CN210576290U - 一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，包括框架、翻转机构、对称设置的两个卷针机构，两卷针机构上均设有与其相对轴向移动的插片机构；框架上分别设有与两卷针机构对应设置的轴向驱动机构，轴向驱动机构分别驱动对应设置的卷针机构及插片机构相对于翻转机构产生轴向移动操作；本实用新型采用对称设置的两个卷针机构设计，在翻转机构作用下，实现锂电池电芯卷绕过程中的进针、卷绕、退针、落料操作等全自动化连续进行，不仅提高卷绕过程中的效率及质量；另在卷针机构上设有插片机构，实现在方形锂电芯卷绕过程中，使得在方形锂电芯内部留下插片大小的空间，可吸收后工序中锂电芯内部的变形量，有效解决卷绕过程中出现鼓包变形等情况。
Description
技术领域
本实用新型涉及方形锂电池卷绕机的技术领域，尤其涉及一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置。
背景技术
锂离子电池具有能量高、体积小、存储寿命长、无污染等优点，是目前国家大力发展的清洁能源，而方形锂离子电池由于容量大、使用方便等优点而被广泛用于动力电池和手机电池。在锂离子电池的生产过程中，最为关键的就是锂电池电芯的卷绕环节。完成这一生产环节的电芯卷绕设备是决定锂电池性能品质的关键设备，翻转机构的卷绕方式和性能，决定着锂电池卷绕机生产出的卷芯质量，也直接影响锂离子电池的安全性、一致性和使用寿命。
目前市面上的方形锂电池因卷针是方形的，卷绕的过程中卷绕张力很难保证恒定，现有卷绕机上的解决方法就是在卷绕过程中随着卷针角度的变化，通过卷针卷绕变速来达到接近恒定张力，但是过程控制复杂，难以精准，且增加成本过高，效果却不明显，目前业内做法是从卷绕机上想办法，通过张力控制和在后工序中想办法，通过夹住卷好的电芯，加热加压进行强力整形，但仍会反弹，上述方法仍无法杜绝电芯变形。
实用新型内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其具有结构简化可靠、进针卷绕退针连续进行、卷绕自动化程度高，另在自动卷绕过程中增设插片机构有效防止卷绕过程中出现的鼓包变形等情况；极大提高了锂电池卷绕质量及工作效率。
该实用新型提供以下技术方案，一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，包括一框架和转动安装于该框架上的翻转机构；所述翻转机构上对称设置有两个卷针机构，该两卷针机构均转动安装于所述翻转机构上，两所述卷针机构上均设有与其相对轴向移动的插片机构；所述框架上分别设有与两所述卷针机构对应设置的轴向驱动机构，所述轴向驱动机构分别驱动对应设置的所述卷针机构及所述插片机构相对于所述翻转机构产生轴向移动操作；该锂电芯卷绕防变形的卷绕装置的运行原理为，其一所述卷针机构在所述轴向驱动机构驱动下轴向移动与所述翻转机构接触后卷绕预定圈数后，所述插片机构在所述轴向驱动机构驱动下轴向伸出所述卷针机构继续卷绕预定圈数后，再经所述轴向驱动机构将所述插片机构缩回后，经所述翻转机构的180度翻转，该卷针机构继续卷绕预定圈数后得到的电芯经所述轴向驱动机构作用脱离所述卷针机构，另一所述卷针机构重复上述运作过程；两所述卷针机构及所述插片机构在所述翻转机构的翻转作用下交替实现卷绕工作过程中进针、卷绕及退针操作的连续进行。
较佳地，所述翻转机构包括转动安装于所述框架上的翻转安装盘、固设于该翻转安装盘上的支架轴、驱动该支架轴相对所述框架转动的第一电机、设于该支架轴一端的轴套安装块和转动安装于该轴套安装块两端且与两所述卷针机构对应设置的两轴套；该结构的设置利于所述卷针机构的卷绕及实现两所述卷针机构的交叉互换。
较佳地，所述卷针机构包括转动连接于所述翻转机构上的卷针套筒、穿过该卷针套筒且相对其运动的卷针安装轴管、安装于该卷针安装轴管一端的卷针、设于该卷针安装轴管另一端的卷针拉块和固设于所述翻转机构上且驱动所述卷针套筒转动的第二电机；该结构的设置实现锂电芯的卷绕操作。
较佳地，所述插片机构包括穿过所述卷针安装轴管且相对其运动的插片安装轴、设于该插片安装轴一端的插片和设于该插片安装轴另一端的插片拉块；该结构的设置可有效的防止锂电芯卷绕过程中的变形。
较佳地，所述轴向驱动机构包括设于所述框架上且对称设置于所述翻转机构两侧的轴向驱动安装板、分别设于两所述轴向驱动安装板上的第一驱动机构、第二驱动机构；所述第一驱动机构及所述第二驱动机构分别作用在位于其对应位置上的所述卷针机构及所述插片机构；该结构的设置实现驱动所述卷针机构及所述插片机构的轴向上的伸缩操作。
较佳地，所述第一驱动机构包括第一卷针驱动组件和第一插片驱动组件；所述第一卷针驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第一气缸及第一滑轨、与所述第一气缸连接且沿所述第一滑轨滑行的第一卷针滑块座和活动设于该第一卷针滑块座的第一卷针安装座和设于该第一卷针安装座上的第一卷针驱动块。
较佳地，所述第一插片驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第二气缸及第二滑轨、与所述第二气缸连接且沿所述第二滑轨滑行的第一插片滑块座和设于该第一插片滑块座上的第一插片驱动块及插片回位组件；所述插片回位组件包括设于所述第一插片滑块座上的插片回位座及第三气缸、与所述第三气缸连接且沿所述插片回位座滑行的插片回位夹块；该结构的设置为所述插片机构提供动力来源，且可实现所述卷针机构第一次卷绕后防止所述插片机构退回时带回所述卷针机构。
较佳地，所述第二驱动机构包括第二卷针驱动组件和第二插片驱动组件；所述第二卷针驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第四气缸及第三滑轨、与所述第四气缸连接且沿所述第三滑轨滑行的第二卷针滑块座和活动设于该第二卷针滑块座上的第二卷针驱动卡块。
较佳地，所述第二插片驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第五气缸及第四滑轨、与所述第五气缸连接且沿所述第四滑轨滑行的第二插片滑块座和设于该第二插片滑块座上的第二插片驱动卡块。
本实用新型的有益效果为：本实用新型采用对称设置的两个卷针机构的设计，在翻转机构的作用下，实现了锂电池电芯卷绕过程中的进针、卷绕、退针、落料操作等全自动化连续进行，不仅提高了卷绕过程中的效率及质量；另外在卷针机构上设有插片机构，实现了在方形锂电芯卷绕过程中，在卷绕指定圈数后自动插入插片，卷完后自动抽走插片的功能，使得在方形锂电芯内部留下插片大小的空间，而这个空间可以吸收后工序中锂电芯内部的变形量，从而有效解决卷绕过程中出现的鼓包变形等情况。
附图说明
图1为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置立体结构示意图；
图2为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置翻转机构结构示意图；
图3为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置卷针机构结构示意图；
图4为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置插片机构结构示意图；
图5为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置轴向驱动机构示意图；
图6为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置第一驱动机构示意图；
图7为本实用新型所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置第二驱动机构示意图；
附图标记说明：100-框架、200-翻转机构、201-翻转安装盘、202-支架轴、203-第一电机、204-轴套安装块、205-轴套、300-卷针机构、301-卷针套筒、302-卷针安装轴管、303-卷针、304-卷针拉块、305-第二电机、400-插片机构、401-插片安装轴、402-插片、403-插片拉块、500-轴向驱动机构、510-轴向驱动安装板、520-第一驱动机构、530-第二驱动机构、540-第一卷针驱动组件、541-第一气缸、542-第一滑轨、543-第一卷针滑块座、544-第一卷针安装座、545-第一卷针驱动块、550-第一插片驱动组件、551-第二气缸、552-第二滑轨、553-第一插片滑块座、554-第一插片驱动块、555-插片回位组件、556-插片回位座、557-第三气缸、558-插片回位夹块、560-第二卷针驱动组件、561-第四气缸、562-第三滑轨、563-第二卷针滑块座、564-第二卷针驱动卡块、570-第二插片驱动组件、571-第五气缸、572-第四滑轨、573-第二插片滑块座、574-第二插片驱动卡块。
具体实施方式
为了使本实用新型的发明目的，技术方案及技术效果更加清楚明白，下面结合具体实施方式对本实用新型做进一步的说明。应理解，此处所描述的具体实施例，仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
参照图1所示，一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，包括一框架100和转动安装于该框架上的翻转机构200；较佳地，所述翻转机构200上对称设置有两个卷针机构300，该两卷针机构均转动安装于所述翻转机构200上，两所述卷针机构300上均设有与其相对轴向移动的插片机构400；所述框架100上分别设有与两所述卷针机构300对应设置的轴向驱动机构500，所述轴向驱动机构500分别驱动对应设置的所述卷针机构300及所述插片机构400相对于所述翻转机构200产生轴向移动操作；该锂电芯卷绕防变形的卷绕装置的运行原理为：其一所述卷针机构300在所述轴向驱动机构500驱动下轴向移动与所述翻转机构200接触后卷绕预定圈数后，所述插片机构300在所述轴向驱动机构500驱动下轴向伸出所述卷针机构300继续卷绕预定圈数后，再经所述轴向驱动机构500将所述插片机构400缩回后，经所述翻转机构200的180度翻转，该卷针机构继续卷绕预定圈数后得到的电芯经所述轴向驱动机构500作用脱离所述卷针机构300，另一所述卷针机构300重复上述运作过程；两所述卷针机构300及所述插片机构400在所述翻转机构200的翻转作用下交替实现了锂电池电芯卷绕过程中的进针、卷绕、退针、落料操作等全自动化连续进行，不仅提高了卷绕过程中的效率及质量；另外在所述卷针机构300上设有插片机构400，实现了在方形锂电芯卷绕过程中，在卷绕指定圈数后自动插入插片，卷完后自动抽走插片的功能，使得在方形锂电芯内部留下插片大小的空间，而这个空间可以吸收后工序中锂电芯内部的变形量，从而有效解决卷绕过程中出现的鼓包变形等情况。
参看图2所示，所述翻转机构200包括转动安装于所述框架100上的翻转安装盘201、固设于该翻转安装盘上的支架轴202、驱动该支架轴相对所述框架100转动的第一电机203、设于该支架轴一端的轴套安装块2004和转动安装于该轴套安装块两端且与两所述卷针机构300对应设置的两轴套205；其具体实施过程中，所述第一电机203通过皮带、齿轮或链条的传动方式驱动所述支架轴202相对于所述翻转安装盘201转动，使得两所述轴套205也随之转动，该结构的设置一方面利于所述卷针机构300的卷绕及实现两所述卷针机构300的交叉互换。
参看图3所示，所述卷针机构300包括转动连接于所述翻转机构200上的卷针套筒、穿过该卷针套筒且相对其运动的卷针安装轴管302、安装于该卷针安装轴管一端的卷针303、设于该该卷针安装轴管另一端的卷针拉块304和固设于所述翻转机构200上且驱动所述卷针套筒301转动的第二电机305；实施例中，所述卷针套筒301与所述卷针安装轴管302之间通过销键实现同步转动效果，其具体的运作过程为，所述第二电机305通过皮带或者链条的传动方式驱动所述卷针安装轴管302转动，带动所述卷针303随之转动实现对方形锂电芯的卷绕操作。
参看图4所示，所述插片机构400包括穿过所述卷针安装轴管302且相对其运动的插片安装轴401、设于该插片安装轴一端的插片402和设于该插片安装轴另一端的插片拉块403；实施例中，所述插片安装轴401与所述卷针安装轴管302通过销键实现同步转动效果，其具体的运作过程中，所述插片拉块403在所述轴向驱动机构500的作用下，带动所述插片402相对于所述卷针机构300进行伸缩运动；方形锂电芯缠绕过程中，增设所述插片机构400，在卷绕指定圈数后自动插入所述插片402，卷完后自动抽走所述插片402的功能，使得在方形锂电芯内部留下插片大小的空间，而这个空间可以吸收后工序中锂电芯内部的变形量，从而有效解决卷绕过程中出现的鼓包变形等情况。
参看图5所示，所述轴向驱动机构500包括设于所述框架100上且对称设置于所述翻转机构200两侧的轴向驱动安装板510、分别设于两所述轴向驱动安装板510上的第一驱动机构520、第二驱动机构530；所述第一驱动机构520及所述第二驱动机构530分别作用在位于其对应位置上的所述卷针机构300及所述插片机构400；该结构的设置实现驱动所述卷针机构300及所述插片机构400的轴向上相对于所述翻转机构200做伸缩操作。
参看图6所示，所述第一驱动机构520包括第一卷针驱动组件540和第一插片驱动组件550；所述第一卷针驱动组件540包括设于所述轴向驱动安装板510上的第一气缸541及第一滑轨542、与所述第一气缸541连接且沿所述第一滑轨542滑行的第一卷针滑块座543和活动设于该第一卷针滑块座的第一卷针安装座544和设于该第一卷针安装座上的第一卷针驱动块545；其具体的运作过程为，所述第一气缸541驱动所述第一卷针滑块座543沿着所述第一滑轨542滑行，从而带动所述第一卷针驱动块545作用在所述卷针拉块304上实现对所述卷针303相对于所述翻转机构200伸出并顶在所述轴套205上，增加了方形锂电池卷绕过程中的稳定性。
进一步地，所述第一插片驱动组件550包括设于所述轴向驱动安装板510上的第二气缸551及第二滑轨552、与所述第二气缸551连接且沿所述第二滑轨552滑行的第一插片滑块座553和设于该第一插片滑块座上的第一插片驱动块554及插片回位组件555；所述插片回位组件555包括设于所述第一插片滑块座553上的插片回位座556及第三气缸557、与所述第三气缸557连接且沿所述插片回位座556滑行的插片回位夹块558；其具体的运作过程中，当所述卷针302卷绕预定圈数后，所述第二气缸551驱动所述第一插片滑块座553沿着所述第二滑轨552滑行，使得所述第一插片驱动块554驱动所述插片402伸出所述卷针机构300，使得所述插片402插入方形锂电池电芯中；另外，在所述卷针机构300卷绕至规定圈数后，所述第三气缸557驱动所述插片回位夹块558伸入所述插片拉块403的一端，此时所述插片回位夹块558及所述第一插片驱动块545将所述插片拉块403夹在中间后，所述所述第二气缸551驱动所述第一插片滑块座553沿着所述第二滑轨552滑行退回原位，且可实现所述卷针机构300第一次卷绕后防止所述插片机构400退回时带回所述卷针机构300。
参看图7所示，所述第二驱动机530构包括第二卷针驱动组件560和第二插片驱动组件570；所述第二卷针驱动组件560包括设于所述轴向驱动安装板510上的第四气缸561及第三滑轨562、与所述第四气缸561连接且沿所述第三滑轨562滑行的第二卷针滑块座563和活动设于该第二卷针滑块座上的第二卷针驱动卡块564；其具体原作过程为，已卷绕符合要求圈数的所述卷针机构300经所述翻转机构200的翻转180度后，所述第一卷针驱动块545正好卡入所述第二卷针驱动卡块564内，所述卷针机构300继续卷绕一定的圈数后，所述第四气缸561驱动所述第二卷针滑块座563沿着所述第三滑轨562滑行，带动所述第二卷针驱动卡块564带动所述卷针303缩回原位，从而将卷绕好的方形电芯从该装置上脱料。
进一步地，所述第二插片驱动组件570包括设于所述轴向驱动安装板510上的第五气缸571及第四滑轨572、与所述第五气缸571连接且沿所述第四滑轨572滑行的第二插片滑块座573和设于该第二插片滑块座上的第二插片驱动卡块574；其具体的运作过程为，已卷绕符合要求圈数的所述卷针机构300经所述翻转机构200的翻转180度后，所述第一插片驱动块554正好卡入所述第二插片驱动卡块574内，所述第五气缸571驱动所述第二插片滑块573座沿着所述第四滑轨572滑行，带动所述第二插片驱动卡块574带动所述插片402回到原位，便于下一次操作的顺畅进行。
本实用新型的工作原理为：所述第一气缸541驱动所述第一卷针驱动块545作用在所述卷针拉块304上实现对所述卷针303相对于所述翻转机构200伸出并顶在所述轴套205上，所述第二电机305通过皮带或者链条的传动方式驱动所述卷针安装轴管302转动带动所述卷针303转动实现对方形锂电芯的卷绕操作；当所述卷针303卷绕预定圈数后，所述第二气缸551驱动所述第一插片驱动块554驱动所述插片402伸出所述卷针机构300，使得所述插片402插入方形锂电池电芯中继续卷绕至规定圈数后，所述第三气缸557驱动所述插片回位夹块558伸入所述插片拉块403的一端，此时所述插片回位夹块558及所述第一插片驱动块554将所述插片拉块403夹在中间后，所述所述第二气缸551驱动所述第一插片滑块座553沿着所述第二滑轨552滑行退回原位；已卷绕符合要求圈数的所述卷针机构300经所述翻转机构200的翻转180度后实现两所述卷针机构300的交叉互换，此时，所述第一卷针驱动块545正好卡入所述第二卷针驱动卡块564内，所述第一插片驱动块554正好卡入所述第二插片驱动卡块574内，所述卷针机构300继续卷绕一定的圈数后，所述第四气缸561驱动所述第二卷针驱动卡块564带动所述卷针303缩回原位，从而将卷绕好的方形电芯从该装置上脱料，另外，所述第五气缸571驱动所述第二插片滑块座573沿着所述第四滑轨572滑行，带动所述第二插片驱动卡块574带动所述插片402回到原位，便于下一次操作的顺畅进行。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。
Claims (9)
1.一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，包括一框架和转动安装于该框架上的翻转机构；其特征在于：所述翻转机构上对称设置有两个卷针机构，该两卷针机构均转动安装于所述翻转机构上，两所述卷针机构上均设有与其相对轴向移动的插片机构；所述框架上分别设有与两所述卷针机构对应设置的轴向驱动机构，所述轴向驱动机构分别驱动对应设置的所述卷针机构及所述插片机构相对于所述翻转机构产生轴向移动操作。
2.如权利要求1所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述翻转机构包括转动安装于所述框架上的翻转安装盘、固设于该翻转安装盘上的支架轴、驱动该支架轴相对所述框架转动的第一电机、设于该支架轴一端的轴套安装块和转动安装于该轴套安装块两端且与两所述卷针机构对应设置的两轴套。
3.如权利要求1所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述卷针机构包括转动连接于所述翻转机构上的卷针套筒、穿过该卷针套筒且相对其运动的卷针安装轴管、安装于该卷针安装轴管一端的卷针、设于该卷针安装轴管另一端的卷针拉块和固设于所述翻转机构上且驱动所述卷针套筒转动的第二电机。
4.如权利要求3所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述插片机构包括穿过所述卷针安装轴管且相对其运动的插片安装轴、设于该插片安装轴一端的插片和设于该插片安装轴另一端的插片拉块。
5.如权利要求1所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述轴向驱动机构包括设于所述框架上且对称设置于所述翻转机构两侧的轴向驱动安装板、分别设于两所述轴向驱动安装板上的第一驱动机构、第二驱动机构；所述第一驱动机构及所述第二驱动机构分别作用在位于其对应位置上的所述卷针机构及所述插片机构。
6.如权利要求5所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一卷针驱动组件和第一插片驱动组件；所述第一卷针驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第一气缸及第一滑轨、与所述第一气缸连接且沿所述第一滑轨滑行的第一卷针滑块座和活动设于该第一卷针滑块座的第一卷针安装座和设于该第一卷针安装座上的第一卷针驱动块。
7.如权利要求6所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述第一插片驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第二气缸及第二滑轨、与所述第二气缸连接且沿所述第二滑轨滑行的第一插片滑块座和设于该第一插片滑块座上的第一插片驱动块及插片回位组件；所述插片回位组件包括设于所述第一插片滑块座上的插片回位座及第三气缸、与所述第三气缸连接且沿所述插片回位座滑行的插片回位夹块。
8.如权利要求5所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述第二驱动机构包括第二卷针驱动组件和第二插片驱动组件；所述第二卷针驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第四气缸及第三滑轨、与所述第四气缸连接且沿所述第三滑轨滑行的第二卷针滑块座和活动设于该第二卷针滑块座上的第二卷针驱动卡块。
9.如权利要求8所述的锂电芯卷绕防变形的卷绕装置，其特征在于：所述第二插片驱动组件包括设于所述轴向驱动安装板上的第五气缸及第四滑轨、与所述第五气缸连接且沿所述第四滑轨滑行的第二插片滑块座和设于该第二插片滑块座上的第二插片驱动卡块。
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|---|---|---|---|
| CN201921253286.9U CN210576290U (zh) | 2019-08-03 | 2019-08-03 | 一种锂电芯卷绕防变形的卷绕装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112820949A (zh) * | 2021-03-02 | 2021-05-18 | 东莞市和明机械有限公司 | 锂电池卷绕机的双插片卷针机构 |
| CN119481340A (zh) * | 2024-11-25 | 2025-02-18 | 东莞市和明机械有限公司 | 电芯卷绕过程实现不停机插片的方法和电芯卷绕设备 |
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2019
- 2019-08-03 CN CN201921253286.9U patent/CN210576290U/zh active Active
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