CN209641757U - 电芯卷绕装置 - Google Patents

Abstract

一种电芯卷绕装置，其包括转盘以及预卷针，所述转盘上设有位于卷绕工位的卷针，所述预卷针用以预先卷绕第二隔膜，所述卷针用以将正极极片、第一隔膜、负极极片以及第二隔膜卷绕成电芯；所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时抵靠所述第二隔膜的抵压辊以及用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜以防止所述第二隔膜产生褶皱的吸附机构。如此设置，防止第二隔膜出现褶皱，提高了电芯卷绕的质量。

Description

电芯卷绕装置

技术领域

本实用新型涉及一种电芯卷绕装置，属于锂电池自动化设备技术领域。

背景技术

在电芯制备过程中，存在一种采用单隔膜预卷方式进行电芯卷绕的工艺。卷绕时，放料的只有一个正极片料卷、一个负极片料卷和一个隔膜料卷，增设一个预卷针，使用预卷针先从隔膜料卷上预卷出所需要的隔膜长度，等到卷绕时，正极片料卷、负极片料卷、隔膜料卷和预卷针均旋转进行放料。

采用上述方式制备电芯时，预卷针上的隔膜尾部脱离预卷针时，隔膜因为缺少张力，容易任意摆荡，造成隔膜褶皱，影响电芯卷绕的质量。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种防止出现隔膜褶皱的电芯卷绕装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种电芯卷绕装置，其包括转盘以及预卷针，所述转盘上设有位于卷绕工位的卷针，所述预卷针用以预先卷绕第二隔膜，所述卷针用以将正极极片、第一隔膜、负极极片以及第二隔膜卷绕成电芯；所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时抵靠所述第二隔膜的抵压辊以及用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜以防止所述第二隔膜产生褶皱的吸附机构。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述卷针包括第一半卷针、第二半卷针以及位于所述第一半卷针与所述第二半卷针之间的狭缝；在卷绕所述电芯时，所述第一隔膜以及所述第二隔膜均穿过所述狭缝。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述吸附机构包括第一吸附块，所述第一吸附块设有侧面以及位于所述侧面上的吸附孔。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述侧面与所述狭缝的中心线对齐。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电芯卷绕装置包括位于所述卷针与所述第一吸附块之间的导向辊。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述导向辊的外缘与所述狭缝的中心线相切。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述导向辊与所述抵压辊分别抵靠在所述第二隔膜的两侧。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述吸附机构包括位于所述抵压辊与所述预卷针之间的第二吸附块，所述第二吸附块设有用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜以防止所述第二隔膜产生褶皱的第二吸附孔。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时用以抵靠所述电芯的压轮。

作为本实用新型进一步改进的技术方案，所述第一隔膜与所述第二隔膜来自同一个料卷上的料带。

相较于现有技术，本实用新型设有在卷绕所述电芯时抵靠所述第二隔膜以便于将卷绕材料插入卷针的抵压辊以及用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜以防止所述第二隔膜产生褶皱的吸附机构。如此设置，能够防止第二隔膜出现褶皱，提高了电芯卷绕的质量。

附图说明

图1是本实用新型电芯卷绕装置在预卷时的结构状态示意图。

图2是本实用新型电芯卷绕装置在卷绕时的结构状态示意图。

图3是压轮、导向辊和第一吸附块的主视图。

图4是压轮、导向辊和第一吸附块的俯视图。

图5是抵压辊和第二吸附块的主视图。

图6是抵压辊和第二吸附块的俯视图。

具体实施方式

请参图1至图6所示，本实用新型揭示了一种电芯卷绕装置，其包括转动设置在转轴10上的转盘1。在本实用新型图示的实施方式中，所述转盘1为等分布置的三工位转盘，三个工位沿着顺时针方向依次为第一工位 (卷绕工位A)、第二工位(贴胶工位B)和第三工位(下料工位C)，其中第一工位位于转轴10的上方，用于将正极极片31、第一隔膜32、负极极片33和第二隔膜34卷绕成电芯；在本实用新型具体实施方式的后续描述中，正极极片31、第一隔膜32、负极极片33和第二隔膜34合起来被称之为卷绕材料，第一隔膜32和第二隔膜34统称为隔膜；第二工位用于给电芯贴收尾胶带，防止电芯松散开；第三工位用于对电芯进行下料。各工位处均设置有卷绕头(未图示)，卷绕头可以旋转，卷绕头上插设有卷针11。此外，在本实用新型图示的实施方式中，所述转盘1还设有位于各个工位周围的预卷针座12，其中图1中位于右侧且靠近卷绕工位A的预卷针座12用以供对应的预卷针(未图示)插入，以对第二隔膜34进行预卷绕。

请参图1及图2所示，在本实用新型图示的实施方式中，所述卷针11 为菱形卷针，其包括第一半卷针111、第二半卷针112以及位于所述第一半卷针111与所述第二半卷针112之间的狭缝113。

所述电芯卷绕装置还包括位于转盘1上方的并膜机构2，所述并膜机构 2包括左夹辊21和右夹辊22。卷绕电芯时，正极极片31、第一隔膜32、负极极片33和第二隔膜34从正极极片料卷310、第一隔膜料卷320、负极极片料卷330和预卷针放出，其中正极极片31和负极极片33位于隔膜的两侧，上述料带穿过并膜机构2的两个夹辊在卷绕工位A处进行卷绕以制备电芯。

需要说明的是：在本实施方式中第一隔膜32与第二隔膜34中关于“第一”、“第二”的命名仅为了更清楚地描述本具体实施方式，并无其他特殊含义；优选地，所述第一隔膜32与所述第二隔膜34来自同一个料卷上的料带，即第一隔膜料卷320上的料带。如此设置，可以减少原始料卷的数量。请参图1所示，在预卷第二隔膜34时，第一隔膜料卷320先放出第二隔膜34，第二隔膜34穿过并膜机构2后沿第一方向卷绕在所述预卷针上。所述预卷针旋转预卷大约卷绕一个电芯所需的隔膜长度。完成预卷隔膜后，开始进行卷绕电芯，此时所述预卷针沿与所述第一方向相反的第二方向旋转以释放预先卷绕所述第二隔膜34。在本实用新型图示的实施方式中，所述第一方向为逆时针方向，所述第二方向为顺时针方向；当然，在其他实施方式中，所述第一方向也可以为顺时针方向，所述第二方向为逆时针方向。

所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时用以抵靠所述电芯的压轮41，所述压轮41能够伸缩以确保其在电芯卷绕的过程中都能抵压电芯的外表面，确保电芯不松散。此外，所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时抵靠所述第二隔膜34以对所述第二隔膜34进行导向的导向辊42 以及用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜34以防止所述第二隔膜34产生褶皱的吸附机构。

请参图2所示，在卷绕所述电芯时，所述导向辊42的外缘421与所述狭缝113的中心线相切。

所述吸附机构包括第一吸附块43，所述第一吸附块43设有侧面431 以及位于所述侧面431上的吸附孔(未图示)，所述侧面431为平面且与所述狭缝113的中心线对齐。所述导向辊42位于所述卷针11与所述第一吸附块43之间。在其他实施方式中，所述侧面431也可以为圆弧面，以降低其靠近第二隔膜34时与第二隔膜34发生不必要的摩擦，防止损坏第二隔膜34。当然，在其他实施方式中，所述吸附机构也可以为具有吸附孔的吸附杆。吸附杆的数量可以为一个或者若干个。吸附杆的排列方式可以根据实际需要灵活确定。例如，在一种实施方式中，吸附杆可以呈圆柱状，其面向第二隔膜34的外表面设置有用以吸附第二隔膜34的吸附孔；在另一种实施方式中，吸附杆还可以呈波浪形，其面向第二隔膜34的波浪形外表面的波峰处设置用以吸附第二隔膜34的吸附孔。当然，可以理解，所述吸附机构还可以采用本领域技术人员熟知的其他方式，在此不再赘述。

请参图3及图4所示，在本实用新型图示的实施方式中，所述电芯卷绕装置包括第一安装座51，第一安装座51上设置有第一滑块511，第一滑块511上设置第一滑轨512，第一滑轨512上连接导向座52。第一安装座51上还通过第一平移气缸固定座531设置第一平移气缸53，第一平移气缸53的驱动端连接导向座52，可以驱动导向座52左右移动。导向座 52的右侧设置连接块54，连接块54的右侧设置导向辊座55，导向辊座 55上转动设置所述导向辊42。所述第一吸附块43位于导向辊座55的下方，第一吸附块43上的吸附孔通过通孔和气管接头连通。导向座52通过第二平移气缸固定座561设置第二平移气缸56，第二平移气缸56的驱动端连接压轮座57，压轮座57上转动设置所述压轮41。另外，导向座52 上还设置导向杆58，导向杆58的一端设置限位块59，另一端连接压轮座 57。当然，上述结构仅为一实施例，还可以有其他的实施例，例如导向辊 42、压轮41和第一吸附块43各对应于一个动力源。

所述电芯卷绕装置还包括用以抵靠所述第二隔膜34以便于卷针插针 (即，将卷绕材料插入第一半卷针111与第二半卷针112之间的狭缝113 中)以及电芯卷绕的抵压辊61，所述导向辊42与所述抵压辊61分别抵靠在所述第二隔膜34的两侧，以张紧所述第二隔膜34，其中所述导向辊42 用以对第二隔膜34的卷绕提供导向作用；所述第二隔膜34在张紧后一方面便于卷针插针时能够夹住卷绕材料；另一方面也便于第二隔膜34的卷绕以及电芯的卷绕。

所述吸附机构还包括位于所述抵压辊61与所述预卷针之间的第二吸附块62，所述第二吸附块62设有用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜34以防止所述第二隔膜34产生褶皱的第二吸附孔(未图示)。请参图2所示，在本实用新型图示的实施方式中，所述第二吸附块62倾斜设置。

具体地，请参图5及图6所示，在本实用新型图示的实施方式中，所述电芯卷绕装置包括第二安装座71、设置在第二安装座71上的第二滑块 711、设置在第二滑块711上第二滑轨712以及连接于第二滑轨712的固定支架72。第二安装座71通过第三平移气缸固定座731设置第三平移气缸73，第三平移气缸73的驱动端连接于固定支架72。固定支架72上设置抵压辊座74和第二吸附块62。抵压辊座74上转动设置所述抵压辊61。

参见图2所示，卷绕电芯时，正极极片料卷310和负极极片料卷330 开始放料，正极极片31和负极极片33穿过并膜机构2，并膜机构2的左、右夹辊21、22将正极极片31、第一隔膜32、负极极片33夹住(或者左、右夹辊21、22之间存在一定间隙，将正极极片31、第一隔膜32、负极极片33靠拢在一起)；抵压辊61在驱动装置的驱动下抵压并张紧第二隔膜 34；然后，卷针11伸出使得正极极片31、第一隔膜32、负极极片33和第二隔膜34插入卷针11。然后，压轮41、导向辊42和第一吸附块43向右移动，压轮41采用第二平移气缸56驱动抵接于卷针11上的卷绕材料，保证卷绕材料不松散；卷绕过程中，由于卷针11为菱形卷针，运动轨迹存在变化，第二平移气缸56的驱动端可以适应性的伸缩，相当于弹簧，以保证时刻与卷针11外表面的卷绕材料抵压。导向辊42用于对第二隔膜 34进行导向。优选地，导向辊42还能够提供张力以张紧第二隔膜34，防止第二隔膜34卷绕时松散；第一吸附块43用于电芯卷绕快结束时吸附第二隔膜34的尾部，提供张力，使得第二隔膜34的尾部平直地卷入电芯，不产生褶皱，提高了电芯卷绕的质量。抵压辊61用于抵压第二隔膜34的另一侧，使得第二隔膜34能够保持竖直(在本实用新型图示的实施方式中，正极极片31、第一隔膜32、负极极片33是竖直状态的，卷针11的狭缝113的中心线也是竖直的，便于将卷绕材料插入卷针11)，第二吸附块62用于吸附第二隔膜34的尾部，提供张力。优选地，卷绕时，抵压辊 61、第一吸附块43、导向辊42、第二吸附块62和压轮41运动到位后，卷针11开始卷绕，预卷针开始放出第二隔膜34。

由此，优选地，通过抵压辊61、吸附机构和导向辊42的设置，使得第二隔膜34的尾部能够平直地卷入电芯，不产生褶皱，提高了电芯卷绕质量。同时，使得第二隔膜34和经过并膜机构2收拢后的卷绕材料保持对齐，提高了电芯卷绕精度。

以上实施例仅用于说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，对本说明书的理解应该以所属技术领域的技术人员为基础，例如对“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”等方向性的描述，尽管本说明书参照上述的实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，所属技术领域的技术人员仍然可以对本实用新型进行修改或者等同替换，而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种电芯卷绕装置，其包括转盘以及预卷针，所述转盘上设有位于卷绕工位的卷针，所述预卷针用以预先卷绕第二隔膜，所述卷针用以将正极极片、第一隔膜、负极极片以及第二隔膜卷绕成电芯；其特征在于：所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时抵靠所述第二隔膜的抵压辊以及用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜以防止所述第二隔膜产生褶皱的吸附机构。

2.如权利要求1所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述卷针包括第一半卷针、第二半卷针以及位于所述第一半卷针与所述第二半卷针之间的狭缝；在卷绕所述电芯时，所述第一隔膜以及所述第二隔膜均穿过所述狭缝。

3.如权利要求2所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述吸附机构包括第一吸附块，所述第一吸附块设有侧面以及位于所述侧面上的吸附孔。

4.如权利要求3所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述侧面与所述狭缝的中心线对齐。

5.如权利要求3所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述电芯卷绕装置包括位于所述卷针与所述第一吸附块之间的导向辊。

6.如权利要求5所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述导向辊的外缘与所述狭缝的中心线相切。

7.如权利要求6所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述导向辊与所述抵压辊分别抵靠在所述第二隔膜的两侧。

8.如权利要求1所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述吸附机构包括位于所述抵压辊与所述预卷针之间的第二吸附块，所述第二吸附块设有用以在所述电芯卷绕临近结束时吸附所述第二隔膜以防止所述第二隔膜产生褶皱的第二吸附孔。

9.如权利要求1所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述电芯卷绕装置还包括在卷绕所述电芯时用以抵靠所述电芯的压轮。

10.如权利要求1所述的电芯卷绕装置，其特征在于：所述第一隔膜与所述第二隔膜来自同一个料卷上的料带。