CN218274692U - 夹针、夹针机构及电芯卷绕装置 - Google Patents
夹针、夹针机构及电芯卷绕装置 Download PDFInfo
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Abstract
本申请涉及卷绕电芯生产领域,提供一种夹针、夹针机构及电芯卷绕装置。夹针用于穿设于卷绕电芯的内圈,夹针的长度大于卷绕电芯的轴向长度,在夹针穿设于卷绕电芯的内圈时,夹针的相对两端分别凸出于卷绕电芯的相对两端。基于此,无论是在夹针机构夹住圆形电芯并将圆形电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构的过程中,还是在夹针机构配合电芯预压机构将圆形电芯拉扁成方形电芯的过程中,夹针可在穿设于卷绕电芯的内圈的期间,维持“夹针的相对两端分别凸出于卷绕电芯的相对两端”的露头状态,从而可基本避免戳到、戳伤卷绕电芯的内圈,可基本避免对卷绕电芯的内圈产生应力而导致卷绕电芯内圈产生应力反弹,可降低卷绕电芯内圈出现打皱现象的风险。
Description
技术领域
本申请属于卷绕电芯生产技术领域,尤其涉及一种夹针、夹针机构及电芯卷绕装置。
背景技术
由于卷绕方式具有效率高、成本低的特点,卷绕方式被广泛应用于方形锂离子电芯的生产。目前,在电芯的卷绕生产过程中,通常先通过卷绕机构卷绕成型圆形电芯,再通过夹针机构夹住圆形电芯并将圆形电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构,再在夹针机构配合拉扁圆形电芯的基础上通过电芯预压机构将圆形电芯预压成方形电芯。然而,在夹针机构夹住圆形电芯并将圆形电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构的过程中,以及在夹针机构配合电芯预压机构将圆形电芯拉扁成方形电芯的过程中,夹针机构的内夹针容易戳到电芯内圈,甚至导致电芯出现打皱现象。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种夹针,以解决现有夹针机构的内夹针容易戳到电芯内圈,甚至导致电芯出现打皱现象的问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:一种夹针,所述夹针用于穿设于卷绕电芯的内圈,所述夹针的长度大于所述卷绕电芯的轴向长度,在所述夹针穿设于所述卷绕电芯的内圈时,所述夹针的相对两端分别凸出于所述卷绕电芯的相对两端。
本申请实施例提供的夹针,用于穿设于卷绕电芯的内圈,以作为夹针机构的内夹针。该夹针的长度大于卷绕电芯的轴向长度。并且,无论是在夹针机构夹住环形卷绕电芯并将环形卷绕电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构的过程中,还是在夹针机构配合电芯预压机构将环形卷绕电芯拉扁成方形卷绕电芯的过程中,夹针均可在穿设于卷绕电芯的内圈的期间,维持“夹针的相对两端分别凸出于卷绕电芯的相对两端”的露头状态,从而可基本避免戳到、戳伤卷绕电芯的内圈,可基本避免对卷绕电芯的内圈产生应力而导致卷绕电芯内圈产生应力反弹,从而可有效降低卷绕电芯内圈出现打皱现象的风险。
在一些实施例中,所述夹针用于对所述卷绕电芯施加沿第一方向的夹持力,所述第一方向从所述卷绕电芯的内圈指向所述卷绕电芯的外圈;所述夹针的横截面在所述第一方向上的宽度大于所述横截面在第二方向上的宽度,所述第二方向垂直于所述第一方向。
通过采用上述方案,以夹针在穿设于卷绕电芯的内圈的期间对卷绕电芯施加的夹持力的方向为第一方向,以垂直于第一方向且与第一方向均平行于夹针的横截面的方向为第二方向,通过使夹针的横截面在第一方向上的宽度大于夹针的横截面在第二方向上的宽度,可有效增强夹针在主要施力方向的强度,使得夹针刚度较足、不易变形,使得夹针可以在夹针机构夹住环形卷绕电芯并将环形卷绕电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构的过程中,以及在夹针机构配合电芯预压机构将环形卷绕电芯拉扁成方形卷绕电芯的过程中,对卷绕电芯的内圈施加充足、均衡的夹持力,从而可促使卷绕电芯内圈的受夹针抵持的各区域受力均衡,有较好的拉伸效果,可促使卷绕电芯内圈的Gap(层间间隙)控制稳定,可有效降低卷绕电芯内圈出现Gap过大、散点过多、拐角析锂的风险。并且,利于保障并延长夹针的使用寿命。
在一些实施例中,所述夹针的横截面呈水滴形。
通过采用上述方案,可在“通过使夹针的横截面在第一方向上的宽度大于夹针的横截面在第二方向上的宽度,实现增强夹针在主要施力方向的强度,使得夹针刚度较足、不易变形”的基础上,通过使夹针的横截面呈水滴形,有效缩小夹针的横截面积,减轻夹针的重量,以便于相关结构控制夹针运动,便于夹针穿入、穿出卷绕电芯的内圈,从而可有效降低因夹针的穿入、穿出动作而导致卷绕电芯报废的风险。
在一些实施例中,所述夹针的水滴形的大头端用于抵接所述卷绕电芯的内圈。
通过采用上述方案,可在“通过使夹针的横截面在第一方向上的宽度大于夹针的横截面在第二方向上的宽度,实现增强夹针在主要施力方向的强度,使得夹针刚度较足、不易变形”的基础上,以及在“通过使夹针的横截面呈水滴形,有效缩小夹针的横截面积,减轻夹针的重量”的基础上,通过水滴形的大头端抵接卷绕电芯的内圈,使得夹针可借由其相对圆滑、圆润的弧面侧抵接卷绕电芯的内圈,从而可有效降低划伤、损伤卷绕电芯的内圈的风险。
在一些实施例中,所述夹针沿所述第二方向的相对两侧分别设有预压面。
通过采用上述方案,夹针可于其沿第二方向的相对两侧分别进行小平面设计,以设计出预压面,基于此,在电芯预压机构对被置于其上的卷绕电芯进行预压作业时,穿设于卷绕电芯内圈并对卷绕电芯施加沿第一方向夹持力的夹针,能够以预压面平行于电芯预压机构的预压工作面,由此,可便于电芯预压机构最终将卷绕电芯压实在夹针的预压面和电芯预压机构的预压工作面之间,从而可有效保障电芯预压机构对卷绕电芯的预压复合压强,可有效保障卷绕电芯能够得到切实压实,可有效降低卷绕电芯在预压成型后的转运等期间出现极片或隔膜滑移现象的风险,可有效降低卷绕电芯出现OH不良(即负极片未基本覆盖正极片、隔膜未基本覆盖负极片,导致锂离子、电子流动异常)、Gap过大现象的风险。
本申请实施例的目的还在于提供一种夹针机构,包括沿第一方向依次间隔设置的第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针,以及用于分别驱动所述第一外夹针、所述第一内夹针、所述第二内夹针和所述第二外夹针沿所述第一方向往复移动的第一驱动结构;
在所述夹针机构夹持卷绕电芯时,所述第一外夹针和所述第二外夹针位于所述卷绕电芯的外圈,所述第一内夹针和所述第二内夹针穿设于所述卷绕电芯的内圈,所述第一外夹针和所述第一内夹针共同夹持所述卷绕电芯的一侧,所述第二内夹针和所述第二外夹针共同夹持所述卷绕电芯的另一侧;
所述第一内夹针和/或所述第二内夹针采用所述夹针。
通过采用上述方案,可在保障夹针机构能够实现夹持卷绕电芯、转移卷绕电芯、拉扁卷绕电芯、松开卷绕电芯等动作的基础上,通过采用本申请上述实施例提供的夹针作为第一内夹针和/或第二内夹针,以在夹针机构夹持住卷绕电芯的相对两侧的期间,降低第一内夹针和/或第二内夹针戳到、戳伤卷绕电芯的内圈的风险,降低卷绕电芯内圈因产生应力反弹而出现打皱现象的风险。
在一些实施例中,所述第一外夹针的长度大于所述卷绕电芯的轴向长度,在所述夹针机构夹持所述卷绕电芯时,所述第一外夹针的相对两端分别凸出于所述卷绕电芯的相对两端。
通过采用上述方案,可在夹针机构夹持卷绕电芯的相对两侧的期间,保障第一外夹针的相对两端分别凸出于卷绕电芯的相对两端,即处于“露头”状态。基于此,即可在夹针机构夹持卷绕电芯的相对两侧的期间,基本避免第一外夹针的端部戳到、戳伤卷绕电芯外圈,基本避免对卷绕电芯的外圈产生应力,从而可有效降低卷绕电芯外圈出现打皱现象。
在一些实施例中,所述第二外夹针的长度大于所述卷绕电芯的轴向长度,在所述夹针机构夹持所述卷绕电芯时,所述第二外夹针的相对两端分别凸出于所述卷绕电芯的相对两端。
通过采用上述方案,可在夹针机构夹持卷绕电芯的相对两侧的期间,保障第二外夹针的相对两端分别凸出于卷绕电芯的相对两端,即处于“露头”状态。基于此,即可在夹针机构夹持卷绕电芯的相对两侧的期间,基本避免第二外夹针的端部戳到、戳伤卷绕电芯外圈,基本避免对卷绕电芯的外圈产生应力,从而可有效降低卷绕电芯外圈出现打皱现象。
在一些实施例中,所述第一外夹针的横截面呈圆形。
通过采用上述方案,可通过使第一外夹针的横截面呈圆形,而使得第一外夹针的各侧强度均衡、均匀,各侧刚度均衡、均匀,基于此,可利于保障并提高第一外夹针的使用性能,可利于保障并延长第一外夹针的使用寿命。
在一些实施例中,所述第二外夹针的横截面呈圆形。
通过采用上述方案,可通过使第二外夹针的横截面呈圆形,而使得第二外夹针的各侧强度均衡、均匀,各侧刚度均衡、均匀,基于此,可利于保障并提高第二外夹针的使用性能,可利于保障并延长第二外夹针的使用寿命。
在一些实施例中,所述第一外夹针、所述第一内夹针、所述第二内夹针和所述第二外夹针均为多级伸缩结构。
通过采用上述方案,在第一外夹针和第二外夹针对位于卷绕电芯的外圈,且第一内夹针和第二内夹针对位于卷绕电芯的内圈的前提下,第一外夹针和第二外夹针可通过伸长而实现穿设在卷绕电芯的外圈,第一内夹针和第二内夹针可通过伸长而实现穿设于卷绕电芯的内圈;反之,第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针可通过收缩而实现抽离卷绕电芯。基于此,可相对简化用于驱动第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针实现穿设或抽离于卷绕电芯的驱动结构零部件,可相对降低成本。
在一些实施例中,所述夹针机构还包括与所述第一驱动结构连接的第二驱动结构,所述第二驱动结构用于驱动所述第一驱动结构沿所述第一内夹针的长度方向往复移动。
通过采用上述方案,在第一外夹针和第二外夹针对位于卷绕电芯的外圈,且第一内夹针和第二内夹针对位于卷绕电芯的内圈的前提下,第二驱动结构可驱动第一驱动结构连动第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针,向靠近卷绕电芯的方向移动,而使第一外夹针和第二外夹针实现穿设在卷绕电芯的外圈,使第一内夹针和第二内夹针实现穿设于卷绕电芯的内圈;反之,第二驱动结构可驱动第一驱动结构连动第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针,向远离卷绕电芯、靠近自身的方向移动,而使第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针实现抽离卷绕电芯。基于此,可基本避免第二驱动结构对第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针的结构强度和刚度造成影响,可利于保障第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针的使用性能和使用寿命。
在一些实施例中,所述第一外夹针和所述第一内夹针组成第一夹持单元,所述第二外夹针和所述第二内夹针组成第二夹持单元,所述第一夹持单元和所述第二夹持单元分别对应于圆形卷绕电芯的直径的两端,或对应于椭圆形卷绕电芯的长轴的两端,所述第一内夹针的横截面和所述第二内夹针的横截面均呈水滴形,所述第一内夹针和第二内夹针的水滴形的小头端相对设置。
通过采用上述方案,当夹针机构所夹持的卷绕电芯为圆形卷绕电芯时,可使第一夹持单元和第二夹持单元分别对应于圆形卷绕电芯的直径的两端。当夹针机构所夹持的卷绕电芯为椭圆形卷绕电芯时,可使第一夹持单元和第二夹持单元分别对应于椭圆形卷绕电芯的长轴的两端。基于此,可使第一夹持单元和第二夹持单元相对于卷绕电芯的中心对称、均匀分布,使得第一夹持单元和第二夹持单元可对卷绕电芯的两端施加均衡的夹持力,从而可在夹针机构夹持卷绕电芯并转移卷绕电芯时,保障并提高夹针机构对卷绕电芯的夹持稳定性、夹持可靠性;可在夹针机构夹持卷绕电芯并配合电芯预压机构拉伸、拉扁卷绕电芯时,保障夹针机构能够配合电芯预压机构将卷绕电芯拉伸、拉扁成规整、符合预期的形状。
通过采用上述方案,可通过使第一内夹针的横截面和第二内夹针的横截面均呈水滴形,以在“保障第一内夹针和第二内夹针于主要施力方向的强度,使得第一内夹针和第二内夹针刚度较足、不易变形”的基础上,有效缩小第一内夹针和第二内夹针的横截面积,减轻第一内夹针和第二内夹针的重量,从而可便于第一内夹针和第二内夹针穿入、穿出卷绕电芯的内圈,可有效降低第一内夹针和第二内夹针的穿入、穿出动作对卷绕电芯的损伤风险。
通过采用上述方案,可通过使第一内夹针和第二内夹针的水滴形的小头端相对设置,使得第一内夹针和第二内夹针的水滴形的大头端相背设置,并分别抵接卷绕电芯的内圈,基于此,第一内夹针和第二内夹针即可通过水滴形的大头端分别抵接卷绕电芯的内圈的两端,从而可有效降低划伤、损伤卷绕电芯的内圈的风险。
本申请实施例的目的还在于提供一种电芯卷绕装置,包括:
卷绕机构,用于卷绕成型环形的卷绕电芯;
电芯预压机构,用于将所述卷绕电芯从环形预压成方形;
夹针机构,用于夹持所述卷绕电芯并将所述卷绕电芯从所述卷绕机构转移至所述电芯预压机构,和/或用于在所述电芯预压机构将所述卷绕电芯从环形预压成方形时拉扁所述卷绕电芯,所述夹针机构采用所述夹针机构。
通过采用上述方案,电芯卷绕装置可先通过卷绕机构卷绕成型环形卷绕电芯,再通过移动至卷绕机构处的夹针机构夹持卷绕电芯的相对两侧,再通过夹针机构将环形卷绕电芯抽离卷绕机构,并转移至电芯预压机构上,再通过电芯预压机构将环形卷绕电芯预压成方形卷绕电芯,同时通过夹针机构配合电芯预压机构的预压动作逐渐拉伸、拉扁卷绕电芯,直至卷绕电芯压实定型。由此,电芯卷绕装置即可实现电芯的卷绕生产作业,且生产良率较高,可有效降低生产的卷绕电芯被戳伤、出现打皱现象的风险。
在一些实施例中,所述卷绕机构包括卷针,以及与所述卷针连接且用于驱动所述卷针转动的卷绕驱动结构,所述卷针的外周面设有两个开槽,所述开槽沿所述卷针的长度方向贯通设置,两个所述开槽沿所述卷针的径向相对设置,两个所述开槽分别用于供所述夹针机构的所述第一内夹针和所述第二内夹针穿设于其中。
通过采用上述方案,卷绕机构可通过卷绕驱动结构驱动卷针绕卷针的中轴线圆周转动,以实现将正极片、负极片和隔膜卷绕于其外周面,而成型出环形卷绕电芯。在卷绕机构卷绕成型环形卷绕电芯后,夹针机构可将第一内夹针和第二内夹针分别穿设于两个开槽,并将第一外夹针设置在卷绕电芯的外圈的与第一内夹针相对的位置,并将第二外夹针设置在卷绕电芯的外圈的与第二内夹针相对的位置,以便于夹针机构在卷针未抽离的情况下实现夹持卷绕电芯的相对两侧,且便于在夹针机构可靠夹持卷绕电芯后再使卷绕电芯和卷针相对分离。由此,可便于夹针机构和卷绕机构在相互不干涉的情况下完成卷绕电芯的交接动作,从而可相应保障并提高电芯卷绕装置的使用性能。
在一些实施例中,所述电芯预压机构包括沿第二方向相对设置的第一预压板和第二预压板,以及用于驱动所述第一预压板和所述第二预压板相互靠近或相互远离的预压驱动结构。
通过采用上述方案,电芯预压机构可先通过预压驱动结构驱动第一预压板和第二预压板相互远离,以便于夹针机构及其所夹持的卷绕电芯进入第一预压板和第二预压板之间。再在此基础上,通过预压驱动结构驱动第一预压板和第二预压板二者中的另外之一靠近夹针机构及卷绕电芯,并逐渐抵压卷绕电芯,期间夹针机构会配合拉伸、拉扁卷绕电芯。直至电芯预压机构将卷绕电芯压实在预压面和预压工作面之间。由此,电芯预压机构即可完成将环形卷绕电芯预压成方形卷绕电芯的预压作业。并且,可有效保障电芯预压机构对卷绕电芯的预压复合压强,可有效保障卷绕电芯能够得到切实压实,可有效降低卷绕电芯在预压成型后的转运等期间出现极片或隔膜滑移现象的风险,可有效降低卷绕电芯出现OH不良、Gap过大现象的风险。
附图说明
为了清楚地说明本申请实施例中的技术方案,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为本申请实施例一提供的夹针机构、卷绕机构和卷绕电芯的配合示意图;
图2为本申请实施例一提供的夹针机构、电芯预压机构和卷绕电芯的配合示意图。
其中,图中各附图标记:
10-夹针机构,11-夹针,111-大头端,112-小头端,113-预压面,12-第一外夹针,13-第一内夹针,14-第二内夹针,15-第二外夹针;20-卷绕机构,21-卷针,211-开槽;30-电芯预压机构,31-第一预压板,32-第二预压板;40-卷绕电芯,41-内圈,42-外圈。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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。
由于卷绕方式具有效率高、成本低的特点,卷绕方式被广泛应用于方形锂离子电芯的生产。目前,在电芯的卷绕生产过程中,通常先通过卷绕机构卷绕成型圆形电芯,再通过夹针机构夹住圆形电芯并将圆形电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构,再在夹针机构配合拉扁圆形电芯的基础上通过电芯预压机构将圆形电芯预压成方形电芯。然而,在夹针机构夹住圆形电芯并将圆形电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构的过程中,以及在夹针机构配合电芯预压机构将圆形电芯拉扁成方形电芯的过程中,夹针机构的内夹针容易戳到电芯内圈,导致电芯内圈容易产生应力反弹而出现“倒三角”型打皱现象。
由此,本申请的一些实施例提供了一种夹针,可在穿设于卷绕电芯的内圈的期间,维持“夹针的相对两端分别凸出于卷绕电芯的相对两端”的露头状态,从而可基本避免戳到、戳伤卷绕电芯的内圈,可基本避免对卷绕电芯的内圈产生应力而导致卷绕电芯内圈产生应力反弹,从而可有效降低卷绕电芯内圈出现打皱现象的风险。
以下结合具体实施例对本申请的具体实现进行详细的描述:
实施例一
请参阅图1、图2,本申请的一些实施例提供了一种夹针11,夹针11用于穿设于卷绕电芯40的内圈41,夹针11的长度大于卷绕电芯40的轴向长度,在夹针11穿设于卷绕电芯40的内圈41时,夹针11的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端。
需要说明的是,卷绕电芯40指的是已经由卷绕机构20卷绕成型的电芯,卷绕电芯40的内圈41即卷绕电芯40的最内圈。夹针11为针状或柱状或条状等形态的实心结构,本实施例对夹针11的材质等不做限制。夹针11穿设于卷绕电芯40的内圈41,即夹针11穿设于卷绕电芯40且位于卷绕电芯40的最内圈以内,由此,本申请实施例提供的夹针11又可称为内夹针,可作为夹针机构10的内夹针。其中,由于在夹针11穿设于卷绕电芯40的内圈41的期间,卷绕电芯40可能处于不同的生产工序,因此,本申请实施例对卷绕电芯40的具体形态不做唯一限定。
需要说明的是,夹针11的长度为夹针11沿其中轴线方向上的尺寸。卷绕电芯40的轴向长度为卷绕电芯40沿其中轴线方向上的尺寸。夹针11的长度大于卷绕电芯40的轴向长度,即在换算至相同单位的前提下,夹针11的长度数值大于卷绕电芯40的轴向长度数值。
在夹针11穿设于卷绕电芯40的内圈41时,基于夹针11的长度大于卷绕电芯40的轴向长度的设置,使夹针11的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端。即,使夹针11沿其长度方向的其中一端凸出于卷绕电芯40沿其长度方向的其中一端,使夹针11沿其长度方向的另外一端凸出于卷绕电芯40沿其长度方向的另外一端,从而使得夹针11沿其长度方向的相对两端处于“露头”状态。基于此,无论是在夹针机构10夹住环形卷绕电芯40并将环形卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30的过程中,还是在夹针机构10配合电芯预压机构30将环形卷绕电芯40拉扁成方形卷绕电芯40的过程中,夹针11均可在穿设于卷绕电芯40的内圈41的期间,维持“夹针11的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端”的露头状态,从而可基本避免戳到、戳伤卷绕电芯40的内圈41,可基本避免对卷绕电芯40的内圈41产生应力而导致卷绕电芯40内圈41产生应力反弹,从而可有效降低卷绕电芯40内圈41出现打皱现象的风险。
综上,本申请实施例提供的夹针11,用于穿设于卷绕电芯40的内圈41,以作为夹针机构10的内夹针。该夹针11的长度大于卷绕电芯40的轴向长度。并且,无论是在夹针机构10夹住环形卷绕电芯40并将环形卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30的过程中,还是在夹针机构10配合电芯预压机构30将环形卷绕电芯40拉扁成方形卷绕电芯40的过程中,夹针11均可在穿设于卷绕电芯40的内圈41的期间,维持“夹针11的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端”的露头状态,从而可基本避免戳到、戳伤卷绕电芯40的内圈41,可基本避免对卷绕电芯40的内圈41产生应力而导致卷绕电芯40内圈41产生应力反弹,从而可有效降低卷绕电芯40内圈41出现打皱现象的风险。
此外,相关技术中,在夹针机构夹住圆形电芯并将圆形电芯从卷绕机构转移至电芯预压机构的过程中,以及在夹针机构配合电芯预压机构将圆形电芯拉扁成方形电芯的过程中,夹针机构的内夹针均需要对电芯内圈施加向外的夹持力。然而,夹针机构的内夹针大多刚度不足、容易变形,导致电芯内圈的受内夹针抵持的各区域受力不均,致使电芯内圈的Gap(层间间隙)控制不稳定,散点(即层间较为分散、不紧密的区域点)过多,容易出现拐角析锂的风险。
为解决以上问题,请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,夹针11用于对卷绕电芯40施加沿第一方向a的夹持力,第一方向a从卷绕电芯40的内圈41指向卷绕电芯40的外圈42;夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于横截面在第二方向b上的宽度,第二方向b垂直于第一方向a。
需要说明的是,在夹针机构10夹住环形卷绕电芯40并将环形卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30的过程中,以及在夹针机构10配合电芯预压机构30将环形卷绕电芯40拉扁成方形卷绕电芯40的过程中,本实施例提供的夹针11可在穿设于卷绕电芯40的内圈41的前提下,抵持卷绕电芯40的内圈41并对卷绕电芯40施加向外的夹持力。定义夹针11对卷绕电芯40施加的夹持力的方向为第一方向a,根据夹针11在卷绕电芯40的内圈41的位置差异,夹针11对卷绕电芯40施加的夹持力的方向(即第一方向a)可能指向不同。相同的是,第一方向a均从卷绕电芯40的内圈41指向卷绕电芯40的外圈42,具体从卷绕电芯40的内圈41和夹针11的抵接处指向卷绕电芯40的外圈42,其中,卷绕电芯40的外圈42指的是卷绕电芯40的最外圈。
需要说明的是,以垂直于第一方向a的方向为第二方向b,第一方向a和第二方向b均平行于夹针11的横截面。其中,夹针11的横截面指的是夹针11的垂直于其中轴线的截面。其中,根据夹针11在卷绕电芯40的内圈41的位置差异,第一方向a的指向会有所差异,相应地,第二方向b的指向也会有所差异。
夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于夹针11的横截面在第二方向b上的宽度,即在夹针11的任意横截面上,夹针11在第一方向a上的尺寸大于夹针11在第二方向b上的尺寸,使得夹针11为扁形夹针。
因而,通过采用上述方案,以夹针11在穿设于卷绕电芯40的内圈41的期间对卷绕电芯40施加的夹持力的方向为第一方向a,以垂直于第一方向a且与第一方向a均平行于夹针11的横截面的方向为第二方向b,通过使夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于夹针11的横截面在第二方向b上的宽度,可有效增强夹针11在主要施力方向的强度,使得夹针11刚度较足、不易变形,使得夹针11可以在夹针机构10夹住环形卷绕电芯40并将环形卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30的过程中,以及在夹针机构10配合电芯预压机构30将环形卷绕电芯40拉扁成方形卷绕电芯40的过程中,对卷绕电芯40的内圈41施加充足、均衡的夹持力,从而可促使卷绕电芯40内圈41的受夹针11抵持的各区域受力均衡,有较好的拉伸效果,可促使卷绕电芯40内圈41的Gap控制稳定,可有效降低卷绕电芯40内圈41出现Gap过大、散点过多、拐角析锂的风险。并且,利于保障并延长夹针11的使用寿命。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,夹针11的横截面呈水滴形。
需要说明的是,在上一实施例的基础上,即在“夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于夹针11的横截面在第二方向b上的宽度”的基础上,本实施例使夹针11的横截面呈水滴形,即使夹针11的横截面的形状形似水滴。
基于此,通过采用上述方案,可在“通过使夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于夹针11的横截面在第二方向b上的宽度,实现增强夹针11在主要施力方向的强度,使得夹针11刚度较足、不易变形”的基础上,通过使夹针11的横截面呈水滴形,有效缩小夹针11的横截面积,减轻夹针11的重量,以便于相关结构控制夹针11运动,便于夹针11穿入、穿出卷绕电芯40的内圈41,从而可有效降低因夹针11的穿入、穿出动作而导致卷绕电芯40报废的风险。
当然,在其他可能的实施方式中,夹针11的横截面可呈其他扁形形状,本实施例对此不做限制。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,夹针11的水滴形的大头端111用于抵接卷绕电芯40的内圈41。
需要说明的是,基于“夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于夹针11的横截面在第二方向b上的宽度”,以及“夹针11的横截面呈水滴形”的设置,夹针11的横截面沿第二方向b的相对两端分别对应水滴形的大头端111和小头端112。本实施例使用水滴形的大头端111靠近并抵接卷绕电芯40的内圈41,使得水滴形的小头端112远离、背离、不抵接卷绕电芯40的内圈41。
因而,通过采用上述方案,可在“通过使夹针11的横截面在第一方向a上的宽度大于夹针11的横截面在第二方向b上的宽度,实现增强夹针11在主要施力方向的强度,使得夹针11刚度较足、不易变形”的基础上,以及在“通过使夹针11的横截面呈水滴形,有效缩小夹针11的横截面积,减轻夹针11的重量”的基础上,通过水滴形的大头端111抵接卷绕电芯40的内圈41,使得夹针11可借由其相对圆滑、圆润的弧面侧抵接卷绕电芯40的内圈41,从而可有效降低划伤、损伤卷绕电芯40的内圈41的风险。
当然,在其他可能的实施方式中,可先使水滴形的小头端112呈弧面设计,再使水滴形的小头端112靠近并抵接卷绕电芯40的内圈41,本实施例对此不做限制。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,夹针11沿第二方向b的相对两侧分别设有预压面113。
需要说明的是,在电芯预压机构30将环形卷绕电芯40预压成方形卷绕电芯40的期间,穿设于卷绕电芯40的内圈41的夹针11会配合拉伸、拉扁卷绕电芯40。因此,当夹针11对卷绕电芯40施加的夹持力的方向为第一方向a时,电芯预压机构30对卷绕电芯40的预压方向基本对应为垂直于第一方向a的第二方向b。
夹针11沿第二方向b的相对两侧分别设有预压面113,即夹针11于其沿第二方向b的相对两侧分别进行了小平面设计,所设计的小平面为预压面113。在电芯预压机构30对被置于其上的卷绕电芯40进行预压作业时,夹针11的预压面113将与电芯预压机构30的预压工作面(即下文提及的第一预压板31的板面和第二预压板32的板面)平行设置。
因而,通过采用上述方案,夹针11可于其沿第二方向b的相对两侧分别进行小平面设计,以设计出预压面113,基于此,在电芯预压机构30对被置于其上的卷绕电芯40进行预压作业时,穿设于卷绕电芯40内圈41并对卷绕电芯40施加沿第一方向a夹持力的夹针11,能够以预压面113平行于电芯预压机构30的预压工作面,由此,可便于电芯预压机构30最终将卷绕电芯40压实在夹针11的预压面113和电芯预压机构30的预压工作面之间,从而可有效保障电芯预压机构30对卷绕电芯40的预压复合压强,可有效保障卷绕电芯40能够得到切实压实,可有效降低卷绕电芯40在预压成型后的转运等期间出现极片或隔膜滑移现象的风险,可有效降低卷绕电芯40出现OH不良(即负极片未基本覆盖正极片、隔膜未基本覆盖负极片,导致锂离子、电子流动异常)、Gap过大现象的风险。
请参阅图1、图2,本申请的一些实施例还提供了一种夹针机构10,包括沿第一方向a依次间隔设置的第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15,以及用于分别驱动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15沿第一方向a往复移动的第一驱动结构(图中未示出)。在夹针机构10夹持卷绕电芯40时,第一外夹针12和第二外夹针15位于卷绕电芯40的外圈42,第一内夹针13和第二内夹针14穿设于卷绕电芯40的内圈41,第一外夹针12和第一内夹针13共同夹持卷绕电芯40的一侧,第二内夹针14和第二外夹针15共同夹持卷绕电芯40的另一侧。第一内夹针13和第二内夹针14采用本申请上述实施例提供的夹针11。
需要说明的是,第一内夹针13、第二内夹针14为夹针机构10的内夹针,用于穿设于卷绕电芯40的内圈41,用于对卷绕电芯40施加从卷绕电芯40的内圈41指向卷绕电芯40的外圈42的夹持力。第一内夹针13和第二内夹针14可均采用本申请上述实施例提供的夹针11,以获得相应的效果。当然,在其他可能的实施方式中,也可仅第一内夹针13和第二内夹针14二者中的其中一个采用本申请上述实施例提供的夹针11,二者中的另外一个采用其他范例技术提供的夹针,本实施例对此不做限制。
第一外夹针12、第二外夹针15为夹针机构10的外夹针11,用于设置在卷绕电芯40的外圈42,用于对卷绕电芯40施加从卷绕电芯40的外圈42指向卷绕电芯40的内圈41的夹持力。本实施例对第一外夹针12和第二外夹针15的长度、形态、材质等均不做限制。
第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15沿第一方向a依次间隔设置,具体地,第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15位于同一平面上,且第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15相互平行设置。可选地,为了保障第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15相互平行,可考虑制作参考件来探测第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15是否相互平行,可考虑在每生产班次生产首个卷绕电芯40时进行相应探测。
第一外夹针12和第一内夹针13相邻设置且相对设置,在第一外夹针12位于卷绕电芯40的外圈42且第一内夹针13穿设于卷绕电芯40的内圈41时,第一外夹针12和第一内夹针13可相互靠近以共同夹持卷绕电芯40的一侧,反之,第一外夹针12和第一内夹针13可相互远离以松开卷绕电芯40的一侧。
第二内夹针14和第二外夹针15相邻设置且相对设置,在第二内夹针14穿设于卷绕电芯40的内圈41且第二外夹针15位于卷绕电芯40的外圈42时,第二内夹针14和第二外夹针15可相互靠近以共同夹持卷绕电芯40的另一侧,反之,第二内夹针14和第二外夹针15可相互远离以松开卷绕电芯40的另一侧。
其中,卷绕电芯40被第一外夹针12和第一内夹针13夹持的一侧,与其被第二内夹针14和第二外夹针15夹持的另一侧,为相对侧,但不限于为某一相对侧。
需要说明的是,第一驱动结构用于分别驱动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15沿第一方向a往复移动,具体地,第一驱动结构用于驱动第一外夹针12独立沿第一方向a往复移动,用于驱动第一内夹针13独立沿第一方向a往复移动,用于驱动第二内夹针14独立沿第一方向a往复移动,用于驱动第二外夹针15独立沿第一方向a往复移动。可选地,第一驱动结构可采用位移参数综合力矩参数的设定方式,分别约束第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的位移,以分别降低第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15因位移过量而对卷绕电芯40施加过大应力的风险,从而可有效降低卷绕电芯40开裂的风险。
示例地,第一驱动结构设置在第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的同端侧,第一驱动结构包括第一基座、设置在第一基座上且沿第一方向a延伸设置的第一滑轨、滑动安装于第一滑轨的四个第一滑块,以及分别与四个第一滑块连接的四个第一驱动器,四个第一滑块分别连接第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的端部,第一驱动器可为但不限于为气缸。基于此,在任一第一驱动器驱动与其连接的第一滑块沿第一滑轨滑动时,与该第一滑块连接的第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14或第二外夹针15即可实现独立沿第一方向a(即第一滑轨的延伸方向)移动,从而使得第一驱动结构可快捷、便利、顺畅地实现分别驱动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15沿第一方向a往复移动。并且,第一驱动结构还可通过第一基座、第一滑轨、第一滑块,在一定程度为第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15提供支撑、支持,以保障第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的稳定性,保障第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15能够稳定、可靠的发挥效用。由此,也可考虑通过加大第一基座来增加第一驱动结构的整体强度,通过加大第一滑轨来增加刚性,而实现在一定程度增强第一驱动结构对第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的支撑效果。
基于本实施例的结构设置,夹针机构10可实现以下动作:
夹针机构10可实现夹持卷绕电芯40。具体地,夹针机构10可使其第一内夹针13和第二内夹针14穿设于卷绕电芯40的内圈41,使其第一外夹针12和第二外夹针15设置在卷绕电芯40的外圈42,再通过第一驱动结构驱动第一外夹针12和第一内夹针13相互靠近并共同夹持卷绕电芯40的一侧,通过第一驱动结构驱动第二内夹针14和第二外夹针15相互靠近并共同夹持卷绕电芯40的另一侧,由此,夹针机构10即可实现夹持住卷绕电芯40的相对两侧。
夹针机构10可实现卷绕电芯40的转移。具体地,在夹针机构10夹持住卷绕电芯40的相对两侧的基础上,可通过夹针机构10的移动,带动卷绕电芯40移动,而实现卷绕电芯40的转移。
夹针机构10可实现拉伸、拉扁卷绕电芯40。具体地,在夹针机构10夹持住卷绕电芯40的相对两侧的基础上,可通过第一驱动结构驱动第一外夹针12和第一内夹针13夹持着卷绕电芯40的一侧,向远离第二内夹针14和第二外夹针15的方向移动;可通过第一驱动结构驱动第二内夹针14和第二外夹针15夹持着卷绕电芯40的另一侧,向远离第一外夹针12和第一内夹针13的方向移动;而实现拉伸、拉扁卷绕电芯40。可选地,为保障夹针机构10拉伸、拉扁卷绕电芯40的动作到位,可考虑使用游标卡尺测量第一外夹针12和第一内夹针13相对于第二内夹针14和第二外夹针15的实际张开距离,与PLC(Programmable Logic Controller,可编程逻辑控制器)界面上的预设张开距离数值做对比,若实际张开距离落于预设张开距离以外,则需要重新调整、调节。
夹针机构10可实现松开卷绕电芯40。具体地,在夹针机构10夹持住卷绕电芯40的相对两侧的情况下,可通过第一驱动结构驱动第一外夹针12和第一内夹针13相互远离并共同松开卷绕电芯40的一侧,通过第一驱动结构驱动第二内夹针14和第二外夹针15相互远离并共同松开卷绕电芯40的另一侧,而实现松开卷绕电芯40。
因而,通过采用上述方案,可在保障夹针机构10能够实现夹持卷绕电芯40、转移卷绕电芯40、拉扁卷绕电芯40、松开卷绕电芯40等动作的基础上,通过采用本申请上述实施例提供的夹针11作为第一内夹针13和第二内夹针14,以在夹针机构10夹持住卷绕电芯40的相对两侧的期间,降低第一内夹针13和第二内夹针14戳到、戳伤卷绕电芯40的内圈41的风险,降低卷绕电芯40内圈41因产生应力反弹而出现打皱现象的风险。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,第一外夹针12的长度大于卷绕电芯40的轴向长度,在夹针机构10夹持卷绕电芯40时,第一外夹针12的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端。
需要说明的是,第一外夹针12的长度为第一外夹针12沿其中轴线方向上的尺寸。第一外夹针12的长度大于卷绕电芯40的轴向长度,即在换算至相同单位的前提下,第一外夹针12的长度数值大于卷绕电芯40的轴向长度数值。
在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧时,基于第一外夹针12的长度大于卷绕电芯40的轴向长度的设置,使第一外夹针12的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端。即,使第一外夹针12沿其长度方向的其中一端凸出于卷绕电芯40沿其长度方向的其中一端,使第一外夹针12沿其长度方向的另外一端凸出于卷绕电芯40沿其长度方向的另外一端,从而使得第一外夹针12沿其长度方向的相对两端处于“露头”状态。基于此,在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧的期间,即可基本避免第一外夹针12的端部戳到、戳伤卷绕电芯40外圈42,可基本避免对卷绕电芯40的外圈42产生应力,从而可有效降低卷绕电芯40外圈42出现打皱现象。
因而,通过采用上述方案,可在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧的期间,保障第一外夹针12的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端,即处于“露头”状态。基于此,即可在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧的期间,基本避免第一外夹针12的端部戳到、戳伤卷绕电芯40外圈42,基本避免对卷绕电芯40的外圈42产生应力,从而可有效降低卷绕电芯40外圈42出现打皱现象。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,第二外夹针15的长度大于卷绕电芯40的轴向长度,在夹针机构10夹持卷绕电芯40时,第二外夹针15的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端。
需要说明的是,第二外夹针15的长度为第二外夹针15沿其中轴线方向上的尺寸。第二外夹针15的长度大于卷绕电芯40的轴向长度,即在换算至相同单位的前提下,第二外夹针15的长度数值大于卷绕电芯40的轴向长度数值。
在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧时,基于第二外夹针15的长度大于卷绕电芯40的轴向长度的设置,使第二外夹针15的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端。即,使第二外夹针15沿其长度方向的其中一端凸出于卷绕电芯40沿其长度方向的其中一端,使第二外夹针15沿其长度方向的另外一端凸出于卷绕电芯40沿其长度方向的另外一端,从而使得第二外夹针15沿其长度方向的相对两端处于“露头”状态。基于此,在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧的期间,即可基本避免第二外夹针15的端部戳到、戳伤卷绕电芯40外圈42,可基本避免对卷绕电芯40的外圈42产生应力,从而可有效降低卷绕电芯40外圈42出现打皱现象。
因而,通过采用上述方案,可在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧的期间,保障第二外夹针15的相对两端分别凸出于卷绕电芯40的相对两端,即处于“露头”状态。基于此,即可在夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧的期间,基本避免第二外夹针15的端部戳到、戳伤卷绕电芯40外圈42,基本避免对卷绕电芯40的外圈42产生应力,从而可有效降低卷绕电芯40外圈42出现打皱现象。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,第一外夹针12的横截面呈圆形。
需要说明的是,第一外夹针12的横截面指的是第一外夹针12的垂直于其中轴线的横截面。第一外夹针12的任意横截面的形状均呈圆形。
通过采用上述方案,可通过使第一外夹针12的横截面呈圆形,而使得第一外夹针12的各侧强度均衡、均匀,各侧刚度均衡、均匀,基于此,可利于保障并提高第一外夹针12的使用性能,可利于保障并延长第一外夹针12的使用寿命。
当然,在其他可能的实施方式中,第一外夹针12的横截面可呈其他形状,本实施例对此不做限制。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,第二外夹针15的横截面呈圆形。
需要说明的是,第二外夹针15的横截面指的是第二外夹针15的垂直于其中轴线的横截面。第二外夹针15的任意横截面的形状均呈圆形。
通过采用上述方案,可通过使第二外夹针15的横截面呈圆形,而使得第二外夹针15的各侧强度均衡、均匀,各侧刚度均衡、均匀,基于此,可利于保障并提高第二外夹针15的使用性能,可利于保障并延长第二外夹针15的使用寿命。
当然,在其他可能的实施方式中,第二外夹针15的横截面可呈其他形状,本实施例对此不做限制。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,夹针机构10还包括与第一驱动结构连接的第二驱动结构(图中未示出),第二驱动结构用于驱动第一驱动结构沿第一内夹针13的长度方向往复移动。
需要说明的是,第二驱动结构与第一驱动结构连接,用于驱动第一驱动结构连动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15,沿第一内夹针13的长度方向往复移动。
示例地,第二驱动结构设置在第一驱动结构的周侧。第二驱动结构包括第二基座、设置在第二基座上且沿第一内夹针13的长度方向延伸设置的第二滑轨、滑动安装于第二滑轨的第二滑块,以及与第二滑块连接的第二驱动器,第二滑块与第一驱动结构连接,第二驱动器可为但不限于为气缸。基于此,在第二驱动器驱动与其连接的第二滑块沿第二滑轨滑动时,与第二滑块连接的第一驱动结构即可实现沿第一内夹针13的长度方向(即第二滑轨的延伸方向)移动,从而使得第二驱动结构可快捷、便利、顺畅地实现第一驱动结构沿第一内夹针13的长度方向往复移动。
因而,通过采用上述方案,在第一外夹针12和第二外夹针15对位于卷绕电芯40的外圈42,且第一内夹针13和第二内夹针14对位于卷绕电芯40的内圈41的前提下,第二驱动结构可驱动第一驱动结构连动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15,向靠近卷绕电芯40的方向移动,而使第一外夹针12和第二外夹针15实现穿设在卷绕电芯40的外圈42,使第一内夹针13和第二内夹针14实现穿设于卷绕电芯40的内圈41;反之,第二驱动结构可驱动第一驱动结构连动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15,向远离卷绕电芯40、靠近自身的方向移动,而使第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15实现抽离卷绕电芯40。基于此,可基本避免第二驱动结构对第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的结构强度和刚度造成影响,可利于保障第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15的使用性能和使用寿命。
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,第一外夹针12和第一内夹针13组成第一夹持单元,第二外夹针15和第二内夹针14组成第二夹持单元,第一夹持单元和第二夹持单元分别对应于圆形卷绕电芯40的直径的两端,或对应于椭圆形卷绕电芯40的长轴的两端,第一内夹针13的横截面和第二内夹针14的横截面均呈水滴形,第一内夹针13和第二内夹针14的水滴形的小头端相对设置。
需要说明的是,第一外夹针12和第一内夹针13组成第一夹持单元,用于共同夹持卷绕电芯40的一侧。第二外夹针15和第二内夹针14组成第二夹持单元,用于共同夹持卷绕电芯40的另一侧。
当夹针机构10所夹持的卷绕电芯40为圆形卷绕电芯40时,可使第一夹持单元和第二夹持单元分别对应于圆形卷绕电芯40的直径的两端。当夹针机构10所夹持的卷绕电芯40为椭圆形卷绕电芯40时,可使第一夹持单元和第二夹持单元分别对应于椭圆形卷绕电芯40的长轴的两端。基于此,可使第一夹持单元和第二夹持单元相对于卷绕电芯40的中心对称、均匀分布,使得第一夹持单元和第二夹持单元可对卷绕电芯40的两端施加均衡的夹持力,从而可在夹针机构10夹持卷绕电芯40并转移卷绕电芯40时,保障并提高夹针机构10对卷绕电芯40的夹持稳定性、夹持可靠性;可在夹针机构10夹持卷绕电芯40并配合电芯预压机构30拉伸、拉扁卷绕电芯40时,保障夹针机构10能够配合电芯预压机构30将卷绕电芯40拉伸、拉扁成规整、符合预期的形状。
需要说明的是,第一内夹针13和第二内夹针14采用本申请上述实施例提供的夹针11。并且,第一内夹针13的横截面和第二内夹针14的横截面均呈水滴形。基于此,可在保障第一内夹针13和第二内夹针14于主要施力方向的强度,使得第一内夹针13和第二内夹针14刚度较足、不易变形的基础上,有效缩小第一内夹针13和第二内夹针14的横截面积,减轻第一内夹针13和第二内夹针14的重量,从而可便于第一内夹针13和第二内夹针14穿入、穿出卷绕电芯40的内圈,可有效降低第一内夹针13和第二内夹针14的穿入、穿出动作对卷绕电芯40的损伤风险。
需要说明的是,第一内夹针13和第二内夹针14的水滴形的小头端相对设置。如此设置,可使得第一内夹针13和第二内夹针14的水滴形的大头端相背设置,并分别抵接卷绕电芯40的内圈41,基于此,第一内夹针13和第二内夹针14即可通过水滴形的大头端分别抵接卷绕电芯40的内圈的两端,从而可有效降低划伤、损伤卷绕电芯40的内圈41的风险。
请参阅图1、图2,本申请的一些实施例还提供了一种电芯卷绕装置,包括卷绕机构20、电芯预压机构30和夹针机构10。卷绕机构20用于卷绕成型环形的卷绕电芯40。电芯预压机构30用于将卷绕电芯40从环形预压成方形。夹针机构10用于夹持卷绕电芯40并将卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30,且用于在电芯预压机构30将卷绕电芯40从环形预压成方形时拉扁卷绕电芯40,夹针机构10采用本申请上述实施例提供的夹针机构10。
需要说明的是,卷绕机构20用于将正极片、负极片和隔膜卷绕成型成圆形或椭圆形等环形卷绕电芯40。本实施例对卷绕机构20的具体结构暂不做限定。
在卷绕机构20卷绕成型环形卷绕电芯40后,夹针机构10可被移动至卷绕机构20处,实现夹持住卷绕电芯40的相对两侧。其中,夹针机构10采用本申请上述实施例提供的夹针机构10,具有上述夹针机构10的对应效果,本实施例在此不做详细赘述。其中,夹针机构10实现夹持卷绕电芯40的相对两侧的具体动作过程可参阅前文,本实施例在此不做详细赘述。
在夹针机构10夹持住卷绕电芯40后,夹针机构10将环形卷绕电芯40抽离卷绕机构20,并转移至电芯预压机构30上,期间,夹针机构10维持夹持卷绕电芯40。
在夹针机构10维持夹持卷绕电芯40,且夹针机构10及其所夹持的卷绕电芯40位于电芯预压机构30上时,电芯预压机构30可将环形卷绕电芯40预压成方形卷绕电芯40,期间,夹针机构10维持夹持卷绕电芯40,并配合电芯预压机构30的预压动作逐渐拉伸、拉扁卷绕电芯40。本实施例对电芯预压机构30的具体结构暂不做限定。
在电压预压机构完成对卷绕电芯40的预压作业后,夹针机构10可将卷绕电芯40转移至下料位置(当然下料位置也可直接设置在电压预压机构处,本实施例对此不做限制),在下料位置,夹针机构10的第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15可先松开卷绕电芯40,再抽离卷绕电芯40。
因而,通过采用上述方案,电芯卷绕装置可先通过卷绕机构20卷绕成型环形卷绕电芯40,再通过移动至卷绕机构20处的夹针机构10夹持卷绕电芯40的相对两侧,再通过夹针机构10将环形卷绕电芯40抽离卷绕机构20,并转移至电芯预压机构30上,再通过电芯预压机构30将环形卷绕电芯40预压成方形卷绕电芯40,同时通过夹针机构10配合电芯预压机构30的预压动作逐渐拉伸、拉扁卷绕电芯40,直至卷绕电芯40压实定型。由此,电芯卷绕装置即可实现电芯的卷绕生产作业,且生产良率较高,可有效降低生产的卷绕电芯40被戳伤、出现打皱现象的风险。
当然,在其他可能的实施方式中,夹针机构10可仅用于夹持卷绕电芯40并将卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30,而“在电芯预压机构30将卷绕电芯40从环形预压成方形时配合拉扁卷绕电芯40”的动作可由其他机构实现。或,夹针机构10可仅用于在电芯预压机构30将卷绕电芯40从环形预压成方形时拉扁卷绕电芯40,而“夹持卷绕电芯40并将卷绕电芯40从卷绕机构20转移至电芯预压机构30”的动作可由其他机构实现。本实施例对此不做限制。
请参阅图1,在本申请的一些实施例中,卷绕机构20包括卷针21,以及与卷针21连接且用于驱动卷针21转动的卷绕驱动结构(图中未示出),卷针21的外周面设有两个开槽211,开槽211沿卷针21的长度方向贯通设置,两个开槽211沿卷针21的径向相对设置,两个开槽211分别用于供夹针机构10的第一内夹针13和第二内夹针14穿设于其中。
需要说明的是,卷针21为针状或柱状或筒状等形态的结构。卷绕驱动结构连接于卷针21,用于驱动卷针21绕卷针21的中轴线圆周转动,以实现将正极片、负极片和隔膜卷绕于其外周面,而成型出环形卷绕电芯40。其中,卷绕驱动结构可为但不限于电机。
需要说明的是,开槽211开设于卷针21的外周面,基于此,在环形卷绕电芯40卷绕成型于卷针21的外周面时,开槽211可经由其槽口与卷绕电芯40的内圈41相通,从而可在第一内夹针13和第二内夹针14穿设于对应开槽211后,便于第一内夹针13和第二内夹针14实现接触并夹持卷绕电芯40的内圈41。
开槽211沿卷针21的长度方向贯通设置,即开槽211沿卷针21的长度方向延伸设置,且开槽211沿其延伸方向贯通设置。基于此,在第一内夹针13和第二内夹针14穿设于对应开槽211后,可便于第一内夹针13和第二内夹针14分别相对于卷绕电芯40调整轴向位置,尤其便于第一内夹针13和第二内夹针14使其端部实现凸出于卷绕电芯40。
开槽211的设置数量为两个,两个开槽211分布在卷针21的相对两侧,具体分设在卷针21沿某一径向的相对两侧,即两个开槽211沿卷针21的某一径向相对设置。基于此,在第一内夹针13和第二内夹针14分别穿设于两个开槽211后,第一内夹针13和第二内夹针14即可分设于卷绕电芯40的内圈41的相对两侧,从而可便于第一内夹针13和第二内夹针14分别对卷绕电芯40的内圈41的相对两侧施加夹持力。
因而,通过采用上述方案,卷绕机构20可通过卷绕驱动结构驱动卷针21绕卷针21的中轴线圆周转动,以实现将正极片、负极片和隔膜卷绕于其外周面,而成型出环形卷绕电芯40。在卷绕机构20卷绕成型环形卷绕电芯40后,夹针机构10可将第一内夹针13和第二内夹针14分别穿设于两个开槽211,并将第一外夹针12设置在卷绕电芯40的外圈42的与第一内夹针13相对的位置,并将第二外夹针15设置在卷绕电芯40的外圈42的与第二内夹针14相对的位置,以便于夹针机构10在卷针21未抽离的情况下实现夹持卷绕电芯40的相对两侧,且便于在夹针机构10可靠夹持卷绕电芯40后再使卷绕电芯40和卷针21相对分离。由此,可便于夹针机构10和卷绕机构20在相互不干涉的情况下完成卷绕电芯40的交接动作,从而可相应保障并提高电芯卷绕装置的使用性能。
请参阅图2,在本申请的一些实施例中,电芯预压机构30包括沿第二方向b相对设置的第一预压板31和第二预压板32,以及用于驱动第一预压板31和第二预压板32相互靠近或相互远离的预压驱动结构(图中未示出)。
需要说明的是,第一预压板31和第二预压板32沿第二方向b相对设置,第一预压板31朝向第二预压板32的板面以及第二预压板32朝向第一预压板31的板面为电芯预压机构30的预压工作面。
预压驱动结构与第一预压板31和第二预压板32二者中的至少一个连接。预压驱动结构用于在卷绕电芯40和夹针机构10位于第一预压板31和第二预压板32之间时,驱动第一预压板31和第二预压板32相互靠近以对卷绕电芯40进行预压作业。预压驱动结构还用于驱动第一预压板31和第二预压板32相互远离,以便于卷绕电芯40和夹针机构10进入第一预压板31和第二预压板32之间,或便于夹针机构10和完成预压的卷绕电芯40离开第一预压板31和第二预压板32之间。
具体地,电芯预压机构30的作业流程可参考如下:
首先,预压驱动结构驱动第一预压板31和第二预压板32相互远离,以便于夹针机构10及其所夹持的卷绕电芯40进入第一预压板31和第二预压板32之间。在夹针机构10及其所夹持的卷绕电芯40位于第一预压板31和第二预压板32之间时,夹针机构10及其所夹持的卷绕电芯40被第一预压板31和第二预压板32二者中的其中之一可靠支撑,第一内夹针13的预压面113和第二内夹针14的预压面113平行于电芯预压机构30的预压工作面。
随后,在第一预压板31和第二预压板32二者中的其中之一支撑夹针机构10及卷绕电芯40的基础上,预压驱动结构可驱动第一预压板31和第二预压板32二者中的另外之一靠近夹针机构10及卷绕电芯40,并逐渐抵压卷绕电芯40,期间,夹针机构10配合拉伸、拉扁卷绕电芯40。直至实现将卷绕电芯40压实在预压面113和预压工作面之间。这样,即可完成将环形卷绕电芯40预压成方形卷绕电芯40的预压作业。
因而,通过采用上述方案,电芯预压机构30可先通过预压驱动结构驱动第一预压板31和第二预压板32相互远离,以便于夹针机构10及其所夹持的卷绕电芯40进入第一预压板31和第二预压板32之间。再在此基础上,通过预压驱动结构驱动第一预压板31和第二预压板32二者中的另外之一靠近夹针机构10及卷绕电芯40,并逐渐抵压卷绕电芯40,期间夹针机构10会配合拉伸、拉扁卷绕电芯40。直至电芯预压机构30将卷绕电芯40压实在预压面113和预压工作面之间。由此,电芯预压机构30即可完成将环形卷绕电芯40预压成方形卷绕电芯40的预压作业。并且,可有效保障电芯预压机构30对卷绕电芯40的预压复合压强,可有效保障卷绕电芯40能够得到切实压实,可有效降低卷绕电芯40在预压成型后的转运等期间出现极片或隔膜滑移现象的风险,可有效降低卷绕电芯40出现OH不良、Gap过大现象的风险。
实施例二
本实施例与实施例一的区别在于:
请参阅图1、图2,在本申请的一些实施例中,第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15均为多级伸缩结构。
需要说明的是,第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15均为长度可伸缩的多级伸缩结构,多级伸缩结构可包括多个依次套接的伸缩套筒,当然,在其他可能的实施方式中,多级伸缩结构也可采用其他方式实现伸缩,本实施例对此不做限制。
基于此,通过采用上述方案,在第一外夹针12和第二外夹针15对位于卷绕电芯40的外圈42,且第一内夹针13和第二内夹针14对位于卷绕电芯40的内圈41的前提下,第一外夹针12和第二外夹针15可通过伸长而实现穿设在卷绕电芯40的外圈42,第一内夹针13和第二内夹针14可通过伸长而实现穿设于卷绕电芯40的内圈41;反之,第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15可通过收缩而实现抽离卷绕电芯40。基于此,可相对简化用于驱动第一外夹针12、第一内夹针13、第二内夹针14和第二外夹针15实现穿设或抽离于卷绕电芯40的驱动结构零部件,可相对降低成本。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (13)
1.一种夹针,其特征在于,所述夹针用于穿设于卷绕电芯的内圈,所述夹针的长度大于所述卷绕电芯的轴向长度,在所述夹针穿设于所述卷绕电芯的内圈时,所述夹针的相对两端分别凸出于所述卷绕电芯的相对两端。
2.如权利要求1所述的夹针,其特征在于,所述夹针用于对所述卷绕电芯施加沿第一方向的夹持力,所述第一方向从所述卷绕电芯的内圈指向所述卷绕电芯的外圈;所述夹针的横截面在所述第一方向上的宽度大于所述横截面在第二方向上的宽度,所述第二方向垂直于所述第一方向。
3.如权利要求2所述的夹针,其特征在于,所述夹针的横截面呈水滴形。
4.如权利要求3所述的夹针,其特征在于,所述夹针的水滴形的大头端用于抵接所述卷绕电芯的内圈。
5.如权利要求2所述的夹针,其特征在于,所述夹针沿所述第二方向的相对两侧分别设有预压面。
6.一种夹针机构,其特征在于,包括沿第一方向依次间隔设置的第一外夹针、第一内夹针、第二内夹针和第二外夹针,以及用于分别驱动所述第一外夹针、所述第一内夹针、所述第二内夹针和所述第二外夹针沿所述第一方向往复移动的第一驱动结构;
在所述夹针机构夹持卷绕电芯时,所述第一外夹针和所述第二外夹针位于所述卷绕电芯的外圈,所述第一内夹针和所述第二内夹针穿设于所述卷绕电芯的内圈,所述第一外夹针和所述第一内夹针共同夹持所述卷绕电芯的一侧,所述第二内夹针和所述第二外夹针共同夹持所述卷绕电芯的另一侧;
所述第一内夹针和/或所述第二内夹针采用如权利要求1-5中任一项所述的夹针。
7.如权利要求6所述的夹针机构,其特征在于,所述第一外夹针的长度大于所述卷绕电芯的轴向长度,在所述夹针机构夹持所述卷绕电芯时,所述第一外夹针的相对两端分别凸出于所述卷绕电芯的相对两端;
和/或,所述第二外夹针的长度大于所述卷绕电芯的轴向长度,在所述夹针机构夹持所述卷绕电芯时,所述第二外夹针的相对两端分别凸出于所述卷绕电芯的相对两端。
8.如权利要求6所述的夹针机构,其特征在于,所述第一外夹针的横截面呈圆形;
和/或,所述第二外夹针的横截面呈圆形。
9.如权利要求6所述的夹针机构,其特征在于,所述第一外夹针、所述第一内夹针、所述第二内夹针和所述第二外夹针均为多级伸缩结构;
或,所述夹针机构还包括与所述第一驱动结构连接的第二驱动结构,所述第二驱动结构用于驱动所述第一驱动结构沿所述第一内夹针的长度方向往复移动。
10.如权利要求6所述的夹针机构,其特征在于,所述第一外夹针和所述第一内夹针组成第一夹持单元,所述第二外夹针和所述第二内夹针组成第二夹持单元,所述第一夹持单元和所述第二夹持单元分别对应于圆形卷绕电芯的直径的两端,或对应于椭圆形卷绕电芯的长轴的两端,所述第一内夹针的横截面和所述第二内夹针的横截面均呈水滴形,所述第一内夹针和第二内夹针的水滴形的小头端相对设置。
11.一种电芯卷绕装置,其特征在于,包括:
卷绕机构,用于卷绕成型环形的卷绕电芯;
电芯预压机构,用于将所述卷绕电芯从环形预压成方形;
夹针机构,用于夹持所述卷绕电芯并将所述卷绕电芯从所述卷绕机构转移至所述电芯预压机构,和/或用于在所述电芯预压机构将所述卷绕电芯从环形预压成方形时拉扁所述卷绕电芯,所述夹针机构采用如权利要求6-10中任一项所述的夹针机构。
12.如权利要求11所述的电芯卷绕装置,其特征在于,所述卷绕机构包括卷针,以及与所述卷针连接且用于驱动所述卷针转动的卷绕驱动结构,所述卷针的外周面设有两个开槽,所述开槽沿所述卷针的长度方向贯通设置,两个所述开槽沿所述卷针的径向相对设置,两个所述开槽分别用于供所述夹针机构的所述第一内夹针和所述第二内夹针穿设于其中。
13.如权利要求11所述的电芯卷绕装置,其特征在于,所述电芯预压机构包括沿第二方向相对设置的第一预压板和第二预压板,以及用于驱动所述第一预压板和所述第二预压板相互靠近或相互远离的预压驱动结构。
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