CN109888405A - 锂电池卷绕装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池卷绕装置，包括放卷机构、卷套、贴合机构和卷绕机构，放卷机构中的正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷分别设置在四个卷套内部并同时放卷，贴合机构的间隙以使正极片、隔离膜、负极片、保护膜同时卷绕，最后由卷绕机构将覆合的卷带进行卷绕。本发明中的卷套对膜卷进行预热有利于贴合过程中各个膜卷之间的充分接触，本发明中的贴合机构具有延展性能够使贴合过程更加平滑，能有效防止卷绕过程出现膜卷的断裂。
Description
技术领域
本发明涉及电池卷绕装置领域，具体是锂电池卷绕装置。
背景技术
锂电池的制作工艺随着锂电池的应用越来越广泛也有了较大的提高，目前的电池卷绕工艺是将相互独立的正极片、隔离膜、负极片分别同时覆合后卷绕到电池的电芯上，由于正极片、隔离膜、负极片相互独立，因此在卷绕过程中容易发生不对齐从而影响电池的使用性能的问题，因此，需要一种能够提高各个膜卷间的贴合力的卷绕装置。
发明内容
本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。
本发明还有一个目的是提供锂电池卷绕装置。本发明将正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷同时覆合，本发明中的卷套设有能够对膜卷进行预热，有利于覆合过程中各个膜卷之间的充分接触，增加各个卷带之间的贴合程度，本发明中的第一贴合组件与第二贴合组件的间隙随贴合过程中正极片、隔离膜、负极片、保护膜的传送方向逐渐减小并且具有延展性，能够使贴合过程更加平滑，有效降低卷绕过程膜卷出现受力过强而发生断裂的情况。
为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了锂电池卷绕装置，包括：
放卷机构，其包括卷有正极片的正极片卷、卷有隔离膜的隔离膜卷、卷有负极片的负极片卷、卷有保护膜的保护膜卷、四个导向轴，所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷自上而下依次设置且均轴向贯通，所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷分别以逆时针方向放卷，四个导向轴分别设置在所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷的放卷路径下方并与正极片、隔离膜、负极片、保护膜贴合，以引导所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷的放卷方向；
四个卷套，四个卷套分别套设在正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷外，每个卷套均为轴向水平设置且轴向一端敞开的中空圆柱体，每个卷套的轴向另一端均设有与卷套枢接的圆形换卷门，每个卷套的内壁间隔设有多个第一加热片，每个卷套的内部同轴固设定位轴，所述定位轴的一端与每个卷套通过轴承连接，所述定位轴的另一端与所述圆形换卷门存在间隙，所述定位轴的周向间隔设置多个第一盲孔，每个第一盲孔沿所述定位轴的径向设置，每个第一盲孔内均设有电动伸缩杆，每个电动伸缩杆的固定端与第一盲孔固接，每个电动伸缩杆的伸缩端分别伸出于其所在的第一盲孔，以顶抵套设在所述定位轴上的正极片卷或隔离膜卷或负极片卷或保护膜卷，每个卷套的外壁均设有与所述定位轴平行的条形通孔，所述条形通孔内设有与所述定位轴平行的两个滚轴，两个滚轴之间存在间隙且两个滚轴的周面均套设第二加热片，以使正极片卷、隔离膜卷、负极片卷和保护膜卷的自由端穿过两个滚轴之间的间隙后经过所述导向轴；
贴合机构，其包括位于下方的第一贴合组件和位于上方的第二贴合组件，所述第一贴合组件包括主动轮、从动轮、传送带，所述主动轮和从动轮并排设置在同一水平面，所述传送带同时绕设所述主动轮和从动轮；所述第二贴合组件包括两个连杆、两个套杆、四个动轮和同步带，两个连杆和两个套杆围成矩形框架，且两个连杆不相邻、两个套杆的轴向面对所述传送带，每个套杆包括外杆和内杆，所述外杆的顶端轴向开设第二盲孔，所述第二盲孔内固设有轴向竖直的弹簧，所述内杆的底端伸入所述第二盲孔与所述弹簧固接，四个动轮分别可转动地设置在所述矩形框架的四个顶点处，所述同步带同时套设在四个动轮上，其中，四个动轮同时逆时针转动，所述主动轮和从动轮顺时针转动，所述传送带水平设置，所述同步带与所述传送带之间存在间隙以使正极片、隔离膜、负极片、保护膜同时穿过，该间隙随着所述传送带的传送方向减小；
卷绕机构，其将正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷同时进行卷绕。
优选的是，所述卷套的材质为酚醛树脂。
优选的是，所述同步带与所述传送带之间的间隙最大为1mm、最小为0.4mm。
优选的是，所述传送带的长度为20cm。
优选的是，所述第一加热片和所述第二加热片均为硅胶发热片。
优选的是，每个连杆与每个套杆的长度比为5:2。
本发明至少包括以下有益效果：
第一，本发明能够同时卷绕正极片、隔离膜、负极片、保护膜，节约了时间成本，各个卷膜在相互贴合的过程中受力平滑。
第二，本发明中的卷套能够对各个膜卷进行保护并在卷套内对各个膜卷进行加热，有利于各个膜卷间更好的覆合，定位轴上的电动伸缩杆能够调整正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷与定位轴的位置，经过条形通孔处的两个滚轴的相互挤压能够使放出卷套的正极片、隔离膜、负极片、保护膜更加平整。
本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
图1为本发明其中一个技术方案的整体结构示意图；
图2为本发明其中一个技术方案所述卷套的结构示意图；
图3为本发明其中一个技术方案所述贴合机构的结构示意图；
图4为本发明其中一个技术方案所述套杆的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。
如图1～4所示，锂电池卷绕装置，包括：
放卷机构100，其包括卷有正极片的正极片卷110、卷有隔离膜的隔离膜卷120、卷有负极片的负极片卷130、卷有保护膜的保护膜卷140、四个导向轴150，正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140自上而下依次设置且均轴向贯通，正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140分别以逆时针方向放卷，四个导向轴150分别设置在正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140的放卷路径下方并与正极片、隔离膜、负极片、保护膜贴合，以引导正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140的放卷方向；
四个卷套160，四个卷套160分别套设在正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140外，每个卷套160均为轴向水平设置且轴向一端敞开的中空圆柱体，每个卷套160的轴向另一端均设有与卷套160枢接的圆形换卷门161，每个卷套160的内壁间隔设有多个第一加热片162，每个卷套160的内部同轴固设定位轴163，定位轴163的一端与每个卷套160通过轴承连接，定位轴163的另一端与圆形换卷门161存在间隙，定位轴163的周向间隔设置多个第一盲孔，每个第一盲孔沿定位轴163的径向设置，每个第一盲孔内均设有电动伸缩杆164，每个电动伸缩杆164的固定端与第一盲孔固接，每个电动伸缩杆164的伸缩端分别伸出于其所在的第一盲孔，以顶抵套设在定位轴163上的正极片卷110或隔离膜卷120或负极片卷130或保护膜卷140，每个卷套160的外壁均设有与定位轴163平行的条形通孔165，条形通孔165内设有与定位轴163平行的两个滚轴166，两个滚轴166之间存在间隙且两个滚轴166的周面均套设第二加热片，以使正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130和保护膜卷140的自由端穿过两个滚轴166之间的间隙后经过所述导向轴150；
贴合机构200，其包括位于下方的第一贴合组件210和位于上方的第二贴合组件220，第一贴合组件210包括主动轮211、从动轮212、传送带213，主动轮211和从动轮212并排设置在同一水平面，传送带213同时绕设主动轮211和从动轮212；第二贴合组件220包括两个连杆221、两个套杆222、四个动轮226和同步带227，两个连杆221和两个套杆222围成矩形框架，且两个连杆221不相邻、两个套杆222的轴向面对传送带213，每个套杆222包括外杆223和内杆224，外杆223的顶端轴向开设第二盲孔，所述第二盲孔内固设有轴向竖直的弹簧225，内杆224的底端伸入所述第二盲孔与弹簧225固接，四个动轮226分别可转动地设置在所述矩形框架的四个顶点处，同步带227同时套设在四个动轮226上，其中，四个动轮226同时逆时针转动，主动轮211和从动轮212顺时针转动，传送带213水平设置，同步带227与传送带213之间存在间隙以使正极片、隔离膜、负极片、保护膜同时穿过，该间隙随着传送带213的传送方向减小；
卷绕机构300，其将经加热、挤压后相互贴近的正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷同时进行卷绕。
使用时，打开卷套160上的圆形换卷门161，将正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140分别套设于定位轴163上，随后关闭圆形换卷门161，通电后电动伸缩杆164伸出将正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140在卷套169内的位置调整至与定位轴163同轴，正极片、隔离膜、负极片、保护膜贯穿条形通孔165内两个滚轴166之间的间隙后同时从正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140中放出，正极片、隔离膜、负极片、保护膜分别经过导向轴150与导向轴150接触时，导向轴150随正极片、隔离膜、负极片、保护膜的放卷方向发生自转，并对正极片、隔离膜、负极片、保护膜进行引导，正极片、隔离膜、负极片、保护膜的起始端由传送带213传送，从同步带227与传送带213之间的间隙最大的一侧进入，经过同步带227与传送带213的贴合作用下从同步带227与传送带213之间的间隙最小的一侧传送贴合后的卷带进入卷绕机构300进行卷绕，卷绕机构300可采用现有技术中的任何一种能够实现锂电池卷带卷绕的装置，比如：卷绕机构300包括绕卷针、两个压卷针、电机，贴合后的卷带的起始端依次通过两个压卷针之间的空隙和绕卷针，卷带与绕卷针接触后固定，两个压卷针夹紧卷带起始端后的一处，电机带动绕卷针旋转进行卷绕，两个压卷针在卷绕过程中提供张力。
本设计中的卷套160能够对各个膜卷进行保护并在卷套160内对各个膜卷进行加热，有利于各个膜卷间更好的覆合，定位轴上的电动伸缩杆164能够调整正极片卷110、隔离膜卷120、负极片卷130、保护膜卷140与定位轴163的位置，经过条形通孔165处的两个滚轴166的相互挤压能够使放出卷套160的正极片、隔离膜、负极片、保护膜更加平整。第一贴合组件210与第二贴合组件220的间隙在覆合的过程中正极片、隔离膜、负极片、保护膜的传送方向逐渐减小并且具有延展性，受到的挤压力更加平滑。
在另一技术方案中，卷套160的材质为酚醛树脂。本设计采用酚醛树脂作为制作卷套的材料能够使卷套160具有良好的保温效果，对正极片、隔离膜、负极片、保护膜进行有效预热。
在另一技术方案中，同步带227与传送带213之间的间隙最大为1cm、最小为0.4mm。本设计能够使正极片、隔离膜、负极片、保护膜在加热后相互贴合的过程中受力更加平滑，避免发生卷带被截断的情况。
在另一技术方案中，传送带213的长度为20cm。传送带213的长度保证各卷带有足够的贴合时间，同时减小了卷绕装置的体积。
在另一技术方案中，第一加热片162和第二加热片均为硅胶发热片。硅胶发热片发热效果好，使用寿命长，是本方案中的优选配置。
在另一技术方案中，每个连杆221与每个套杆222的长度比为5:2。在本设计中，连杆的长度能够保证对正极片、隔离膜、负极片、保护膜的贴合效果，套杆相对连杆的长度能够保证为贴合过程提供延展性的同时减少第二贴合组件需要占用的体积。
尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改，因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
Claims (6)
1.锂电池卷绕装置，其特征在于，包括：
放卷机构，其包括卷有正极片的正极片卷、卷有隔离膜的隔离膜卷、卷有负极片的负极片卷、卷有保护膜的保护膜卷、四个导向轴，所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷自上而下依次设置且均轴向贯通，所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷分别以逆时针方向放卷，四个导向轴分别设置在所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷的放卷路径下方并与正极片、隔离膜、负极片、保护膜贴合，以引导所述正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷的放卷方向；
四个卷套，四个卷套分别套设在正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷外，每个卷套均为轴向水平设置且轴向一端敞开的中空圆柱体，每个卷套的轴向另一端均设有与卷套枢接的圆形换卷门，每个卷套的内壁间隔设有多个第一加热片，每个卷套的内部同轴固设定位轴，所述定位轴的一端与每个卷套通过轴承连接，所述定位轴的另一端与所述圆形换卷门存在间隙，所述定位轴的周向间隔设置多个第一盲孔，每个第一盲孔沿所述定位轴的径向设置，每个第一盲孔内均设有电动伸缩杆，每个电动伸缩杆的固定端与第一盲孔固接，每个电动伸缩杆的伸缩端分别伸出于其所在的第一盲孔，以顶抵套设在所述定位轴上的正极片卷或隔离膜卷或负极片卷或保护膜卷，每个卷套的外壁均设有与所述定位轴平行的条形通孔，所述条形通孔内设有与所述定位轴平行的两个滚轴，两个滚轴之间存在间隙且两个滚轴的周面均套设第二加热片，以使正极片卷、隔离膜卷、负极片卷和保护膜卷的自由端穿过两个滚轴之间的间隙后经过所述导向轴；
贴合机构，其包括位于下方的第一贴合组件和位于上方的第二贴合组件，所述第一贴合组件包括主动轮、从动轮、传送带，所述主动轮和从动轮并排设置在同一水平面，所述传送带同时绕设所述主动轮和从动轮；所述第二贴合组件包括两个连杆、两个套杆、四个动轮和同步带，两个连杆和两个套杆围成矩形框架，且两个连杆不相邻、两个套杆的轴向面对所述传送带，每个套杆包括外杆和内杆，所述外杆的顶端轴向开设第二盲孔，所述第二盲孔内固设有轴向竖直的弹簧，所述内杆的底端伸入所述第二盲孔与所述弹簧固接，四个动轮分别可转动地设置在所述矩形框架的四个顶点处，所述同步带同时套设在四个动轮上，其中，四个动轮同时逆时针转动，所述主动轮和从动轮顺时针转动，所述传送带水平设置，所述同步带与所述传送带之间存在间隙以使正极片、隔离膜、负极片、保护膜同时穿过，该间隙随着所述传送带的传送方向减小；
卷绕机构，其将正极片卷、隔离膜卷、负极片卷、保护膜卷同时进行卷绕。
2.如权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述卷套的材质为酚醛树脂。
3.如权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述同步带与所述传送带之间的间隙最大为1mm、最小为0.4mm。
4.如权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述传送带的长度为20cm。
5.如权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，所述第一加热片和所述第二加热片均为硅胶发热片。
6.如权利要求1所述的锂电池卷绕装置，其特征在于，每个连杆与每个套杆的长度比为5:2。
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