CN215834569U - 一种控制张力输出的摆臂机构以及卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种控制张力输出的摆臂机构以及卷绕装置，所述摆臂机构包括摆臂机构本体，所述摆臂机构本体装设在基板上，所述摆臂机构本体包括装设在基板上的旋转杆，所述旋转杆上装设有张力支架，并且所述张力支架围绕旋转杆进行旋转，所述张力支架一端装设有至少一个动导轮，另一端装设有用于配重的配重物；所述动导轮上装设有放卷极片，所述放卷极片从动导轮的表面绕过，并且所述动导轮在放卷极片的驱动下旋转；本实用新型可以均匀控制张力大小的输出，使得极片和隔膜具有释放的空间，并且降低电芯内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量。

Description

一种控制张力输出的摆臂机构以及卷绕装置

技术领域

本实用新型涉及卷绕技术领域，特别涉及一种控制张力输出的摆臂机构以及卷绕装置。

背景技术

随着科技的进步，锂电池在各种行业得到广泛使用；尤其在电子产品领域中蓬勃发展，电池性能的稳定和能量密度的认同感得到市场广泛宣传；其中对聚合物锂电池各种类别的电池性能原理的结构设计引目关注。

在锂电池电芯完成卷绕加工工艺时，极片或者隔膜的张力控制对电池电芯卷绕的效果和电芯的质量起着至关重要的作用。张力如果控制不好会导致电芯卷绕过程中因张力不稳定产生电芯逐层错位差异。如果隔膜的张力过大，对卷芯包裹过紧；电芯在充放电过程中，无释放空间，使其极片和隔膜没有收缩位置，从而产生“扭曲S”；厚度回膨；严重影响电芯外观和性能的稳定输出。如果隔膜的张力过小，造成卷芯松弛，将会增大卷芯的体积，降低锂电池的能量密度，影响锂电池内部性能，大大缩短电池的使用寿命。如果隔膜的张力时大时小，表现为极片的一张一弛，不仅引起了锂电池电芯变形，而且大大降低了卷绕出来的电芯成品的整齐度，这也是方型锂离子电池卷绕机成品率低下的主要原因。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种控制张力输出的摆臂机构以及卷绕装置，可以均匀控制张力大小的输出，使得极片和隔膜具有释放的空间，并且降低电芯内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量。

为实现上述目的，本实用新型提供了一种控制张力输出的摆臂机构，包括摆臂机构本体，所述摆臂机构本体装设在基板上，所述摆臂机构本体包括装设在基板上的旋转杆，所述旋转杆上装设有张力支架，并且所述张力支架围绕旋转杆进行旋转，所述张力支架一端装设有至少一个动导轮，另一端装设有用于配重的配重物；所述动导轮上装设有放卷极片，所述放卷极片从动导轮的表面绕过，并且所述动导轮在放卷极片的驱动下旋转。

作为优选的，所述配重物为挂钩砝码；所述张力支架一侧设有至少一个用于悬挂配重物的凹槽。

作为优选的，所述张力支架包括第一张力支架和第二张力支架；所述第一张力支架和第二张力支架之间装设有动导轮，所述第一张力支架上设有凹槽。

本实用新型还提供了一种控制张力输出的卷绕装置，包括基板，所述基板装设有第一隔膜卷芯，所述第一隔膜卷芯上方装设有负极极片卷芯，所述负极极片卷芯上方装设有第二隔膜卷芯，所述第二隔膜卷芯上方装设有正极极片卷芯，所述第一隔膜卷芯、负极极片卷芯、第二隔膜卷芯和正极极片卷芯的一端都设有放卷极片，并且所述放卷极片都连接到卷针上进行收卷，所述第一隔膜卷芯和第二隔膜卷芯上的放卷极片都装设在上述所述的一种控制张力输出的摆臂机构上。

作为优选的，所述第一隔膜卷芯、负极极片卷芯、第二隔膜卷芯和正极极片卷芯都放置在放卷轴上，所述放卷轴装设在基板上，并由电机驱动旋转。

作为优选的，所述卷针装设在基板上，并由电机驱动旋转；所述卷针的形状为棱形、椭圆形或者圆形。

作为优选的，所述摆臂机构本体上方装设有若干个第一导轮，所述第一导轮装设在基板上；所述第一隔膜卷芯和第二隔膜卷芯上的放卷极片从第一导轮和摆臂机构本体之间走带，并且所述第一导轮在放卷极片的驱动下旋转；所述放卷极片从第一导轮顶部绕过，并从动导轮底部绕出，绕出的放卷极片连接到卷针上。

作为优选的，所述动导轮和卷针之间还装设有至少一个第二导轮，所述放卷极片从第二导轮底部绕出，所述第二导轮也装设在基板上，并且所述第二导轮在放卷极片的驱动下旋转。

作为优选的，所述负极极片卷芯和正极极片卷芯与卷针之间还装设有至少一个第三导轮，所述放卷极片从第三导轮底部绕出，所述第三导轮也装设在基板上，并且所述第三导轮在放卷极片的驱动下旋转。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型设有旋转杆，所述旋转杆装设有至少一个围绕旋转杆旋转的张力支架，所述张力支架一端装设有至少一个动导轮，另一端装设有用于配重的配重物，并且放卷极片从动导轮的表面绕过，所述放卷极片需要受到动导轮对放卷极片施加的作用力，使得放卷极片具有一定的张力，并使得收卷角速度和放卷角速度相等，同时由于张力支架另一端具有用于配重的配重物，当配重物的重量比动导轮的重量重时，所述张力支架顺时针旋转，将减轻动导轮对放卷极片的作用力；当配重物的重量比动导轮的重量轻时，所述张力支架逆时针旋转，将加重动导轮对放卷极片的作用力；通过调节配重物的重量，对放卷极片的张力进行调节，从而可以均匀控制张力大小的输出，使得在卷针收卷时放卷极片的张力均匀和稳定。

2、本实用新型通过在第一隔膜卷芯和第二隔膜卷芯上的放卷极片上装设有摆臂机构本体，可以均匀控制隔膜张力的大小，使得隔膜均匀覆盖在正极极片和负极极片上，使得极片和隔膜都具有一定的释放空间，并且降低电芯内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型提供的一种控制张力输出的摆臂机构俯视结构示意图；

图2是本实用新型提供的一种控制张力输出的摆臂机构仰视结构示意图；

图3是本实用新型提供的一种控制张力输出的卷绕装置正视图。

在图中包括有：

1-基板、21-放卷轴、23-放卷极片、31-第一导轮、4-摆臂机构本体、5-卷针、41-旋转杆、42-张力支架、43-动导轮、44-配重物、45-凹槽、421-第一张力支架、422-第二张力支架、32-第二导轮、61-第一隔膜卷芯、62-负极极片卷芯、63-第二隔膜卷芯、64-正极极片卷芯、33-第三导轮。

具体实施方式

下面将结合本实用新型本实施方式中的附图，对本实用新型本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本实用新型的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本实用新型中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

请参考图1和图2，本实用新型实施例一提供了一种控制张力输出的摆臂机构。

如图1所示，所述摆臂机构包括摆臂机构本体4，所述摆臂机构本体4装设在基板1上，所述摆臂机构本体4包括装设在基板1上的旋转杆41，所述旋转杆41固定装设在基板1上，并且所述旋转杆41自身不进行旋转，所述旋转杆41上装设有张力支架42，并且所述张力支架42围绕旋转杆41进行旋转，所述张力支架42一端装设有至少一个动导轮43，另一端装设有用于配重的配重物44；在本实施例一中，所述动导轮43的数量为两个，所述动导轮43上装设有放卷极片23，所述放卷极片23依次从每一个动导轮43的表面绕过，并且所述动导轮43在放卷极片23的驱动下旋转。

具体的，由于放卷极片23从动导轮43的表面绕过，所述放卷极片23就会受到动导轮43对放卷极片23的作用力，使得放卷极片23具有一定的张力，并使得收卷角速度和放卷角速度相等，同时由于张力支架42一端具有用于配重的配重物44，当配重物44的重量比动导轮43的重量重时，所述张力支架42顺时针旋转，将减轻动导轮43对放卷极片23的作用力；当配重物44的重量比动导轮43的重量轻时，所述张力支架42逆时针旋转，将加重动导轮43对放卷极片23的作用力；通过调节配重物44的重量，对放卷极片23的张力进行调节，从而可以均匀控制张力大小的输出，使得在卷针5收卷时放卷极片23的张力均匀和稳定。

进一步的，如果收卷角速度和放卷角速度不一致时，所述张力支架42将偏离平衡位置，当收卷角速度大于放卷角速度时，所述张力支架42顺时针偏转，当收卷角速度小于放卷角速度时，所述张力支架42逆时针偏转。

更进一步的，如图2所示，在本实施例一中，所述配重物44为挂钩砝码；并且所述张力支架42一侧设有至少一个用于悬挂配重物44的凹槽45；在其他实施例中，所述配重物还可以是标准重量块，可以悬挂在凹槽45上，也可以套设在张力支架42的端部，加大端部的重量。

如图1所示，所述张力支架42包括第一张力支架421和第二张力支架422；所述第一张力支架421和第二张力支架422之间装设有动导轮43，具体的，所述第一张力支架421上设有凹槽45，进一步的，所述第一张力支架421、第二张力支架422和动导轮43都不装设在基板1上，所以可以围绕旋转杆41偏转，从而调节放卷极片23张力的大小，控制放卷极片23的张力均匀输出。

实施例二

请参考图3，本实用新型实施例二提供了一种控制张力输出的卷绕装置。

如图3所示，所述卷绕装置，包括基板1，所述基板1上装设有第一隔膜卷芯61、负极极片卷芯62、第二隔膜卷芯63和正极极片卷芯64，并且所述第一隔膜卷芯61、负极极片卷芯62、第二隔膜卷芯63和正极极片卷芯64都放置在放卷轴21上，所述放卷轴21装设在基板1上，并由电机驱动旋转。

如图3所示，所述第一隔膜卷芯61、负极极片卷芯62、第二隔膜卷芯63和正极极片卷芯64从下到上依次排列，所述第一隔膜卷芯61、负极极片卷芯62、第二隔膜卷芯63和正极极片卷芯64的一端都设有放卷极片23，并且所述放卷极片23都连接到卷针5上进行收卷，所述第一隔膜卷芯61和第二隔膜卷芯63上的放卷极片23都装设在实施例一所述的一种控制张力输出的摆臂机构上。

进一步的，本实用新型通过在第一隔膜卷芯61和第二隔膜卷芯63上的放卷极片23上装设有摆臂机构本体4，就可以均匀控制卷针5收卷时，隔膜张力的大小，使得隔膜均匀覆盖在正极极片和负极极片上，使得极片和隔膜都具有一定的释放空间，并且降低电芯内部缺陷，有效提高锂电池的生产效率和生产质量。

如图3所示，所述卷针5装设在基板1上，并由电机驱动旋转；所述卷针5的形状为棱形、椭圆形或者圆形，一般情况下，所述卷针5越圆，极片贴合度越好，但是圆形的卷针5使得极片上的极耳翻折严重，可以根据实际生产情况进行选择。

如图3所示，所述摆臂机构本体4上方装设有若干个第一导轮31，在本实施例二中，所述第一导轮31的数量为三个，可以根据实际情况进行选择，所述第一导轮31装设在基板1上；所述第一隔膜卷芯61和第二隔膜卷芯63上的放卷极片23从第一导轮31和摆臂机构本体4之间走带，并且所述第一导轮31在放卷极片23的驱动下旋转；所述放卷极片23从第一导轮31顶部绕过，并从动导轮43底部绕出，绕出的放卷极片23连接到卷针5上。

进一步的，为了保证从动导轮43底部绕出的放卷极片23更加稳定的连接到卷针5上，所述动导轮43和卷针5之间还装设有至少一个第二导轮32，所述放卷极片23从第二导轮32底部绕出，所述第二导轮32也装设在基板1上，并且所述第二导轮32在放卷极片23的驱动下旋转。

同理，为了保证所述负极极片卷芯62和正极极片卷芯64的放卷极片23更加稳定的连接到卷针5上，所述负极极片卷芯62和正极极片卷芯64与卷针5之间还装设有至少一个第三导轮33，所述放卷极片23从第三导轮33底部绕出，所述第三导轮33也装设在基板1上，并且所述第三导轮33在放卷极片23的驱动下旋转。

所述卷绕装置的使用过程：首先，将所述第一隔膜卷芯61、负极极片卷芯62、第二隔膜卷芯63和正极极片卷芯64都放置在放卷轴21上；其次，将所述第一隔膜卷芯61和第二隔膜卷芯63的放卷极片23都连接到卷针5上进行收卷；再次，将负极极片卷芯62的放卷极片23插入到两隔膜正中间位置，将插入的负极极片预卷半周；最后，调整正极极片卷芯64的位置，将正极极片插入到负极极片的正中间位置，保证正极极片和负极极片卷绕后，负极极片的活性物质涂覆区包覆正极极片的活性物质涂覆区；确保制作出的卷芯对位位置正确，不存在偏位的问题，本实用新型有利于提高卷绕装置的生产效率和良品率，达到平衡和一致性的输出。

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种控制张力输出的摆臂机构，其特征在于，包括摆臂机构本体(4)，所述摆臂机构本体(4)装设在基板(1)上，所述摆臂机构本体(4)包括装设在基板(1)上的旋转杆(41)，所述旋转杆(41)上装设有张力支架(42)，并且所述张力支架(42)围绕旋转杆(41)进行旋转，所述张力支架(42)一端装设有至少一个动导轮(43)，另一端装设有用于配重的配重物(44)；所述动导轮(43)上装设有放卷极片(23)，所述放卷极片(23)从动导轮(43)的表面绕过，并且所述动导轮(43)在放卷极片(23)的驱动下旋转。

2.根据权利要求1所述的一种控制张力输出的摆臂机构，其特征在于，所述配重物(44)为挂钩砝码；所述张力支架(42)一侧设有至少一个用于悬挂配重物(44)的凹槽(45)。

3.根据权利要求2所述的一种控制张力输出的摆臂机构，其特征在于，所述张力支架(42)包括第一张力支架(421)和第二张力支架(422)；所述第一张力支架(421)和第二张力支架(422)之间装设有动导轮(43)，所述第一张力支架(421)上设有凹槽(45)。

4.一种控制张力输出的卷绕装置，其特征在于，包括基板(1)，所述基板(1)装设有第一隔膜卷芯(61)，所述第一隔膜卷芯(61)上方装设有负极极片卷芯(62)，所述负极极片卷芯(62)上方装设有第二隔膜卷芯(63)，所述第二隔膜卷芯(63)上方装设有正极极片卷芯(64)，所述第一隔膜卷芯(61)、负极极片卷芯(62)、第二隔膜卷芯(63)和正极极片卷芯(64)的一端都设有放卷极片(23)，并且所述放卷极片(23)都连接到卷针(5)上进行收卷，所述第一隔膜卷芯(61)和第二隔膜卷芯(63)上的放卷极片(23)都装设在如权利要求1至3任意一项所述的一种控制张力输出的摆臂机构上。

5.根据权利要求4所述的一种控制张力输出的卷绕装置，其特征在于，所述第一隔膜卷芯(61)、负极极片卷芯(62)、第二隔膜卷芯(63)和正极极片卷芯(64)都放置在放卷轴(21)上，所述放卷轴(21)装设在基板(1)上，并由电机驱动旋转。

6.根据权利要求4所述的一种控制张力输出的卷绕装置，其特征在于，所述卷针(5)装设在基板(1)上，并由电机驱动旋转；所述卷针(5)的形状为棱形、椭圆形或者圆形。

7.根据权利要求4所述的一种控制张力输出的卷绕装置，其特征在于，所述摆臂机构本体(4)上方装设有若干个第一导轮(31)，所述第一导轮(31)装设在基板(1)上；所述第一隔膜卷芯(61)和第二隔膜卷芯(63)上的放卷极片(23)从第一导轮(31)和摆臂机构本体(4)之间走带，并且所述第一导轮(31)在放卷极片(23)的驱动下旋转；所述放卷极片(23)从第一导轮(31)顶部绕过，并从动导轮(43)底部绕出，绕出的放卷极片(23)连接到卷针(5)上。

8.根据权利要求7所述的一种控制张力输出的卷绕装置，其特征在于，所述动导轮(43)和卷针(5)之间还装设有至少一个第二导轮(32)，所述放卷极片(23)从第二导轮(32)底部绕出，所述第二导轮(32)也装设在基板(1)上，并且所述第二导轮(32)在放卷极片(23)的驱动下旋转。

9.根据权利要求4所述的一种控制张力输出的卷绕装置，其特征在于，所述负极极片卷芯(62)和正极极片卷芯(64)与卷针(5)之间还装设有至少一个第三导轮(33)，所述放卷极片(23)从第三导轮(33)底部绕出，所述第三导轮(33)也装设在基板(1)上，并且所述第三导轮(33)在放卷极片(23)的驱动下旋转。

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