CN220282944U - 一种换卷装置、电芯卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种换卷装置及电芯卷绕设备，换卷装置包括：至少两个放卷机构，其中一个放卷机构用于装载工作料卷，另一个所述放卷机构用于装载备用料卷；摆臂机构，所述摆臂机构在两个所述放卷机构之间运动，从而使工作料卷的料带与备用料卷的料带粘接；胶带脱离机构，用于使备用料卷起始端的第一胶带与备用料卷的料带脱离。本申请的有益效果在于，胶带脱离机构能够使第一胶带与备用料卷的料带脱离，从而避免对料带粘接处产生拉力而导致粘接失效，提高了换卷成功率。

Description

一种换卷装置、电芯卷绕设备

技术领域

本申请属于电池生产设备技术领域，具体地，本申请涉及一种换卷装置及电芯卷绕设备。

背景技术

在锂电池的生产制造过程中，需要进行料带(例如阴极片、阳极片、隔膜)的卷绕形成电芯。当工作料卷用完时，需要启用备用料卷，完成自动换卷过程。自动换卷装置能够实现将正在使用的料带与工作料卷切断分离，同时利用摆臂机构将备用料卷的料带前端与正在使用的料带尾端粘接。为保证粘接的可靠性，备用料卷的带料前端具有第二胶带(一般为双面胶带)，用于与正在使用的带料尾端粘接。

在实现本申请过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

料带自动换卷过程中，摆臂机构夹住旧卷尾部贴住新卷头部，通过双面胶首尾相连，但摆臂机构复位时需要拉动料带撕开新料带头部的第一胶带(一般为单面胶带)，实现自动接带功能。但由于双面胶带附着力不够，经常出现换卷失败。

发明内容

本申请实施例的一个目的是提供一种换卷装置，从而降低换卷过程中的换卷失败风险。

根据本申请实施例的一方面，提供了一种换卷装置，包括：

至少两个放卷机构，其中一个放卷机构用于装载工作料卷，另一个所述放卷机构用于装载备用料卷；

摆臂机构，所述摆臂机构在两个所述放卷机构之间运动，从而使工作料卷的料带与备用料卷的料带粘接；

胶带脱离机构，所述胶带脱离机构用于使备用料卷起始端的第一胶带与备用料卷的料带脱离。

可选择地，在所述摆臂机构使工作料卷的料带抵接备用料卷的料带的状态下，所述胶带脱离机构使备用料卷起始端的第一胶带与备用料卷的料带脱离。

可选择地，所述胶带脱离机构至少为两个，一个所述胶带脱离机构对应一个所述放卷机构。

可选择地，所述胶带脱离机构设置在所述摆臂机构上。

可选择地，所述胶带脱离机构包括吸胶板和第一驱动机构，所述第一驱动机构能够驱动所述吸胶板靠近所述放卷机构或者远离所述放卷机构。

可选择地，所述摆臂机构包括：

摆臂、旋转座、压板和切刀；

所述旋转座与所述摆臂转动连接，所述旋转座上安装有可转动的滚轮；

安装在所述摆臂上的第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述旋转座转动；

安装在所述旋转座上的第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述压板靠近所述滚轮以夹紧所述压板与所述滚轮之间的料带，或者驱动所述压板远离所述滚轮；

安装在所述摆臂上的第四驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动所述切刀靠近所述滚轮，以对工作料卷的料带进行切断，所述滚轮与所述压板用于保持对需要与备用料卷的料带进行粘接的工作料卷的料带的夹紧状态，或者所述第四驱动机构驱动所述切刀远离所述滚轮。

可选择地，所述滚轮为两个，所述压板为两个，两个所述滚轮间隔设置，两个所述压板间隔设置，一个所述压板对应一个所述滚轮。

可选择地，所述换卷装置还包括第五驱动机构，所述第五驱动机构用于驱动所述摆臂机构进入换卷工位或者退出换卷工位。

可选择地，所述放卷机构能够转动，使所述摆臂机构抵接备用料卷的位置位于备用料卷的第一胶带与第二胶带之间。

根据本申请实施例的第二方面，提供了一种电芯卷绕设备，包括：

如前所述的换卷装置；

转塔，所述转塔安装有卷针，所述卷针用于卷绕料带形成电芯；

所述放卷机构用于向所述卷针输送料带。

本申请的一个技术效果在于：利用胶带脱离机构将第一胶带脱离备用料卷，因此利用第二胶带将工作料卷与备用料卷上的料带粘接在一起后，摆臂机构回摆过程中，第二胶带不会再受到第一胶带的拉力，因此两个料带的粘接可靠性提高，换卷成功率提高。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为一种典型的料卷示意图；

图2为本申请的实施例提供的换卷装置中，摆臂机构处于第一位置的工作示意图；

图3为本申请的实施例提供的换卷装置中，摆臂机构处于第二位置的工作示意图；

图4为本申请的实施例提供的换卷装置中，摆臂机构处于第三位置的工作示意图；

图5为本申请的实施例提供的摆臂机构的立体图；

图6为本申请的另一个实施例提供的换卷装置的工作示意图；

图7为本申请的实施例的转塔的工作示意图。

附图标记：1、备用料卷；101、第一料带；102、起始端；103、第一胶带；104、第二胶带；2、工作料卷；201、第二料带；202、第三料带；203、第四料带；205、第五料带；3、第二放卷机构；4、第一放卷机构；5、摆臂机构；501、旋转座；502、切刀；503、滚轮；504、压板；505、摆臂；506、第二驱动机构；507、第三驱动机构；508、安装板；509、第四驱动机构；6、胶带脱离机构；601、第一驱动机构；602、吸胶板；7、固定过辊；8、移动过辊；9、转塔；901、卷针；10、电芯。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

应注意到：在接下来的描述中，料带、料卷、胶带的目的仅是为了更加清楚地描述换卷装置的工作过程，而不应当被认为是换卷装置的一部分。

如图1所示，料卷1用于存储第一料带101。第一料带101的起始端102的第一胶带103为单面胶带，用于防止料卷1的最外层的第一料带101散开。第二胶带104为双面胶，用于将第一料带101与如下文所描述的第二料带102粘接到一起。

如图2至图6所示，本申请实施例中的换卷装置包括：至少两个放卷机构，为了清晰，其中一个放卷机构被标记为第一放卷机构4，另一个放卷机构被标记为第二放卷机构3；摆臂机构5；胶带脱离机构6。虽然在如2至图6所示实施例中，仅示出了第一放卷机构4和第二放卷机构3，但在实际应用中能够增加放卷机构的数量，例如在如图2所示的第二放卷机构3左侧再增加一个第三放卷机构。

更具体地，第二放卷机构3用于装载工作料卷2，第一放卷机构4用于装载备用料卷1。第一放卷机构4能够与第二放卷机构3采用相同的构造，工作料卷2和备用料卷1在初始状态下均为如图1所示的状态。

摆臂机构5在第一放卷机构4与第二放卷机构3之间运动，从而使工作料卷2的第二料带201与备用料卷1的第一料带101粘接。第二料带201与第一料带101是相同的料带，例如同为正极片或者负极片。

胶带脱离机构6用于使如图1中所示的备用料卷1的起始端102的第一胶带103与第一料带101脱离。

由以上描述可知，本申请的实施例采用单独的胶带脱离机构6，由胶带脱离机构6将第一胶带103与第一料带101脱离，因此在接下来的第二料带201与第一料带101粘接完成后，摆臂机构5回摆的过程中，第一胶带103不会再对第二胶带104产生拉扯，换卷成功率得到提高。

如图2所示，本实施例中，胶带脱离机构6为两个，分别对应第一放卷机构4和第二放卷机构3。如果放卷机构数量增加，胶带脱离机构6的数量也能够相应地增加。以对应第一放卷机构4的胶带脱离机构6为例，胶带脱离机构6包括吸胶板601和第一驱动机构602，第一驱动机构602能够驱动吸胶板601靠近第一放卷机构4或者远离第一放卷机构4。同理，对应第二放卷机构3的胶带脱离机构6的第一驱动机构602能够驱动吸胶板601靠近第二放卷机构3或者远离第二放卷机构3。第一驱动机构602能够采用气缸、电机等作为动力源，以活塞杆、螺杆等作为传动机构。在本实施例中，胶带脱离机构6依靠吸胶板601来吸附第一胶带103并使其与第一料带101脱离，在本申请的其它实施例中，胶带脱离机构6还能够依靠负压机构、拉爪等机构使第一胶带103与第一料带101脱离。

如图5所示，在本申请的实施例中，摆臂机构5包括：摆臂505、旋转座501、压板504和切刀502。其中，旋转座501与摆臂505转动连接，旋转座501上安装有可转动的滚轮503。摆臂505上安装有第二驱动机构506、第三驱动机构507和第四驱动机构509。其中，第二驱动机构506用于驱动旋转座501转动。第三驱动机构507用于驱动压板504靠近滚轮503以夹紧压板504与所述滚轮503之间的第二料带201，或者驱动压板504远离滚轮503，以解除对第二料带201的夹紧。第四驱动机构509用于驱动切刀502靠近滚轮503，从而对第二料带201进行切断，或者驱动切刀502远离滚轮503。当第二料带201被切断，滚轮503与压板504需要保持对需要与备用料卷1的第一料带101进行粘接的工作料卷2的第二料带201的夹紧状态。第二驱动机构506、第三驱动机构507和第四驱动机构509能够采用气缸、电机等作为动力源，利用活塞杆、齿轮齿条、螺杆等作为传动件。

可选择地，压板504安装在安装板508上，安装板508与旋转座501滑动连接。压板504也能够直接与旋转座501滑动连接。因此，压板504能够随着旋转座501的转动。这种结构便于对需要切断的料带进行压紧和缠绕。此时，第三驱动机构507安装在旋转座501上。

在本实施例中，可选择地，滚轮503为两个，压板504为两个，两个滚轮503间隔设置，两个压板504间隔设置，一个压板504对应一个滚轮503。这种结构的优势在于，能够在两个滚轮503之间切断第二料带502，确保被切断的料带仍然能够被夹紧，从而实现与另一个料卷上的料带进行粘接。

在本申请的其它实施例中，滚轮503为一个，压板504也为一个，一个压板504对应一个滚轮503，此时切刀502需要在滚轮503的靠近工作料卷2的一侧切断第二料带201，使得滚轮503与压板504保持对需要与备用料卷1的第一料带101进行粘接的工作料卷2的第二料带201的夹紧状态，即，在如图3所示的状态下，滚轮503与压板504将第二料带201的靠近滚轮503的一段保持夹紧，而第二料带201的靠近工作料卷2的一段被第二放卷机构3收卷回工作料卷2。

虽然在图5中示例性地示出了一个滚轮压板式的摆臂机构5，但本领域技术人员也能够采用夹块式的摆臂机构5，本文不再详述。

如图2至图4所示的实施例中，胶带脱离机构6至少为两个，一个胶带脱离机构6对应一个第一放卷机构4，另一个胶带脱离机构6对应一个第二放卷机构3。胶带脱离机构6的数量能够根据放卷机构的数量的增加而增加。

在本申请的其它实施例中，胶带脱离机构6还能够设置在摆臂机构5上，此时胶带脱离机构6仅需一个，该胶带脱离机构6可随着摆臂机构5的运动而对第一放卷机构4、第二放卷机构3上的料卷上的第一胶带103进行脱离。

接下来将具体描述换卷装置的工作过程。

如图2所示，第一放卷机构4上装载的是如图1所示的备用料卷1，而第二放卷机构3装载的料卷2上的第二料带201已经用于卷绕形成电芯，因此称为工作料卷2。当工作料卷2上的第二料带201接近用完时，对应第二放卷机构3的移动过辊8运动，带动第二料带201运动，移动过辊8与固定过辊7共同将第二料带201拉直定位在适于摆臂机构5对第二料带201进行夹紧切断的位置。随后，在第五驱动机构(未示出)的驱动下，摆臂机构5朝着垂直于纸面向外的方向运动，进入换卷工位，第二料带201进入压板504与滚轮503之间的间隙。第五驱动机构能够采用气缸、电机等动力源，依靠活塞杆、齿轮齿条、螺杆等传动方式进行驱动。

如图3、图5所示，第三驱动机构507驱动压板504靠近滚轮503，从而使压板504与滚轮503一起夹紧第二料带201。第二驱动机构506驱动旋转座501旋转，使两个滚轮503之间的第二料带201对准切刀502。第四驱动机构509驱动切刀502靠近滚轮503，对第二料带201进行切断。第二放卷机构3收卷剩余的第二料带201，而第二料带201的尾部被压板504和滚轮503继续夹紧。摆臂505向着第一放卷机构4转动。

如图4所示，第四驱动机构509驱动切刀502远离滚轮503，摆臂505继续向着第一放卷机构4转动。第二驱动机构506驱动旋转座501旋转，第二料带201卷绕在滚轮503的外表面。滚轮503抵接备用料卷1后，第一料带101与第二料带201接触。摆臂机构5的其它部位，例如旋转座501也能够抵接备用料卷1而起到辅助抵压作用。在图4所示的实施例中，摆臂机构5抵接备用料卷1的位置恰好位于备用料卷1的第一胶带103与第二胶带104之间。胶带脱离机构6的第一驱动机构602驱动吸胶板602靠近第一放卷机构4，从而吸附第一胶带103，然后第一驱动机构602驱动吸胶板602远离第一放卷机构4，使第一胶带103与第一料带101脱离。此时由于滚轮503抵接备用料卷1，因此备用料卷1不会散开。然后，第三驱动机构507驱动压板504远离滚轮503，第一放卷机构4旋转，带动滚轮503转动，第二胶带104将第一料带101与第二料带102粘接到一起，备用料卷1开始放卷，此时备用料卷1作为工作料卷使用，继续进行电芯卷绕。而第二放卷机构3上的工作料卷2能够被新的备用料卷1替换。由于第一胶带103已经被胶带脱离机构6脱离，因此即使摆臂机构5向着第二放卷机构3的方向旋转，起始端102处也不会拉扯第二胶带104，第一料带101与第二料带201的粘接不会失效，因此换卷成功率被大大提高。换卷完成后，第五驱动机构驱动摆臂机构5沿着垂直纸面向内的方向运动，退出换卷工位，为下一个工作周期做准备。待第一放卷机构4上的料卷放卷接近完成后，摆臂机构5再次进入换卷工位，进入下一个换卷周期，将第一放卷机构4上的料带切断，然后与第二放卷机构3上的料带进行粘接。

在本实施例中，摆臂机构5进入换卷工位前，移动过辊8带动第二料带201运动，配合固定过辊7能够将第二料带201拉直，使摆臂机构5进入换卷工位后能够对第二料带201进行压紧，从而更方便接下来的切断工序。

如图6所示，在本申请的另一个实施例中，摆臂机构5抵接备用料卷1后，抵接位置位于第二胶带104的下方，此时需要摆臂机构5向着第二放卷机构3的方向回转一个角度，然后第一放卷机构4转动，使摆臂机构5抵接备用料卷1的位置位于备用料卷1的第一胶带103与第二胶带104之间，然后摆臂机构5重新抵接备用料卷1，进入如图4所示的状态，继续后续的料带粘接步骤。

在如图1至图6所示的实施例中，第一放卷机构4、第二放卷机构3交替装载备用料卷1、工作料卷2，因此为第一放卷机构4和第二放卷机构3分别设置了一个对应的移动过辊8和胶带脱离机构6，这样能够减少移动过辊8或胶带脱离机构6在两个放卷机构之间切换位置的工序。而在本申请的另一些实施例中，胶带脱离机构6能够设置在摆臂505上，随着摆臂505的旋转而在第一放卷机构4和第二放卷机构3之间切换位置，此时一个胶带脱离机构6便能够用于两个放卷机构的第一胶带103的脱离工作，节省成本。

本实施例中的电芯卷绕设备包括如前所述的换卷装置和如图7所示的转塔9。转塔9上安装有卷针901。以第二料带201为正极片、第三料带202为第一隔膜、第四料带203为负极片、第五料带204为第二隔膜为例，卷针901用于将第二料带201、第三料带202和第四料带203、第五料带204卷绕形成电芯10。转塔9旋转能够使不同的卷针901进入不同的工位。第二料带201、第三料带202和第四料带203、第五料带204来自于不同的工作料卷。

在卷针901卷绕第二料带201的过程中，换卷装置的第二放卷机构3向着卷针901输送工作料卷2的第二料带201，当第二放卷机构3上的工作料卷2放卷完成，摆臂机构5将第二料带201与第一料带101粘接，第一放卷机构4上的第一料带101作为工作料带，继续向着卷针901输送，从而保证电芯卷绕设备的连续工作。同理，第三料带202、第四料带203和第五料带204也能够采用如前所述的换卷装置，将备用料卷的料带与工作料卷的料带粘接，通过放卷机构向着卷针901输送料带，从而保证电芯卷绕设备的连续工作。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种换卷装置，其特征在于，包括：

至少两个放卷机构，其中一个放卷机构用于装载工作料卷，另一个所述放卷机构用于装载备用料卷；

摆臂机构，所述摆臂机构在两个所述放卷机构之间运动，使工作料卷的料带与备用料卷的料带粘接；

胶带脱离机构，所述胶带脱离机构用于使备用料卷起始端的第一胶带与备用料卷的料带脱离。

2.根据权利要求1所述的换卷装置，其特征在于，在所述摆臂机构使工作料卷的料带抵接备用料卷的料带的状态下，所述胶带脱离机构使备用料卷起始端的第一胶带与备用料卷的料带脱离。

3.根据权利要求1所述的换卷装置，其特征在于，所述胶带脱离机构至少为两个，一个所述胶带脱离机构对应一个所述放卷机构。

4.根据权利要求1所述的换卷装置，其特征在于，所述胶带脱离机构设置在所述摆臂机构上。

5.根据权利要求1所述的换卷装置，其特征在于，所述胶带脱离机构包括吸胶板和第一驱动机构，所述第一驱动机构能够驱动所述吸胶板靠近所述放卷机构或者远离所述放卷机构。

6.根据权利要求1所述的换卷装置，其特征在于，所述摆臂机构包括：

摆臂、旋转座、压板和切刀；

所述旋转座与所述摆臂转动连接，所述旋转座上安装有可转动的滚轮；

安装在所述摆臂上的第二驱动机构，所述第二驱动机构用于驱动所述旋转座转动；

安装在所述旋转座上的第三驱动机构，所述第三驱动机构用于驱动所述压板靠近所述滚轮以夹紧所述压板与所述滚轮之间的料带，或者驱动所述压板远离所述滚轮；

安装在所述摆臂上的第四驱动机构，所述第四驱动机构用于驱动所述切刀靠近所述滚轮，以对工作料卷的料带进行切断，所述滚轮与所述压板用于保持对需要与备用料卷的料带进行粘接的工作料卷的料带的夹紧状态，或者所述第四驱动机构驱动所述切刀远离所述滚轮。

7.根据权利要求6所述的换卷装置，其特征在于，所述滚轮为两个，所述压板为两个，两个所述滚轮间隔设置，两个所述压板间隔设置，一个所述压板对应一个所述滚轮。

8.根据权利要求5所述的换卷装置，其特征在于，所述换卷装置还包括第五驱动机构，所述第五驱动机构用于驱动所述摆臂机构进入换卷工位或者退出换卷工位。

9.根据权利要求2所述的换卷装置，其特征在于，所述放卷机构能够转动，使所述摆臂机构抵接备用料卷的位置位于备用料卷的第一胶带与第二胶带之间。

10.一种电芯卷绕设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至9任一项所述的换卷装置；

转塔，所述转塔安装有卷针，所述卷针用于卷绕料带形成电芯；

所述放卷机构用于向所述卷针输送料带。