CN209969236U - 圆柱全极耳电池极耳平整装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种圆柱全极耳电池极耳平整装置，包括整平机构、驱动机构以及固定机构，整平机构包括支撑部、压辊和转动部，支撑部的下表面内陷凹设有容纳腔，支撑部朝向固定机构的一侧设有开口，支撑部背离开口的一侧与驱动机构固定连接，压辊设于支撑部的容纳腔内，压辊的顶端朝向支撑部的轴心线的方向设置，压辊的底端通过转动部设置在支撑部的内侧以使压辊可自转的设置，压辊的形状为圆锥形或台锥形，压辊的顶端与支撑部的轴心线之间留有间隙。本实用新型的技术方案，不仅保证了电池卷芯端面的平整性，而且防止了电池卷芯内圈松动，提高了电池卷芯内部结构的紧密型，提高了电池的安全性以及电池循环使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池制造设备技术领域，特别地，涉及一种圆柱全极耳电池极耳平整装置。
背景技术
电池是分正、负极的，极耳就是从电池卷芯中将正、负极引出来的金属导电体。
目前的全极耳电池卷芯工艺，需要对电池卷芯的端面进行压平，待电池卷芯的端面平整后再与极板焊接，然而，现有的装置，在压平电池卷芯的端面时，平整装置的锥体挤压电芯两端的极耳时，内圈的极片由于受到平整装置锥体施加的纵向的力，而产生横向的扭曲，从而导致电芯内侧几圈的正、负极极片不紧贴，并且由于给电芯平整时平整装置压平极耳需要转动较多的圈数，这种松动将累积，从而造成电芯内多圈松动。电芯内圈松动，将导致电池的容量损失，不利于工艺及品质控制，若电芯负极极片褶皱的脊隔着隔膜紧贴正极极片的平面时，充电时将造成负极极片褶皱脊处富锂，从而形成锂晶枝。从而导致短路或微短路，从而导致电池性能下降或电池安全、影响电池循环使用寿命短的问题。
实用新型内容
本实用新型提供一种圆柱全极耳电池极耳平整装置，以解决现有的装置在对电池卷芯的端面压平时，电池卷芯的端面不够平整，影响极耳的焊接质量；以及电池卷芯的端面在平整时，电池卷芯的内芯由于所受的滑动摩擦拉扯力不够，导致电池卷芯内圈与主体连接不够紧密，由于电池卷芯端面受压、容易引起电池卷芯的内圈松动，造成极板与电池卷芯的焊接不好，影响极耳的焊接质量，导致电池性能下降或电池安全、影响电池循环使用寿命短的问题。
为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
一种圆柱全极耳电池极耳平整装置，包括整平机构、驱动机构以及固定机构，固定机构用于固定电池卷芯，整平机构旋转并沿圆柱电池轴向挤压电池极耳，驱动机构用于带动整平机构转动以将固定在固定机构上的电池卷芯的端面压平，整平机构包括支撑部、压辊和转动部，支撑部的下表面内陷凹设有容纳腔，支撑部的开口一侧朝向固定机构设置，支撑部背离开口的一侧与驱动机构固定连接，压辊设于支撑部的容纳腔内，压辊的顶端朝向支撑部的轴心线的方向设置，压辊相对水平面倾斜设置且压辊的轴心线与水平面的夹角为压辊的锥角的二分之一，压辊的底端通过转动部设置在支撑部的内侧以使压辊可自转的设置，压辊的形状为圆锥形或台锥形，压辊的顶端与支撑部的轴心线之间留有间隙。
进一步地，压辊的顶端距离支撑部的轴心线的距离为0.2至4至毫米。
进一步地，压辊包括锥形压平轮和圆柱形限位轮，圆柱形限位轮与锥形压平轮同轴布设，圆柱形限位轮的一端与锥形压平轮的底端固定连接，圆柱形限位轮的另一端与转动部连接，圆柱形限位轮的径向尺寸大于锥形压平轮的底端的径向尺寸。
进一步地，转动部包括轴承、转动轴以及紧固件，轴承同轴固设于圆柱形限位轮内，转动轴的一端与轴承的内环固定连接，转动轴的另一端通过紧固件与支撑部的内侧壁固定连接。
进一步地，压辊的数量为三个，三个压辊沿支撑部的周向均匀布设。
进一步地，圆柱全极耳电池极耳平整装置还包括用于对固定机构的位置进行调节的水平滑动组件，水平滑动组件包括基座、x轴移动座、y轴移动座、x轴导轨以及y轴导轨，x轴导轨横向固定设于基座的上表面，x轴移动座可横向滑动地设于x轴导轨上，y轴导轨纵向固定设于x轴移动座的上表面，y轴移动座可纵向滑动地设于y轴导轨上；固定机构的数量为多个，每个固定机构固定设于y轴移动座的上表面。
进一步地，固定机构的数量为多个，圆柱全极耳电池极耳平整装置还包括机架，机架包括依次连接的固定横杆、转动套筒、升降杆以及底座，固定横杆的一端与转动套筒的顶端固定连接，固定横杆的另一端与驱动机构固定连接，转动套筒套设于升降杆的上端使转动套筒相对升降杆可转动地设置；机架用于调整驱动机构和整平机构与固定有待压平的电池卷芯的固定机构的位置相对应。
进一步地，固定机构包括相对设置的动夹板和静夹板，静夹板固定设置在支撑部的下方，动夹板相对静夹板可活动地设置。
进一步地，固定机构还包括伸缩组件，伸缩组件的固定端固定设置在底座朝向静夹板的侧面上，伸缩组件的伸缩端与动夹板固定连接以使动夹板相对静夹板可活动地设置。
进一步地，动夹板和/或静夹板的形状为c字形、U字形、弧形。
本实用新型具有以下有益效果：
本实用新型的圆柱全极耳电池极耳平整装置，通过驱动机构带动整平机构转动，整平机构包括支撑部、压辊和转动部，支撑部的下表面内陷凹设有容纳腔，压辊的形状为圆锥形或台锥形，压辊的顶端朝向支撑部的轴心线的方向设置，压辊相对水平面倾斜设置且压辊的轴心线与水平面的夹角为压辊的锥角的二分之一，压辊的底端通过转动部设置在支撑部的内侧以使压辊可自转的设置，在驱动机构的驱动下使支撑部转动从而带动压辊沿电池卷芯端面不断转动，由于压辊通过转动部随轴心线产生自转，与电池卷芯端面产生滚动摩擦，从而将电池卷芯的端面压平，自动化调整电池卷芯的端面的平整度；通过设置压辊的顶端与支撑部的中心线之间留有间距，由于压辊的顶端自转产生的线速度不足以跟上压辊随支撑部公转的线速度，使压辊与电池卷芯的端面产生滑动摩擦，增大压辊对电池卷芯内圈的周向作用力，这个周向作用的拉扯力使电池卷芯的内圈和电芯本体紧密贴合，从而避免电池卷芯内圈松动，保证了电池卷芯结构的紧密性，从而提高电池的安全性以及电池循环使用寿命。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本实用新型还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本实用新型作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
图1是本实用新型优选实施例的圆柱全极耳电池极耳平整装置的结构示意图；
图2是本实用新型优选实施例的整平机构的仰视图；
图3是本实用新型优选实施例的整平机构的结构示意图；
图4是本实用新型优选实施例的整平机构的剖视图。
图例说明：
100、圆柱全极耳电池极耳平整装置；10、整平机构；11、支撑部；111、盖板；12、压辊； 121、锥形压平轮；122、圆柱形限位轮；13、转动部；131、轴承；132、转动轴；133、紧固件；20、驱动机构；30、固定机构。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明，但是本实用新型可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
图1是本实用新型优选实施例的圆柱全极耳电池极耳平整装置的结构示意图；图2是本实用新型优选实施例的整平机构的仰视图；图3是本实用新型优选实施例的整平机构的结构示意图；图4是本实用新型优选实施例的整平机构的剖视图。
如图1、图2、图3以及图4所示，本实施例的圆柱全极耳电池极耳平整装置100，包括整平机构10、驱动机构20以及固定机构30，固定机构30用于固定电池卷芯，整平机构10 旋转并沿圆柱电池轴向挤压电池极耳，驱动机构20用于带动整平机构10转动以将固定在固定机构30上的电池卷芯的端面压平，整平机构10包括支撑部11、压辊12和转动部13，支撑部11的下表面内陷凹设有容纳腔，支撑部11的开口一侧朝向固定机构30设置，支撑部11 背离开口的一侧与驱动机构20固定连接，压辊12设于支撑部11的容纳腔内，压辊12的顶端朝向支撑部11的轴心线的方向设置，压辊12相对水平面倾斜设置且压辊12的轴心线与水平面的夹角为压辊12的锥角的二分之一，压辊12的底端通过转动部13设置在支撑部11的内侧以使压辊12可自转的设置，压辊12的形状为圆锥形或台锥形，压辊12的顶端与支撑部11 的轴心线之间留有间隙。本实用新型的技术方案，通过驱动机构20带动整平机构10转动，整平机构10包括支撑部11、压辊12和转动部13，支撑部11的下表面内陷凹设有容纳腔，压辊12的形状为圆锥形或台锥形，压辊12的顶端朝向支撑部11的轴心线的方向设置，压辊12 相对水平面倾斜设置且压辊12的轴心线与水平面的夹角为压辊12的锥角的二分之一，压辊 12的底端通过转动部13设置在支撑部11的内以使压辊12可自转的设置，在驱动机构20的驱动下使支撑部11转动从而带动压辊12沿电池卷芯端面不断转动，由于压辊12通过转动部 11轴心线产生自转，与电池卷芯端面产生滚动摩擦，从而将电池卷芯的端面压平，自动化调整电池卷芯的端面的平整度；通过设置压辊12的顶端与支撑部11的中心线之间留有间距，由于压辊12的顶端自转产生的线速度不足以跟上压辊12随支撑部11公转的线速度，使压辊12 与电池卷芯的端面产生滑动摩擦，增大压辊12对电池卷芯内圈的周向作用力，这个周向作用的拉扯力使电池卷芯的内圈和电芯主体紧密贴合，从而避免电池卷芯内圈松动，保证了电池卷芯结构的紧密性，从而提高电池的安全性以及电池循环使用寿命。
可以理解地，在本实施例中，支撑部11的形状可以为碗状，支撑部11的开口一侧朝向固定机构30设置，支撑部11背离开口的一侧沿径向收缩；支撑部的形状也可以是圆柱形等其他形状，只要支撑部11的开口一侧朝向固定机构30设置，压辊12设于所述支撑部11的容纳腔内即可。整平机构10旋转并沿圆柱电池轴向挤压电池极耳，可以是整平机构通过驱动机构上的竖直驱动装置带动整平机构竖直运动沿电池轴向挤压电池极耳。
可以理解地，驱动机构20设置在钻床上或设置在机架本体上；进一步可选地，驱动电机为伺服电机或步进电机。在本实施例中，驱动机构20用于带动整平机构10转动以将固定在固定机构30上的电池卷芯的端面压平；在一优选的实施例中，驱动机构20带动整平机构10 转动以将固定在固定机构30上的电池卷芯的端面压平，另一优选的实施例中，驱动机构20 带动整平机构10转动同时带动整平机构10竖直往返运动以将固定在固定机构30上的电池卷芯的端面压平。具体地，驱动机构20的输出轴与整平机构10连接带动整平机构10转动，从而驱动支撑部11转动和压辊12自转进而将固定在固定机构30上的电池卷芯的端面压平。
可以理解地，支撑部11背离开口的一侧与驱动机构20固定连接。可选地，在支撑部11 背离开口的一侧固定设有盖板111，支撑部11通过盖板111与驱动机构20固定连接，驱动机构20的驱动轴与盖板111的中心固定连接；进一步可选地，在支撑部11背离开口的一侧固定设有固定架，支撑部11通过固定架与驱动机构20固定连接。在本实施例中，固定连接的方式可以是焊接、螺栓连接等方式。
可以理解地，在本实施例中，压辊12的顶端朝向支撑部11的轴心线的方向设置，压辊 12相对水平面倾斜设置且压辊12的轴心线与水平面的夹角为压辊12的锥角的二分之一，即在圆柱全极耳电池极耳平整装置100工作时锥形压平轮121的母线与电池卷芯朝向支撑部11 的端面相切设置。
可以理解地，压辊12的底端通过转动部13设置在支撑部11的内侧并相对压辊12的轴心线可自转的设置。可选地，压辊12的底端与转动部13的一端固定连接，转动部13的另一端相对支撑部11的内侧壁可转动地连接从而使压辊12可自转地设置；进一步可选地，压辊12 的底端与转动部13的一端转动连接，转动部13的另一端相对支撑部11的内侧固定设置从而使压辊12可自转地设置。
进一步地，锥形压平轮121的顶端距离支撑部11的轴心线的距离为0.2至4毫米。可以理解地，锥形压平轮121的顶端距离支撑部11的轴心线的距离根据电池卷芯的内圈的径向尺寸设置，可以为0.2毫米、2毫米，也可以是3毫米或4毫米。在本实施例中，锥形压平轮121 的顶端距离支撑部11的轴心线的距离为3毫米，由于锥形压平轮121的顶端自转产生的线速度不足以跟上锥形压平轮121随支撑部11公转的线速度，使锥形压平轮121与电池卷芯的端面产生滑动摩擦，增大压辊12对电池卷芯内圈的周向作用力，形成对电池卷芯的反向拉扯力，防止了电池卷芯内圈松动，保证了电池卷芯结构的紧密性。
进一步地，压辊12包括锥形压平轮121和圆柱形限位轮122，圆柱形限位轮122与锥形压平轮121同轴布设，圆柱形限位轮122的一端与锥形压平轮121的底端固定连接，圆柱形限位轮122的另一端与转动部13连接，圆柱形限位轮122的径向尺寸大于锥形压平轮121的底端的径向尺寸。锥形压平轮121与电池卷芯的上端面接触，由于圆柱形限位轮122的径向尺寸大于锥形压平轮121的底面的径向尺寸，使电池卷芯限制在圆柱形限位轮的内部，保证了电池卷芯的外径的尺寸，而且提高了电池卷芯受力的均衡性。
更优地，锥形压平轮121可以是圆锥形压平轮，也可以是台锥形压平轮。
进一步地，转动部13包括轴承131、转动轴132以及紧固件133，轴承131同轴固设于圆柱形限位轮122内，转动轴132的一端与轴承131的内环固定连接，转动轴132的另一端通过紧固件133与支撑部11的内侧壁固定连接。具体地，在本实施例中，转动轴132的一端设有外螺纹，支撑部11的内侧壁上设有对应的螺纹孔，紧固件133包括紧固螺母和垫片，转动轴132的螺纹段通过螺母和垫片固定在支撑部11的侧壁上，转动轴132的光轴段与轴承131 的内环固定连接。
进一步地，压辊12的数量为多个，多个压辊12沿支撑部11的周向均匀布设。通过设置多个压辊12对电池卷芯的端面进行压平，可以快速压平电池卷芯的端面，提高了工作效率。
更优地，压辊12的数量为三个，三个压辊12沿支撑部11的周向均匀布设，由此可以保持支撑部11的稳定旋转，防止支撑部11转动时振动过大，提高了系统的稳定性，并且，由于设置锥形压平轮121的顶端与支撑部11的轴心线之间留有间距，避免锥形压平轮121在压平电池卷芯时顶端发生弹性形变，相邻的锥形压平轮121之间形成干涉。
进一步地，圆柱全极耳电池极耳平整装置100还包括用于对固定机构30的位置进行调节的水平滑动组件，水平滑动组件包括基座、x轴移动座、y轴移动座、x轴导轨以及y轴导轨， x轴导轨横向固定设于基座的上表面，x轴移动座可横向滑动地设于x轴导轨上，y轴导轨纵向固定设于x轴移动座的上表面，y轴移动座可纵向滑动地设于y轴导轨上；固定机构30的数量为多个，每个固定机构30固定设于y轴移动座的上表面。
更优地，x轴导轨为燕尾滑块结构，x轴移动座的下表面设有燕尾滑槽，x轴移动座通过燕尾滑槽可横向滑动地设于x轴导轨上；y轴导轨为燕尾滑块结构，y轴移动座的下表面设有燕尾滑槽，y轴移动座通过燕尾滑槽可纵向滑动地设于y轴导轨上，以使二轴滑动模块用于带动固定机构30移动至整平机构10的正下方。
更优地，还包括设于基座上的x轴驱动气缸以及设于x轴移动座上的y轴驱动气缸，x轴驱动气缸的第一伸缩杆固定连接x轴移动座，y轴驱动气缸的第二伸缩杆固定连接y轴移动座。通过第一驱动气缸、第二驱动气缸驱动带动固定机构30移动至整平机构10的正下方并固定，可以自动连续整平多个电池卷芯，可以单次将固定在固定机构上的多个电池卷芯的端面压平，增加了工作效率。
进一步地，固定机构30的数量为多个，圆柱全极耳电池极耳平整装置100还包括机架，机架包括依次连接的固定横杆、转动套筒、升降杆以及底座，固定横杆的一端与转动套筒的顶端固定连接，固定横杆的另一端与驱动机构20固定连接，转动套筒套设于升降杆的上端使转动套筒相对升降杆可转动地设置；机架用于调整驱动机构20和整平机构10与固定有待压平的电池卷芯的固定机构30的位置相对应。可以理解地，升降杆可以是伸缩杆，也可以是升降丝杆，升降杆可以带动转动套筒竖直往返运动以调整整平机构10相对固定机构30之间的距离。不仅可以通过转动套筒转动将驱动机构20移动至多个固定机构30上方，单次将多个电池卷芯的端面压平，增加了工作效率，而且在放置和取出电池卷芯时，可以升降杆使支撑部在竖直方向上远离固定机构30，从而方便放置和取出电池卷芯。
进一步地，固定机构30包括相对设置的动夹板和静夹板，静夹板固定设置在支撑部11 的正下方，动夹板相对静夹板可活动地设置以调整两者之间的间距。通过设置相对设置的动夹板和静夹板，不仅方便取放电池卷芯，并且通过调整两者之间的间距可以对不同尺寸的电池卷芯进行固定，扩大了圆柱全极耳电池极耳平整装置100的使用范围。
进一步地固定机构30还包括伸缩组件，伸缩组件的固定端固定设置在底座朝向静夹板的侧面上，伸缩组件的伸缩端与动夹板固定连接以使动夹板相对静夹板可活动地设置。可以理解地，伸缩组件的固定端还可以固定设置在钻床或机架本体上，伸缩组件可以包括伸缩杆、液压伸缩杆、电动伸缩杆的一种或多种，通过设置伸缩组件，方便取放和固定电池卷芯。
进一步地，动夹板和/或静夹板的形状为c字形、U字形、弧形。可选地，动夹板和/或静夹板的形状可以根据电池卷芯的形状进行选择，使固定机构30可以更好地包裹电池卷芯，增加了电池卷芯固定时的稳定性。
进一步地，锥形压平轮121和圆柱形限位轮122的材料为pvc塑料。
以上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，本实用新型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。
Claims (10)
1.一种圆柱全极耳电池极耳平整装置，包括整平机构(10)、驱动机构(20)以及固定机构(30)，所述固定机构(30)用于固定电池卷芯，所述整平机构(10)旋转并沿圆柱电池轴向挤压电池极耳，所述驱动机构(20)用于带动所述整平机构(10)转动以将固定在所述固定机构(30)上的电池卷芯的端面压平，所述整平机构(10)包括支撑部(11)、压辊(12)和转动部(13)，所述支撑部(11)的下表面内陷凹设有容纳腔，所述支撑部(11)的开口一侧朝向所述固定机构(30)设置，所述支撑部(11)背离开口的一侧与所述驱动机构(20)固定连接，所述压辊(12)设于所述支撑部(11)的容纳腔内，所述压辊(12)的顶端朝向所述支撑部(11)的轴心线的方向设置，所述压辊(12)相对水平面倾斜设置且所述压辊(12)的轴心线与水平面的夹角为所述压辊(12)的锥角的二分之一，所述压辊(12)的底端通过所述转动部(13)设置在所述支撑部(11)的内侧以使所述压辊(12)可自转的设置，其特征在于，
所述压辊(12)的形状为圆锥形或台锥形，所述压辊(12)的顶端与所述支撑部(11)的轴心线之间留有间隙。
2.根据权利要求1所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述压辊(12)的顶端距离所述支撑部(11)的轴心线的距离为0.2至4毫米。
3.根据权利要求1所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述压辊(12)包括锥形压平轮(121)和圆柱形限位轮(122)，所述圆柱形限位轮(122)与所述锥形压平轮(121)同轴布设，所述圆柱形限位轮(122)的一端与所述锥形压平轮(121)的底端固定连接，所述圆柱形限位轮(122)的另一端与所述转动部(13)连接，所述圆柱形限位轮(122)的径向尺寸大于所述锥形压平轮(121)的底端的径向尺寸。
4.根据权利要求3所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述转动部(13)包括轴承(131)、转动轴(132)以及紧固件(133)，所述轴承(131)同轴固设于所述圆柱形限位轮(122)内，所述转动轴(132)的一端与所述轴承(131)的内环固定连接，所述转动轴(132)的另一端通过所述紧固件(133)与所述支撑部(11)的内侧壁固定连接。
5.根据权利要求4所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述压辊(12)的数量为三个，三个所述压辊(12)沿所述支撑部(11)的周向均匀布设。
6.根据权利要求1至5任一项所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述圆柱全极耳电池极耳平整装置还包括用于对所述固定机构(30)的位置进行调节的水平滑动组件，所述水平滑动组件包括基座、x轴移动座、y轴移动座、x轴导轨以及y轴导轨，所述x轴导轨横向固定设于所述基座的上表面，所述x轴移动座可横向滑动地设于所述x轴导轨上，所述y轴导轨纵向固定设于所述x轴移动座的上表面，所述y轴移动座可纵向滑动地设于所述y轴导轨上；
所述固定机构(30)的数量为多个，每个所述固定机构(30)固定设于所述y轴移动座的上表面。
7.根据权利要求1至5任一项所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述固定机构(30)的数量为多个，所述圆柱全极耳电池极耳平整装置还包括机架，所述机架包括依次连接的固定横杆、转动套筒、升降杆以及底座，所述固定横杆的一端与所述转动套筒的顶端固定连接，所述固定横杆的另一端与所述驱动机构(20)固定连接，所述转动套筒套设于所述升降杆的上端使所述转动套筒相对所述升降杆可转动地设置；
所述机架用于调整所述驱动机构(20)和所述整平机构(10)与固定有待压平的电池卷芯的所述固定机构(30)的位置相对应。
8.根据权利要求7所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述固定机构(30)包括相对设置的动夹板和静夹板，所述静夹板固定设置在所述支撑部(11)的下方，所述动夹板相对所述静夹板可活动地设置。
9.根据权利要求8所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述固定机构(30)还包括伸缩组件，所述伸缩组件的固定端固定设置在所述底座朝向所述静夹板的侧面上，所述伸缩组件的伸缩端与所述动夹板固定连接以使所述动夹板相对所述静夹板可活动地设置。
10.根据权利要求9所述的圆柱全极耳电池极耳平整装置，其特征在于，
所述动夹板和/或所述静夹板的形状为c字形、U字形、弧形。
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