CN212277244U - 一种锂电池电芯检测机构及卷绕机 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种锂电池电芯检测机构及卷绕机，涉及锂电池加工技术领域。锂电池电芯检测机构包括安装座、卷芯装置、动力装置及感应装置，卷芯装置用于锂电池的电芯卷绕加工，动力装置设置在安装座上，动力装置用于驱动卷芯装置执行伸缩动作，感应装置设置在卷芯装置和动力装置之间。卷绕机包括锂电池电芯检测机构，其中，卷芯装置在对锂电池的电芯卷绕加工时，感应装置可以在线实时检测卷芯装置执行伸缩动作时的受力情况，根据卷芯装置执行伸缩动作时的受力变化判断电芯的品质，进而，及时发现电芯品质是否达到标准，检测效率高，检测效果好，且结构简单，成本低。

Description

一种锂电池电芯检测机构及卷绕机

技术领域

本申请涉及锂电池加工技术领域，尤其涉及一种锂电池电芯检测机构及卷绕机。

背景技术

电芯卷绕工艺是锂电池电芯制作主要工艺之一，一般的电芯卷绕工艺包括卷针插针、错针夹紧隔膜，带动极片一起卷绕，卷绕结束收尾贴胶后，卷针抽针下料。

但是在卷针执行插针和抽针动作过程中，尤其是对于小直径、且高度大的圆柱电芯，由于卷针直径小，且长度长，在插针时容易戳破隔膜；另外由于电芯内径与卷针外径相等，且卷针错针空间小，在摩擦力和静电作用下，极易在抽针时带出电芯内层材料，直接影响到电芯的品质。

为了提高电芯品质，现有的对电芯的检测一般通过视觉系统或红外传感器在线对电芯进行检测；其中，视觉系统成本高，而现有的红外传感器检测也只有在电芯内层材料被带出时才能检测到，具有局限性。

实用新型内容

为克服现技术中存在的不足，本申请的第一目的在于提供一种锂电池电芯检测机构，可以对电芯在线进行实时检测，检测效果好，而且结构简单，成本低。

为克服现技术中存在的不足，本申请的第二目的在于提供一种卷绕机，包括上述第一目的提供的锂电池电芯检测机构，实现了电芯的实时检测，检测效果好，而且结构简单，成本低。

为达上述第一目的，本申请提供的一种锂电池电芯检测机构，包括安装座、卷芯装置、动力装置及感应装置；

所述卷芯装置用于锂电池的电芯卷绕加工；

所述动力装置设置在所述安装座上，所述动力装置用于驱动所述卷芯装置执行伸缩动作；

所述感应装置设置在所述卷芯装置和所述动力装置之间，用于对所述卷芯装置执行伸缩动作时的受力情况进行实时检测。

在一种可行的实施方式中，所述感应装置包括力传感器，用于检测所述卷芯装置执行伸缩动作时受到的阻力。

在一种可行的实施方式中，所述安装座上还设有滑动组件，所述卷芯装置安装所述滑动组件上，所述感应装置设置在所述动力装置和所述滑动组件之间。

在一种可行的实施方式中，所述安装座上还设有滑动组件，所述动力装置的输出端安装在所述滑动组件上，所述感应装置设置在所述滑动组件和所述卷芯装置之间。

在一种可行的实施方式中，所述动力装置包括油缸、气缸、丝杠电机或直线电机中的一种。

在一种可行的实施方式中，所述卷芯装置包括驱动机构及卷针，所述卷针安装在所述驱动机构的输出端，所述驱动机构远离所述卷针的一端与所述感应装置连接。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述卷针包括上针部及下针部，所述上针部和所述下针部之间间隔预定距离，所述上针部相对所述下针部运动，或者所述下针部相对所述上针部运动。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述锂电池电芯检测机构还包括控制装置，所述控制装置电连接所述感应装置，用于对所述感应装置检测的数据进行实时处理。

在一种可行的实施方式中，进一步的，所述控制装置包括PLC控制器或工控机中的一种。

为达上述第二目的，本申请提供的一种卷绕机，包括上述第一目的提供的锂电池电芯检测机构。

相比现有技术，本申请的有益效果：

本申请提供的一种锂电池电芯检测机构，包括安装座、卷芯装置、动力装置及感应装置，卷芯装置用于锂电池的电芯卷绕加工，动力装置设置在安装座上，动力装置用于驱动卷芯装置执行伸缩动作，感应装置设置在卷芯装置和动力装置之间，卷芯装置在对锂电池的电芯卷绕加工时，感应装置可以在线实时检测卷芯装置执行伸缩动作时的受力情况，根据卷芯装置执行伸缩动作时的受力变化判断电芯的品质，进而，及时发现电芯品质是否达到标准，检测效率高，检测效果好，且结构简单，成本低。

本申请提供的一种卷绕及机，包括上述提供的锂电池电芯检测机构，锂电池电芯检测机构通过感应装置可以在线实时检测卷芯装置执行伸缩动作时的受力情况，根据卷芯装置执行伸缩动作时的受力变化判断电芯的品质，进而，及时发现电芯品质是否达到标准，检测效率高，检测效果好，且结构简单，成本低。

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示出了本申请实施例提供的第一种锂电池电芯检测机构的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提供的第二种锂电池电芯检测机构的结构示意图；

图3示出了本申请实施例提供的第三种锂电池电芯检测机构的结构示意图；

图4示出了图1中A处的局部放大示意图。

主要元件符号说明：

1-安装座；2-感应装置；3-动力装置；30-气缸；300-缸体；301-活塞杆；3a-连接板；4-连接座；5-卷芯装置；50-卷针；500-上针部；501-下针部；51-驱动机构；6-滑动组件；60-滑动轨道；61-滑动座。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供一种锂电池电芯检测机构，用于实现锂电池的电芯卷绕加工时对电芯的品质进行在线实时检测。

在本实施例中，锂电池电芯检测机构，包括安装座1、卷芯装置5、动力装置3及感应装置2。其中，卷芯装置5用于锂电池的电芯卷绕加工，动力装置3设置在安装座1上，感应装置2设置在卷芯装置5和动力装置3之间，动力装置3用于驱动卷芯装置5执行伸缩动作，因感应装置2设置在卷芯装置5和动力装置3之间，所以感应装置2会跟随卷芯装置5一起运动。

当卷芯装置5执行伸缩动作受力发生变化时，感应装置2可以第一时间获取到受力变化的大小，即实现卷芯装置5执行伸缩动作时的受力情况的在线实时检测。

上述，动力装置3用于实现直线方向的往复运动，以通过执行直线方向的往复运动驱动卷芯装置5执行伸缩动作。

在一些具体的实施例中，动力装置3可以选择油缸、气缸30、丝杠电机或直线电机等，以上列举的油缸、气缸30、丝杠电机或直线电机都能输出直线方向的往复运动，因此，还可以是其它可以输出直线方向的往复运动的装置。

在本实施例中，选择气缸30作为驱动卷芯装置5执行伸缩的动力装置3，其中，气缸30包括缸体300和活塞杆301，活塞杆301可相对缸体300伸缩，缸体300通过连接板3a安装在安装座1的一侧。

进一步的，连接板3a设置在缸体300靠近活塞杆301的一端，这样可以平衡气缸30，避免活塞杆301伸缩过程中出现晃动，进一步保证运动的平稳性。

在一些具体的实施例中，连接板3a与安装座1为可拆卸连接，如螺栓、螺钉连接的。

当然，在另一些具体的实施例中，连接板3a与安装座1通过焊接的方式进行连接。

再结合参阅图4，上述，卷芯装置5包括驱动机构51及卷针50，驱动机构51包括输出端和固定端，卷针50安装在驱动机构51的输出端，驱动机构51远离所述卷针50的一端的固定端与活塞杆301之间设置有感应装置2。

可以理解的，感应装置2一端用于连接活塞杆301，另一端用于连接驱动机构51的固定端。其中，活塞杆301伸缩时会带动感应装置2、驱动机构51及卷针50一起伸缩，即，通过气缸30驱动卷芯装置5执行伸缩动作。

进一步的，为了确保卷芯装置5在执行伸缩动作时更平稳，减少加工误差。因此，在本实施例中，安装座1上还设有滑动组件6，滑动组件6包括滑动轨道60及滑动座61，其中，滑动轨道60安装在安装座1上，且滑动轨道60沿气缸30活塞杆301伸缩的方向布置，该伸缩方向即卷芯装置5的伸缩方向，滑动座61滑动安装在滑动轨道60上。

在本实施例中，感应装置2设置在滑动组件6和气缸30之间，具体的，感应装置2一端安装在滑动座61上，另一端安装在滑动座61上，滑动座61远离感应装置2的一端与驱动机构51的固定端连接。

在一些具体的实施例中，驱动机构51与滑动座61之间还设置有一连接座4，驱动机构51的固定端与连接座4为可拆卸的安装，这样可以方便驱动机构51拆装和维护。

当然，感应装置2还可以这样设置，即，感应装置2一端与连接座4连接，另一端安装在滑动座61上。

进一步的，连接座4与滑动座61可以为焊接或螺栓固定连接。

在本实施例中，感应装置2采用的是力传感器，该力传感器可以实现所述卷芯装置5执行伸缩动作时受到的阻力的大小进行在线实时检测。通过阻力的大小判断卷芯装置5执行伸缩动作是否为正常，当检测的阻力值超出正常范围值时，则可判断电芯品质不良。

在一些具体的实施例中，力传感器包括拉力压力传感器或者力敏传感器等，可以同时对拉力和压力进行检测。

当然，可以理解的，在另一些具体的实施例中，感应装置2采用的是拉力传感器或压力传感器，由此，感应装置2单独测得拉力或者单独测得压力的变化。

进一步的，锂电池电芯检测机构还包括控制装置(图未示)，控制装置电连接感应装置2设置，用于对感应装置2检测的数据进行实时处理。可以理解的，控制装置获取感应装置2检测的实时数据，通过分析卷芯装置5执行伸缩动作时阻力的变化曲线实时判断电芯品质是否良好，阻力值超出正常范围值时，则可判断电芯品质不良。

在一些具体的实施例中，控制装置包括PLC控制器或工控机中的一种。

在本实施例中，卷针50是电芯制作中的关键部件，卷针50具有伸出、夹持、收缩、旋转等运动，其中，卷针50的伸出和收缩动作由气缸30进行驱动，卷针50的夹持和旋转动作由驱动机构51进行驱动。

当气缸30驱动卷针50执行伸出动作时，卷针50插入待卷绕的电芯中，即，定义为插针。当气缸30驱动卷针50执行收缩动作时，卷针50则抽出电芯中，即，定义为抽针。

进一步的，如图4所示，卷针50包括有上针部500及下针部501，上针部500和下针部501相对设置，且上针部500和下针部501之间间隔预定距离，在驱动机构51的驱动下，上针部500和下针部501至少其一可以相对另一个运动。换而言之，上针部500活动，下针部501固定，其中，上针部500相对下针部501运动；或者，上针部500固定，下针部501活动，其中，下针部501相对上针部500运动。

上述的上针部500相对下针部501运动或下针部501相对上针部500运动均可实现夹持待卷绕的电芯。

在一些具体的实施例中，上针部500相对下针部501运动包括上针部500靠近或者远离下针部501运动；或者，上针部500在平行下针部501的方向运动，即，可理解为错针。

在一些具体的实施例中，下针部501相对上针部500运动包括下针部501靠近或者远离上针部500运动；或者，下针部501在平行上针部500的方向运动，即，可理解为错针。

可以理解的，电芯是由阴阳两极片设置在隔膜上通过卷绕装置卷绕在一起。其制作工艺包括：

第一步，准备电芯材料；

第二步，卷针50执行插针动作，即，将隔膜置于上针部500和下针部501之间；

第三步，卷针50执行夹持动作，夹紧隔膜；

第四步，卷针50执行旋转动作，开始卷绕电芯；

第五步，电芯卷绕完成，对电芯进行收尾贴胶；

第六步，卷针50执行抽针动作，卷针50抽出电芯外并复原。

以上由第二步至第六步进行循环，以实现持续生产。

其中，卷针50在执行插针动作戳破隔膜时，卷针50就会受到阻力，该阻力以压力的形式传递给感应装置2，感应装置2可以在卷针50执行插针动作时及时检测到该压力，控制装置根据该压力判断卷针50已戳破隔膜，则停机检测，避免后续加工后再进行检查，进而减少了材料上的浪费。

其中，卷针50在执行抽针动作时，因隔膜与卷针50之前存在摩擦力和静电作用，抽针时卷针50会受到一定的阻力，该阻力以拉力的形式传递至感应装置2，当该阻力超出正常抽针时卷针50所受到的阻力时，即感应装置2检测到该拉力异常，控制装置根据异常拉力判断卷针50已带出了电芯的内层隔膜材料，则停机检测，避免后续加工后再进行检查，进而减少了材料上的浪费。

由上，本实施例提供的锂电池电芯检测机构，实现了在线实时检测卷芯装置5执行伸缩动作时的受力情况，控制装置根据卷芯装置5执行伸缩动作时的受力变化判断电芯的品质，进而，及时发现电芯品质是否达到标准，检测效率高，检测效果好，减少材料的浪费。

另外，本实施例提供的锂电池电芯检测机构结构简单，成本低。

实施例二

请参阅图2，本实施例提供的一种锂电池电芯检测机构，是在实施例一的基础上做的改进，相比实施例一，主要区别在于：

在本实施例中，感应装置2设置在滑动组件6与卷芯装置5之间，具体的，感应装置2一端安装在滑动座61上，另一端与安装驱动机构51连接座4连接。

请参阅图3，在一些具体的实施例中，感应装置2还可以设置在连接座4与驱动机构51的固定端之间。

实施例三

请参阅图1-图4，本实施例提供一种卷绕机，用于锂电池电芯的制造，卷绕机包括上述实施例一或实施例二提供的锂电池电芯检测机构。

进一步的，卷绕机还包括机架(图未示)，锂电池电芯检测机构中的安装座1安装在机架上。

本实施例提供的卷绕机，通过锂电池电芯检测机构中的感应装置2可以在线实时检测卷芯装置5执行伸缩动作时的受力情况，根据卷芯装置5执行伸缩动作时的受力变化判断电芯的品质，进而，及时发现电芯品质是否达到标准，检测效率高，检测效果好，且结构简单，成本低。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种锂电池电芯检测机构，其特征在于，包括安装座、卷芯装置、动力装置及感应装置；

所述卷芯装置用于锂电池的电芯卷绕加工；

所述动力装置设置在所述安装座上，所述动力装置用于驱动所述卷芯装置执行伸缩动作；

所述感应装置设置在所述卷芯装置和所述动力装置之间，用于对所述卷芯装置执行伸缩动作时的受力情况进行实时检测。

2.根据权利要求1所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述感应装置包括力传感器，用于检测所述卷芯装置执行伸缩动作时受到的阻力。

3.根据权利要求1所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述安装座上还设有滑动组件，所述卷芯装置安装所述滑动组件上，所述感应装置设置在所述动力装置和所述滑动组件之间。

4.根据权利要求1所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述安装座上还设有滑动组件，所述动力装置的输出端安装在所述滑动组件上，所述感应装置设置在所述滑动组件和所述卷芯装置之间。

5.根据权利要求1所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述动力装置包括油缸、气缸、丝杠电机或直线电机中的一种。

6.根据权利要求1所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述卷芯装置包括驱动机构及卷针，所述卷针安装在所述驱动机构的输出端，所述驱动机构远离所述卷针的一端与所述感应装置连接。

7.根据权利要求6所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述卷针包括上针部及下针部，所述上针部和所述下针部之间间隔预定距离，所述上针部相对所述下针部运动，或者所述下针部相对所述上针部运动。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述锂电池电芯检测机构还包括控制装置，所述控制装置电连接所述感应装置，用于对所述感应装置检测的数据进行实时处理。

9.根据权利要求8所述的锂电池电芯检测机构，其特征在于，所述控制装置包括PLC控制器或工控机中的一种。

10.一种卷绕机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的锂电池电芯检测机构。

Images