CN219246724U - 自控张力电池隔膜尾卷装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种自控张力电池隔膜尾卷装置，包括转送机构、第一直线机构、第二直线机构和夹膜机构，转送机构用于转移电芯位置；当电芯旋转时，第一直线机构驱动第二直线机构往电芯的方向靠拢，第二直线机构驱动夹膜机构移动，使夹膜机构与电芯之间的隔膜段始终和电芯平行。在电芯旋转的过程中，隔膜始终以平行的方式贴合电芯表面，保证张力始终在一个方向，不会因为电芯旋转到垂直状态使得隔膜和电芯呈现夹角，产生其他方向的分力导致水平方向张力减小，有效地防止隔膜拉断，提高电池生产效率。

Description

自控张力电池隔膜尾卷装置

技术领域

本实用新型属于电池生产设备技术领域，尤其涉及一种自控张力电池隔膜尾卷装置。

背景技术

电池生产包括叠片工序和卷膜工序，叠片工序用于将极片通过隔膜依次堆叠呈方体结构，卷膜工序用于将叠片完成的电芯通过隔膜包覆成电池包。

叠片工序和卷膜工序都通过专用的电池生产设备完成，例如，申请号CN202122607019.0，名称为一种电池隔膜收尾卷机构的实用新型专利公开了：一种电池隔膜收尾卷机构。该机构包括卷针夹板、第一收尾旋转组件以及第二收尾旋转组件；所述第一收尾旋转组件与所述第二收尾旋转组件相对设置在所述卷针夹板的两端侧，且均可移动靠近或远离所述卷针夹板；从而可进行电池隔膜的收尾卷，且收尾卷后方便进行下料。而且，在卷针夹板的外侧设置包括托针爪子的托卷针组件，可对卷针夹板进行承托，避免卷针夹板出现中部下垂的现象，尤其是针对宽长电芯的隔膜收尾卷。另外，在卷针夹板的外侧还设置有底部托轮组件和/或压轮组件，可进行无动力自由转动的对隔膜进行底托和压紧，避免隔膜在卷绕过程中出现撕破、褶皱、不整齐等不良现象，并避免收尾卷后的隔膜松散。

如传统的隔膜收尾卷装置一般，该专利公开的收尾机构，其电芯夹持部分通过配合压轮或托轮机构，在收卷过程中，将隔膜2紧密地贴紧在电芯1上，这种收卷结构虽然能够提高隔膜2的平整度，但是，隔膜2在收卷过程中由于始终被夹膜机构和压紧结构张紧，而叠片状的电芯1在旋转过程中，若隔膜的朝向不变，电芯1容易与隔膜2呈互相垂直的状态，如图5所示，此时的电芯1边沿棱角会对隔膜2产生较大的压强，位置A附近的隔膜2段容易断裂，导致卷绕失败，影响电池生产效率，亟待改善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种自控张力电池隔膜尾卷装置，旨在解决现有技术中的电池隔膜收尾卷绕机构在收卷时，由于电芯边沿与隔膜之间呈夹角结构设置，导致电芯施加在隔膜上的压强增大，容易的导致隔膜断裂的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种自控张力电池隔膜尾卷装置，包括转送机构、第一直线机构、第二直线机构和夹膜机构，所述转送机构用于转移电芯位置；所述第一直线机构的移动端移动路径经过隔膜收尾卷绕位；所述第二直线机构设置在所述第一直线机构的移动端；所述夹膜机构与所述第二直线机构的移动端连接且用于夹持尾卷隔膜；所述第一直线机构和所述第二直线机构的移动端移动路径互相垂直，所述夹膜机构能够将电芯本体和隔膜的尾部夹紧；当电芯旋转时，所述第一直线机构驱动所述第二直线机构往电芯的方向靠拢，所述第二直线机构驱动所述夹膜机构移动，使所述夹膜机构与电芯之间的隔膜段始终和电芯平行。

可选地，所述第一直线机构包括第一驱动源、移动框架和第一导轨副，所述第一导轨副铺设在隔膜收尾卷绕位下方，所述移动框架设置在所述第一导轨副的滑块上，所述第一驱动源的驱动端与所述移动框架驱动连接，所述第二直线机构设置在所述移动框架上，所述夹膜机构滑动连接在所述移动框架上。

可选地，所述第二直线机构设置在所述移动框架的外侧壁上，所述夹膜机构滑动连接在所述移动框架的内腔，所述第二直线机构的驱动端与所述夹膜机构驱动连接。

可选地，所述第二直线机构为皮带驱动器。

可选地，所述第一驱动源为皮带驱动器。

可选地，所述夹膜机构包括上压板和下压板，所述上压板连接在所述移动框架上；所述下压板滑动连接在所述移动框架上且位于所述上压板的下方；所述上压板和所述下压板之间形成用于夹持隔膜的张合槽，所述移动框架上设置有第一推动件，所述第一推动件的推动端与所述下压板驱动连接且能够驱动所述下压板往所述上压板的方向移动，所述下压板上设置有真空吸附单元。

可选地，所述上压板滑动连接在所述移动框架上，所述移动框架上设置有第二推动件，所述第二推动件的推动端与所述上压板驱动连接，所述第二推动件的推动端能够驱动所述上压板往所述下压板的方向移动。

可选地，所述移动框架上滑动连接有第一移动板和第二移动板，所述上压板和所述下压板分别滑动连接在所述第一移动板和所述第二移动板上，所述上压板和所述下压板的移动方向沿水平方向设置，所述第一移动板和所述第二移动板上均设置有调节气缸，两组所述调节气缸的输出端分别与所述上压板和所述下压板驱动连接。

本实用新型实施例提供的自控张力电池隔膜尾卷装置中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：电芯旋转时，所述第一直线机构驱动所述第二直线机构往电芯的方向靠拢，所述第二直线机构驱动所述夹膜机构移动，使所述夹膜机构与电芯之间的隔膜段始终和电芯平行，在电芯旋转过程中，隔膜与电芯的边沿棱角之间并未发生摩擦剐蹭，相较于现有技术中的电池隔膜收尾卷绕机构在收卷时，由于电芯边沿与隔膜之间呈夹角结构设置，导致电芯施加在隔膜上的压强增大，容易的导致隔膜断裂的技术问题，本实用新型提供的自控张力电池隔膜尾卷装置，在电芯旋转的过程中，隔膜始终以平行的方式贴合电芯表面，保证张力始终在一个方向，不会因为电芯旋转到垂直状态使得隔膜和电芯呈现夹角，产生其他方向的分力导致水平方向张力减小，有效地防止隔膜拉断，提高电池生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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为本实用新型实施例提供的自控张力电池隔膜尾卷装置的结构示意图。

图2为图1中的夹膜机构、第一直线机构和第二直线机构的结构示意图。

图3为本实用新型实施例提供的夹膜机构的局部细节图。

图4为本实用新型实施例提供的夹膜机构在卷膜时的动作示意图。

图5为传统的隔膜收尾卷绕机构在卷膜时的电芯和隔膜结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100—第一直线机构 200—转送机构 300—第二直线机构

400—夹膜机构 110—第一驱动源 120—移动框架

130—第一导轨副 410—上压板 420—下压板

430—第一推动件 440—第二推动件 121—第一移动板

122—第二移动板 123—调节气缸 1—电芯

2—隔膜。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例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1～5描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，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实用新型实施例和简化描述，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实用新型的限制。

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更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，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实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，如图1～4所示，提供一种自控张力电池隔膜尾卷装置，适用于电池叠片工序中的尾卷工艺，该尾卷装置包括转送机构200、第一直线机构100、第二直线机构300和夹膜机构400，所述转送机构200用于转移电芯位置；所述第一直线机构100的移动端移动路径经过隔膜收尾卷绕位；所述第二直线机构300设置在所述第一直线机构100的移动端；所述夹膜机构400与所述第二直线机构300的移动端连接且用于夹持尾卷隔膜；所述第一直线机构100和所述第二直线机构300的移动端移动路径互相垂直。

在本实施例中，所述转送机构200为电芯夹持工装，电芯夹持工装为技术成型和技术成熟的结构，例如，申请号为：CN201220293231.2，名称为夹持宽度可变的电芯夹持装置的实用新型专利中有详细记载，本实施例不再赘述。

如图1和图4所示，具体的，夹膜机构400先移动至隔膜收尾卷绕位，转送机构200将电芯本体转送至外部电芯旋转驱动装置上，即隔膜收尾卷绕位成型于外部电芯旋转驱动装置上，夹膜机构400将尾卷隔膜夹紧并远离电芯本体，使隔膜拉进；当电芯旋转时，所述第一直线机构100驱动所述第二直线机构300往电芯的方向靠拢，所述第二直线机构300驱动所述夹膜机构400移动，使所述夹膜机构400与电芯之间的隔膜段始终和电芯平行，在电芯旋转过程中，隔膜与电芯的边沿棱角之间并未发生摩擦剐蹭，相较于现有技术中的电池隔膜收尾卷绕机构在收卷时，由于电芯边沿与隔膜之间呈夹角结构设置，导致电芯施加在隔膜上的压强增大，容易的导致隔膜断裂的技术问题，本实用新型提供的自控张力电池隔膜尾卷装置，在电芯旋转的过程中，隔膜始终以平行的方式贴合电芯表面，保证张力始终在一个方向，不会因为电芯旋转到垂直状态使得隔膜和电芯呈现夹角，产生其他方向的分力导致水平方向张力减小，有效地防止隔膜拉断，提高电池生产效率。

如图1～3所示，进一步地，所述第一直线机构100包括第一驱动源110、移动框架120和第一导轨副130，所述第一导轨副130铺设在隔膜收尾卷绕位下方，所述移动框架120设置在所述第一导轨副130的滑块上，所述第一驱动源110的驱动端与所述移动框架120驱动连接，所述第二直线机构300设置在所述移动框架120上，所述夹膜机构400滑动连接在所述移动框架120上。在本实施例中，所述转送机构200滑动连接在所述第一导轨副130的滑轨上，采用共轨结构有利于提高转送机构200和移动框架120的定位精准性。

如图1～3所示，进一步地，所述第二直线机构300设置在所述移动框架120的外侧壁上，所述夹膜机构400滑动连接在所述移动框架120的内腔，所述第二直线机构300的驱动端与所述夹膜机构400驱动连接。所述第二直线机构300和所述第一驱动源110均为皮带驱动器。采用皮带驱动器作为直线驱动源有利于优化结构，提高设备简洁性，便于作业。

如图1～3所示，进一步地，所述夹膜机构400包括上压板410和下压板420，所述上压板410连接在所述移动框架120上；所述下压板420滑动连接在所述移动框架120上且位于所述上压板410的下方；所述上压板410和所述下压板420之间形成用于夹持隔膜的张合槽，所述移动框架120上设置有第一推动件430，所述第一推动件430的推动端与所述下压板420驱动连接且能够驱动所述下压板420往所述上压板410的方向移动，所述下压板420上设置有真空吸附单元，所述下压板420朝向所述上压板410的端面设置有多个气孔，所述真空吸附单元为气排，所述气排设置在所述下压板420内，所述气排设置有多个分别一一连接气孔的气管，所述气排与外部负压装置管道连接，所述下压板420的端部还设置有隔膜托板以防止隔膜下垂。

如图1～3所示，进一步地，所述上压板410滑动连接在所述移动框架120上，所述移动框架120上设置有第二推动件440，所述第二推动件440的推动端与所述上压板410驱动连接，所述第二推动件440的推动端能够驱动所述上压板410往所述下压板420的方向移动。在本实施例中，所述第一推动件430和所述第二推动件440均为直线气缸。

如图1～3所示，进一步地，所述移动框架120上滑动连接有第一移动板121和第二移动板122，所述上压板410和所述下压板420分别滑动连接在所述第一移动板121和所述第二移动板122上，所述上压板410和所述下压板420的移动方向沿水平方向设置，所述第一移动板121和所述第二移动板122上均设置有调节气缸123，两组所述调节气缸123的输出端分别与所述上压板410和所述下压板420驱动连接。具体的，所述调节气缸123为低摩擦气缸。

在电芯旋转过程中，夹膜机构400需要不断靠近电芯。

当电芯旋转的线速度大于夹膜机构400的移动速度时，调节气缸123的水平受力逐渐加大，继续保持原始位置的上压板410和下压板420容易配合电芯将隔膜拉断，基于此，调节气缸123驱动上压板410和下压板420沿水平方向往电芯的方向移动，使尾卷隔膜张力得到缓解，避免尾卷隔膜受到过大张力拉扯变形，甚至断裂；同时调节第一直线机构100和第二直线机构300的移动速度，使得速度差值为零，调节气缸123的推杆回退到初始位置，完成张力调节。

当电芯旋转的线速度小于夹膜机构400的移动速度时，尾卷隔膜呈松弛状态，尾卷隔膜的张力减小，持续收卷则会导致隔膜起皱褶，基于此，电气比例阀加压，调节气缸123驱动上压板410和下压板420背向尾卷隔膜的方向移动，以对尾卷隔膜加压，使隔膜张力得到缓解，避免张力过小导致尾卷隔膜松弛；同时调节第一直线机构100和第二直线机构300的移动速度，使得速度差值为零，调节气缸123的推杆回退到初始位置，完成张力调节。

具体的，该尾卷装置的详细运行流程如下：

1.转送机构200夹持电芯沿第一导轨副130的导轨平移至外部电芯旋转驱动装置的驱动端，并将电芯本体移送至外部电芯旋转驱动装置的驱动端；

2.上压板410和下压板420经对应的推动件驱动，夹紧尾卷隔膜，真空吸附单元开启，进一步将隔膜吸紧；

3.外部切膜装置将隔膜裁断；

4.所述第一驱动源110先驱动所述移动框架120远离隔膜收尾卷绕位；

5.上压板410打开；

6.转送机构200后退，此时，隔膜初步平整；

7.上压板410和下压板420再次闭合；

9.外部电芯旋转驱动装置驱动电芯旋转，同时第一直线机构100和第二直线机构300夹膜机构400沿二轴方向移动，使尾卷隔膜始终与电芯平行，并通过调节气缸123自动控制隔膜张力；

10.收尾完成，转送机构200复位重新夹持电芯。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于，包括：

转送机构，所述转送机构用于转移电芯位置；

第一直线机构，所述第一直线机构的移动端移动路径经过隔膜收尾卷绕位；

第二直线机构，所述第二直线机构设置在所述第一直线机构的移动端；

夹膜机构，所述夹膜机构与所述第二直线机构的移动端连接且用于夹持尾卷隔膜；

所述第一直线机构和所述第二直线机构的移动端移动路径互相垂直，所述夹膜机构能够将电芯本体和隔膜的尾部夹紧；当电芯旋转时，所述第一直线机构驱动所述第二直线机构往电芯的方向靠拢，所述第二直线机构驱动所述夹膜机构移动，使所述夹膜机构与电芯之间的隔膜段始终和电芯平行。

2.根据权利要求1所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述第一直线机构包括第一驱动源、移动框架和第一导轨副，所述第一导轨副铺设在隔膜收尾卷绕位下方，所述移动框架设置在所述第一导轨副的滑块上，所述第一驱动源的驱动端与所述移动框架驱动连接，所述第二直线机构设置在所述移动框架上，所述夹膜机构滑动连接在所述移动框架上。

3.根据权利要求2所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述第二直线机构设置在所述移动框架的外侧壁上，所述夹膜机构滑动连接在所述移动框架的内腔，所述第二直线机构的驱动端与所述夹膜机构驱动连接。

4.根据权利要求3所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述第二直线机构为皮带驱动器。

5.根据权利要求2所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述第一驱动源为皮带驱动器。

6.根据权利要求2～5任意一项所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述夹膜机构包括：

上压板，所述上压板连接在所述移动框架上；

下压板，所述下压板滑动连接在所述移动框架上且位于所述上压板的下方；

所述上压板和所述下压板之间形成用于夹持隔膜的张合槽，所述移动框架上设置有第一推动件，所述第一推动件的推动端与所述下压板驱动连接且能够驱动所述下压板往所述上压板的方向移动，所述下压板上设置有真空吸附单元。

7.根据权利要求6所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述上压板滑动连接在所述移动框架上，所述移动框架上设置有第二推动件，所述第二推动件的推动端与所述上压板驱动连接，所述第二推动件的推动端能够驱动所述上压板往所述下压板的方向移动。

8.根据权利要求6所述的自控张力电池隔膜尾卷装置，其特征在于：所述移动框架上滑动连接有第一移动板和第二移动板，所述上压板和所述下压板分别滑动连接在所述第一移动板和所述第二移动板上，所述上压板和所述下压板的移动方向沿水平方向设置，所述第一移动板和所述第二移动板上均设置有调节气缸，两组所述调节气缸的输出端分别与所述上压板和所述下压板驱动连接。

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