绕驱动件20与卷绕针体12，卷绕针体12能够带动电芯卷绕，提高卷绕的电芯的精密度，提高电池内部的空间的利用率，而第一卷绕安装件15还限制卷绕针体12的形态，以减少在抽针时，卷绕针体12对隔离膜的影响。

其中，卷绕针体12的一端部为抵持端部121，在卷绕针体12上开设有卷绕缝122，该卷绕缝122朝向抵持端部121延伸，且贯穿抵持端部121，或者说，且将抵持端分隔为第一卷绕部123和第二卷绕部124，换言之，卷绕针体12包括第一卷绕部123和第二卷绕部124，第一卷绕部123和第二卷绕部124连接，并在第一卷绕部123和第二卷绕部124之间形成卷绕缝122，而第一卷绕部123的自由端为第一抵持端1231，第二卷绕部124的自由端为第二抵持端1241，而上述的卷绕缝122用于供电芯穿过，以便卷绕针体12带动电芯卷绕。

而第一卷绕安装件15具有一为顶紧面151，并且，在顶紧面151上凸设有撑开凸起152，在进行卷绕前，可将电芯放入卷绕缝122，再使得抵持端部121抵持于顶紧面151，并使得撑开凸起152位于卷绕缝122内，或者说，将撑开凸起152设置于第一抵持端1231和第二抵持端1241之间，以限制第一卷绕部123和第二卷绕部124的间隔距离，保证卷绕缝122的宽度不会太小。

这样一来，使用针形的卷绕针体12来卷绕电芯，以减少占用电芯的内部空间，提高空间利用率，而在卷绕过程中，由于撑开凸起152设置于卷绕缝122中，限制了卷绕缝122变窄，在抽离过程中，撑开凸起152移出卷绕缝122，卷绕针体12的口径相较之前可以不便或者缩小，进而避免被压紧的卷绕缝122的内壁影响电芯的隔离膜的质量，所以该电芯卷绕结构10能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

需要说明的是，在本实施中，第一卷绕安装件15为条状或杆状，当然其在其他实施例中也可以为某区间的一侧面或顶面部分，本实施例不限制其具体结构。

进一步地，电芯卷绕结构10还可以包括第二卷绕安装件17，卷绕针体12远离抵持端部121的一端与第二卷绕安装件17可拆卸连接，第二卷绕安装件17与卷绕驱动件20连接，卷绕驱动件20就可以通过第二卷绕安装件 17带动卷绕针体12转动。

请继续参阅图3，在第一抵持端1231的端面上设置有第一导入斜面 1232，在第二抵持端1241的端面上对应的设置有第二导入斜面1242，并且，第一导入斜面1232和第二导入斜面1242相对，第一导入斜面1232还与第二导入斜面1242呈夹角设置，这样一来，均位于端面的第一导入斜面1232 和第二导入斜面1242呈开口状，以便于撑开凸起152进入卷绕缝122中。

进一步地，卷绕针体12上还可以开设有内中孔125，内中孔125沿卷绕缝122设置，以减轻卷绕针体12的重量。

请参阅图4和图5，图4为本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构10 的另一第一卷绕安装件15的结构示意图。图5为图4中V处的局部放大结构示意图。

该撑开凸起152在由其靠近顶紧面151的一端至其远离顶紧面151的一端的方向上，其口径逐渐减小，换言之，撑开凸起152远离顶紧面151 的一端的口径较其他位置小，以便于撑开凸起152进入卷绕缝122中。

进一步地，撑开凸起152的远离顶紧面151的一端的端面为外凸球面，换言之，撑开凸起152的远离顶紧面151的一端的为圆头，进一步便于撑开凸起152进入卷绕缝122中，同时也减少抵破电芯的几率。

请继续参阅图5，在顶紧面151上还可以还凸设有限位凸环153，该限位凸环153绕撑开凸起152设置，在卷绕过程中，抵持端部121抵持于顶紧面151，且可以位于限位凸环153内，进而通过限位凸环153限制第一抵持端1231和第二抵持端1241的距离，以同撑开凸起152共同实现第一卷绕部123和第二卷绕部124的距离限制于一范围内，保持第一卷绕部123和第二卷绕部124之间的卷绕缝122隙一致。

需要说明的是，在本实施例中，限位凸环153为圆环形，且与卷绕针体12相匹配，而其他实施例中，限位凸环153为方环或者椭圆等环形，以对应不同截面形状的卷绕针体12。

进一步地，在限位凸环153的内壁壁面还可以第三导入斜面154，该第三导入斜面154与顶紧面151呈夹角设置，且第三导入斜面154的朝向方向背离顶紧面151的端面设置，换言之，第三导入斜面154为环形，且成漏斗内壁状，即其偏向限位凸环153的轴线设置，以便于第一抵持端1231 和第二抵持端1241沿第三导入斜面154滑向限位凸环153中的撑开凸起 152，使得卷绕缝122的内壁与撑开凸起152抵持，进一步限制卷绕缝122 的宽度，并在朝向撑开凸起152的抵持作用力的作用下，使得第一卷绕部 123和第二卷绕部124夹紧撑开凸起152，使得第一卷绕安装件15与卷绕针体12连接更加稳固，提高电芯卷绕结构10卷绕作业更加稳定。

进一步地，在顶紧面151上还可以开设有限位凹槽155，该限位凹槽 155为绕撑开凸起152设置，且位于限位凸环153内，并在卷绕作业时，抵持端部121位于限位凹槽155内，且抵持端部121抵持于限位凹槽155的底壁，换言之，第一抵持端1231和第二抵持端1241位于限位凹槽155内，并与限位凹槽155的底壁抵持，进一步限定抵持端部121为位置，以及第一卷绕部123和第二卷绕部124的间隔距离。

需要说明的是，第一抵持端1231和第二抵持端1241位于限位凹槽155 的槽口，且，第一抵持端1231和第二抵持端1241也可以卡持于限位凹槽 155的槽口边沿。

本实用新型实施例提供的电芯卷绕结构10的工作原理是：

卷绕针体12的一端部为抵持端部121，在卷绕针体12上开设有卷绕缝 122，该卷绕缝122朝向抵持端部121延伸，且贯穿抵持端部121，或者说，且将抵持端分隔为第一卷绕部123和第二卷绕部124，换言之，卷绕针体 12包括第一卷绕部123和第二卷绕部124，第一卷绕部123和第二卷绕部 124连接，并在第一卷绕部123和第二卷绕部124之间形成卷绕缝122，而第一卷绕部123的自由端为第一抵持端1231，第二卷绕部124的自由端为第二抵持端1241，而上述的卷绕缝122用于供电芯穿过，以便卷绕针体12 带动电芯卷绕。

而第一卷绕安装件15具有一为顶紧面151，并且，在顶紧面151上凸设有撑开凸起152，在进行卷绕前，可将电芯放入卷绕缝122，再使得抵持端部121抵持于顶紧面151，并使得撑开凸起152位于卷绕缝122内，或者说，将撑开凸起152设置于第一抵持端1231和第二抵持端1241之间，以限制第一卷绕部123和第二卷绕部124的间隔距离，保证卷绕缝122的宽度不会太小。

这样一来，使用针形的卷绕针体12来卷绕电芯，以减少占用电芯的内部空间，提高空间利用率，而在卷绕过程中，由于撑开凸起152设置于卷绕缝122中，限制了卷绕缝122变窄，在抽离过程中，撑开凸起152移出卷绕缝122，卷绕针体12的口径相较之前可以不便或者缩小，进而避免被压紧的卷绕缝122的内壁影响电芯的隔离膜的质量，所以该电芯卷绕结构10能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

综上所述：

本实用新型实施例提供一种电芯卷绕结构10，该电芯卷绕结构10能够提高电池的内部空间利用率，且其在抽针过程中对电芯的隔离膜的影响较小。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本实用新型也可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种电芯卷绕结构，其特征在于，包括卷绕针体和第一卷绕安装件；

所述卷绕针体的一端部为抵持端部，所述卷绕针体上开设有卷绕缝，所述卷绕缝朝向所述抵持端部延伸，且贯穿所述抵持端部，所述卷绕缝用于供电芯穿过；

所述第一卷绕安装件具有一为顶紧面，且所述顶紧面上凸设有撑开凸起，所述抵持端部抵持于所述顶紧面，且所述撑开凸起位于所述卷绕缝内。

2.根据权利要求1所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述卷绕缝将所述抵持端部分隔为第一抵持端和第二抵持端；

所述第一抵持端的端面设置有第一导入斜面，所述第二抵持端的端面设置有第二导入斜面；

所述第一导入斜面和所述第二导入斜面相对，且呈夹角设置。

3.根据权利要求1所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述卷绕针体还开设有内中孔，所述内中孔沿所述卷绕缝设置。

4.根据权利要求1所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述撑开凸起在由其靠近所述顶紧面的一端至其远离所述顶紧面的一端的方向上，其口径逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述撑开凸起的远离所述顶紧面的一端的端面为外凸球面。

6.根据权利要求1所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述顶紧面上还凸设有限位凸环，且所述限位凸环绕所述撑开凸起设置；

所述抵持端部抵持于所述顶紧面，且位于所述限位凸环内。

7.根据权利要求6所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述限位凸环的内壁壁面为第三导入斜面；

所述第三导入斜面与所述顶紧面呈夹角设置，且所述第三导入斜面的朝向方向背离所述顶紧面的端面设置。

8.根据权利要求6所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述顶紧面还开设有限位凹槽，所述限位凹槽为绕所述撑开凸起设置，且位于所述限位凸环内；

所述抵持端部位于所述限位凹槽内，且所述抵持端部抵持于所述限位凹槽的底壁。

9.根据权利要求1所述的电芯卷绕结构，其特征在于，所述电芯卷绕结构还包括第二卷绕安装件；

所述卷绕针体远离所述抵持端部的一端与所述第二卷绕安装件可拆卸连接，所述第二卷绕安装件用于外接卷绕驱动件。

10.一种电芯卷绕装置，其特征在于，包括卷绕驱动件和如权利要求1-9中任意一项所述的电芯卷绕结构，所述卷绕驱动件与所述卷绕针体连接，并能够带动所述卷绕针体转动。