CN220895588U - 一种锂电池卷绕装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池生产装置领域，尤其涉及一种锂电池卷绕装置，包括固定在机架上的面板，所述面板上设置有两个旋转块，两个所述旋转块均由支撑电机驱动转动，所述旋转块上均设置有与旋转块转动连接的支撑轴，所述支撑轴末端均固定有支撑管，所述支撑管上设置有支撑杆，所述支撑杆末端设置在支撑管内并与支撑管滑动连接，所述支撑杆一侧的支撑管内还设置有限位弹簧，所述支撑杆末端还固定有限位轴，所述限位轴上均设置有限位辊，两根所述支撑轴上均固定有扭簧，所述机架上还设置有卷绕机构。通过限位辊对卷绕后的电芯表面挤压，可以有效避免极片与隔膜之间存在褶皱，可以有效避免极片之间接触形成短路，避免锂离子在充放电过程中嵌入和脱嵌。

Description

一种锂电池卷绕装置

【技术领域】

本实用新型涉及锂电池生产装置领域，尤其涉及一种锂电池卷绕装置。

【背景技术】

锂离子电池是性能卓越的新一代绿色高能电池，已成为高新技术发展的重点之一。锂离子电池具有以下特点：高电压、高容量、低消耗、无记忆效应、无公害、体积小、内阻小、自放电少、循环次数多。因其上述特点，锂离子电池被广泛应用于移动电话、笔记本电脑、平板电脑、汽车等众多民用及军事领域。

近年来锂离子电池制造业飞速发展，对锂电池隔离膜的自动送片及卷绕的工艺质量要求不断提高。生产过程中隔离膜的卷绕工序对于保证电池性能一致、质量稳定等方面起着重要的作用。

传统的隔膜卷绕形成隔膜卷，现有的隔膜卷绕机设备中，如专利申请号：CN202121115929.0公开了一种锂电池自动交替送片卷绕机的交替送片切断结构，其中公开了，极片再定长移动，移动到位后，极片切断让位机构驱动极片夹紧切断机构回到切断位置，极片抬升机构抬升，极片夹紧机构夹紧极片，极片夹紧切断机构夹紧并切断极片，通过卷绕位置进行卷绕收尾，但是极片卷绕一定长度后将极片切断，极片切断后末端为自由状态，将自由状态的极片卷绕，极片无法拉紧后卷绕，容易导致极片与隔膜之间存在间隙，并且极片与隔膜之间容易产生褶皱，使得隔膜不能完整的覆盖极片，阴阳极片之间接触形成短路，或影响锂离子在充放电过程中嵌入和脱嵌，从而影响电芯的电化学性能，还会影响电芯外观。

本实用新型即是针对现有技术的不足而研究提出的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点，提供了一种锂电池卷绕装置。

本实用新型可以通过以下技术方案来实现：

本实用新型公开了一种锂电池卷绕装置，包括固定在机架上的面板，所述面板上设置有两个旋转块，两个所述旋转块均由支撑电机驱动转动，所述旋转块上均设置有与旋转块转动连接的支撑轴，所述支撑轴末端均固定有支撑管，所述支撑管上设置有支撑杆，所述支撑杆末端设置在支撑管内并与支撑管滑动连接，所述支撑杆一侧的支撑管内还设置有限位弹簧，所述支撑杆末端还固定有限位轴，所述限位轴上均设置有限位辊，两根所述支撑轴上均固定有扭簧，所述扭簧一端与支撑轴固定，所述扭簧另一端与旋转块固定，所述机架上还设置有卷绕机构。电芯卷绕时，通过输送装置将极片和隔膜起始端从两根限位辊之间穿过后输送到卷绕机构的两根卷绕针之间，两根卷绕针合拢后将极片和隔膜固定，极片固定后，通过支撑电机驱动两个旋转块转动，两根限位辊相互靠近后，极片和隔膜被压紧在两根限位辊之间，通过卷绕电机带动旋转轴转动，两根卷绕针围绕旋转轴轴线转动，极片开始卷绕作业，并且极片卷绕成电芯时，电芯外表面与两根限位辊接触，极片卷绕时，电芯直径逐渐增大，由于支撑轴与旋转块之间固定有扭簧，通过扭簧可以持续推动支撑轴转动，并且支撑杆末端设置在支撑管内并与支撑管滑动连接，并且支撑杆末端的支撑管内还固定有限位弹簧，电芯直径增大时，推动两根限位辊移动，并且两根限位辊可以持续压紧两根限位辊间的极片和隔膜，当卷绕到一定长度的极片后，极片和隔膜被切断，一个电芯卷绕完成，通过支撑电机驱动两个旋转块反向转动，两根限位辊相互远离，再次通过输送装置抓取极片和隔膜从两根限位辊之间穿过，循环作业，由于两根限位轴抵在电芯表面并且极片从限位辊之间穿过，通过限位辊将极片拉紧，极片不是自由状态，极片被拉紧后卷绕在电芯上，并且通过限位辊对卷绕后的电芯表面挤压，可以有效避免极片与隔膜之间存在褶皱，可以有效避免极片之间接触形成短路，从而避免锂离子在充放电过程中嵌入和脱嵌。

优选的，两个所述旋转块上均固定有圆环齿条，两根所述圆环齿条相互啮合，其中一个所述旋转块与支撑电机输出端固定。通过两根圆环齿条相互啮合，可以实现两根限位辊相互靠近及远离。

优选的，所述旋转块上还固定有与支撑管配合使用的限位杆。限位辊相互远离时，两个旋转块相互转动，由于扭簧作用，扭簧带动支撑轴转动，支撑管随支撑轴旋转，两根限位辊依旧贴在一起，当旋转块上限位杆与支撑管接触后对支撑管进行限位，支撑管随旋转块转动，可以实现两根限位辊相互远离。

优选的，所述卷绕机构包含设置在机架上的旋转轴，所述旋转轴由卷绕电机驱动转动，所述旋转轴一端还固定有转盘，所述转盘上两侧对称固定有卷绕气缸，所述卷绕气缸的活塞杆末端均固定有卷绕针，所述机架上还固定有移位气缸，所述移位气缸的活塞杆末端固定有连接块，所述旋转轴末端设置在连接块上并与连接块转动连接。电芯卷绕完成后，移位气缸启动，移位气缸的活塞杆伸长，旋转轴随连接块移动，转盘随旋转轴移动，卷绕针随转盘移动，并且通过面板对电芯阻挡，卷绕针从电芯中抽出，卷绕针与电芯分离后将电芯收集，移位气缸再次启动，卷绕针再次到达电芯卷绕位置，并且卷绕气缸启动，两个卷绕气缸的活塞杆缩短，两根卷绕针相互分离。

优选的，所述卷绕电机输出端固定有主动轮，所述旋转轴上设置有从动轮，所述旋转轴穿过从动轮并与从动轮滑动连接，所述从动轮通过同步带与主动轮绕接。

优选的，所述面板上还设置有压紧机构，所述压紧机构包含固定在面板上的压紧气缸，所述压紧气缸的活塞杆末端固定有推板，所述推板一侧设置有安装板，所述安装板上固定有多根推杆，所述推杆穿过推板并与推板滑动连接，所述推杆末端固定有定位块，所述定位块与推板之间均设置有定位弹簧，所述安装板上还固定有压轴，所述压轴上均设置有与压轴转动连接的压辊。电芯卷绕时，压紧气缸启动，推板移动，压辊随推板移动，压辊与电芯接触后开始卷绕，电芯卷绕时，通过定位弹簧拉动定位块实现对电芯的挤压，进一步将电芯压紧，避免极片或隔膜出现褶皱。

本实用新型与现有的技术相比有如下优点：

通过限位辊将极片拉紧，极片不是自由状态，极片被拉紧后卷绕在电芯上，并且通过限位辊对卷绕后的电芯表面挤压，可以有效避免极片与隔膜之间存在褶皱，可以有效避免极片之间接触形成短路，从而避免锂离子在充放电过程中嵌入和脱嵌。

【附图说明】

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明，其中：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的另一个角度结构示意图；

图3为本实用新型的第三个角度结构示意图；

图4为本实用新型的结构俯视图；

图5为图4中A-A处剖视图；

图6为本实用新型另一个实施例的结构示意图；

图中：1、面板；2、旋转块；3、圆环齿条；4、支撑轴；5、支撑管；6、支撑杆；7、限位轴；8、限位辊；9、滑槽；10、限位块；11、限位弹簧；12、限位杆；13、支撑电机；14、扭簧；15、卷绕针；16、转盘；17、卷绕气缸；18、旋转轴；19、从动轮；20、卷绕电机；21、主动轮；22、同步带；23、连接块；24、移位气缸；25、压紧机构；26、压紧气缸；27、推板；28、安装板；29、推杆；30、定位块；31、定位弹簧；32、压辊；

【具体实施方式】

下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明：

实施例1：

如图1至图5所示，本实施例公开了一种锂电池卷绕装置，包括固定在机架上的面板1，面板1上设置有两个旋转块2，两个旋转块2均由支撑电机13驱动转动，旋转块2上均设置有与旋转块2转动连接的支撑轴4，支撑轴4末端均固定有支撑管5，支撑管5上设置有支撑杆6，支撑杆6末端设置在支撑管5内并与支撑管5滑动连接，支撑杆6一侧的支撑管5内还设置有限位弹簧11，支撑杆6末端还固定有限位轴7，限位轴7上均设置有限位辊8，两根支撑轴4上均固定有扭簧14，扭簧14一端与支撑轴4固定，扭簧14另一端与旋转块2固定，机架上还设置有卷绕机构。电芯卷绕时，通过输送装置将极片和隔膜起始端抓取后从两根限位辊8之间穿过后输送到卷绕机构的两根卷绕针15之间，两根卷绕针15合拢后将极片和隔膜固定，极片固定后，通过支撑电机13驱动两个旋转块2转动，两根限位辊8相互靠近后，极片和隔膜被压紧在两根限位辊8之间，通过卷绕电机20带动旋转轴18转动，两根卷绕针15围绕旋转轴18轴线转动，极片开始卷绕作业，并且极片卷绕成电芯时，电芯外表面与两根限位辊8接触，极片卷绕时，电芯直径逐渐增大，由于支撑轴4与旋转块2之间固定有扭簧14，通过扭簧14可以持续推动支撑轴4转动，并且支撑杆6末端设置在支撑管5内并与支撑管5滑动连接，并且支撑杆6末端的支撑管5内还固定有限位弹簧11，电芯直径增大时，推动两根限位辊8移动，并且两根限位辊8可以持续压紧两根限位辊8间的极片和隔膜，当卷绕到一定长度的极片后，极片和隔膜被切断，一个电芯卷绕完成，通过支撑电机13驱动两个旋转块2反向转动，两根限位辊8相互远离，再次通过输送装置抓取极片和隔膜从两根限位辊8之间穿过，循环作业，由于两根限位轴7抵在电芯表面并且极片从限位辊8之间穿过，通过限位辊8将极片拉紧，极片不是自由状态，极片被拉紧后卷绕在电芯上，并且通过限位辊8对卷绕后的电芯表面挤压，可以有效避免极片与隔膜之间存在褶皱，可以有效避免极片之间接触形成短路，从而避免锂离子在充放电过程中嵌入和脱嵌，输送装置为抓取极片移动到卷绕装置位置的装置，属于成熟的现有技术，此处不做详细赘述。

其中，两个旋转块2上均固定有圆环齿条3，两根圆环齿条3相互啮合，其中一个旋转块2与支撑电机13输出端固定。通过两根圆环齿条3相互啮合，可以实现两根限位辊8相互靠近及远离。

其中，旋转块2上还固定有与支撑管5配合使用的限位杆12。限位辊8相互远离时，两个旋转块2相互转动，由于扭簧14作用，扭簧14带动支撑轴4转动，支撑管5随支撑轴4旋转，两根限位辊8依旧贴在一起，当旋转块2上限位杆12与支撑管5接触后对支撑管5进行限位，支撑管5随旋转块2转动，可以实现两根限位辊8相互远离。

其中，卷绕机构包含设置在机架上的旋转轴18，旋转轴18由卷绕电机20驱动转动，旋转轴18一端还固定有转盘16，转盘16上两侧对称固定有卷绕气缸17，卷绕气缸17的活塞杆末端均固定有卷绕针15，机架上还固定有移位气缸24，移位气缸24的活塞杆末端固定有连接块23，旋转轴18末端设置在连接块23上并与连接块23转动连接。电芯卷绕完成后，移位气缸24启动，移位气缸24的活塞杆伸长，旋转轴18随连接块23移动，转盘16随旋转轴18移动，卷绕针15随转盘16移动，并且通过面板1对电芯阻挡，卷绕针15从电芯中抽出，卷绕针15与电芯分离后将电芯收集，移位气缸24再次启动，卷绕针15再次到达电芯卷绕位置，并且卷绕气缸17启动，两个卷绕气缸17的活塞杆缩短，两根卷绕针15相互分离。

其中，卷绕电机20输出端固定有主动轮21，旋转轴18上设置有从动轮19，旋转轴18穿过从动轮19并与从动轮19滑动连接，从动轮19通过同步带22与主动轮21绕接。

实施例2：

本实施例公开了一种锂电池卷绕装置，在实施例1结构和原理的基础上，本实施例的支撑管5上还设置有滑槽9，支撑杆6末端固定有限位块10，限位块10设置在滑槽9内并与滑槽9滑动连接。通过限位块10可以避免支撑杆6与支撑管5分离。

实施例3：

如图6所示，本实施例公开了一种锂电池卷绕装置，在实施例1或实施例2结构和原理的基础上，本实施例的面板1上还设置有压紧机构25，压紧机构25包含固定在面板1上的压紧气缸26，压紧气缸26的活塞杆末端固定有推板27，推板27一侧设置有安装板28，安装板28上固定有多根推杆29，推杆29穿过推板27并与推板27滑动连接，推杆29末端固定有定位块30，定位块30与推板27之间均设置有定位弹簧31，安装板28上还固定有压轴，压轴上均设置有与压轴转动连接的压辊32。电芯卷绕时，压紧气缸26启动，推板27移动，压辊32随推板27移动，压辊32与电芯接触后开始卷绕，电芯卷绕时，通过定位弹簧31拉动定位块30实现对电芯的挤压，进一步将电芯压紧，避免极片或隔膜出现褶皱。

以上仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，这些变化、修改、替换和变型，也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种锂电池卷绕装置，包括固定在机架上的面板，其特征在于：所述面板上设置有两个旋转块，两个所述旋转块均由支撑电机驱动转动，所述旋转块上均设置有与旋转块转动连接的支撑轴，所述支撑轴末端均固定有支撑管，所述支撑管上设置有支撑杆，所述支撑杆末端设置在支撑管内并与支撑管滑动连接，所述支撑杆一侧的支撑管内还设置有限位弹簧，所述支撑杆末端还固定有限位轴，所述限位轴上均设置有限位辊，两根所述支撑轴上均固定有扭簧，所述扭簧一端与支撑轴固定，所述扭簧另一端与旋转块固定，所述机架上还设置有卷绕机构。

2.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于：两个所述旋转块上均固定有圆环齿条，两根所述圆环齿条相互啮合，其中一个所述旋转块与支撑电机输出端固定。

3.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于：所述旋转块上还固定有与支撑管配合使用的限位杆。

4.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于：所述卷绕机构包含设置在机架上的旋转轴，所述旋转轴由卷绕电机驱动转动，所述旋转轴一端还固定有转盘，所述转盘上两侧对称固定有卷绕气缸，所述卷绕气缸的活塞杆末端均固定有卷绕针，所述机架上还固定有移位气缸，所述移位气缸的活塞杆末端固定有连接块，所述旋转轴末端设置在连接块上并与连接块转动连接。

5.根据权利要求4所述的锂电池卷绕装置，其特征在于：所述卷绕电机输出端固定有主动轮，所述旋转轴上设置有从动轮，所述旋转轴穿过从动轮并与从动轮滑动连接，所述从动轮通过同步带与主动轮绕接。

6.根据权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于：所述面板上还设置有压紧机构，所述压紧机构包含固定在面板上的压紧气缸，所述压紧气缸的活塞杆末端固定有推板，所述推板一侧设置有安装板，所述安装板上固定有多根推杆，所述推杆穿过推板并与推板滑动连接，所述推杆末端固定有定位块，所述定位块与推板之间均设置有定位弹簧，所述安装板上还固定有压轴，所述压轴上均设置有与压紧轴转动连接的压辊。