CN220324501U - 极耳错位调整设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种极耳错位调整设备，包括：裁切机构，用于在极片上裁切出极耳；检测机构，用于检测极耳；卷绕机构，卷绕机构用于卷绕极片，卷绕机构包括卷绕轴，卷绕机构能够测量卷绕轴的实际卷绕角度值；控制器，检测机构、裁切机构和卷绕机构均与控制器通讯连接；其中，沿极片的输送方向，裁切机构、检测机构和卷绕机构依次设置，当检测机构检测到相邻的两个极耳时，卷绕机构能够得到卷绕轴的实际卷绕角度值，并将实际卷绕角度值发送至控制器，控制器能够将实际卷绕角度值和设定卷绕角度值比对，并控制裁切机构，本实用新型的极耳错位调整设备，能够有效减低极耳的错位。

Description

极耳错位调整设备

技术领域

本实用新型涉及电池制造设备技术领域，尤其是涉及一种极耳错位调整设备。

背景技术

相关技术中，极片在加工完成后，通过卷绕可以形成电芯。其中，在极片进行卷绕前，会对极片进行切割，从而在极片上形成多个间隔排布的极耳。由于加工工艺难度较大，因此无法使极片各个位置的厚度统一。进一步地，由于极片各个位置的厚度不同，因此在将极片卷绕成型后，极耳之间就会存在错位的问题。错位较大容易导致电芯报废，从而使产品的良率降低。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种极耳错位调整设备，能够有效减低极耳的错位。

根据本实用新型的实施例的极耳错位调整设备，包括：

裁切机构，用于在极片上裁切出极耳；

检测机构，用于检测所述极耳；

卷绕机构，所述卷绕机构用于卷绕所述极片，所述卷绕机构包括卷绕轴，所述卷绕机构能够测量所述卷绕轴的实际卷绕角度值；

控制器，所述检测机构、所述裁切机构和所述卷绕机构均与所述控制器通讯连接；

其中，沿所述极片的输送方向，所述裁切机构、所述检测机构和所述卷绕机构依次设置，

当所述检测机构检测到相邻的两个所述极耳时，所述卷绕机构能够得到所述卷绕轴的所述实际卷绕角度值，并将所述实际卷绕角度值发送至所述控制器，所述控制器能够将所述实际卷绕角度值和设定卷绕角度值比对，并控制所述裁切机构。

根据本实用新型实施例的极耳错位调整设备，至少具有如下有益效果：沿输送方向，裁切机构、检测机构和卷绕机构依次设置，通过裁切机构在极片上裁切出极耳，其中，裁切机构可以在极片上裁切出多个极耳；极片上被裁切出来极耳后，极片和极耳会经过检测机构，通过检测机构对相邻的两个极耳检测，并得到检测机构检测相邻的两个极耳时，卷绕机构的卷绕轴的实际卷绕角度值，控制器将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值比对，控制器控制并调节裁切机构。如此，通过控制器将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值进行比对，并调节裁切机构，使裁切机构在对极片裁切时作出调整。如此，极耳错位调整设备，能够有效减低极耳的错位。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述极耳错位调整设备还包括：厚度测量机构，沿所述极片的输送方向，所述厚度测量机构、所述裁切机构、所述检测机构和所述卷绕机构依次设置，所述厚度测量机构与所述控制器通讯连接，所述厚度测量机构能够检测所述极片的实际厚度值，所述控制器还能够将所述实际厚度值和预设厚度值进行比对。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述极耳错位调整设备还包括：放卷机构，沿所述极片的输送方向，所述放卷机构、所述厚度测量机构、所述裁切机构、所述检测机构和所述卷绕机构依次设置；所述放卷机构用于放卷所述极片。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述卷绕机构还包括驱动件，所述驱动件连接于所述卷绕轴，所述驱动件用于驱动所述卷绕轴转动。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述驱动件设置为电机。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述裁切机构包括裁切机，所述裁切机设置为激光裁切机。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述卷绕机构还包括旋转传感器，所述旋转传感器用于测量所述卷绕轴的所述实际卷绕角度值。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述检测机构还包括光电传感器，所述光电传感器位于所述极片的上方，所述光电传感器能够测量所述极耳。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述检测机构还包括安装板，所述安装板位于所述极片的上方，所述光电传感器螺纹连接于所述安装板。

根据本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备，所述厚度测量机构还包括激光测厚仪。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明，其中：

图1为本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备的示意图；

图2为本实用新型的一些实施例的极耳错位调整设备中极片的示意图。

附图标记：

极耳错位调整设备10、放卷机构100、厚度测量机构200、裁切机构300、检测机构400、卷绕机构500、极片600、极耳700。

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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本实用新型的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

为了方便读者理解并阅读本申请，首先对极耳700的错位进行解释说明。卷绕电芯是通过极片600卷绕形成的。在将极片600卷绕形成电芯前，通常会在极片600没有涂布活性物质的区域进行裁切，从而形成极耳700。其中，对于某些类型的电芯来说，当在极片600上裁切出多个极耳700后，能够提高电芯充放电的效率。因此，裁切机构300会在极片600上裁切出多个极耳700。可以想到的是，极片600在卷绕后，需要将所有的极耳700对齐。也即，沿电芯的厚度方向，多个极耳700的投影互相重叠。极耳700对齐后能够方便电池装配等。因此，本申请中极耳700的错位指的就是，当极片600卷绕形成电芯后，电芯上的极耳700在电芯的厚度方向上，投影并不重合。本申请的方案能够有效减低极耳700的错位，从而提高电芯产品的良率。

下面介绍极耳错位调整设备10。请参照图1，在一些实施例中，极耳错位调整设备10包括：裁切机构300、检测机构400、卷绕机构500和控制器。裁切机构300用于在极片600上裁切出极耳700。检测机构400用于检测极耳700。卷绕机构500用于卷绕极片600，卷绕机构500包括卷绕轴，卷绕机构500能够测量卷绕轴的实际卷绕角度值。检测机构400、裁切机构300和卷绕机构500均与控制器通讯连接。其中，沿极片600的输送方向，裁切机构300、检测机构400和卷绕机构500依次设置。当检测机构400检测到相邻的两个极耳700时，卷绕机构500能够得到卷绕轴的实际卷绕角度值，并将实际卷绕角度值发送至控制器，控制器能够将实际卷绕角度值和设定卷绕角度值比对，并控制裁切机构300。

具体地，沿输送方向，裁切机构300、检测机构400和卷绕机构500依次设置，通过裁切机构300在极片600上裁切出极耳700，其中，裁切机构300可以在极片600上裁切出多个极耳700；极片600上被裁切出来极耳700后，极片600和极耳700会经过检测机构400，通过检测机构400对相邻的两个极耳700检测，并得到检测机构400检测相邻的两个极耳700时，卷绕机构500的卷绕轴的实际卷绕角度值，控制器将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值比对，控制器控制并调节裁切机构300。如此，通过控制器将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值进行比对，并调节裁切机构300，使裁切机构300在对极片600裁切时作出调整。如此，极耳错位调整设备10，能够有效减低极耳700的错位。

下面继续对上述实施例说明。上述提及的预设卷绕角度值指的是，先准备一个标准厚度尺寸的极片600，然后在极片600上裁切出多个极耳700，相邻的两个极耳700之间的间距为标准间距。然后使标准的极片600经过检测机构400和卷绕机构500，当极片600的相邻的两个极耳700经过检测机构400时，得到并记录检测机构400检测到前一个极耳700和检测架构检测到另一个极耳700时，卷绕轴在这个时间内的卷绕角度值，将该卷绕角度值记为预设卷绕角度值。当极片600的厚度不标准时，裁切机构300裁切出极耳700后，相邻的两个极耳700经过检测机构400，其对应的实际卷绕角度值和预设卷绕角度值有所不同，根据两者的差值，可以调节裁切机构300，从而调节待裁切极片600上的相邻的两个极耳700的间距。

进一步地，继续介绍极耳错位调整设备10，检测机构400可以包括光电传感器。可以想到的是，极片600输送加工的时候，先经过裁切机构300，然后再经过检测机构400，最后被卷绕机构500卷绕。在这个过程中，裁切机构300一开始会对极片600进行裁切，在极片600上裁切出多个极耳700。多个极耳700沿极片600的长度方向可以标记为第一极耳、第二极耳、第三极耳等等。然后，第一极耳、第二极耳和第三极耳依次经过光电传感器，光电传感器可以感应到第一极耳和第二极耳经过。第一极耳距离第二极耳之间的距离即为极耳700的间距。在光电传感器首先感应到第一极耳，然后感应到第二极耳时，在这个时间里，卷绕机构500的卷绕轴会转动一定的角度。也即，卷绕机构500得到了卷绕轴的实际卷绕角度值。控制器将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值比对后，就可以通过控制调节裁切机构300，从而进一步调节相邻的两个极耳700的间距，有效避免极耳700的错位。

控制器是在工业控制应用中广泛使用的一种反馈回路部件，例如可编程的存储器，再起内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，通过数字式或模拟式的输入输出来控制各种类型的机械设备,或生产过程。在本申请中，通过标准极片600得到预设卷绕角度值后，将预设卷绕角度值输入控制器中，可以方便控制器后续将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值比对。此外，控制器还能够控制裁切机构300，从而使裁切机构300裁切极片600时，增大或者减小相邻两个极耳700之间的间距。

需要说明的是，由于极片600上各个位置的厚度不同，因此，在通过裁切机构300对极片600裁切出极耳700后，其相邻的两个极耳700之间的间距是不同的。具体可参照图2。

下面介绍当实际卷绕角度值和预设卷绕角度值出现差值时，控制器具体如何让裁切机构300调节相邻的两个极耳700的间距。具体地，在一些实施例中，当实际卷绕角度值大于预设卷绕角度值时，控制器控制裁切机构300对极片600的待裁切部位进行裁切，以减小相邻的两个极耳700之间的间距。具体而言，由于极片600的厚度小于标准值的厚度时，卷绕轴实际卷绕的角度就会过大，也即实际卷绕角度值大于预设卷绕角度值。这时，就需要控制器控制裁切机构300在极片600的待裁切部位裁切，通过裁切机构300裁切的时候减少相邻的两个极耳700之间的间距，从而有效避免极耳700错位。

上述介绍了当实际卷绕角度值大于预设卷绕角度值时，控制器具体如何让裁切机构300调节相邻的两个极耳700的间距。下面介绍当实际卷绕角度值小于预设卷绕角度值时，控制器具体如何让裁切机构300调节相邻的两个极耳700的间距。具体地，在一些实施例中，当实际卷绕角度值小于预设卷绕角度值时，控制器控制裁切机构300对极片600的待裁切部位进行裁切，以增大相邻的两个极耳700之间的间距。具体而言，由于极片600的厚度大于标准值的厚度时，卷绕轴实际卷绕的角度就会过小，也即实际卷绕角度值小于预设卷绕角度值。这时，就需要控制器控制裁切机构300在极片600的待裁切部位裁切，通过裁切机构300裁切的时候增大相邻的两个极耳700之间的间距，从而有效避免极耳700错位。

进一步地，在本申请的方案中，除了将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值比对，并使控制器控制裁切机构300对待裁切的极片600进行调节后裁切的方式。还能够通过在极片600被裁切机构300裁切前，对极片600进行厚度测量的方式。具体地，在一些实施例中，极耳错位调整设备10还包括：厚度测量机构200。沿极片600的输送方向，厚度测量机构200、裁切机构300、检测机构400和卷绕机构500依次设置。厚度测量机构200与控制器通讯连接，厚度测量机构200能够检测极片600的实际厚度值，控制器还能够将实际厚度值和预设厚度值进行比对。具体地，通过将厚度测量机构200设置在裁切机构300的前方，然后对极片600进行测量，得到极片600的实际厚度值。厚度测量机构200将实际厚度值发送给控制器，控制器将实际厚度值和预设厚度值进行比对，然后控制器控制并调节裁切机构300，使裁切机构300在对极片600裁切时作出调整。如此，极耳错位调整设备10能够有效减低极耳700的错位，从而提高电芯产品的良率。

下面继续对上述实施例说明。上述提及的预设厚度值指的是，先准备一个标准厚度尺寸的极片600，然后对极片600的厚度进行测量，记为预设厚度值。也即，在标注尺寸厚度的极片600中，极片600的厚度是一个标准值，比如极片600的厚度是80um。当极片600的厚度不标准时，如果不对相邻的两个极耳700之间的间距作出调整，那么极片600卷绕后就会出现极耳700错位的情况。因此，根据实际厚度值和预设厚度值两者的差值，可以通过控制器控制调节裁切机构300，从而调节待裁切极片600上的相邻的两个极耳700的间距。

需要说明的是，在本申请中，可以使用标准极片600得到预设厚度值和预设卷绕角度值。然后，在极片600被裁切出极耳700前，通过厚度测量机构200对极片600的厚度测量，然后通过控制器将预设厚度值和实际厚度值进行比对，从而通过控制器控制裁切机构300调节相邻的两个极耳700之间的间距。之后极片600裁切出极耳700后，可以经过检测机构400和卷绕机构500，进一步地通过检测机构400检测，然后控制器将预设卷绕角度值和实际卷绕角度值进行比对，从而通过控制器控制裁切机构300调节待裁切的极片600部位中相邻的两个极耳700之间的间距。

此外，还可以通过控制器将预设厚度值和实际厚度值进行比对，以及控制器将预设卷绕角度值和实际卷绕角度值进行比对，从而使控制器叠加计算预设厚度值和实际厚度值的差值和预设卷绕角度值和实际卷绕角度值的差值，控制器再控制裁切机构300调节。比如，极片600未裁切前，可以通过厚度测量机构200先测量其厚度，然后得到实际厚度值和预设厚度值的差值A1，比如A1可以是-2um(假设预设厚度值是100um，那么实际厚度是98um)，那么根据差值A1，可以调节裁切机构300，从而减少相邻的两个极耳700之间的间距。然后极耳700被裁切出来后，极耳700会经过检测机构400，然后得到实际卷绕角度值和预设卷绕角度值的差值A2，比如A2可以是10°(假设预设卷绕角度值是100°，那么实际卷绕角度值是110°)，那么根据差值A2，可以得知需要减少相邻的两个极耳700之间的间距。进一步地，将A2和A1叠加计算后，以通过控制裁切机构300对极片600待裁切部位裁切，从而调节相邻的两个极耳700之间的间距。比如，标准的极耳700之间的间距是50um，那么根据A1，需要减少间距，从而将50um调节为40um。但是根据A2来看，调节为40um后，还是存在错位的情况，因此，根据A2，进一步地减少间距，从而将40um调节为35um。如此，通过A1和A2叠加计算后，可以通过调节裁切机构300，从而保证电芯的良率较高。具体来说，通过A1和A2叠加计算，可以对极片600裁切前后进行检测，从而保证电芯的良率较高。

请参照图1，在一些实施例中，极耳错位调整设备10还包括：放卷机构100。沿极片600的输送方向，放卷机构100、厚度测量机构200、裁切机构300、检测机构400和卷绕机构500依次设置；放卷机构100用于放卷极片600。具体地，其中，放卷机构100用于送出极片600，以使极片600依次经过厚度测量机构200、裁切机构300、检测机构400和卷绕机构500。极片600在这个过程中，通过厚度测量机构200、裁切机构300、检测机构400和卷绕机构500的共同配合，能够减少电芯上的极耳700的错位。

进一步地，下面介绍卷绕轴的运动方式。具体地，在一些实施例中，卷绕机构500还包括驱动件，驱动件连接于卷绕轴，驱动件用于驱动卷绕轴转动。通过驱动件驱动卷绕轴，卷绕轴转动后，可以将极片600收卷。这能够提高卷绕极片600的效率。

在一些实施例中，驱动件设置为电机。驱动件可以是电机，电机的旋转参数可以从电机的参数中直接得到。同时，电机的旋转参数可以是卷绕角度值，从而方便工作人员获取。

下面介绍裁切机构300。在一些实施例中，裁切机构300包括裁切机，裁切机设置为激光裁切机。具体地，激光裁切机通过激光对极片600进行切割。激光切割具有生产效率高，工艺稳定性好的特点。激光切割的基本原理是利用高功率密度激光束照射被切割的极片600，使极片600很快被加热至很高的温度，迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点而形成孔洞，随着光束在极片600上的移动，孔洞连续形成宽度很窄的切缝，完成对极片600的切割，从而形成极耳700。进一步地，激光裁切机通过移动激光的轨迹，可以调节相邻两个极耳700的间距。因此，控制器将实际卷绕角度值和预设卷绕角度值进行比对后，控制器可以控制裁切机运动，从而调节极耳700的间距。

下面介绍卷绕机构500如何获得实际卷绕角度值。具体地，在一些实施例中，卷绕机构500还包括旋转传感器，旋转传感器用于测量卷绕轴的实际卷绕角度值。其中，旋转传感器就是一种能够感应物体旋转角度的传感器，它采用的是旋转测量原理。旋转测量原理是指利用物理量的旋转，测量物体运动的原理。旋转传感器是在这个原理的基础上进行研制的。它可以通过测量物理量的变化来检测旋转，能够高精度地测量物体的角度、转速、转向等信息。同时，它还能够提供实时的数据反馈，并能够通过数字信号进行处理和输出，使它在实际应用中拥有非常广阔的发展前景。旋转传感器主要有两种类型：磁性旋转传感器和光学旋转传感器。磁性旋转传感器主要利用磁场的变化来测量旋转角度。光学旋转传感器则利用光的干涉或衍射原理来测量旋转角度。两种传感器的测量精度和反应速度差异较大，因此需要根据不同的应用场景选择合适的传感器类型。如此，通过旋转传感器便能够得知卷绕轴的实际卷绕角度值。

下面介绍检测机构400是如何测量极耳700的。具体地，在一些实施例中，检测机构400还包括光电传感器，光电传感器位于极片600的上方，光电传感器能够测量极耳700。其中，极片600经过光电传感器后，光电传感器便能够识别极耳700经过，从而记录极耳700。如此，光电传感器和卷绕机构500配合，从而在两个极耳700经过光电传感器时，得到对应的卷绕机构500的卷绕轴的实际卷绕角度值。

进一步地，在一些实施例中，检测机构400还包括安装板，安装板位于极片600的上方，光电传感器螺纹连接于安装板。具体地，螺纹连接方便将光电传感器安装在安装板上，并且通过螺纹连接可拆卸的方式，还可以在光电传感器出现故障的时候，方便工作人员将其拆下并维修。

在一些实施例中，厚度测量机构200还包括激光测厚仪。其中，激光测厚仪不用接触到极片600便可以测量出极片600的厚度，这可以保护极片600不受外物干扰和污染。并且激光测厚仪的精度较高，可以精确测量极片600的厚度。

上面结合附图对本实用新型实施例作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.极耳错位调整设备，其特征在于，包括：

裁切机构，用于在极片上裁切出极耳；

检测机构，用于检测所述极耳；

卷绕机构，所述卷绕机构用于卷绕所述极片，所述卷绕机构包括卷绕轴，所述卷绕机构能够测量所述卷绕轴的实际卷绕角度值；

控制器，所述检测机构、所述裁切机构和所述卷绕机构均与所述控制器通讯连接；

其中，沿所述极片的输送方向，所述裁切机构、所述检测机构和所述卷绕机构依次设置，当所述检测机构检测到相邻的两个所述极耳时，所述卷绕机构能够得到所述卷绕轴的所述实际卷绕角度值，并将所述实际卷绕角度值发送至所述控制器，所述控制器能够将所述实际卷绕角度值和设定卷绕角度值比对，并控制所述裁切机构。

2.根据权利要求1所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述极耳错位调整设备还包括：厚度测量机构，沿所述极片的输送方向，所述厚度测量机构、所述裁切机构、所述检测机构和所述卷绕机构依次设置，所述厚度测量机构与所述控制器通讯连接，所述厚度测量机构能够检测所述极片的实际厚度值，所述控制器还能够将所述实际厚度值和预设厚度值进行比对。

3.根据权利要求2所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述极耳错位调整设备还包括：放卷机构，沿所述极片的输送方向，所述放卷机构、所述厚度测量机构、所述裁切机构、所述检测机构和所述卷绕机构依次设置；所述放卷机构用于放卷所述极片。

4.根据权利要求1所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述卷绕机构还包括驱动件，所述驱动件连接于所述卷绕轴，所述驱动件用于驱动所述卷绕轴转动。

5.根据权利要求4所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述驱动件设置为电机。

6.根据权利要求1所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述裁切机构包括裁切机，所述裁切机设置为激光裁切机。

7.根据权利要求1所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述卷绕机构还包括旋转传感器，所述旋转传感器用于测量所述卷绕轴的所述实际卷绕角度值。

8.根据权利要求1所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述检测机构还包括光电传感器，所述光电传感器位于所述极片的上方，所述光电传感器能够测量所述极耳。

9.根据权利要求8所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述检测机构还包括安装板，所述安装板位于所述极片的上方，所述光电传感器螺纹连接于所述安装板。

10.根据权利要求2所述的极耳错位调整设备，其特征在于，所述厚度测量机构还包括激光测厚仪。