CN218123449U - 过辊及电芯卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种过辊及电芯卷绕装置，所述过辊包括主体段和纠偏段，所述纠偏段的径向尺寸自靠近所述主体段的一端向远离所述主体段的一端渐增，以使所述纠偏段呈圆台状，所述主体段用以供极片的主体部分走带，所述纠偏段用以供极片侧边处的褶皱部分走带。将纠偏段设置为圆台状，使纠偏段的周面形成锥面；极片搭接于过辊进行走带时，褶皱部分搭接于纠偏段；在极片通过该过辊走带的过程中，纠偏段可对褶皱部分起到绷紧和限位作用，防止极片向褶皱部分的一侧偏移，从而可保持极片走带轨迹的一致性，提高极片卷绕所形成电芯的对齐度，以提高电芯卷绕装置的卷绕效果。

Description

过辊及电芯卷绕装置

技术领域

本申请属于电池电芯制备技术领域，尤其涉及一种过辊及电芯卷绕装置。

背景技术

″锂电池″，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。电池生产时，经常使用卷绕机，通过卷绕机将正极片和负极片卷绕在一起以形成电芯。极片在生产过程中会经历碾压工序，碾压会使极片延展，造成极片靠近其中一侧边的位置出现弧形的褶皱，极片的褶皱会导致极片在走带卷绕时发生偏移，影响卷绕后各卷层在电芯端部的对齐度。

实用新型内容

本申请实施例提供一种过辊及电芯卷绕装置，以解决现有的电芯卷绕装置卷绕效果差的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种过辊，应用于电芯卷绕装置，所述过辊包括主体段和纠偏段，所述纠偏段的径向尺寸自靠近所述主体段的一端向远离所述主体段的一端渐增，以使所述纠偏段呈圆台状，所述主体段用以供极片的主体部分走带，所述纠偏段用以供极片侧边处的褶皱部分走带。

可选的，在所述过辊的轴截面上，所述纠偏段的周面与所述过辊轴心的夹角设置为5°至20°。

可选的，所述主体段的径向尺寸自靠近所述纠偏段的一端向远离所述纠偏段的一端渐减，以使所述主体段呈圆台状。

可选的，所述主体段的周面与所述纠偏段的周面在相接处平齐过渡。

可选的，在所述过辊的轴截面上，所述纠偏段的周面与所述过辊轴心的夹角，等于所述主体段的周面与所述过辊轴心的夹角。

可选的，所述过辊包括芯轴以及可转动套设于所述芯轴的辊筒，所述主体段和纠偏段的形状由所述辊筒形成。

第二方面，本申请实施例还提出一种电芯卷绕装置，该电芯卷绕装置包括放卷机构、收卷机构以及如上所述的过辊，所述放卷机构用以释放极片，所述收卷机构用以收卷极片，所述过辊用以供被收卷前的极片走带。

可选的，所述过辊设于所述极片在走带轨迹靠近所述放卷机构的位置上。

可选的，所述过辊设于所述极片在走带轨迹靠近所述收卷机构的位置上。

可选的，所述电芯卷绕装置还包括纠偏机构，用以纠正极片的走带轨迹，所述过辊靠近所述纠偏机构设置，所述过辊位于所述纠偏机构的走带上游。

本申请实施例提供的过辊，将纠偏段设置为圆台状，使纠偏段的周面形成锥面；极片搭接于过辊进行走带时，褶皱部分搭接于纠偏段；在极片通过该过辊走带的过程中，纠偏段可对褶皱部分起到绷紧和限位作用，防止极片向褶皱部分的一侧偏移，从而可保持极片走带轨迹的一致性，提高极片卷绕所形成电芯的对齐度，以提高电芯卷绕装置的卷绕效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。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，对本领域技术人员来说，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。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的电芯卷绕装置的结构简图。

图2为本申请实施例中极片的侧投影示意图。

图3为现有技术中过辊的结构简图。

图4为本申请实施例提供的过辊的结构简图。

图5为本申请另一实施例提供的过辊的结构简图。

10、过辊；11、主体段；12、纠偏段；13、芯轴；14、辊筒；21、正极极片；22、负极极片；23、隔膜；31、正极放卷机构；32、负极放卷机构；40、收卷机构。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域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实施例，都属于本申请保护的范围。

“锂电池”，是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料、使用非水电解质溶液的电池。电池生产时，经常使用卷绕机，通过卷绕机将正极片和负极片卷绕在一起以形成电芯。极片在生产过程中会经历碾压工序，碾压会使极片延展，造成极片靠近其中一侧边的位置出现弧形的褶皱(如图2所示)，极片的褶皱会导致极片在走带卷绕时发生偏移，影响卷绕后各卷层在电芯端部的对齐度。

极片需要通过电芯卷绕装置来卷绕成电芯，在极片卷绕的过程中，需要通过过辊10来对极片进行转向和张紧，极片绕过过辊10的过程称为走带。侧边褶皱的极片在走带过程中，由于现有的过辊10呈圆柱形(如图3所示)，造成极片的褶皱处无法绷紧于过辊10，导致极片在走带过程中容易向具有褶皱的一侧偏移。若极片在走带过程中轨迹发生偏移，则会导致极片卷绕成电芯后端部无法对齐，影响电芯质量。

本申请实施例提供一种过辊10和电芯卷绕装置，以解决现有的电芯卷绕装置卷绕效果差的问题的问题。以下将结合附图对其进行说明。

本申请实施例提供的过辊10可应用于电芯卷绕装置。示例性的，请参阅图1，图1为本申请实施例提供的电芯卷绕装置的结构简图。该电芯卷绕装置包括放卷机构、收卷机构40过辊10，所述放卷机构用以释放极片，所述收卷机构40用以收卷极片，所述过辊10用以供被收卷前的极片走带。

需要说明，电芯是由正极极片21、负极极片22以及设于正极极片21和负极极片22之间的隔膜23共同卷绕形成。因此，放卷机构包括正极放卷机构31和负极放卷机构32，正极放卷机构31用以释放正极极片21，负极放卷机构32用以释放负极极片22。当然，电芯卷绕装置还可包括隔膜放卷机构，用以释放隔膜23。正极极片21和负极极片22绕过过辊10走带至收卷机构40，并和隔膜23一起被收卷机构40卷绕形成电芯。

过辊10的数量可为一个也可为多个，当极片需要被多次转向或提升张紧效果时，可设置多个过辊10。

请参阅图4，图4为本申请实施例提供的过辊10的结构简图。所述过辊10包括主体段11和纠偏段12，所述纠偏段12的径向尺寸自靠近所述主体段11的一端向远离所述主体段11的一端渐增，以使所述纠偏段12呈圆台状，所述主体段11用以供极片的主体部分走带，所述纠偏段12用以供极片侧边处的褶皱部分走带。

纠偏段12的周面呈锥面设置，也就是说，在过辊10的投影视图或截面视图上，纠偏段12的周面与过辊10的轴心呈夹角。极片绕过过辊10进行走带时，极片的褶皱处抵接于纠偏段12的周面，由于纠偏段12的周面呈锥面，因此能使极片的褶皱处更加绷紧于纠偏段12，从而可在避免使极片变形的情况下，防止极片向褶皱处的一侧偏移，保证极片在走带轨迹的一致性，从而提高极片卷绕形成的电芯端部的对齐度，以提高电芯卷绕状的卷绕效果。

纠偏段12的周面与过辊10轴心的夹角大小可根据极片褶皱处的大小做适应调整。示例性的，在所述过辊10的轴截面上，所述纠偏段12的周面与所述过辊10轴心的夹角a设置为5°至20°，例如可以是5°、10°、15°、20°。纠偏段12的周面与过辊10轴心的夹角大小与极片褶皱处的大小呈正相关关系，极片褶皱处的宽度尺寸通常占极片整体宽度的0.5％至5％，因此对过辊10而言，可预先准备好多个过辊10，各个过辊10中纠偏段12的周面与过辊10轴心的夹角从5°至20°以预设差值递增，当需要对极片进行卷绕时，再根据极片褶皱处的大小选用适当夹角的过辊10，如此，可进一步提高本申请实施例过辊10对极片走带过程的纠偏效果。

主体段11可呈圆柱状，也可呈圆台状，在此不做限制。示例性的，请参阅图5，图5为本申请另一实施例提供的过辊10的结构简图。所述主体段11的径向尺寸自靠近所述纠偏段12的一端向远离所述纠偏段12的一端渐减，以使所述主体段11呈圆台状。在极片的走带过程中，褶皱处造成的偏移是极片整体的偏移，因此将主体段11的周面也设置为圆锥面，可使极片的主体部分也能绷紧于主体段11，即极片主体部分的偏移动能是作用于过辊10的锥面，而不会直接作用于极片的褶皱处，从而防止极片的主体部分对褶皱处造成挤压，以防止褶皱处发生更严重的变形。由此，可进一步提高对极片的卷绕效果。

主体段11的周面与纠偏段12的周面可以是平齐相接，也可以是不平整相接。示例性的，如图5所示，所述主体段11的周面与所述纠偏段12的周面在相接处平齐过渡，以使过辊10整体呈连续的圆台状。由此，可使极片能平整绷紧在过辊10上，以防止极片变形，进一步提高电芯卷绕装置的卷绕效果。

所述纠偏段12的周面与所述过辊10轴心的夹角，与主体段11的周面与所述过辊10轴心的夹角可相同，也可不同。示例性的，如图5所示，在所述过辊10的轴截面上，所述纠偏段12的周面与所述过辊10轴心的夹角，等于所述主体段11的周面与所述过辊10轴心的夹角，以使过辊10整体呈连续的圆台状。由此，可使极片能平整绷紧在过辊10上，以防止极片变形，进一步提高电芯卷绕装置的卷绕效果。

可以理解，在极片的走带过程中，过辊10的周面是需要随极片的走带而转动的。过辊10的转动过程可以是整体转动，也可以是部分转动。示例性的，所述过辊10包括芯轴13以及可转动套设于所述芯轴13的辊筒14，所述主体段11和纠偏段12的形状由所述辊筒14形成。也就是说，过辊10是由分体的芯轴13和辊筒14装配形成的，因此在制备本申请实施例的过辊10时，只需将辊筒14加工成圆台状或锥筒状即可，如此，可降低对过辊10的加工难度。

过辊10在电芯卷绕装置中的位置可以靠近放卷机构，也可以靠近收卷机构40，在此不做限制，只需满足过辊10位于极片的走带轨迹即可。

示例性的，所述过辊10设于所述极片在走带轨迹靠近所述放卷机构的位置上。极片刚被释放时容易发生偏移，因此将本申请实施例的过辊10设于靠近放卷机构的位置，可对极片的走带轨迹有效纠偏。

示例性的，所述过辊10设于所述极片在走带轨迹靠近所述收卷机构40的位置上。将本申请实施例的过辊10设置在极片即将被收卷的位置，可进一步保证极片在收卷前走带轨迹的一致性，以进一步提高收卷后的电芯端部对齐度。

示例性的，所述电芯卷绕装置还包括纠偏机构(图未示)，用以纠正极片的走带轨迹；所述过辊10靠近所述纠偏机构设置，所述过辊10位于所述纠偏机构的走带上游。纠偏机构用以通过检测极片的位置来对走带轨迹进行主动纠偏，将本申请实施例的过辊10设置在纠偏机构之前，可降低纠偏机构的纠偏难度，以提高对极片的纠偏效果。

本申请实施例提供的过辊10，将纠偏段12设置为圆台状，使纠偏段12的周面形成锥面；极片搭接于过辊10进行走带时，褶皱部分搭接于纠偏段12；在极片通过该过辊10走带的过程中，纠偏段12可对褶皱部分起到绷紧和限位作用，防止极片向褶皱部分的一侧偏移，从而可保持极片走带轨迹的一致性，提高极片卷绕所形成电芯的对齐度，以提高电芯卷绕装置的卷绕效果。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请的描述中，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特征。以上对本申请实施例所提供的过辊进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种过辊，应用于电芯卷绕装置，其特征在于，所述过辊包括主体段和纠偏段，所述纠偏段的径向尺寸自靠近所述主体段的一端向远离所述主体段的一端渐增，以使所述纠偏段呈圆台状，所述主体段用以供极片的主体部分走带，所述纠偏段用以供极片侧边处的褶皱部分走带。

2.根据权利要求1所述的过辊，其特征在于，在所述过辊的轴截面上，所述纠偏段的周面与所述过辊轴心的夹角设置为5°至20°。

3.根据权利要求1所述的过辊，其特征在于，所述主体段的径向尺寸自靠近所述纠偏段的一端向远离所述纠偏段的一端渐减，以使所述主体段呈圆台状。

4.根据权利要求3所述的过辊，其特征在于，所述主体段的周面与所述纠偏段的周面在相接处平齐过渡。

5.根据权利要求4所述的过辊，其特征在于，在所述过辊的轴截面上，所述纠偏段的周面与所述过辊轴心的夹角，等于所述主体段的周面与所述过辊轴心的夹角。

6.根据权利要求1至5任一项所述的过辊，其特征在于，所述过辊包括芯轴以及可转动套设于所述芯轴的辊筒，所述主体段和纠偏段的形状由所述辊筒形成。

7.一种电芯卷绕装置，其特征在于，包括放卷机构、收卷机构以及如权利要求1至6任一项所述的过辊，所述放卷机构用以释放极片，所述收卷机构用以收卷极片，所述过辊用以供被收卷前的极片走带。

8.根据权利要求7所述的电芯卷绕装置，其特征在于，所述过辊设于所述极片在走带轨迹靠近所述放卷机构的位置上。

9.根据权利要求7所述的电芯卷绕装置，其特征在于，所述过辊设于所述极片在走带轨迹靠近所述收卷机构的位置上。

10.根据权利要求7所述的电芯卷绕装置，其特征在于，所述电芯卷绕装置还包括纠偏机构，用以纠正极片的走带轨迹，所述过辊靠近所述纠偏机构设置，所述过辊位于所述纠偏机构的走带上游。

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