CN217589058U - 一种电芯卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电芯卷绕设备，涉及电池生产设备技术领域；包括第一放卷装置及第二放卷装置，分别用于提供正极片料带及负极片料带；第一隔膜供料装置及第二隔膜供料装置，分别用于提供第一隔膜料带及第二隔膜料带；卷绕装置，用于裁切所述正极片料带、负极片料带、第一隔膜料带、第二隔膜料带并卷绕呈电芯；所述第一放卷装置及第二放卷装置均包括挂轴、支撑机构和驱动机构；所述挂轴的两端用于安装于所述支撑机构；所述驱动机构用于驱使安装于所述支撑机构的所述挂轴转动；采用本申请提供的技术方案解决了现有的电芯卷绕设备高电池卷绕时来料放置困难的技术问题。

Description

一种电芯卷绕设备

技术领域

本申请涉及电池生产设备技术领域，尤其涉及一种电芯卷绕设备。

背景技术

电芯根据应用场景不同，其所使用的大小型号也有所差异，因此在对应生产不同型号的电芯时，也需要对应的卷绕设备。

在卷绕一些高度较高的电芯时，传统的卷绕设备因悬臂存在绕度问题，导致其往往不能够满足具备较高高度电池的卷绕；因此，亟需对现有的电芯卷绕设备进行改进。

实用新型内容

本申请目的在于提供一种电芯卷绕设备，采用本申请提供的技术方案解决了现有的电芯卷绕设备高电池卷绕时来料放置困难的技术问题。

为了解决上述技术问题，本申请提供一种，包括

第一放卷装置及第二放卷装置，分别用于提供正极片料带及负极片料带；

第一隔膜供料装置及第二隔膜供料装置，分别用于提供第一隔膜料带及第二隔膜料带；

卷绕装置，用于裁切所述正极片料带、负极片料带、第一隔膜料带、第二隔膜料带并卷绕呈电芯；

所述第一放卷装置及第二放卷装置均包括挂轴、支撑机构和驱动机构；

所述挂轴的两端用于安装于所述支撑机构；所述驱动机构用于驱使安装于所述支撑机构的所述挂轴转动。

优选的，所述挂轴的两端可拆卸安装于所述支撑机构；

所述放卷装置还包括离合器组件；

所述驱动机构通过所述离合器组件带动安装于所述支撑机构的所述挂轴转动。

优选的，所述离合器组件包括离合器和离合器开合机构；

所述离合器包括第一半离合器和与所述第一半离合器啮合的第二半离合器；

所述第二半离合器套设于所述挂轴位于所述支撑机构外的第一端；所述离合器开合机构的开合方向平行于所述挂轴的轴向；所述第一半离合器设置于所述离合器开合机构，且与所述第二半离合器对位配合；所述驱动机构设置于所述离合器开合机构，且其输出端与所述第一半离合器传动连接。

优选的，所述挂轴为涨紧轴结构；

所述第一放卷装置和第二放卷装置还包括第一涨紧机构、第二涨紧机构和涨紧连杆；

所述涨紧连杆沿所述挂轴轴向设置，且其第一端与所述第一涨紧机构输出端连接，第二端穿过部分所述离合器组件且位于所述离合器组件离合器的分离区域，所述涨紧连杆的第二端设有用于同所述挂轴第一端部配合的第一安装结构；所述第二涨紧机构输出端设有用于同所述挂轴第二端部配合的第二安装结构。

优选的，所述第一放卷装置和第二放卷装置还包括纠偏机构；

所述纠偏机构包括第一导轨移动机构；

所述支撑机构和所述驱动机构均设置于所述第一导轨移动机构活动端的顶部。

优选的，包括

转盘，所述转盘可绕其轴心自转；

至少一个卷针机构，所述卷针机构包括沿第一方向滑动连接于所述转盘上的第一卷针，在所述第一卷针端部设置有卷针法兰；所述第一方向为所述转盘的轴线方向；

换手机构，设置于所述转盘的一侧，其包括用于顶推所述第一卷针沿第一方向直线运动的穿针组件，以及用于限位所述第一卷针的压合组件。

优选的，所述卷绕装置包括

中心主轴，设于所述转盘的轴线位置并可随所述转盘旋转；

其中，所述中心主轴上设置有凸轮机构，所述凸轮机构凸出所述中心主轴向外延伸，用于限位所述卷针法兰。

优选的，所述凸轮机构包括套设于所述中心主轴外的固定环；

所述固定环外设置有呈预设圆心角的扇形凸环，所述扇形凸环的外侧壁上设置有若干个限位凸块，所述扇形凸环用于与所述卷针法兰相抵接。

优选的，所述卷针机构的数量为三个；

所述卷绕装置具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位，三个所述卷针机构分别与所述卷绕工位、所述贴胶工位和所述下料工位相匹配。

优选的，还包括下料机构；所述下料机构包括

下料机械手，用于将贴完终止胶带的所述电芯移出所述卷绕装置；

输送带，用于装载电芯并定向移送；

其中，在所述输送带上形成有若干与所述电芯适配的凹槽。

与现有技术相比，本申请的有益效果在于：本方案通过两边支撑的挂轴与驱动机构的配合，在解决超高电池来料放置困难问题的同时，还有助于实现超高电池的卷绕。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请其中一实施例的整体结构分布示意图；

图2是本申请其中一实施例的放卷装置的结构示意图；

图3是本申请其中一实施例的卷绕装置的部分结构示意图；

图4是本申请其中一实施例的卷绕装置的部分结构示意图。

其中：11、第一放卷装置；12、第二放卷装置；13、第一隔膜供料装置； 14、第二隔膜供料装置；15、卷绕装置；21、挂轴；22、支撑机构；23、驱动机构；24、离合器组件；241、第一半离合器；242、第二半离合器；25、开合机构；26、第一涨紧机构；27、第二涨紧机构；28、纠偏机构；281、第一导轨移动机构；31、转盘；32、卷针机构；322、第一卷针；33、穿针组件；331、驱动电机；332、丝杆；333、推板；34、压合组件；341、气缸；342、压块； 35、安装板；36、卷针法兰；37、第二卷针；41、第二主轴；421、第三卷针； 422、第四卷针；423、第一齿轮；44、凸轮机构；441、固定环；442、扇形凸环；443、限位凸块；45、第二齿轮。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式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方式是示例性的，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“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所述特征。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。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接或可以相互通讯；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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“侧”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于安装的方位或位置关系，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。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其他相同的零件或部件，附图标记同样适用。

为能进一步了解本申请的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1

在卷绕一些高度较高的电芯时，传统的卷绕设备因悬臂存在绕度问题，导致其往往不能够满足具备较高高度电池的卷绕；因此，亟需对现有的电芯卷绕设备进行改进；

为了解决上述技术问题，本实施例提供以下技术方案：

具体的，请参见图1-2，本实施例提供一种电芯卷绕设备，包括第一放卷装置、第二放卷装置、第一隔膜供料装置、第二隔膜供料装置及卷绕装置；

具体的，第一放卷装置和第二放卷装置分别用于提供正极片料带及负极片料带；

具体的，第一隔膜供料装置及第二隔膜供料装置分别用于提供第一隔膜料带及第二隔膜料带；

卷绕装置，用于裁切所述正极片料带、负极片料带、第一隔膜料带、第二隔膜料带并卷绕呈电芯；

进一步的，第一放卷装置及第二放卷装置均包括挂轴、支撑机构和驱动机构；

其中，挂轴的两端用于安装于支撑机构；驱动机构用于驱使安装于支撑机构的挂轴转动；

在上述方案中，挂轴的中间部分用于安装料卷，其两端通过支撑机构实现横跨支撑与安装，即挂轴实现了两边支撑效果，进而解决了超高电池来料放置困难问题，而且再基于驱动机构的驱动作用，有助于实现超高电池的卷绕(放卷)，从而为卷绕出合格电池打下基础。

具体的，挂轴的两端可拆卸安装于支撑机构；

进一步的，第一放卷装置和第二放卷装置还包括离合器组件；

进一步的，驱动机构通过离合器组件带动安装于支撑机构的挂轴转动；

在上述方案中，挂轴的两端可拆卸安装于支撑机构；即为挂轴能够整体移出于支撑机构，方便挂轴的换料。

具体的，驱动机构通过离合器组件带动安装于支撑机构的挂轴转动。也就是说，本方案通过离合器组件，使得挂轴在拆卸时可实现其与驱动机构的分离，在安装时可实现其与驱动机构的接合，以便于挂轴拆装作业，从而有助于确保挂轴顺利换料。

具体的，离合器组件包括离合器和离合器开合机构；

进一步的，离合器包括第一半离合器和与第一半离合器啮合的第二半离合器；

进一步的，第二半离合器套设于挂轴位于所述支撑机构外的第一端；离合器开合机构的开合方向平行于挂轴的轴向；第一半离合器设置于离合器开合机构，且与第二半离合器对位配合；驱动机构设置于离合器开合机构，且其输出端与第一半离合器传动连接；

在上述方案中，本方案通过离合器开合机构带动第一半离合器沿挂轴的轴向移动，以便于实现第一半离合器与第二半离合器的接合或分离；驱动机构设置于离合器开合机构，且其输出端与第一半离合器传动连接。即在第一半离合器与第二半离合器接合后，再由驱动机构带动第一半离合器转动，从而使得挂轴在装入后实现接合转动。此外，本方案的离合器组件如此设计，可有助于实现挂轴的快速便捷换料。另外，第一半离合器作为离合器公头，第二半离合器作为离合器母头。

具体的，离合器开合机构包括导轨机构及驱动导轨机构移动的第一驱动组，第一驱动组驱动导轨机构移动，进而带动第一半离合器移动。

具体的，挂轴为涨紧轴结构；

进一步的，第一放卷装置和第二放卷装置还包括第一涨紧机构、第二涨紧机构和涨紧连杆；

具体的，涨紧连杆沿挂轴轴向设置，且其第一端与第一涨紧机构输出端连接，第二端穿过部分离合器组件且位于离合器组件离合器的分离区域，涨紧连杆的第二端设有用于同挂轴第一端部配合的第一安装结构；第二涨紧机构输出端设有用于同挂轴第二端部配合的第二安装结构。

在上述方案中，本方案实现挂轴两端部与涨紧机构的可拆卸装配连接，不仅可方便挂轴换料，也可方便挂轴将料卷涨紧。此外，第一涨紧机构和第二涨紧机构均优选涨紧气缸；

具体地，挂轴第一端部设有第一涨紧随动轴承，第二端部设有第二涨紧随动轴承；第一端部与第二端部相对；

第一安装结构包括设置于涨紧连杆第二端，用于卡入第一涨紧随动轴承的第一涨紧机构链接扣；第二安装结构包括：设置于第二涨紧机构输出端，用于卡入第二涨紧随动轴承的第二涨紧机构链接扣；采用该方式可有助于实现挂轴两端部与涨紧机构的快速装配连接。

具体的，还包括纠偏机构，纠偏机构包括第一导轨移动机构；支撑机构和驱动机构均设置于第一导轨移动机构活动端的顶部。采用上述方案可便于实现本放卷机构的自动纠偏功能，从而为卷绕出合格电池打下基础。

进一步的，驱动机构包括放卷电机和放卷同步轮，本实施例在此不做赘述。

实施例2

本实施例对卷绕装置作进一步描述；具体的，请参见图1、图3及图4；

所述卷绕装置包括转盘，转盘可绕其轴心自转；

至少一个卷针机构，卷针机构包括沿第一方向滑动连接于转盘上的第一卷针，在所述第一卷针端部设置有卷针法兰；第一方向为转盘的轴线方向；

还包括换手机构，设置于转盘的一侧，其包括用于顶推所述第一卷针沿第一方向直线运动的穿针组件，以及用于限位所述第一卷针的压合组件；

其中，卷针机构处于换工位状态时，其第一卷针是处于伸出的状态；穿针组件的初始位置为，其位于最外侧位置，未顶推第一卷针的状态。

在上述方案中，进行卷针换工位时，转盘带动所述卷针机构绕其轴心转动至预设角度，卷针机构与换手机构相对应，穿针组件运行顶推第一卷针缩回至初始位置，此时压合组件运行压合住第一卷针，避免第一卷针回退；然后穿针组件缩回至初始位置，以进行下一次顶推工作。相较于现有技术中的卷绕装置，本方案中的穿针组件在顶推所述第一卷针后即刻缩回，所述压合组件进行压合过渡；换工位过程中，无需额外等待所述穿针组件回到初始位置，减少了等待时间，提高了工作效率；

具体的，换手机构还包括安装板，穿针组件和压合组件分别安装于安装板上。安装板能够提供足够的安装空间以供穿针组件和所述压合组件运行。

进一步的，穿针组件包括驱动电机和沿第一方向设置于安装板上的丝杆，所述丝杆上连接有推板；所述驱动电机运行，可驱动推板沿所述第一方向直线运动。此处，不见仅限于电机这一种方式，能够驱动推板直线滑动即可；

结合图1所示，推板的另一端穿过安装板，使之与卷针机构相对应；从而能够顶推第一卷针。

同时，作为优选的方案，可以在推板的一端设置限位凸块，用于与第一卷针相抵接，能够起到减小磨损的作用。

具体的，压合组件包括气缸和沿第一方向滑动连接于安装板上的压块，压块与气缸的伸缩杆连接；气缸用于推动压块沿第一方向直线运动，以压合第一卷针。通过气缸的伸缩运动来顶推压块压合第一卷针，气缸的工作状态稳定，可以提高压合的稳定性。

作为本实施例的一优选方案，压块包括呈圆柱状的限位凸块，限位凸块用于第一卷针相抵接。通过限位凸块减小与第一卷针21的接触面积，从而起到减小磨损的作用。

在本实施例中，卷针机构还包括卷针法兰，卷针法兰与第一卷针远离转盘1 的一端连接，用于与压合组件相抵接。设置所述卷针法兰，增大所述第一卷针的接触面积，便于配合所述穿针组件和所述压合组件的运行。

进一步的，卷针机构还包括设置于第一卷针外的第二卷针；

具体的，第二卷针转动连接于转盘上，其一端贯穿于转盘并连接有第一驱动机构，第一驱动机构用于驱动第二卷针绕其轴心自转。

进一步的，第一卷针的一端贯穿于转盘并连接有第二驱动机构，第二驱动机构用于驱动第一卷针沿第一方向直线运动。

工作时，第二驱动机构驱动所述第一卷针沿第一方向进行伸缩运动；第一卷针21伸出时，会与第二卷针形成安装空间，用于夹紧电池电芯；

在本实施中，卷针机构的数量为三个，三个卷针机构环绕所述转盘1的轴心均匀地设置，分别对应于所述卷绕装置的卷绕工位、贴胶工位和下料工位，三个工位的工作同时进行，降低工作间隔，有利于提高工作效率。

具体的，卷绕装置包括中心主轴，设于转盘的轴线位置并可随转盘旋转；

其中，中心主轴上设置有凸轮机构，凸轮机构凸出中心主轴向外延伸，用于限位卷针法兰；

在上述方案中，工作时，卷针机构转动以卷绕极片和隔膜制作电芯，卷绕完成后，转盘转动，以带动卷针机构移动至下一工位；卷针机构移动过程中，凸轮机构会抵住卷针法兰，限制卷针法兰朝远离转盘的反向移动，从而避免卷针机构回退的问题，避免卷绕不良品的产出，提高产品的合格率。

进一步的，凸轮机构包括套设于中心主轴外的固定环；

具体的，固定环外设置有呈预设圆心角的扇形凸环，扇形凸环的外侧壁上设置有若干个限位凸块，扇形凸环用于与卷针法兰相抵接；

进一步的，限位凸块呈圆柱状；工作时，限位凸块会与卷针法兰相抵接，起到限位卷针法兰的作用；设置限位凸块为圆形外表面，能够减小与卷针法兰的磨损。

进一步的，还包括下料机构；下料机构包括下料机械手、输送带；

其中，下料机械手，用于将贴完终止胶带的电芯移出卷绕装置；

进一步的，输送带用于装载电芯并定向移送；

其中，在输送带上形成有若干与所芯适配的凹槽。

需要说明的是，电芯卷绕设备属于较为成熟的技术，故本方案中于电芯卷绕设备中并未列举的其他环节，如切割料带环节等对应的机构本方案在此不做赘述。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅是对本申请的较佳实施例而已，并非对本申请作任何形式上的限制，凡是依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本申请技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电芯卷绕设备，其特征在于：包括

第一放卷装置及第二放卷装置，分别用于提供正极片料带及负极片料带；

第一隔膜供料装置及第二隔膜供料装置，分别用于提供第一隔膜料带及第二隔膜料带；

卷绕装置，用于裁切所述正极片料带、负极片料带、第一隔膜料带、第二隔膜料带并卷绕呈电芯；

所述第一放卷装置及第二放卷装置均包括挂轴、支撑机构和驱动机构；

所述挂轴的两端用于安装于所述支撑机构；所述驱动机构用于驱使安装于所述支撑机构的所述挂轴转动。

2.根据权利要求1所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述挂轴的两端可拆卸安装于所述支撑机构；

所述第一放卷装置和第二放卷装置还包括离合器组件；

所述驱动机构通过所述离合器组件带动安装于所述支撑机构的所述挂轴转动。

3.根据权利要求2所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述离合器组件包括离合器和离合器开合机构；

所述离合器包括第一半离合器和与所述第一半离合器啮合的第二半离合器；

所述第二半离合器套设于所述挂轴位于所述支撑机构外的第一端；所述离合器开合机构的开合方向平行于所述挂轴的轴向；所述第一半离合器设置于所述离合器开合机构，且与所述第二半离合器对位配合；所述驱动机构设置于所述离合器开合机构，且其输出端与所述第一半离合器传动连接。

4.根据权利要求2所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述挂轴为涨紧轴结构；

所述放卷装置还包括第一涨紧机构、第二涨紧机构和涨紧连杆；

所述涨紧连杆沿所述挂轴轴向设置，且其第一端与所述第一涨紧机构输出端连接，第二端穿过部分所述离合器组件且位于所述离合器组件离合器的分离区域，所述涨紧连杆的第二端设有用于同所述挂轴第一端部配合的第一安装结构；所述第二涨紧机构输出端设有用于同所述挂轴第二端部配合的第二安装结构。

5.根据权利要求2所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述第一放卷装置和第二放卷装置还包括纠偏机构；

所述纠偏机构包括第一导轨移动机构；

所述支撑机构和所述驱动机构均设置于所述第一导轨移动机构活动端的顶部。

6.根据权利要求1所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述卷绕装置包括转盘，所述转盘可绕其轴心自转；

至少一个卷针机构，所述卷针机构包括沿第一方向滑动连接于所述转盘上的第一卷针，在所述第一卷针端部设置有卷针法兰；所述第一方向为所述转盘的轴线方向；

换手机构，设置于所述转盘的一侧，其包括用于顶推所述第一卷针沿第一方向直线运动的穿针组件，以及用于限位所述第一卷针的压合组件。

7.根据权利要求6所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述卷绕装置包括中心主轴，设于所述转盘的轴线位置并可随所述转盘旋转；

其中，所述中心主轴上设置有凸轮机构，所述凸轮机构凸出所述中心主轴向外延伸，用于限位所述卷针法兰。

8.根据权利要求7所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述凸轮机构包括套设于所述中心主轴外的固定环；

所述固定环外设置有呈预设圆心角的扇形凸环，所述扇形凸环的外侧壁上设置有若干个限位凸块，所述扇形凸环用于与所述卷针法兰相抵接。

9.根据权利要求8所述的电芯卷绕设备，其特征在于：所述卷针机构的数量为三个；

所述卷绕装置具有卷绕工位、贴胶工位和下料工位，三个所述卷针机构分别与所述卷绕工位、所述贴胶工位和所述下料工位相匹配。

10.根据权利要求1-9任一项所述的电芯卷绕设备，其特征在于：还包括下料机构；所述下料机构包括

下料机械手，用于将贴完终止胶带的所述电芯移出所述卷绕装置；

输送带，用于装载电芯并定向移送；

其中，在所述输送带上形成有若干与所述电芯适配的凹槽。

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