CN220400667U - 卷芯极耳预压平装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷芯极耳预压平装置，包括径向施力机构和轴向施力机构，径向施力机构能够在卷芯的径向上对卷芯施加径向作用力；轴向施力机构能够在卷芯的至少一端对卷芯施加轴向作用力，驱使卷芯的至少一端面的边缘向中部弯折至平整。整体上，相对于人工手动预压方式，无需增加人工，适用于线上大批量生产。相对于直接碾平方式，预压后的极耳再经过碾平，大大提高了碾平的良率。采用级进预压对中的方式，先使卷芯的端面的边缘的极耳被规律性碾平，在预压的前提下，锥轮对极耳滚动受力形变一致。有效地避免了直接碾平，极耳探出卷芯的端面的边缘的现象发生，进而防止了极耳与壳体接触，从而避免了电池发生短路报废。

Description

卷芯极耳预压平装置

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种卷芯极耳预压平装置。

背景技术

在锂离子电池生产过程中，电芯卷绕形成卷芯，电芯极耳位于卷芯的两端。现行工艺中，无预压步骤，将卷芯对中后，直接碾平极耳，碾平后的极耳与集流盘焊接。然而，直接碾平的极耳弯折姿态可控性差，易探出卷芯的端面的边缘。将卷芯装入圆柱电池的壳体内后，探出的极耳易与金属材质的壳体发生接触而使电池发生短路报废。

因此，如何避免碾平的极耳探出卷芯的端面的边缘，进而防止极耳与壳体接触，从而避免电池发生短路报废成为本领域亟待解决的技术问题。

实用新型内容

为解决直接碾平的极耳易与金属材质的壳体发生接触而使电池发生短路报废的问题，本实用新型提供一种卷芯极耳预压平装置。

为实现本实用新型目的提供的一种卷芯极耳预压平装置，包括：

径向施力机构，能够在卷芯的径向上对卷芯施加径向作用力；

轴向施力机构，能够在卷芯的至少一端对卷芯施加轴向作用力，驱使卷芯的至少一端面的边缘向中部弯折至平整。

在其中一个具体实施例中，轴向施力机构为两个，分别能够在卷芯的相对两端对卷芯施加轴向作用力，驱使卷芯的相对两端面的边缘分别向中部弯折至平整。

在其中一个具体实施例中，每个轴向施力机构包括：

轴向施力部，能够在卷芯的轴向上作直线往复运动；

预压环，中部中空形成让位孔，沿周向均匀地设置有多个按压齿；每个按压齿均朝向轴向施力部弯折；受轴向施力部的作用力时，多个按压齿共处于同一平面。

在其中一个具体实施例中，轴向施力部靠近预压环的一端面设置有极耳容置槽。

在其中一个具体实施例中，每个轴向施力机构还包括：

轴向施力气缸，活塞杆与轴向施力部远离预压环的一端面连接。

在其中一个具体实施例中，每个轴向施力机构还包括：

壳体，一端为开口结构，罩设于轴向施力部和轴向施力气缸的外部；

预压环设于壳体的开口端。

在其中一个具体实施例中，径向施力机构包括：

径向施力部，能够在卷芯的径向上作直线往复运动。

在其中一个具体实施例中，径向施力部的底部设置有卷芯容置槽。

在其中一个具体实施例中，径向施力机构还包括：

径向施力气缸，活塞杆与径向施力部的顶部连接。

在其中一个具体实施例中，径向施力机构还包括：

底座，设于径向施力部的下方，用于承载卷芯。

本实用新型的有益效果：本实用新型的卷芯极耳预压平装置通过设置径向施力机构和轴向施力机构，径向施力机构能够在卷芯的径向上对卷芯施加径向作用力。轴向施力机构能够在卷芯的至少一端对卷芯施加轴向作用力，驱使卷芯的至少一端面的边缘向中部弯折至平整。由于径向作用力的存在，增大了径向施力机构与卷芯的侧壁的摩擦力，使得卷芯的端面的边缘的极耳在被揉平过程中，虽然卷芯的轴向上也受力，但卷芯依然不会沿自身的轴向产生位移，提高了压平的精准度。同时，由于径向作用力较小，使得卷芯不会在径向上形变。整体上，相对于人工手动预压方式，无需增加人工，适用于线上大批量生产。相对于直接碾平方式，预压后的极耳再经过碾平，大大提高了碾平的良率。采用级进预压对中的方式，先使卷芯的端面的边缘的极耳被规律性碾平，在预压的前提下，锥轮对极耳滚动受力形变一致。有效地避免了直接碾平，极耳探出卷芯的端面的边缘的现象发生，进而防止了极耳与壳体接触，从而避免了电池发生短路报废。

附图说明

图1是本实用新型一种卷芯极耳预压平装置一些具体实施例的结构示意图；

图2是图1所示的卷芯极耳预压平装置的端视图；

图3是图2所示的卷芯极耳预压平装置沿A-A的剖视图；

图4是图1所示的卷芯极耳预压平装置的爆炸图；

图5是图4所示的卷芯极耳预压平装置中预压环处于初始状态时的结构示意图；

图6是图4所示的卷芯极耳预压平装置中预压环处于受力状态时的结构示意图；

图7是图4所示的卷芯极耳预压平装置中底座一些具体实施例的结构示意图；

图8是由电芯卷绕所形成的卷芯的结构示意图；

图9是图8所示的卷芯经预压平后的结构示意图。

附图中，110、径向施力机构；111、径向施力部；1111、卷芯容置槽；112、径向施力气缸；113、底座；120、轴向施力机构；121、轴向施力部；1211、极耳容置槽；122、预压环；123、轴向施力气缸；124、壳体；200、卷芯；210、极耳。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

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符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，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴线”、“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实用新型或简化描述，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。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“衔接”、“铰接”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；可以是直接连接，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中的具体含义。

对本申请中涉及的术语解释如下：

卷芯：在圆柱电池生产过程中，多个电芯卷绕形成卷芯。极耳位于圆柱状卷芯的两端。

碾平(压平)：是指卷芯两端的极耳弯折90°呈平整状态。

对中：卷芯处于躺平状态下，相较于底座的几何中心对位。

极耳：位于卷芯的两端的裸露的铜箔和铝箔。

如背景技术所述，现行工艺中，无预压步骤，平躺状态的卷芯相较于底座的几何中心对位后，直接碾平极耳，碾平后的极耳与集流盘焊接。需要说明的是，平躺状态的卷芯是指卷芯的轴线水平设置。然而，直接碾平的极耳弯折姿态可控性差，易探出卷芯的端面的边缘。将卷芯装入圆柱电池的壳体内后，探出的极耳易与金属材质的壳体发生接触而使电池发生短路报废。

为改善上述问题，参照图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7，提供了一种卷芯极耳预压平装置，包括径向施力机构110和轴向施力机构120。其中，径向施力机构110能够在卷芯200的径向上对卷芯200施加径向作用力。轴向施力机构120能够在卷芯200的至少一端对卷芯200施加轴向作用力，驱使卷芯200的至少一端面的边缘向中部弯折至平整，即，轴向施力机构120能够揉平圆柱状卷芯200的至少一端面的边缘的极耳210。所施加的径向作用力较小，由于径向作用力的存在，增大了径向施力机构110与卷芯200的侧壁的摩擦力，使得卷芯200的端面的边缘的极耳210在被揉平过程中，虽然卷芯200的轴向上也受力，但卷芯200依然不会沿自身的轴向产生位移，提高了压平的精准度。同时，由于径向作用力较小，使得卷芯200不会在径向上形变。整体上，相对于人工手动预压方式，无需增加人工，适用于线上大批量生产。相对于直接碾平方式，预压后的极耳210再经过碾平，大大提高了碾平的良率。采用级进预压对中的方式，先使卷芯200的端面的边缘的极耳210被规律性碾平，在预压的前提下，锥轮对极耳210滚动受力形变一致。有效地避免了直接碾平，极耳210探出卷芯200的端面的边缘的现象发生，进而防止了极耳210与壳体124接触，从而避免了电池发生短路报废。需要说明的是，卷芯极耳预压平装置可被应用于对其他柔性材料的预弯加工，不仅局限于卷芯200极耳210的预弯加工。

优选地，在示范例中，轴向施力机构120为两个，分别能够在卷芯200的相对两端对卷芯200施加轴向作用力，驱使卷芯200的相对两端面的边缘分别向中部弯折至平整。即，两个轴向施力机构120分别能够揉平位于圆柱状卷芯200的相对两端面的边缘的极耳210。

具体地，在示范例中，参照图1和图4，每个轴向施力机构120包括轴向施力部121、预压环122和轴向施力气缸123。其中，轴向施力部121能够在卷芯200的轴向上作直线往复运动。轴向施力部121靠近预压环122的一端面设置有极耳210容置槽1211，极耳210容置槽1211用于容纳位于卷芯200端面的中部的极耳210。预压环122的中部中空形成让位孔，沿周向均匀地设置有多个按压齿。初始状态下，如图5所示，每个按压齿均朝向轴向施力部121弯折。受轴向施力部121的作用力时，如图6所示，多个按压齿相互靠拢并共处于同一平面，以将卷芯200端面边缘的极耳210被压平。需要指出的是，预压环122为圆环结构、方环结构或三角环结构等等。预压环122为弹簧片。轴向施力气缸123的活塞杆与轴向施力部121远离预压环122的一端面连接。具体地，轴向施力部121为圆柱结构，远离预压环122的一端面设有安装槽，活塞杆插入安装槽内与轴向施力部121固定连接。

优选地，在示范例中，每个轴向施力机构120还包括壳体124，壳体124的一端为开口结构，罩设于轴向施力部121和轴向施力气缸123的外部。预压环122设于壳体124的开口端。具体地，壳体124的开口端设有支撑环，开口端的相对端设有气缸安装孔。轴向施力部121设于壳体124内，轴向施力气缸123固定于安装孔内。预压环122卡设于支撑环内。

具体地，在示范例中，径向施力机构110包括径向施力部111、径向施力气缸112和底座113，其中，径向施力部111为方形结构，能够在卷芯200的径向上作直线往复运动。径向施力气缸112的活塞杆与径向施力部111的顶部连接。具体地，在径向施力部111的顶面设有安装槽，径向施力气缸112的活塞杆插入安装槽内与径向施力部111固定连接，径向施力气缸112的缸筒可固定在工装或操作台上，径向施力气缸112的缸筒的位置应始终保持不变。底座113设于径向施力部111的下方，用于承载卷芯200。

优选地，在示范例中，在径向施力部111的底部设置有卷芯200容置槽1111。在底座113的顶部也设置有卷芯200容置槽1111，卷芯200容置槽1111与卷芯200相适配。需要指出的是，径向施力部111的底部的卷芯200容置槽1111与底座113顶部的卷芯200容置槽1111相配合形成的卷芯200容置腔的口径应略小于卷芯200的横截面，使得卷芯200容置槽1111的侧壁与卷芯200的侧壁能够紧密贴合。在卷芯200径向上对卷芯200施加较小的作用力，即可使得径向施力部111的底部与卷芯200的侧壁以及底座113的顶部与卷芯200的侧壁之间具有较大的静摩擦力。如此，使得卷芯200的端面的边缘的极耳210在被揉平过程中，虽然卷芯200的轴向上也受力，但卷芯200依然不会沿自身的轴向产生位移，提高了压平的精准度。同时，由于径向作用力较小，使得卷芯200不会在径向上形变。

预压前，卷芯200的结构如图8所示。卷芯200极耳210预压过程如下：

首先，使待预压的卷芯200平躺于底座113的顶部。之后，径向施力气缸112推动径向施力部111向下移动，使径向施力部111的底部与卷芯200的侧壁相互抵接。此时，径向施力部111对电芯施加较小的径向作用力。接着，轴向施力气缸123推动轴向施力部121，轴向施力部121对预压环122施加作用力。预压环122受到轴向施力部121的作用力前，每个按压齿均朝向轴向施力部121弯折。受轴向施力部121的作用力时，多个按压齿相互靠拢并共处于同一平面，以将卷芯200端面的边缘的极耳210压平。在预压平过程中，卷芯200相较于底座113的几何中心对位。经预压后，卷芯200的结构如图9所示。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、“一个具体实施例”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，对所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。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的范围内，根据本实用新型的技术方案及其发明的构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种卷芯极耳预压平装置，其特征在于，包括：

径向施力机构，能够在卷芯的径向上对卷芯施加径向作用力；

轴向施力机构，能够在卷芯的至少一端对卷芯施加轴向作用力，驱使卷芯的至少一端面的边缘向中部弯折至平整；

每个所述轴向施力机构包括：

轴向施力部，能够在卷芯的轴向上作直线往复运动；

预压环，中部中空形成让位孔，沿周向均匀地设置有多个按压齿；每个所述按压齿均朝向所述轴向施力部弯折；受所述轴向施力部的作用力时，多个所述按压齿共处于同一平面。

2.根据权利要求1所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，所述轴向施力机构为两个，分别能够在卷芯的相对两端对卷芯施加轴向作用力，驱使卷芯的相对两端面的边缘分别向中部弯折至平整。

3.根据权利要求1所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，所述轴向施力部靠近所述预压环的一端面设置有极耳容置槽。

4.根据权利要求1所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，每个所述轴向施力机构还包括：

轴向施力气缸，活塞杆与所述轴向施力部远离所述预压环的一端面连接。

5.根据权利要求4所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，每个所述轴向施力机构还包括：

壳体，一端为开口结构，罩设于所述轴向施力部和所述轴向施力气缸的外部；

所述预压环设于所述壳体的开口端。

6.根据权利要求1或2所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，所述径向施力机构包括：

径向施力部，能够在卷芯的径向上作直线往复运动。

7.根据权利要求6所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，所述径向施力部的底部设置有卷芯容置槽。

8.根据权利要求6所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，所述径向施力机构还包括：

径向施力气缸，活塞杆与所述径向施力部的顶部连接。

9.根据权利要求6所述的卷芯极耳预压平装置，其特征在于，所述径向施力机构还包括：

底座，设于所述径向施力部的下方，用于承载卷芯。