WO2024145760A1 - 下料设备、卷绕系统和下料方法 - Google Patents

Abstract

一种下料设备、卷绕系统和下料方法，该下料设备用于将卷绕在卷针上的电极组件进行下料，包括第一夹爪，第一夹爪的至少部分插入电极组件，与电极组件的内侧相对，第一夹爪设置有出气口，出气口用于向电极组件吹气；第二夹爪，第二夹爪用于与电极组件的外侧相对，第二夹爪被配置为与第一夹爪配合夹紧电极组件，以将电极组件从卷针上取下。通过上述技术方案，能够提高电极组件的质量。

Description

下料设备、卷绕系统和下料方法 技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种下料设备、卷绕系统和下料方法。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数。电极组件质量是影响电池性能的重要因素，因此，如何提高电极组件的质量是一项亟待解决的问题。

发明内容

本申请实施例提供了一种下料设备、卷绕系统和下料方法，能够提高电极组件的质量。

第一方面，提供了一种下料设备，用于将卷绕在卷针上的电极组件进行下料，该下料设备包括：第一夹爪，所述第一夹爪的至少部分插入所述电极组件，与所述电极组件的内侧相对，所述第一夹爪设置有出气口，所述出气口用于向所述电极组件吹气；第二夹爪，所述第二夹爪用于与所述电极组件的外侧相对，所述第二夹爪被配置为与所述第一夹爪配合夹紧所述电极组件，以将所述电极组件从所述卷针上取下。

在本申请实施例中，下料设备包括第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪的至少部分插入电极组件且与电极组件的内侧相对，第二夹爪与电极组件的外侧相对，第一夹爪和第二夹爪配合夹紧电极组件，将电极组件从卷针上取下。具体地，第一夹爪设置有出气口，在第一夹爪将电极组件从卷针上取下后，第一夹爪沿远离电极组件的方向移动，以将电极组件放至运输设备上。在第一夹爪移动前以及移动的过程中，第一 夹爪上的出气口向电极组件吹气，使得电极组件会向远离第一夹爪的方向撑起。这样，电极组件的内层就不会吸附于第一夹爪的外周，在第一夹爪移动时，第一夹爪与电极组件的内层之间的摩擦力小，可以顺利抽出，减少下料设备拔针不良损伤电极组件的可能性，以提高电极组件的质量。

在一种可能的实现方式中，所述下料设备包括两个所述第一夹爪，两个所述第一夹爪可相对移动。

两个第一夹爪可以相对移动，这样可以通过改变两个第一夹爪的相对位置，改变电极组件的形状。

在一种可能的实现方式中，所述第一夹爪包括夹爪主体和与所述夹爪主体连接的基座，所述夹爪主体用于插入所述电极组件的中空区域，所述出气口设置于所述夹爪主体的外周。

第一夹爪的夹爪主体插入电极组件的中空区域，在卷针从电极组件的中空区域抽出的过程中，夹爪主体对电极组件起到支撑和固定的作用，以使卷针可以顺利从电极组件的中空区域抽出，出气口设置于夹爪主体的外周，可以正对电极组件的内层吹气，在夹爪主体和电极组件的内层之间形成空气层，以使第一夹爪可以顺利从电极组件中抽离，且减少损伤电极组件的可能性。

在一种可能的实现方式中，所述出气口设置于所述夹爪主体的上表面和下表面。

出气口设置于夹爪主体的上表面和下表面，这样，分别与夹爪主体的上表面和下表面相对的电极组件的内层均被出气口吹气，从而在夹爪主体的上表面和下表面与电极组件的内层之间形成空气层，便于第一夹爪从电极组件中抽离，且减少损伤电极组件的可能性。

在一种可能的实现方式中，所述基座设置有进气口，所述第一夹爪的内部设置有连接所述进气口和所述出气口的吹气通道。

将进气口设置于基座上，方便向进气口通入气体，同时在第一夹爪的内部设置有吹气通道，使得进气口通入的气体可以通过吹气通道流动，到达出气口。吹气通道可以引导进气口通入的气体的流动，因此使得出气口的位置可以根据实际操作需要设置，而不会影响出气口的气体的排出。

在一种可能的实现方式中，所述吹气通道包括主通道和与所述主通道连通 的多个子通道，所述主通道与所述进气口连接，所述至少一个子通道与所述出气口连接。

主通道与进气口连接，外界气体通过进气口进入主通道中，进而由主通道向多个子通道扩散，再通过子通道到达出气口，通过出气口向电极组件通气，以使电极组件向远离第一夹爪的方向撑起，保证第一夹爪可以顺利从电极组件中抽离，且避免损伤电极组件。

在一种可能的实现方式中，所述主通道沿平行于所述夹爪主体延伸的方向延伸。

主通道沿平行于夹爪主体延伸的方向延伸，这样，外界气体通过进气口进入主通道后，可以沿着夹爪主体延伸的方向，充满整个主通道，以使主通道内的气体可以快速扩散至各个子通道。

在一种可能的实现方式中，所述子通道沿垂直于所述夹爪主体延伸的方向延伸。

出气口设置于夹爪主体的外周，子通道沿垂直于夹爪主体延伸的方向延伸，实现与出气口的连接，从而将吹气通道中的气体引导至出气口，则从出气口排出的气体流动方向为直线方向，使得电极组件可以沿直线方向远离第一夹爪撑起，而不是倾斜的方向，不会破坏电极组件的形状。

在一种可能的实现方式中，所述主通道的横截面积大于所述子通道的横截面积。

主通道的横截面积较大，使得夹爪主体内部可以通入足量的气体，从出气口排出的气体可以满足电极组件向远离第一夹爪的方向撑起的需要，同时设置多个子通道的横截面积较小，减少夹爪主体内部的吹气通道占据的空间，增加夹爪主体的实心区域，提高夹爪主体的结构强度和刚度，稳定支撑电极组件。

在一种可能的实现方式中，所述夹爪主体的外周设置有压力传感器，所述压力传感器用于获取所述电极组件对所述夹爪主体的外周的压力值。

利用压力传感器获取电极组件对夹爪主体的外周的压力值，以掌握电极组件对夹爪主体外周的贴合情况。

在一种可能的实现方式中，所述压力传感器设置于所述夹爪主体的上表面和/或下表面。

当夹爪主体插入电极组件的中空区域，支撑电极组件时，电极组件由于重力原因，会对夹爪主体的上表面产生较大的压力；同时，由于静电作用，电极组件会贴合于夹爪主体，对夹爪主体的上表面和下表面产生压力，将压力传感器设置于夹爪主体的上表面和/或下表面，以获取电极组件对夹爪主体的上表面和/或下表面的压力值，以掌握电极组件对夹爪主体上表面和/或下表面的贴合情况。

在一种可能的实现方式中，所述下料设备还包括高度调控部件，所述高度调控部件用于调控所述第一夹爪的高度。

在一种可能的实现方式中，所述高度调控部件与所述压力传感器电性连接，所述高度调控部件根据所述压力传感器获取的压力值调节所述第一夹爪的高度。

电极组件由于重力和静电作用，其内层存在塌陷的可能，塌陷的内层会贴合于夹爪主体的外表面，并对夹爪主体的外表面产生一定的压力，当电极组件内层塌陷的情况较严重时，对夹爪主体的外表面产生的压力也就较大，且在这种情况下，出气口排出的气体无法将电极组件沿远离第一夹爪的方向撑起，若过度加大气体的流速，会影响电极组件的负极片、正极片以及隔膜之间的间隙，影响电极组件的质量。因此，当电极组件对夹爪主体的外周的压力值过大时，则通过调节第一夹爪的高度的方式，在高度方向上避让塌陷的电极组件的内层，使得电极组件的内层不会贴合于夹爪主体的外表面。也可同时向电极组件通气，便于第一夹爪从电极组件中抽离，且减小对电极组件造成损伤。

在一种可能的实现方式中，所述下料设备还包括伸缩调控部件，所述伸缩调控部件用于调控所述第一夹爪伸入所述电极组件的长度。

通过伸缩调控部件调节第一夹爪伸入电极组件的长度，以便于第一夹爪从电极组件抽出。

第二方面，提供了一种卷绕系统，包括：卷针设备，所述卷针设备包括卷针，所述卷针用于将正极片和负极片卷绕，形成电极组件；上述第一方面或第一方面的任意可能的实现方式中的下料设备，所述下料设备用于将卷绕在所述卷针上的所述电极组件进行下料。

第三方面，提供了一种下料方法，用于电极组件的下料，下料设备包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪设置有出气口；所述下料方法包括：将所述第一夹爪的至少部分插入所述电极组件，与所述电极组件的内侧相对；将所述第二夹爪与所 述电极组件的外侧相对；将所述第二夹爪与所述第一夹爪配合夹紧所述电极组件，以将所述电极组件从卷针上取下；通过所述出气口向所述电极组件吹气；将所述第一夹爪从所述电极组件取出。

在本申请实施例中，第一夹爪和第二夹爪配合夹紧电极组件，便于将电极组件从卷针上取下。第一夹爪上的出气口向电极组件吹气，使得电极组件会向远离第一夹爪的方向撑起。这样，电极组件的内层就不会吸附于第一夹爪的外周，在第一夹爪移动时，第一夹爪与电极组件的内层之间的摩擦力小，第一夹爪可以从电极组件中顺利抽出，减少下料设备拔针不良损伤电极组件的可能性，以提高电极组件的质量。

在一种可能的实现方式中，所述下料方法包括：获取所述电极组件对所述第一夹爪外周的压力值；根据所述压力值调控所述第一夹爪的高度。

利用压力传感器获取电极组件对第一夹爪的外周的压力值，以掌握电极组件对第一夹爪外周的贴合情况；根据压力值调控第一夹爪的高度，也就是根据电极组件对第一夹爪外周的贴合情况调控第一夹爪的高度，以使电极组件的内层不会贴合于第一夹爪外周，便于第一夹爪从电极组件中抽离，且减小对电极组件造成损伤。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述压力值调控所述第一夹爪的高度，包括：在所述电极组件对所述第一夹爪外周的压力值大于预设阈值的情况下，调控所述第一夹爪的高度。

电极组件由于重力和静电作用，其内层存在塌陷的可能，塌陷的内层会贴合于夹爪主体的外表面，并对夹爪主体的外表面产生一定的压力，当电极组件内层塌陷的情况较严重时，对夹爪主体的外表面产生的压力也就较大，且在这种情况下，出气口排出的气体无法将电极组件沿远离第一夹爪的方向撑起，若过度加大气体的流速，会影响电极组件的负极片、正极片以及隔膜之间的间隙，影响电极组件的质量。因此，当电极组件对夹爪主体的外周的压力值过大时，则通过调节第一夹爪的高度的方式，在高度方向上避让塌陷的电极组件的内层，使得电极组件的内层不会贴合于夹爪主体的外表面。也可同时向电极组件通气，便于第一夹爪从电极组件中抽离，且减小对电极组件造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所 需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例公开的一种电池的分解结构示意图；

图2是本申请一实施例公开的一种电池单体的分解结构示意图；

图3是本申请一实施例公开的一种电极组件的截面图；

图4是本申请一实施例公开的一种卷针设备的结构示意图；

图5是本申请一实施例公开的一种下料设备的结构示意图；

图6是本申请一实施例公开的一种夹爪主体的结构示意图；

图7是本申请一实施例公开的一种夹爪主体的截面图；

图8是本申请一实施例公开的一种下料方法的示意性流程图；

图9是本申请一实施例公开的一种下料方法的示意性流程图。

在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于 本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

除非另有定义，本申请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；本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体可以包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质 层的集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为石墨、碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数。而电极组件质量是影响电池性能的重要因素。

在电极组件制造过程中，电极组件的卷制、下料以及转移等操作都会影响电极组件的质量。比如，在对电极组件进行下料操作后，需要将电极组件从下料设备上转移至输送设备，下料设备的夹爪与电极组件的内层之间的摩擦力会影响夹爪的抽离。而电极组件的内层存在坍塌吸附于夹爪上或者静电吸附于夹爪上的情况，这就导致在夹爪抽离电极组件时，电极组件的内层与夹爪之间产生很大的摩擦力，导致拔针不良，影响电极组件的质量。

鉴于此，本申请实施例提供了一种下料设备，用于将卷绕在卷针上的电极组件进行下料，该下料设备包括第一夹爪和第二夹爪，第一夹爪的至少部分插入电极组件且与电极组件的内侧相对，第二夹爪与电极组件的外侧相对，第一夹爪和第二夹爪配合夹紧电极组件，将电极组件从卷针上取下。具体地，第一夹爪设置有出气口，在第一夹爪将电极组件从卷针上取下后，两个第一夹爪沿远离电极组件的方向移动，以将电极组件放至运输设备上。在第一夹爪移动前以及移动的过程中，第一夹爪上的出气口向电极组件通气，使得电极组件会向远离第一夹爪的方向撑起。这样，电极组件的内层就不会吸附于第一夹爪的外周，在第一夹爪移动时，第一夹爪与电极组件的 内层之间的摩擦力小，可以顺利抽出，减少下料设备拔针不良损伤电极组件的可能性，以提高电极组件的质量。

为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体。例如，图1为本申请一个实施例的一种电池10的分解结构示意图，电池10可以包括多个电池单体20。根据不同的电力需求，电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体20的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体20分组设置，每组电池单体20组成电池模块。电池模块中包括的电池单体20的数量不限，可以根据需求设置。电池可以包括多个电池模块,这些电池模块可通过串联、并联或混联的方式进行连接。

可选地，电池10还可以包括其他结构。例如，该电池10还可以包括汇流部件，汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接，例如并联或串联或混联。具体地，汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。进一步地，汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地，导电机构也可属于汇流部件。

电池10还可以包括箱体11(或称罩体)，箱体11内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体11内。如图1所示，箱体11可以包括两部分，这里分别称为上箱体111和下箱体112，上箱体111和下箱体112扣合在一起。上箱体111和下箱体112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定，上箱体111和下箱体112中至少一个部件具有一个开口。例如，箱体11包括的上箱体111和下箱体112中可以仅有一个为具有开口的中空长方体，而另一个为板状，以盖合开口。例如，如图1所示，这里以下箱体112为中空长方体且只有一个面为开口面，上箱体111为板状为例，上箱体111盖合在下箱体112的开口处以形成具有封闭腔室的箱体11，该腔室可以用于容纳多个电池单体20。

如图2所示，为本申请一个实施例的一种电池单体20的结构示意图，电池单体20包括一个或多个电极组件22、壳体21和端盖24。壳体21和端盖24形成外壳或电池盒。壳体21的壁以及端盖24均称为电池单体20的壁，其中对于长方体型电池单体20，壳体21的壁包括底壁和四个侧壁，底壁和四个侧壁连接形成放置电极组件22的容纳空间23。壳体21根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定，例如，壳体 21可以为中空的长方体或正方体或圆柱体，且壳体21的其中一个面具有开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体21内。例如，当壳体21为中空的长方体或正方体时，壳体21的其中一个平面为开口面，即该平面不具有壁体而使得壳体21内外相通。当壳体21可以为中空的圆柱体时，壳体21的端面为开口面，即该端面不具有壁体而使得壳体21内外相通。端盖24覆盖容纳空间23的开口并且与壳体21连接，以形成放置电极组件22的封闭的腔体。壳体21内填充有电解质，例如电解液。

该电池单体20还可以包括两个电极端子241，两个电极端子241可以设置在端盖24上。端盖24通常是平板形状，两个电极端子241固定在端盖24的平板面上，两个电极端子241分别为正电极端子241a和负电极端子241b。每个电极端子241各对应设置一个连接构件25，或者也可以称为集流构件，其位于端盖24与电极组件22之间，用于将电极组件22和电极端子241实现电连接。

如图2所示，每个电极组件22具有第一极耳221a和第二极耳222a。第一极耳221a和第二极耳222a的极性相反。例如，当第一极耳221a为正极极耳时，第二极耳222a为负极极耳。一个或多个电极组件22的第一极耳221a通过一个连接构件25与一个电极端子连接，一个或多个电极组件22的第二极耳222a通过另一个连接构件25与另一个电极端子连接。例如，正电极端子241a通过一个连接构件25与正极极耳连接，负电极端子241b通过另一个连接构件25与负极极耳连接。

在该电池单体20中，根据实际使用需求，电极组件22可设置为单个，或多个，如图3所示，电池单体20内设置有4个独立的电极组件22。

如图3所示，电极组件22包括负极片221、正极片222以及设置于正极片222和负极片221之间的隔膜223。负极片221、正极片222和隔膜223可以由卷针沿一定方向卷绕形成卷绕式电极组件22。再由下料设备将电极组件22从卷针上取下，并将电极组件22转移至电极组件运输设备，比如传送带等。

图4是本申请一个实施例的卷针设备的结构示意图。如图4中的(a)所示，该卷针设备包括卷针40。具体地，如图4中的(b)所示，卷针40包括第一内针411和第二内针412，第一内针411和第二内针412可以用于夹紧电极组件22；卷针40还可以包括相对设置的第一外针421和第二外针422，第一外针421和第二外针422的外周可以用于卷绕电极组件22。

第一内针411和第二内针412可以构成卷针40的内针组装件，第一外针421 和第二外针422可以构成卷针40的外针组装件。外针组装件可以具有用于容纳内针组装件的容纳空间，以使得内针组装件可以设置在外针组装件的内部。内针组装件可以用于夹紧电极组件22，外针组装件的外周可以用于承载、卷绕电极组件22。在卷绕过程中，电极组件22的一部分可以位于外针组装件的内部，并被内针组装件夹紧，电极组件22的其他部分可以从外针组装件内部伸出，并卷绕在外针组装件的外周。

下面将结合附图对本申请实施例的下料设备的具体结构进行详细阐述。

参照图5，图5是本申请一个实施例的下料设备的结构示意图。该下料设备用于将卷绕在卷针40上的电极组件22进行下料，包括第一夹爪31和第二夹爪32，第一夹爪31的至少部分插入电极组件22，与电极组件22的内侧相对，第二夹爪32与电极组件22的外侧相对，第二夹爪32与第一夹爪31配合夹紧电极组件22，以将电极组件22从卷针40上取下。

第一夹爪31可以插入电极组件22，从电极组件22的内侧为电极组件22提供支撑力。第二夹爪32在电极组件22的外侧，与第一夹爪31配合夹紧电极组件22。第一夹爪31和第二夹爪32一起对电极组件22起到支撑固定的作用。第一夹爪31和第二夹爪32可以是沿y方向延伸的方形长条，也可以是圆柱形长条，即第一夹爪31和第二夹爪32的外周可以是方形，也可以是圆形，也可以为其他规则或者是不规则的形状，本申请对此不作限定。第一夹爪31和第二夹爪32的形状可以相同，也可以不同。第一夹爪31和第二夹爪32的材料可以相同，也可以不同，比如，可以为钢、铝、合金以及复合材料等，本申请对此不做限定。

具体地，如图6所示，第一夹爪31设置有出气口311，该出气口311用于向电极组件22吹气，以使电极组件22向远离第一夹爪31的方向撑起，以将第一夹爪31从电极组件22抽离。

第一夹爪31将电极组件22从卷针40上取下的过程中，第一夹爪31的至少一部分插入电极组件22的中空区域且与电极组件的内侧相对，第二夹爪32与电极组件22的外侧相对，第一夹爪31和第二夹爪32配合夹紧电极组件22，当卷针40收缩从电极组件22的中空区域抽离时，第一夹爪31和第二夹爪32对电极组件22起到支撑和固定的作用。当电极组件22从卷针40上取下后，第一夹爪31沿远离电极组件22的方向移动，例如，图5中的y方向(箭头所指的方向)，从电极组件22的中空区域抽离，使电极组件22放至运输设备上。在将第一夹爪31沿远离电极组件22的方向移动的过 程中，出气口311向电极组件22吹气，这样，第一夹爪31和电极组件22之间会形成空气层，使电极组件22向远离第一夹爪31的方向撑起，例如，图5中的x方向和z方向。这样，第一夹爪31从电极组件22的中空区域抽离时，第一夹爪31与电极组件22的内层之间的摩擦力小，可以顺利抽出，减少下料设备拔针不良损伤电极组件22的可能性，以提高电极组件22的质量。

应理解，图6所示的出气口311仅为本申请实施例一个示例性的说明，不构成对本申请的限定。图6中的出气口311为有间隙设置的圆孔状出气口，出气口311也可以是相互连通的多个圆孔状出气口，或者方形出气口，出气口311也可以是长方形的开口，本申请对此不做限定。

可选地，在本申请实施例中，下料设备包括两个第一夹爪31，两个第一夹爪31可相对移动。

这里所描述的两个第一夹爪31可相对移动，是指两个第一夹爪31可以沿水平方向相互靠近或者相互远离，例如，如图5所示，两个第一夹爪31沿x方向相向移动而相互靠近，或者相背移动而相互远离。

应理解，设置两个第一夹爪31仅为本申请实施例的一个示例性说明，不构成对本申请的限定。下料设备可以包括多个第一夹爪31，比如，三个第一夹爪31，四个第一夹爪31，以提高第一夹爪31对电极组件22的支撑作用。当下料设备设置多个第一夹爪31时，靠近电极组件22的水平方向上的两端的第一夹爪31可以相对移动，其他第一夹爪31可以固定位置。

两个第一夹爪31可以相对移动，这样可以通过改变两个第一夹爪31的相对位置，改变电极组件22的形状。

可选地，在本申请实施例中，如图6所示，第一夹爪31包括夹爪主体31a和与夹爪主体31a连接的基座31b，夹爪主体31a用于插入电极组件22的中空区域，出气口311设置于夹爪主体31a的外周。

这里所说的电极组件22的中空区域是指卷针40卷绕形成电极组件22时，电极组件22围成的卷绕中心的空心区域，比如，图5中的A区域。

具体地，如图7所示，出气口311可以设置于夹爪主体31a的上表面313、下表面314以及靠近电极组件22的在x方向上的一端的侧面315。应理解，两个第一夹爪31相对的侧面可以不设置出气口311，比如，图6中所示的两个第一夹爪31相对 的侧面316。

第一夹爪31的夹爪主体31a插入电极组件22的中空区域，在卷针40从电极组件22的中空区域抽出的过程中，夹爪主体31a对电极组件22起到支撑和固定的作用，以使卷针40可以顺利从电极组件22的中空区域抽出，出气口311设置于夹爪主体31a的外周，可以正对电极组件22的内层通气，在夹爪主体31a和电极组件22的内层之间形成空气层，以使第一夹爪31可以顺利从电极组件22中抽离，且减小损伤电极组件22的可能性。

可选地，在夹爪主体31a的上表面313与侧面315的连接处以及下表面314与侧面315的连接处均可以设置出气口311。

可选地，在本申请实施例中，如图6所示，基座31b设置有进气口312，第一夹爪31的内部设置有连接进气口312和出气口311的吹气通道。

进一步地，进气口312可以与外部的输气管道连接，以将输气管道中的气体通入第一夹爪31内部的吹气通道，输气管道上还可设置调节阀，以调节通入第一夹爪31内部的气体的流速。也就是说，可以根据电极组件22内层的塌陷情况以及电极组件22与第一夹爪31外周的吸附情况，调节气体的流速，以保证从出气口311排出的气体可以使电极组件22沿远离第一夹爪31的方向撑起。

将进气口312设置于基座31b上，方便向进气口312通入气体，同时在第一夹爪31的内部设置有吹气通道，使得进气口312通入的气体可以通过吹气通道流动，到达出气口311。吹气通道可以引导进气口312通入的气体的流动，因此使得出气口311的位置可以根据实际操作需要设置，而不会影响出气口311的气体的排出。

可选地，在本申请实施例中，如图7所示，吹气通道包括主通道317a和与主通道317a连通的多个子通道317b，主通道317a与进气口312连接，至少一个子通道317b与出气口311连接。

主通道317a与进气口312连接，外界气体通过进气口312进入主通道317a中，进而由主通道317a向多个子通道317b扩散，再通过子通道317b到达出气口311，通过出气口311向电极组件22通气，以使电极组件22向远离第一夹爪31的方向撑起，以使第一夹爪31可以顺利从电极组件22中抽离，且减小损伤电极组件22的可能性。

可选地，在本申请实施例中，主通道317a沿平行于夹爪主体31a延伸的方向延伸。

比如，如图6所示，夹爪主体31a沿y方向延伸，则主通道317a沿平行于y方向的方向延伸。

主通道317a沿平行于夹爪主体31a延伸的方向延伸，这样，外界气体通过进气口312进入主通道317a后，可以沿着夹爪主体31a延伸的方向，充满整个主通道317a，以使主通道317a内的气体可以快速扩散至各个子通道317b。

可选地，在本申请实施例中，子通道317b沿垂直于夹爪主体31a延伸的方向延伸，比如，图6和图7中的x方向和z方向。

出气口311设置于夹爪主体31a的外周，子通道317b沿垂直于夹爪主体31a延伸的方向延伸，实现与出气口311的连接，从而将吹气通道中的气体引导至出气口311，则从出气口311排出的气体流动方向为直线方向，使得电极组件22可以沿直线方向远离第一夹爪31撑起，而不是倾斜的方向，不会破坏电极组件22的形状。

可选地，在本申请实施例中，主通道317a的横截面积大于子通道317b的横截面积。

主通道317a的横截面积较大，使得夹爪主体31a内部可以通入足量的气体，从出气口311排出的气体可以满足电极组件22向远离第一夹爪31的方向撑起的需要，同时设置多个子通道317b的横截面积较小，减少夹爪主体31a内部的吹气通道占据的空间，增加夹爪主体31a的实心区域，提高夹爪主体31a的结构强度和刚度，稳定支撑电极组件22。

可选地，在本申请实施例中，如图6所示，夹爪主体31a的外周设置有压力传感器318，压力传感器318用于获取电极组件22对夹爪主体31a的外周的压力值。

利用压力传感器318获取电极组件22对夹爪主体31a的外周的压力值，以掌握电极组件22对夹爪主体31a外周的贴合情况。

具体地，压力传感器318可以设置于夹爪主体的上表面313和/或下表面314。当压力传感器318与出气口311设置于夹爪主体31a的同一个外表面时，压力传感器318与出气口311要相互错位避让。当夹爪主体31a插入电极组件22的中空区域，支撑电极组件22时，电极组件22由于重力原因，会对夹爪主体31a的上表面产生较大的压力；同时，由于静电作用，电极组件22会贴合于夹爪主体31a，对夹爪主体31a的上表面313和下表面314产生压力，将压力传感器318设置于夹爪主体31a的上表面313和/或下表面314，以获取电极组件22对夹爪主体31a的上表面313和/或下表面314的压 力值，以掌握电极组件22对夹爪主体31a的上表面313和/或下表面314的贴合情况。

可选地，压力传感器318可以为薄膜压力传感器。薄膜压力传感器是利用现代薄膜制备技术，在金属弹性基体上沉积薄膜应变电阻，因其具有精度高、蠕变性好、抗干扰力强等性能，目前已被广泛的运用在航空航天、机械制造、土木采矿等相关领域的压力测量。薄膜压力传感器厚度低至几百纳米到几十微米，可直接在被测零件表面制膜而不影响设备内部环境，制作简单，有利于实现结构/感知一体化制造。

应理解，以上所说明的薄膜压力传感器仅为本申请的压力传感器318的一种示例性说明，不构成对本申请的限定。

可选地，压力传感器318获取到的压力值可以通过无线通迅的方式，比如3G/4G/5G/ETH等，传输至下料设备的控制模块。

可选地，基座31b上可设置信号屏蔽装置，比如，如图6所示的信号屏蔽线319，该信号屏蔽装置可以允许压力传感器318向控制模块传输压力值数据，同时屏蔽除压力传感器318以外的部件传输给控制模块的压力值数据，从而避免其他部件的压力值数据影响压力传感器318获取的电极组件22对夹爪主体31a的外周的压力值的准确性。

可选地，在本申请实施例中，下料设备包括高度调控部件33，高度调控部件33用于调控第一夹爪31的高度。

具体地，如图5所示，高度调控部件33可以包括主调控部件33a和微调控部件33b。主调控部件33a的调控范围较大，调控精确度较低，适合长距离的调控，比如，可以是粗调螺旋；微调控部件33b的调控范围较小，调控精确度较高，适合细微的、短距离的调控，比如，可以是细调螺旋。

可选地，在本申请实施例中，高度调控部件33与压力传感器318电性连接，高度调控部件33根据压力传感器318获取的压力值调节第一夹爪31的高度。

具体地，在电极组件22对夹爪主体31a的外周的压力值大于预设阈值时，高度调控部件33调控第一夹爪31的高度，比如，图5中的z方向为第一夹爪31的高度方向。

具体地，电极组件22由于重力和静电作用，其内层存在塌陷的可能，塌陷的内层会贴合于夹爪主体31a的外表面，并对夹爪主体31a的外表面产生一定的压力，当电极组件22内层塌陷的情况较严重时，对夹爪主体31a的外表面产生的压力也就较 大，且在这种情况下，出气口311排出的气体无法将电极组件22沿远离第一夹爪31的方向撑起，若过度加大气体的流速，会影响电极组件22的负极片221、正极片222以及隔膜223之间的间隙，影响电极组件22的质量。因此，当电极组件22对夹爪主体31a的外周的压力值过大时，则通过调节第一夹爪31的高度的方式，在高度方向上避让塌陷的电极组件22的内层，使得电极组件22的内层不会贴合于夹爪主体31a的外表面。也可同时向电极组件22通气，进一步减小电极组件22与夹爪主体31a的外周之间的吸附，便于第一夹爪31从电极组件22中抽离，且减小对电极组件22造成损伤。

可选地，在本申请实施例中，如图5所示，下料设备包括两个第二夹爪32，第二夹爪32与第一夹爪31配合夹紧电极组件22，以将电极组件22从卷针40上取下。

在将电极组件22从卷针40上取下的过程中，两个第一夹爪31的至少部分插入电极组件22的中空区域后，卷针40收缩，两个第一夹爪31沿x方向相背移动相互远离，使电极组件22的左右两端逐渐远离至两个第二夹爪32可以与两个第一夹爪31配合，分别夹紧电极组件22的左右两端。一方面，一夹爪31与第二夹爪32配合夹紧电极组件22，可以起到更好地支撑和固定的作用；另一方面，在卷针40收缩，从电极组件22的中空区域抽出的同时，第一夹爪31和第二夹爪32配合夹紧电极组件22，将电极组件22沿远离卷针40的方向移动。

第二夹爪32和第一夹爪31配合夹紧电极组件22，一方面可以起到更好地支撑和固定电极组件22的作用，另一方面，可以拉着电极组件22沿远离卷针40的方向移动，便于电极组件22从卷针40上取下。

可选地，在本申请实施例中，下料设备包括水平调控部件34，用于调控第一夹爪31的水平位置，以使两个第一夹爪31可以相对移动。

具体地，参考图5，水平调控部件34可以包括左调控部件34a和右调控部件34b。左调控部件34a与左边的第一夹爪31相对应，调节左边的第一夹爪31的水平位置，右调控部件34b与右边的第一夹爪31相对应，调节右边的第一夹爪31的水平位置，这样，可以根据实际情况分别调控两个第一夹爪31。

通过水平调控部件34调控第一夹爪31的水平位置，使两个第一夹爪31可以相对移动，在第一夹爪31将电极组件22从卷针40上取下的过程中，可以调节两个第一夹爪31相互远离，对电极组件22进行初步整形，同时，在将电极组件22从下料设备上转移至运输设备时，两个第一夹爪31可以相互靠近，也就是从电极组件22的左 右的两端向中间移动，这样便于第一夹爪31从电极组件22中抽离。

可选地，在本申请实施例中，下料设备还包括伸缩调控部件37，该伸缩调控部件37用于调控第一夹爪31伸入电极组件22的长度。

具体地，在将电极组件22转移至电极组件运输设备时，可以调整第一夹爪31沿远离电极组件22的方向移动，从电极组件22中抽离。

可选地，在本申请实施例中，如图5所示，下料设备包括第一固定支架35，第一夹爪31、第二夹爪32、高度调控部件33、水平调控部件34和伸缩调控部件37均与第一固定支架35连接，比如，焊接连接，铆钉连接等。

具体地，第一固定支架35可以沿x方向延伸，与第一夹爪31、第二夹爪32、高度调控部件33、水平调控部件34和伸缩调控部件37连接，以固定第一夹爪31、第二夹爪32、高度调控部件33、水平调控部件34和伸缩调控部件37。

可选地，在本申请实施例中，继续参照图5，下料设备包括第二固定支架36，第二固定支架36与第一固定支架35连接，比如，焊接连接，铆钉连接等。

具体地，第二固定支架36可以沿z方向延伸，第二固定支架36与第一固定支架35可以形成十字形固定结构，这样的结构便于下料设备的固定。

本申请实施例还提供了一种卷绕系统，包括卷针设备和上述任一实施例中的下料设备。卷针设备包括卷针，卷针用于将正极片和负极片卷绕，形成电极组件，下料设备用于将卷绕在卷针上的电极组件进行下料。

上文详细描述了本申请实施例的下料设备，下面将结合图8详细描述本申请实施例的下料方法。装置实施例所描述的技术特征适用于以下方法实施例。

图8示出了本申请实施例的下料设备的下料方法800的示意性框图，该下料设备为上文描述的任一下料设备。该下料方法800可以由下料设备中的控制模块执行，该下料方法800包括：

801，将第一夹爪的至少部分插入电极组件，与电极组件的内侧相对；

802，将第二夹爪与电极组件的外侧相对；

803，将第二夹爪与第一夹爪配合夹紧电极组件，以将电极组件从卷针上取下；

804，通过出气口向电极组件吹气；

805，将第一夹爪从电极组件取出。

在第一夹爪和第二夹爪配合将电极组件从卷针上取下后，第一夹爪沿远离电极组件的方向移动，以将电极组件放至运输设备上。在第一夹爪移动前以及移动的过程中，第一夹爪上的出气口向电极组件通气，使得电极组件会向远离第一夹爪的方向撑起。这样，电极组件的内层就不会吸附于第一夹爪的外周，在第一夹爪移动时，第一夹爪与电极组件的内层之间的摩擦力小，可以顺利抽出，减少下料设备拔针不良损伤电极组件的可能性，以提高电极组件的质量。

图9是本申请另一实施例公开的下料方法900的示意性流程图。图9中的901-903与前述实施例中的801-803类似，可以参考前述实施例，为了简洁，在此不再赘述。

904，获取电极组件对第一夹爪外周的压力值；

905，判断电极组件对第一夹爪外周的压力值是否大于预设阈值；

906，在电极组件对第一夹爪外周的压力值大于预设阈值的情况下，调控第一夹爪的高度，在高度方向上避让电极组件。

电极组件由于重力和静电作用，其内层存在塌陷的可能，塌陷的内层会贴合于夹爪主体的外表面，并对夹爪主体的外表面产生一定的压力，当电极组件内层塌陷的情况较严重时，对夹爪主体的外表面产生的压力也就较大，且在这种情况下，出气口排出的气体无法将电极组件沿远离第一夹爪的方向撑起，若过度加大气体的流速，会影响电极组件的负极片、正极片以及隔膜之间的间隙，影响电极组件的质量。因此，当电极组件对第一夹爪外周的压力值过大时，则通过调节第一夹爪的高度的方式，在高度方向上避让塌陷的电极组件的内层，使得电极组件的内层不会贴合于夹爪主体的外表面。也可同时向电极组件通气，便于第一夹爪从电极组件中抽离，且减小对电极组件造成损伤。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (18)

1. 一种下料设备，用于将卷绕在卷针上的电极组件(22)进行下料，其中，包括：

   第一夹爪(31)，所述第一夹爪(31)的至少部分插入所述电极组件(22)，与所述电极组件(22)的内侧相对，所述第一夹爪(31)设置有出气口(311)，所述出气口(311)用于向所述电极组件(22)吹气；

   第二夹爪(32)，所述第二夹爪(32)用于与所述电极组件(22)的外侧相对，所述第二夹爪(32)被配置为与所述第一夹爪(31)配合夹紧所述电极组件(22)，以将所述电极组件(22)从所述卷针上取下。
2. 根据权利要求1所述的下料设备，其特征在于，所述下料设备包括两个所述第一夹爪，两个所述第一夹爪(31)可相对移动。
3. 根据权利要求1或2所述的下料设备，其特征在于，所述第一夹爪(31)包括夹爪主体(31a)和与所述夹爪主体(31a)连接的基座(31b)，所述夹爪主体(31a)用于插入所述电极组件(22)的中空区域，所述出气口(311)设置于所述夹爪主体(31a)的外周。
4. 根据权利要求3所述的下料设备，其特征在于，所述出气口(311)设置于所述夹爪主体(31a)的上表面和下表面。
5. 根据权利要求3或4所述的下料设备，其特征在于，所述基座(31b)设置有进气口(312)，所述第一夹爪(31)的内部设置有连接所述进气口(312)和所述出气口(311)的吹气通道。
6. 根据权利要求5所述的下料设备，其特征在于，所述吹气通道包括主通道(317a)和与所述主通道(317a)连通的多个子通道(317b)，所述主通道(317a)与所述进气口(312)连接，所述至少一个子通道(317b)与所述出气口(311)连接。
7. 根据权利要求6所述的下料设备，其特征在于，所述主通道(317a)沿平行于所述夹爪主体(31a)延伸的方向延伸。
8. 根据权利要求6或7所述的下料设备，其特征在于，所述子通道(317b)沿垂直于所述夹爪主体(31a)延伸的方向延伸。
9. 根据权利要求6至8中任一项所述的下料设备，其特征在于，所述主通道(317a)的横截面积大于所述子通道(317b)的横截面积。
10. 根据权利要求3至9中任一项所述的下料设备，其特征在于，所述夹爪主体(31a)的外周设置有压力传感器(318)，所述压力传感器(318)用于获取所述电极组件(22)对所述夹爪主体(31a)的外周的压力值。
11. 根据权利要求10所述的下料设备，其特征在于，所述压力传感器(318)设置于所述夹爪主体(31a)的上表面和/或下表面。
12. 根据权利要求10或11所述的下料设备，其特征在于，所述下料设备还包括高度调控部件(33)，所述高度调控部件(33)用于调控所述第一夹爪(31)的高度。
13. 根据权利要求12所述的下料设备，其特征在于，所述高度调控部件(33)与所述压力传感器(318)电性连接，所述高度调控部件(33)根据所述压力传感器(318)获取的所述压力值调节所述第一夹爪(31)的高度。
14. 根据权利要求1至13中任一项所述的下料设备，其特征在于，所述下料设备还包括伸缩调控部件(37)，所述伸缩调控部件(37)用于调控所述第一夹爪(31)伸入所述电极组件(22)的长度。
15. 一种卷绕系统，其特征在于，包括：

    卷针设备，所述卷针设备包括卷针，所述卷针用于将正极片和负极片卷绕，形成电极组件；

    根据权利要求1至14中任一项所述的下料设备，所述下料设备用于将卷绕在所述卷针上的所述电极组件进行下料。
16. 一种下料方法，用于电极组件的下料，其特征在于，

    下料设备包括第一夹爪和第二夹爪，所述第一夹爪设置有出气口；

    所述下料方法包括：

    将所述第一夹爪的至少部分插入所述电极组件，与所述电极组件的内侧相对；

    将所述第二夹爪与所述电极组件的外侧相对；

    将所述第二夹爪与所述第一夹爪配合夹紧所述电极组件，以将所述电极组件从卷针上取下；

    通过所述出气口向所述电极组件吹气；

    将所述第一夹爪从所述电极组件取出。
17. 根据权利要求16所述的下料方法，其特征在于，所述下料方法包括：

    获取所述电极组件对所述第一夹爪外周的压力值；

    根据所述压力值调控所述第一夹爪的高度。
18. 根据权利要求17所述的下料方法，其特征在于，所述根据所述压力值调控所述第一夹爪的高度，包括：

    在所述电极组件对所述第一夹爪外周的压力值大于预设阈值的情况下，调控所述第一夹爪的高度，以在高度方向上避让所述电极组件。

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