CN218677265U - 极耳预压装置及转塔机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种极耳预压装置，用于对卷绕在卷针上的电芯进行极耳弯折。该极耳预压装置包括一轴及安装在该轴上的预压单元，所述轴与该卷针平行设置，所述预压单元包括一预压面，该预压面用于弯折所述电芯的极耳。所述轴弹性地安装在一底座上，且所述轴上设置一支撑单元，该支撑单元用于支撑在所述电芯上并向所述底座一侧弹性压缩所述轴。本实用新型可以在电芯卷绕过程中对其极耳进行特定角度的预压弯折，同时能够随着电芯直径的增大而逐渐远离卷针以对电芯最外层的极耳进行预压弯折，提高了极耳预压的效果。

Description

极耳预压装置及转塔机构

技术领域

本实用新型属于锂电池自动化设备领域，尤其涉及一种电芯卷绕设备。

背景技术

锂电池生产中，需要将正极片、负极片和隔膜组成的料带卷绕形成电芯。正极片、负极片上设置或形成若干极耳，极耳是将正负极引出的金属导体。常规的卷绕电芯具有单极耳、多极耳、全极耳等不同结构，极耳层叠地分布在卷绕电芯的一端或两端。电芯卷绕完成后，需要把极耳统一地向电芯的横截面的圆心方向弯折，此过程称为极耳整形。整形后的极耳向内聚拢，便于把电芯装入壳体内。

通常情况下，极耳的整形都是在电芯卷绕后进行。由于卷绕完成后的极耳呈层叠的设置，因此导致极耳弯折难度大，极耳整形效果差。

实用新型内容

为解决上述背景技术存在的问题，本实用新型提供了一种电芯卷绕过程中对极耳进行预压的装置，并提供了一种具有极耳预压装置的转塔机构。

本实用新型提供的极耳预压装置用于对卷绕在卷针上的电芯进行极耳弯折。该极耳预压装置包括一轴及安装在该轴上的预压单元，所述轴与该卷针平行设置，所述预压单元包括一预压面，该预压面用于弯折所述电芯的极耳。所述轴弹性地安装在一底座上，且所述轴上设置一支撑单元，该支撑单元用于支撑在所述电芯上并向所述底座一侧弹性压缩所述轴。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述轴上垂直于其轴线方向设置两导向杆，所述导向杆上分别套设一弹簧并分别设置在所述底座的一导向孔内，所述弹簧的一端抵顶所述轴，另一端抵顶所述底座。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述导向孔内设置一线性轴承，所述导向杆的自由端设置在所述线性轴承内。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述轴上垂直于其轴线设置两活动轨，所述底座上设置两固定轨，所述两活动轨与所述两固定轨配合形成两滑轨结构；所述滑轨结构上分别设置一弹簧，该弹簧设置于所述轴和底座之间。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述轴的两端可沿其轴线转动地设置在所述底座上；所述预压单元和支撑单元分别固定地设置在所述轴上，且所述预压单元的预压面采用圆锥形面实现。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述圆锥形面具有截面大的一端及截面小的一端，其中所述截面小的一端与所述支撑单元相对设置，且所述截面小的一端的直径与所述支撑单元的直径相等。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述预压单元包括一圆柱形主体，所述圆柱形主体的截面直径等于所述预压面的截面小的一端的直径，且所述圆柱形主体支撑在所述电芯侧壁，所述预压面的截面小的一端接触所述极耳的根部。

在本实用新型极耳预压装置的一实施例中，所述轴的两端固定设置在所述底座上；所述支撑单元可转动地设置在所述轴上，且所述预压单元固定在所述轴上，并具有一向所述极耳弯折的预压面。

本实用新型还公开了一种转塔机构，包括相对设置的主转塔和副转塔，所述主转塔和副转塔之间固定连接一主轴，所述主转塔和副转塔分别设置多组卷针。所述转塔机构还包括多组极耳预压装置，所述极耳预压装置的底座固定安装在所述主轴上，所述极耳预压装置的轴与所述卷针相平行。

在另一实施例中，转塔机构包括一圆形的转盘及设置在其中心的卷针，所述卷针可以绕其轴线转动并从所述转盘表面伸出和回退。该转塔机构还包括一组极耳预压装置，所述极耳预压装置安装在所述卷针一侧，且所述极耳预压装置的轴与所述卷针相平行。

综上所述，本实用新型通过与卷针平行设置的预压单元能够在卷绕过程中对电芯的极耳进行特定角度的预压弯折，同时能够随着电芯直径的逐步增大而逐渐远离卷针以对电芯最外层的极耳进行预压弯折，提高了极耳预压的效果。

附图说明

图1是本实用新型转塔机构一实施例的结构图；

图2是图1中转塔机构沿II-II的剖视图；

图3是图1中一组极耳预压装置与一组卷针的结构图；

图4是图3中预压单元的结构图；

图5是图3中支撑单元和轴的安装结构图；

图6是本实用新型转塔机构另一实施例的结构图；

图7是图6中预压单元的结构图；

图8是本实用新型的极耳预压装置的又一实施例的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1、图2所示，本实用新型一实施例的转塔机构100包括相对设置的主转塔101、副转塔102和设置在所述主转塔101、副转塔102轴线上的主轴103，该主轴103固定连接主转塔101和副转塔102，因而能确保二者同步转动。主转塔101上环绕其圆心均匀设置卷绕工位P1、贴胶工位P2、下料工位 P3，每个工位处均设置一第一卷针110。副转塔102对应于前述工位P1-P3分别设置一第二卷针120。位于相同工位的一第一卷针110和一第二卷针120在各自电机的驱动下相对伸出构成一卷针组，该卷针组能够夹紧正极片、负极片、隔膜所构成的料带，并将该料带卷绕在卷针组上以形成电芯C。电芯C被卷绕完成后做贴胶处理以防止散开，随后第一卷针110、第二卷针120在各自电机的驱动下相对回退而从电芯中抽离，从而可以通过一夹持单元取走该电芯 C。主转塔101、副转塔102绕所述主轴103旋转，从而使电芯的不同卷绕阶段在对应的工位执行。以上转塔机构的结构及操作属于本领域的常规设计，此处不再详述。

本实施例结合对插针的转塔机构对本实用新型的构思进行说明。对插针的含义即第一卷针110、第二卷针120沿其轴线方向相对设置，其伸出动作是两卷针相对靠近、抽离动作是两卷针相对远离。但，本领域内也同时存在同向插针的转塔机构，即第一卷针和第二卷针的伸出和抽离的动作是在同一方向实现，这种转塔机构在第CN111403823A号中国发明专利申请中有所说明，此处不再重述。从以下的说明中可以看出，本实用新型的极耳预压装置可以无差别地适用于对插针结构的转塔机构和同向插针的转塔机构。

如图3所示，本实用新型一实施例的极耳预压装置200设置在转塔机构 100的主轴103上，包括一底座210及弹性设置在该底座210上的轴220，轴 220上安装有至少一用于弯折极耳的预压单元230及一用于支撑到电芯C外侧壁的支撑单元240。所述预压单元230具有一个与所述轴220的轴线成一角度倾斜的预压面231，该预压面231的倾斜角度取决于极耳的待弯折角度，因此能够把电芯C的极耳向预定方向(通常是朝向电芯轴线的方向)弯折预设角度。

如图4所示，本实施例的预压单元230采用锥形轮实现，该锥形轮的主体呈圆柱形，且其轴线上贯穿开设一安装孔232，用于固定安装到轴220上。锥形轮的一端具有一作为前述预压面231的锥形面，该锥形面的母线朝向其轴线延伸因而呈朝向轴线倾斜的斜面，其倾斜角度以前述的极耳待弯折角度而定。

为便于安装，锥形轮的主体圆柱形部分经切割形成一主体部233和一扣环部234，二者各具有一半圆形开槽，当二者对接组装时，两开槽共同形成所述安装孔232；主体部233上开设第一螺纹孔2331，扣环部234上开设第二螺纹孔2341。当二者扣合时可通过螺钉锁紧第一、第二螺纹孔2331、2341，从而把锥形轮安装到轴220上。通过松开螺钉，可以快速调整锥形轮在轴220上的位置，以使预压面231对准不同长度电芯的极耳。

如图5所示，本实施例的支撑单元240采用包胶轮实现，包胶轮的侧面呈平整的圆柱面，该侧面用来支撑在电芯C上。包胶轮通过中部的开孔套设在轴 220上。轴220上沿其轴线方向开设一锁定槽221，包胶轮上沿其径向开设有多个固定孔241，通过螺钉从固定孔241锁入并抵顶在锁定槽221的底面或旋入轴220内部，可以实现包胶轮的固定。轴220的两端用于安装前述预压单元 230。

结合参阅图3至于图5，轴220的两端分别安装在一轴承座300的轴承内，从而轴220可以连同设置在其上的预压单元230、支撑单元240共同绕其轴线自由转动。这种安装方式可以把电芯C与支撑单元240之间的摩擦力变为滚动摩擦，减小支撑单元240对电芯C的摩擦力。轴承座300在垂直于所述轴 220的方向上固定连接一导向杆310，该导向杆310的一端可以通过螺钉安装到轴承座300内，从而实现固定安装。

底座210整体呈平板状，其两端分别贯穿开设一导向孔211，导向孔211 内部安装一垫片212或设置一台阶面结构，从而导向孔211在该处的孔径变小。前述轴220上的导向杆310上套设一弹簧320后、再插设在导向孔211 内，这样弹簧320位于垫片212和轴承座300之间，使轴220可以弹性地安装到底座210上。当轴220受到外部压力时，可以压缩弹簧320而实现在垂直于其轴线的方向上运动；当外力撤销后，轴220能够在弹簧的作用下恢复原位。

为保持轴220的运动平稳，导向孔211内还设置一直线轴承213。导向杆 310插入到直线轴承213内，且其末端用螺钉安装一垫片，防止从直线轴承 213中滑脱。在其他实施例中，直线轴承和导向孔也可以采用阻尼滑轨或普通滑轨替代，导向杆310作为滑轨的活动轨直接与设置在底座210上的固定轨相配合，同样可以实现使轴220运动平稳的功能。

继续参阅图5，本实施例的底座210主体上还设置有用于与隔膜切刀配合使用的切刀底板400。该切刀底板400上设置有与轴220相平行的切刀槽 410，用于容纳隔膜切刀。切刀底板280上设置有与螺纹孔相配合的腰型孔 420，通过腰型孔420和底座210上对应的螺纹孔可以将切刀底板400固定在底座210，并通过腰型孔420调整切刀底板400的安装位置，以使切刀槽410 对齐隔膜切刀的位置。腰型孔420可以设置得足够长，以确保切刀底板400的边缘不会阻碍预压单元230和支撑单元240随轴220的运动。本实施例中，同侧的腰型孔420设置两个，同时切刀槽410也设置两个，这样可以使切刀底板 400相对于底座210的位置可以充分调整。

结合参阅图1至图5，在本实施例转塔机构100中，对应每一卷针组均设置一组极耳预压装置200，且使极耳预压装置200的轴220与对应卷针组保持平行。当卷针组开始卷绕电芯时，轴220上的支撑单元240恰好压紧卷绕中的电芯C，可以起到防止电芯散开的作用。同时，两个预压单元230的预压面 231与电芯的极耳接触，且使预压面231的截面小的一端接触极耳的根部，预压面231的截面大的一端接触极耳的自由端，这样可以确保极耳产生一沿预压面231的倾斜角度的弯折。随着电芯的直径在卷绕中不断增大，支撑单元240 向轴220施加一外推力，轴220进一步压缩弹簧320，从而在底座210的通孔 211中滑动并适应电芯逐渐增大的同时，保证与电芯的恰当接触。这样，电芯的极耳可以在卷绕过程中实现整形。

由以上说明可以看出，在本实施例中，包胶轮的直径基本上等于锥形轮的最小位置的直径，这样可以保证当包胶轮支撑在电芯上时，锥形轮中预压面 231的截面较小一端恰好贴合到极耳的根部。

以上实施例中设置两个预压单元230，但可以明显看出，当电芯规格为单侧设置极耳时，对应的极耳预压装置可以仅设置一个预压单元230。

图6是本实用新型的另一实施例，在该实施例的转塔机构中，卷针是同向插针，且仅具有一组卷针。在此结构中，该转塔机构包括一圆形的转盘150及设置在转盘150上的一组卷针151，所述卷针151可以绕其轴线转动并从所述转盘150表面伸出和回退，电芯卷绕的全部过程均在同一工位完成。由于没有主轴结构供极耳预压装置安装于其上，因此极耳预压装置的底座210可以直接或间接设置在卷绕机的其他部件，例如大板上。

在本实施例中，预压单元同时具备了支撑单元的功能。如图7所示，该实施例中的预压单元510的锥形预压面511的母线是沿其圆柱形主体512的轴线向外扩张而形成的，这样的预压单元在对极耳进行整形时，其圆柱形主体512 可以支撑在电芯C上，其锥形预压面511的截面较小一端对齐极耳的根部、截面较大的一端向内侧弯折极耳的自由端。同样地，该预压单元510可以采用分体式结构设计，并通过螺钉固定在轴220上，轴220通过轴承座300可转动组装并通过弹簧320安装到底座210上，具体结构可以采用如前一实施例那样实现，在此不再重述。需要指出的是，本实施例中也可以视需要设置单独的支撑单元。

图8是在本实用新型构思的基础上对前述实施例进行的改动，该改动可以同等地适用到图1-5的实施例和图6-7的实施例中。在该改动中，极耳预压装置的轴220’直接固定安装到一安装座300’，轴220’不能在安装座300’中沿其轴线转动。支撑单元240’通过一轴承241’安装到轴220’上，即支撑单元240’可以在轴220’上转动。

在这种改动方案中，前述实施例中的预压单元230’同样固定安装在轴 220’上，即预压单元230’与轴220’都不发生转动。由于预压单元230’不需要绕轴线转动，因此只需要有一个预压面朝向极耳即可实现极耳整形，即预压单元230’可以采用预压片的形式、而不用采用锥形轮实施。

同样可以看出，预压片形式的预压单元230’中，其预压面也可以采用两种设计选择：其一是如图7所示的预压片的自由端接触极耳的自由端形式，其二是预压片的自由端接触极耳根部的形式，在第二种设计形式种，预压面的自由端是朝向轴220’的轴线方向延伸的。

以上实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (10)

1.一种极耳预压装置，用于对卷绕在卷针上的电芯进行极耳弯折，包括一轴及安装在该轴上的预压单元，所述轴与该卷针平行设置，所述预压单元包括一预压面，该预压面用于弯折所述电芯的极耳；其特征是，所述轴弹性地安装在一底座上，且所述轴上设置一支撑单元，该支撑单元用于支撑在所述电芯上并向所述底座一侧弹性压缩所述轴。

2.如权利要求1所述的极耳预压装置，其特征是，所述轴上垂直于其轴线方向设置两导向杆，所述导向杆上分别套设一弹簧并分别设置在所述底座的一导向孔内，所述弹簧的一端抵顶所述轴，另一端抵顶所述底座。

3.如权利要求2所述的极耳预压装置，其特征是，所述导向孔内设置一线性轴承，所述导向杆的自由端设置在所述线性轴承内。

4.如权利要求1所述的极耳预压装置，其特征是，所述轴上垂直于其轴线设置两活动轨，所述底座上设置两固定轨，所述两活动轨与所述两固定轨配合形成两滑轨结构；所述滑轨结构上分别设置一弹簧，该弹簧设置于所述轴和底座之间。

5.如权利要求1所述的极耳预压装置，其特征是，所述轴的两端可沿其轴线转动地设置在所述底座上；所述预压单元和支撑单元分别固定地设置在所述轴上，且所述预压单元的预压面采用圆锥形面实现。

6.如权利要求5所述的极耳预压装置，其特征是，所述圆锥形面具有截面大的一端及截面小的一端，其中所述截面小的一端与所述支撑单元相对设置，且所述截面小的一端的直径与所述支撑单元的直径相等。

7.如权利要求5所述的极耳预压装置，其特征是，所述预压单元包括一圆柱形主体，所述圆柱形主体的截面直径等于所述预压面的截面小的一端的直径，且所述圆柱形主体支撑在所述电芯侧壁，所述预压面的截面小的一端接触所述极耳的根部。

8.如权利要求1所述的极耳预压装置，其特征是，所述轴的两端固定设置在所述底座上；所述支撑单元可转动地设置在所述轴上，且所述预压单元固定在所述轴上，并具有一向所述极耳弯折的预压面。

9.一种转塔机构，包括相对设置的主转塔和副转塔，所述主转塔和副转塔之间固定连接一主轴，所述主转塔和副转塔分别设置多组卷针；其特征是，还包括多组如权利要求1所述的极耳预压装置，所述极耳预压装置的底座固定安装在所述主轴上，所述极耳预压装置的轴与所述卷针相平行。

10.一种转塔机构，包括一圆形的转盘及设置在其中心的卷针，所述卷针可以绕其轴线转动并从所述转盘表面伸出和回退；其特征是，还包括一组如权利要求1所述的极耳预压装置，所述极耳预压装置安装在所述卷针一侧，且所述极耳预压装置的轴与所述卷针相平行。

Images