CN210074051U - 一种电池卷芯揉平装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池卷芯揉平装置，其包括：转盘，与转盘相连、以驱动转盘绕该转盘中轴线转动的转盘自转驱动设备，用于夹紧固定电池卷芯的卷芯夹，与卷芯夹相连、以驱动卷芯夹拖动所述电池卷芯绕该电池卷芯中轴线转动的卷芯自转驱动设备，与卷芯自转驱动设备相连、以驱动卷芯自转驱动设备拖动所述电池卷芯轴向移动的卷芯轴移驱动设备；当卷芯夹夹紧固定住电池卷芯后，电池卷芯的中轴线与所述转盘的中轴线呈夹角α布置，0<α＜90°。本申请的方法和装置能够满足短白边卷芯的揉平要求，并且能够提升对电池白边端的揉平质量和揉平效率。

Description

一种电池卷芯揉平装置

技术领域

本申请涉及一种电池卷芯揉平装置。

背景技术

从技术角度考虑，锂离子电池是现阶段最适合代替汽油的能源，新能源汽车与传统汽车最大的区别是在于动力系统的革新，动力电池包是新能源汽车的核心部件。

目前，新能源汽车的动力电池包主要由众多圆柱形的锂离子电池构成，并且这些圆柱形锂离子电池多采用全极耳式正、负极，即在正极集流体(通常为铝箔)上涂布正极浆料时在一端边缘预留一部分不涂布浆料的区域(正极白边)，在负极集流体(通常为铜箔)上涂布负极浆料时在一端边缘预留一部分不涂布浆料的区域(负极白边)。正极片、负极片和隔膜卷绕形成电芯卷绕体后，正极白边和负极白边需与集流盘焊接在一起，以便电池的电流从集流盘输出。由于卷芯端部白边的厚度很薄，柔软易变形，与集流盘焊接时，施加压力会使整个白边变弯或变形，导致卷芯端部的直径变大或外凸，造成卷芯无法装入电池外壳或与电池外壳导通而短路，而且直接施加压力在白边端面，会导致白边端面变形不平整，端面的局部区域无法与集流盘接触焊接，导致焊接面积小，焊接强度低，电内阻大，因此有必要在集流盘焊接前对卷芯的白边端进行揉平整形。

采用传统的揉平方法和揉平装置对卷芯白边端进行揉平处理时，要求电池卷芯端部必须流出较长(轴向尺寸)的白边，并且揉平效果较差。而对于某些特定性能的电池来说，白边越短，其性能越好，现有锂离子电池卷芯揉平装置无法满足该要求。

发明内容

本申请目的是：针对上述问题，提出一种电池卷芯揉平装置，该装置能够满足短白边卷芯的揉平要求，并且能够提升对电池白边端的揉平质量和揉平效率。

本申请的技术方案是：

一种电池卷芯揉平装置，包括：

转盘，

与所述转盘相连、以驱动所述转盘绕该转盘中轴线转动的转盘自转驱动设备，

用于夹紧固定电池卷芯的卷芯夹，

与所述卷芯夹相连、以驱动所述卷芯夹拖动所述电池卷芯绕该电池卷芯中轴线转动的卷芯自转驱动设备，以及

与所述卷芯自转驱动设备相连、以驱动所述卷芯自转驱动设备拖动所述电池卷芯轴向移动的卷芯轴移驱动设备；

当所述卷芯夹夹紧固定住所述电池卷芯后，所述电池卷芯的中轴线与所述转盘的中轴线呈夹角α布置，0<α＜90°。

所述卷芯自转驱动设备为电机，所述卷芯夹与所述电机的电机轴固定连接，所述卷芯轴移驱动设备为气缸，所述电机与所述气缸的气缸轴固定连接。

还包括与所述卷芯轴移驱动设备相连接、以驱动所述卷芯轴移驱动设备移动、进而使所述α角度值改变的夹角调节设备。

所述夹角调节设备为多轴机械手。

所述转盘为金属镀镍抛光结构或聚四氟乙烯板结构。

本申请的优点是：本申请这种揉平方法和装置能够对白边长度较短的卷芯进行揉平处理，且保证被揉平端面密实、平整、均匀，提升揉平效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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的附图。

图1为本申请实施例中电池卷芯揉平方法的演示图，图中的两个箭头分别表示转盘和电池卷芯的自转方向；

其中：1-电池卷芯，2-转盘，3-转盘自转驱动设备，4-卷芯夹，5-卷芯自转驱动设备，6-卷芯轴移驱动设备。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。本申请可以以多种不同的形式来实现，并不限于本实施例所描述的实施方式。提供以下具体实施方式的目的是便于对本申请公开内容更清楚透彻的理解，其中上、下、左、右等指示方位的字词仅是针对所示结构在对应附图中位置而言。

然而，本领域的技术人员可能会意识到其中的一个或多个的具体细节描述可以被省略，或者还可以采用其他的方法、组件或材料。在一些例子中，一些实施方式并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征、技术方案还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。因此，附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

图1示出了本申请这种电池卷芯揉平方法的一个具体实施例，该方法的主要特点在于：对电池卷芯1进行揉平作业时，将电池卷芯的待揉平端(即白边端)与一转盘2的盘面抵靠接触布置，并保证电池卷芯1的中轴线L1与转盘2的中轴线L2呈夹角α布置，0<α＜90°，即α为锐角。使转盘2和电池卷芯1分别绕自身中轴线旋转，即转盘2绕转盘的中轴线L2自转，电池卷芯1绕电池卷芯的中轴线L1自转。

不难理解，因电池卷芯1的白边端(即待揉平端)与转盘2的盘面抵靠接触布置，故而电池卷芯1端部的白边在该抵靠力作用下会发生弯折变形，而转盘2对前述白边施加的抵靠挤压力在图1中竖直向上，电池卷芯1的中轴线L1与转盘2的中轴线L2间的夹角为非零非90°的锐角，故电池卷芯1的白边只能向卷芯的中心发生径向向内的折弯变形，而不会向外翻出，提升了对卷芯白边的整形效果。当电池卷芯1和转盘2分别绕自身中轴线转动时，电池卷芯1白边端与转盘2的接触部位不断变化，而使得电池卷芯白边端上各个部位的白边均能够接触到转盘，并在二者的抵靠挤压力作用下，使各处的白边均发生径向向内的折弯变形。与此同时，电池卷芯1和转盘2相对运动而产生持续的动摩擦力，该持续的摩擦力作用于电池卷芯1的白边上，使白边受到持续的打磨而被磨平(柔(揉)平)。

不难看出，在上述揉平作业过程中，电池卷芯1端部的白边产生了径向的折弯变形，从而使得电池卷芯1的白边端整体产生了轴向向内的塌缩变形，电池卷芯1的长度缩短。若在整个揉平过程中，始终保持转盘2和电池卷芯1的相对位置固定不变，那么端部白边的在揉平初期和揉平结束时的塌缩尺寸始终不变，从而使得揉平效果较差。对此，为了进一步提升揉平效果，在转盘2和电池卷芯1分别绕自身轴线旋转的过程中，最好还对电池卷芯1施加朝向转盘2的轴向推力，即对电池卷芯1施加轴向推力，并且该该轴向推力朝向转盘。

在上述揉平过程中，在上述轴向推力的作用下，电池卷芯1缓慢地逐渐靠近转盘2，从而将卷芯端部的白边逐渐向内挤压揉平，使揉平端更加密实。

若上述夹角α过小，则白边容易向外翻出，使卷芯端部向外散开，导致卷芯无法顺利转入电池壳内；若上述夹角α过大，则会导致白边的弯折角度过小，卷芯端部揉平不够平整密实。故α不能过大，也不能过小，最好保持在5°～30°范围内。

由上可知，α过小，卷芯端部的白边容易向外翻出；α过大，又会导致打磨效果较差。对此，我们可在打磨初期，使α的角度大一些，从而保证卷芯端部的白边尤其使卷芯端部外围部分的白边向内弯折；而在打磨后期，使α的角度小一些，从而保证打磨端的平整性和密实性，提升打磨质量。换言之，在打磨的过程中，随着打磨时间的持续，使α的角度逐渐减小。

上述电池卷芯1与转盘2的接触部位处于转盘2非中心点位置，如此可提升电池卷芯1与转盘2相对移动的速度，进而提升打磨效率。此外，参照图1所示，揉平作业的过程中，在转盘2的俯视方向上(也即转盘的向下的轴视方向上)，转盘2和电池卷芯1的旋转方向不同，其中转盘2顺时针旋转，而电池卷芯1逆时针旋转，如此设计的目的也在于提升电池卷芯1与转盘2相对移动的速度，进而提升打磨效率。

为方便上述揉平方法的实施，本实施例还提出了一种专门实施上述方法的电池卷芯揉平装置，同样参照图1所示，该装置主要包括：转盘2、转盘自转驱动设备3、卷芯夹4、卷芯自转驱动设备5、卷芯轴移驱动设备6和夹角调节设备。

转盘2在图1中水平布置，其中轴线为竖直直线。转盘1可选择金属镀镍抛光结构，也可以选择聚四氟乙烯板等其他结构。

转盘自转驱动设备3与转盘2相连，以驱动转盘2绕该转盘自身的中轴线转动。

卷芯夹4用于夹紧固定住电池卷芯1，卷芯夹4通常被配置成由多个夹爪组成的结构。当卷芯夹4夹紧固定住待揉平的电池卷芯1后，电池卷芯1的中轴线与转盘2的中轴线呈夹角α布置，并且0<α＜90°。

卷芯自转驱动设备5与卷芯夹4相连，以驱动卷芯夹4转动，再由卷芯夹4拖动电池卷芯1绕该电池卷芯1自身的中轴线转动。

卷芯轴移驱动设备6与卷芯自转驱动设备5相连，以驱动卷芯自转驱动设备5直线移动，进而再由卷芯自转驱动设备5(以及与卷芯自转驱动设备相邻的卷芯夹)拖动电池卷芯1沿电池卷芯的轴向移动。该结构用于实现电池卷芯1白边端与转盘2的抵靠接触以及向电池卷芯1施加朝向转盘2的轴向推力。

夹角调节设备(图中未示出)与卷芯轴移驱动设备6相连接，其用于驱动卷芯轴移驱动设备6翻转移动，进而使上述α的角度值改变。

本实施例中，上述的芯自转驱动设备5为电机，卷芯夹4与该电机的电机轴固定连接。上述卷芯轴移驱动设备6为气缸，前述电机与该气缸的气缸轴固定连接。夹角调节设备为多轴机械手，比如五轴机械手、六轴机械手等等，机械手的端部与前述气缸固定连接。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让人们能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种电池卷芯揉平装置，其特征在于，包括：

转盘(2)，

与所述转盘相连、以驱动所述转盘绕该转盘中轴线转动的转盘自转驱动设备(3)，

用于夹紧固定电池卷芯(1)的卷芯夹(4)，

与所述卷芯夹相连、以驱动所述卷芯夹拖动所述电池卷芯绕该电池卷芯中轴线转动的卷芯自转驱动设备(5)，以及

与所述卷芯自转驱动设备相连、以驱动所述卷芯自转驱动设备拖动所述电池卷芯轴向移动的卷芯轴移驱动设备(6)；

当所述卷芯夹(4)夹紧固定住所述电池卷芯(1)后，所述电池卷芯(1)的中轴线与所述转盘(2)的中轴线呈夹角α布置，0<α＜90°。

2.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平装置，其特征在于，所述卷芯自转驱动设备(5)为电机，所述卷芯夹(4)与所述电机的电机轴固定连接，所述卷芯轴移驱动设备(6)为气缸，所述电机与所述气缸的气缸轴固定连接。

3.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平装置，其特征在于，还包括与所述卷芯轴移驱动设备(6)相连接、以驱动所述卷芯轴移驱动设备(6)移动、进而使所述α角度值改变的夹角调节设备。

4.根据权利要求3所述的电池卷芯揉平装置，其特征在于，所述夹角调节设备为多轴机械手。

5.根据权利要求1所述的电池卷芯揉平装置，其特征在于，所述转盘(2)为金属镀镍抛光结构或聚四氟乙烯板结构。

Images