CN219658770U - 卷针机构、卷绕装置、卷绕机及电池生产系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池制造技术领域，提供一种卷针机构、卷绕装置、卷绕机及电池生产系统。其中，卷针机构包括：第一卷针体和第二卷针体，第二卷针体与第一卷针体相对设置，并与第一卷针体之间限定有夹持缝，夹持缝相对于卷针机构的转动中心偏心设置；第一夹针和第二夹针，第一夹针设于第一卷针体朝向第二卷针体的一侧，第二夹针设于第二卷针体朝向第一卷针体的一侧，且第一夹针和第二夹针适于相互靠近或远离，以夹持或松开隔膜。通过本申请的技术方案，能够减小隔膜插入夹持缝的长度，以降低电极组件的生产成本，并可减少出现卷绕不良、隔膜打皱等问题发生，以提高电极组件的使用性能。

Description

卷针机构、卷绕装置、卷绕机及电池生产系统

技术领域

本申请涉及电池制造技术领域，具体涉及一种卷绕机构、卷绕装置、卷绕机及电池生产系统。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

相关技术中，电极组件卷绕所使用的卷针机构为对称设置的两部分卷针组成，电极组件在卷绕时，隔膜先插入两部分卷针之间并被夹持后，然后再驱动两部分卷针转动以进行卷绕，这种卷针机构需要隔膜的初始插入长度较大，这部分隔膜形成内圈隔膜，内圈隔膜对电极组件的性能并无作用，但会导致电极组件的成本升高，还会引起卷绕不良、隔膜打皱等问题，影响电极组件的使用性能。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种卷绕机构、卷绕装置、卷绕机及电池生产系统，用以实现降低电极组件的生产成本，并提高电极组件的使用性能。该目的是通过以下技术方案实现的：

第一方面，本申请提供了一种卷绕机构，包括：第一卷针体和第二卷针体，所述第二卷针体与所述第一卷针体相对设置，并与所述第一卷针体之间限定有夹持缝；第一夹针和第二夹针，所述第一夹针设于所述第一卷针体朝向所述第二卷针体的一侧，所述第二夹针设于所述第二卷针体朝向所述第一卷针体的一侧，且所述第一夹针和所述第二夹针适于相互靠近或远离，以夹持或松开所述隔膜；其中，所述夹持缝相对于所述卷针机构的转动中心偏心设置。

根据本申请提供的卷针机构，夹持缝相对于所述卷针机构的转动中心偏心设置，即第一卷针体和第二卷针体为非对称结构，这样，相较于对称设置的第一卷针体和第二卷针体而言，第一卷针体和第二卷针体之间所限定的夹持缝的长度便得以减小，则隔膜插入第一卷针体和第二卷针体之间的夹持缝的长度也得以减少，从而有助于降低电极组件的生产成本，且有助于减少电极组件卷绕时出现卷绕不良、隔膜打皱等问题的发生，进而有助于提高电极组件的使用性能。

另外，根据本申请提供的卷绕机构，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施方式中，所述第一卷针体朝向所述第二卷针体的一侧设有第一容纳槽，所述第二卷针体朝向所述第一卷针体的一侧设有第二容纳槽，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽的位置相对应，所述第一夹针可活动地设置于所述第一容纳槽内，所述第二夹针可活动地设置于所述第二容纳槽内。

通过将第一夹针和第二夹针分别设置于第一容纳槽和第二容纳槽内，不仅可起到隐藏第一夹针和第二夹针的作用，使得产品整体较为规整，还可减小夹持缝的缝隙宽度，并便于隔膜顺利地穿过夹持缝。

在本申请的一些实施方式中，所述卷针机构还包括第一驱动机构，所述第一驱动机构与所述第一夹针和所述第二夹针相连，用于驱动所述第一夹针和所述第二夹针相互靠近或远离。

在卷绕前，利用第一驱动机构驱动第一夹针和第二夹针相对靠近以夹持住隔膜，从而有助于提高隔膜卷绕的稳定性，在卷绕结束后，利用第一驱动机构驱动第一夹针和第二夹针相互远离，以松开隔膜，从而便于移除卷针，结构和原理均较为简单，易于实现。

在本申请的一些实施方式中，所述卷针机构还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述第一卷针体和所述第二卷针体相连，用于驱动所述第一卷针体和所述第二卷针体相互靠近或远离。

利用第二驱动机构驱动第一卷针体和第二卷针体相互靠近或远离，以便于根据实际需要调整卷针机构的卷径，从而便于卷绕不同卷径的隔膜。

在本申请的一些实施方式中，所述第一卷针体背离所述第二卷针体的一侧设有第一凹槽，所述第二卷针体背离所述第一卷针体的一侧设有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽用于供夹持件夹持移动。

当隔膜卷绕结束后，利用夹持件分别插设在第一凹槽和第二凹槽内，并整体夹持住卷针机构，从而便于移除或移动卷针机构。

在本申请的一些实施方式中，所述第一夹针和所述第二夹针被配置为随所述第一卷针体和所述第二卷针体同步转动。

当卷针机构被驱动转动时，第一夹针和第二夹针随第一卷针体和第二卷针体同步转动，从而可使隔膜稳定地卷绕在第一卷针体和第二卷针体的外周侧。

在本申请的一些实施方式中，所述卷针机构的外轮廓呈圆形、椭圆形或菱形中的一种。

圆形、椭圆形或菱形等结构较为规整，有助于提高产品的美观度，且结构较为简单，有助于简化产品的生产工艺，并降低产品的生产成本。同时，便于卷绕成型后与电池的形状结构相适配。

在本申请的一些实施方式中，所述夹持缝为直缝；和/或，所述圆形、椭圆形或菱形的中心为所述卷针机构的转动中心。

夹持缝设置为直缝，便于隔膜穿过，有助于提高电极组件的卷绕效率。

值得说明的是，当第一卷针体和第二卷针体的夹持缝闭合时，卷针机构的外轮廓整体为圆形、椭圆形或菱形，此时圆形、椭圆形或菱形的中心为卷针机构的转动中心。

第二方面，本申请提供了一种卷绕装置，包括：转盘；和一个或多个如第一方面实施方式中任一项所述的卷针机构，所述卷针机构设于所述转盘上。

根据本申请提供的卷绕装置，因包括第一方面实施方式中任一项所述的卷针机构，因此具有上述任一实施方式所具有的技术效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请提供了一种卷绕机，包括：贴胶机构；下料机构；和如第二方面实施方式所述的卷绕装置，所述卷绕装置的转盘上设有贴胶工位和下料工位，所述贴胶机构对应所述贴胶工位设置，所述下料机构对应所述下料工位设置。

第四方面，本申请供了一种电池生产系统，包括根据第三方面实施方式所述的卷绕机。

本申请第四方面实施方式所述的电池生产系统，因包括第三方面实施方式所述的卷绕机，因此也具有上述任一实施方式所具有的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例提供的卷针机构的一个视角的结构示意图。

附图标记如下：

100、卷针机构；200、隔膜；

10、第一卷针体；20、第二卷针体；30、夹持缝；40、第一夹针；50、第二夹针；

11、第一容纳槽；12、第一凹槽；21、第二容纳槽；22、第二凹槽。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，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。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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申请实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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实施例中的具体含义。

目前，电极组件主要采用卷绕和叠片成型工艺。

相关技术中，电极组件卷绕所使用的卷针机构为对称设置的两部分卷针组成，电极组件在卷绕时，隔膜先插入两部分卷针之间并被夹持后，然后再驱动两部分卷针转动以进行卷绕，这种卷针机构需要隔膜的初始插入长度较大，这部分隔膜形成内圈隔膜，然而对于电极组件的性能提升，内圈隔膜没有实际作用，但会导致电极组件的成本升高，还会引起卷绕不良、隔膜打皱等问题，从而影响电极组件的使用性能。

为了解决采用对称设置的卷针机构导致隔膜插入两部分卷针之间的长度较大，且易引起卷绕不良、隔膜易打皱，从而影响电极组件的使用性能的问题，本申请设计了一种卷针机构，通过将卷针机构的第一卷针体和第二卷针体设置为非对称结构，使得第一卷针体和第二卷针体之间的夹持缝长度减小，从而可减小隔膜插入夹持缝内的长度，以节约成本，并可改善卷绕不良、隔膜易打皱等问题，进而有助于提高电极组件的使用性能。

本申请实施例公开的卷针机构100不仅适用于对圆柱电池内的电极组件的卷绕，还可适用于对方形电池等动力电池内的电极组件的卷绕。

其中，电池包括壳体和设于壳体内的电池单体。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件。电极组件主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。

请参见图1，图1为本申请一些实施例提供的卷针机构的一个视角的结构示意图。本申请第一方面实施例提供了一种卷针机构100，包括第一卷针体10、第二卷针体20、第一夹针40和第二夹针50。其中，第二卷针体20与第一卷针体10相对设置，并与第一卷针体10之间限定有夹持缝30；第一夹针40设于第一卷针体10朝向第二卷针体20的一侧，第二夹针50设于第二卷针体20朝向第一卷针体10的一侧，且第一夹针40和第二夹针50适于相互靠近或远离，以夹持或松开隔膜200；夹持缝30相对于卷针机构100的转动中心偏心设置。

在本实施例中，第一卷针体10和第二卷针体20用于共同卷绕电池的电极组件。

示例性地，夹持缝30为直缝，用于供电极组件的隔膜200插入，便于被第一夹针40和第二夹针50夹持。

夹持缝30相对于卷针机构100的转动中心偏心设置，表示第一卷针体10和第二卷针体20为非对称结构。示例性地，第一卷针体10和第二卷针体20的外轮廓呈圆形，第一卷针体10和第二卷针非对称设置，夹持缝30与第一卷针体10和第二卷针体20的外轮廓所限定的圆形的直径不重合，且夹持缝30的长度小于所述圆形的直径。

通过将第一卷针体10和第二卷针体20设置为非对称结构，这样，相较于对称设置的第一卷针体10和第二卷针体20而言，第一卷针体10和第二卷针体20之间所限定的夹持缝30的长度便得以减小，则隔膜200插入第一卷针体10和第二卷针体20之间的夹持缝30的长度也得以减少，从而有助于降低电极组件的生产成本，且有助于减少电极组件卷绕时出现卷绕不良、隔膜200打皱等问题的发生，进而有助于提高电极组件的使用性能。

请参见图1，根据本申请的一些实施例，第一卷针体10朝向第二卷针体20的一侧设有第一容纳槽11，第二卷针体20朝向第一卷针体10的一侧设有第二容纳槽21，第一容纳槽11和第二容纳槽21的位置相对应，第一夹针40可活动地设置于第一容纳槽11内，第二夹针50可活动地设置于第二容纳槽21内。

在本实施例中，第一容纳槽11为第一卷针体10朝向第二卷针体20的一侧局部凹陷形成。第二容纳槽21为第二卷针体20朝向第一卷针体10的一侧局部凹陷形成，且第一容纳槽11和第二容纳槽21的位置对应，并均与夹持缝30相连通。

通过将第一夹针40和第二夹针50分别设置于第一容纳槽11和第二容纳槽21内，不仅可起到隐藏第一夹针40和第二夹针50的作用，使得产品整体较为规整，还可减小夹持缝30的缝隙宽度，并便于隔膜200顺利地穿过夹持缝30。

根据本申请的一些实施例，卷针机构100还包括第一驱动机构，第一驱动机构与第一夹针40和第二夹针50相连，用于驱动第一夹针40和第二夹针50相互靠近或远离。

在本实施例中，示例性地，第一驱动机构可以为直线电机或包括电机和与电机连接的传动机构。

在卷绕前，利用第一驱动机构驱动第一夹针40和第二夹针50相对靠近以夹持住隔膜200，从而有助于提高隔膜200卷绕的稳定性，在卷绕结束后，利用第一驱动机构驱动第一夹针40和第二夹针50相互远离，以松开隔膜200，从而便于移除卷针，结构和原理均较为简单，易于实现。

根据本申请的一些实施例，卷针机构100还包括第二驱动机构，第二驱动机构与第一卷针体10和第二卷针体20相连，用于驱动第一卷针体10和第二卷针体20相互靠近或远离。

在本实施例中，第二驱动机构可以为直线电机或包括电机和与电机连接的传动机构。

利用第二驱动机构驱动第一卷针体10和第二卷针体20相互靠近或远离，以便于根据实际需要调整卷针机构100的卷径，从而便于卷绕不同卷径的隔膜200。

请参见图1，根据本申请的一些实施例，第一卷针体10背离第二卷针体20的一侧设有第一凹槽12，第二卷针体20背离第一卷针体10的一侧设有第二凹槽22，第一凹槽12和第二凹槽22用于供夹持件夹持移动。

在本实施例中，第一凹槽12和第二凹槽22的位置相对应，且沿转盘的轴线方向，第一凹槽12贯穿第一卷针体10，第二凹槽22贯穿第二卷针体20。

当隔膜200卷绕结束后，利用夹持件分别插设在第一凹槽12和第二凹槽22内，并整体夹持住卷针机构100，从而便于移除或移动卷针机构100。

根据本申请的一些实施例，第一夹针40和第二夹针50被配置为随第一卷针体10和第二卷针体20同步转动。

在本实施例中，当第一夹针40和第二夹针50在第一驱动机构的驱动作用下夹持住隔膜200后，相对第一卷针体10和第二卷针体20不再发生运动。

当卷针机构100被驱动转动时，第一夹针40和第二夹针50随第一卷针体10和第二卷针体20同步转动，从而可使隔膜200稳定地卷绕在第一卷针体10和第二卷针体20的外周侧。

根据本申请的一些实施例，卷针机构100的外轮廓呈圆形、椭圆形或菱形中的一种。

在本实施例中，卷针机构100的外轮廓除圆形、椭圆形或菱形外，还可以是六边形或其他多边形结构。

圆形、椭圆形或菱形等结构较为规整，有助于提高产品的美观度，且结构较为简单，有助于简化产品的生产工艺，并降低产品的生产成本。同时，便于卷绕成型后与电池的形状结构相适配。

在本申请的一些实施方式中，所述夹持缝为直缝；所述圆形、椭圆形或菱形的中心为所述卷针机构的转动中心。

夹持缝设置为直缝，便于隔膜穿过，有助于提高电极组件的卷绕效率。

值得说明的是，当第一卷针体和第二卷针体的夹持缝闭合时，卷针机构的外轮廓整体为圆形、椭圆形或菱形，此时圆形、椭圆形或菱形的中心为卷针机构的转动中心。

请参见图1，根据本申请的一些实施例，本申请实施例提供了一种卷针机构100，用于安装在卷绕装置的转盘上，卷针机构100包括第一卷针体10、第二卷针体20、第一夹针40和第二夹针50。其中，第一卷针体10和第二卷针体20的外轮廓整体呈圆形，且沿转盘的轴线方向，第一卷针体10和第二卷针体20在转盘上的投影面积不同。第一卷针体10和第二卷针体20相对设置，并限定有用于供隔膜200插入的夹持缝30，夹持缝30相对于卷针机构100的转动中心偏心设置。第一卷针体10朝向第二卷针体20的一侧设有第一容纳槽11，第二卷针体20朝向第一卷针体10的一侧设有第二容纳槽21，第一容纳槽11和第二容纳槽21的位置相对应，且与夹持缝30相连通。第一夹针40可活动地设置于第一容纳槽11内，第二夹针50可活动地设置于第二容纳槽21内，第一夹针40和第二夹针50适于在第一驱动机构的带动下相互靠近或远离，以夹持或松开隔膜200。这样，当卷绕电极组件时，可先将隔膜200插入夹持缝30内，并通过第一夹针40和第二夹针50夹持住，以在转盘的转动的情况下将电极组件卷绕在第一卷针体10和第二卷针体20的外周侧，由于夹持缝30的长度小于圆形的直径，相对第一卷针体10和第二卷针体20对称设置而言，隔膜200插入夹持缝30内的长度得到减小，从而有助于降低电极组件的生产成本，且可改善卷绕过程易发生卷绕不良、隔膜200打皱等问题，进而有助于提高电极组件的使用性能。

根据本申请的一些实施例，本申请第二方面实施例提供了一种卷绕装置，包括转盘和一个或多个如第一方面实施例中任一项的卷针机构100，卷针机构100设于转盘上。

在本实施例中，可以理解的，当转盘转动时，可带动一个或多个卷针机构100转动。

本申请提供的卷绕装置，因包括第一方面实施例中任一项的卷针机构100，因此具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，本申请第三方面实施例提供了一种卷绕机，包括贴胶机构、下料机构和如第二方面实施例的卷绕装置，卷绕装置的转盘上设有贴胶工位和下料工位，贴胶机构对应贴胶工位设置，下料机构对应下料工位设置。

根据本申请的一些实施例，本申请第四方面实施例供了一种电池生产系统，包括根据第三方面实施例的卷绕机。

本申请第四方面实施例的电池生产系统，因包括第三方面实施例的卷绕机，因此也具有上述任一实施例所具有的技术效果，在此不再赘述。

以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种卷针机构，其特征在于，包括：

第一卷针体和第二卷针体，所述第二卷针体与所述第一卷针体相对设置，并与所述第一卷针体之间限定有夹持缝；

第一夹针和第二夹针，所述第一夹针设于所述第一卷针体朝向所述第二卷针体的一侧，所述第二夹针设于所述第二卷针体朝向所述第一卷针体的一侧，且所述第一夹针和所述第二夹针适于相互靠近或远离，以夹持或松开隔膜；

其中，所述夹持缝相对于所述卷针机构的转动中心偏心设置。

2.根据权利要求1所述的卷针机构，其特征在于，所述第一卷针体朝向所述第二卷针体的一侧设有第一容纳槽，所述第二卷针体朝向所述第一卷针体的一侧设有第二容纳槽，所述第一容纳槽和所述第二容纳槽的位置相对应，所述第一夹针可活动地设置于所述第一容纳槽内，所述第二夹针可活动地设置于所述第二容纳槽内。

3.根据权利要求2所述的卷针机构，其特征在于，所述卷针机构还包括第一驱动机构，所述第一驱动机构与所述第一夹针和所述第二夹针相连，用于驱动所述第一夹针和所述第二夹针相互靠近或远离。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的卷针机构，其特征在于，所述卷针机构还包括第二驱动机构，所述第二驱动机构与所述第一卷针体和所述第二卷针体相连，用于驱动所述第一卷针体和所述第二卷针体相互靠近或远离。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的卷针机构，其特征在于，所述第一卷针体背离所述第二卷针体的一侧设有第一凹槽，所述第二卷针体背离所述第一卷针体的一侧设有第二凹槽，所述第一凹槽和所述第二凹槽用于供夹持件夹持。

6.根据权利要求1-3中任一项所述的卷针机构，其特征在于，所述第一夹针和所述第二夹针被配置为随所述第一卷针体和所述第二卷针体同步转动。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的卷针机构，其特征在于，所述卷针机构的外轮廓呈圆形、椭圆形或菱形中的一种。

8.根据权利要求7所述的卷针机构，其特征在于，所述夹持缝为直缝；

和/或，所述圆形、椭圆形或菱形的中心为所述卷针机构的转动中心。

9.一种卷绕装置，其特征在于，包括：

转盘；和

一个或多个如权利要求1-8中任一项所述的卷针机构，所述卷针机构设于所述转盘上。

10.一种卷绕机，其特征在于，包括：

贴胶机构；

下料机构；和

如权利要求9所述的卷绕装置，所述卷绕装置的转盘上设有贴胶工位和下料工位，所述贴胶机构对应所述贴胶工位设置，所述下料机构对应所述下料工位设置。

11.一种电池生产系统，其特征在于，包括根据权利要求10所述的卷绕机。