CN221783242U - 一种极片压痕装置和电芯卷绕设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种极片压痕装置和电芯卷绕设备，极片压痕装置包括：安装座，所述安装座安装有可转动的第一压辊和可转动的第二压辊；驱动机构，所述驱动机构驱动所述第一压辊靠近或者远离所述第二压辊，以调节所述第一压辊与所述第二压辊施加在极片上的压力，使极片厚度改变；其中，所述第一压辊和所述第二压辊中的一个的辊面设置有弹性材料，所述第一压辊和所述第二压辊中的另一个的辊面设置有多个凸点。本申请能够防止极耳错位。

Description

一种极片压痕装置和电芯卷绕设备

技术领域

本申请涉及电池生产设备领域，具体涉及一种极片压痕装置和电芯卷绕设备。

背景技术

在现有技术中，如图1所示，极片201上未涂覆活性物质浆料的部分经切制形成极耳202。制造电芯时，需要采用卷针101将极片201及隔膜卷绕在一起。在极片201的卷绕过程中，各个极耳202应当层叠在一起。然而，在极片201的卷绕过程中，当极片201卷绕于卷针101时，卷针101以及卷绕在卷针101上的极片的整体直径的尺寸增加，这样一来，卷针转过相同角度所对应的弧长不相等，整体直径越大，卷绕于卷针101一周时需要的第一极片的长度越长。而极片201来料厚度并不均匀，随着极片201的卷绕圈数增多，极耳202层叠时就会出现明显的错位现象，即，多个极耳202不再沿着电芯的同一条半径排列。

因此需要对现有技术进行改进，提供一种新的极片压痕装置。

发明内容

本申请的一个目的是提供一种极片压痕装置和电芯卷绕设备的新的技术方案。

为实现上述目的，根据本申请的第一方面，提供了一种极片压痕装置，包括：

安装座，所述安装座安装有可转动的第一压辊和可转动的第二压辊；

驱动机构，所述驱动机构驱动所述第一压辊靠近或者远离所述第二压辊，以调节所述第一压辊与所述第二压辊施加在极片上的压力，使极片厚度改变；

其中，所述第一压辊和所述第二压辊中的一个的辊面设置有弹性材料，所述第一压辊和所述第二压辊中的另一个的辊面设置有多个凸点。

可选择地，所述凸点为球体的一部分。

可选择地，所述驱动机构为气缸，所述气缸安装于所述安装座，所述第一压辊可转动地安装于支架，所述支架与所述安装座滑动连接，所述气缸的活塞杆连接所述支架以驱动所述第一压辊靠近或者远离所述第二压辊。

可选择地，所述驱动机构为电机，所述电机安装于所述安装座，所述第一压辊可转动地安装于支架，所述支架与所述安装座滑动连接，所述电机的输出轴连接所述支架以驱动所述第一压辊靠近或者远离所述第二压辊。

可选择地，所述支架与所述安装座通过导杆滑动连接。

可选择地，所述电机的输出轴安装有转盘，所述转盘设置有主动件，所述主动件偏心设置于所述转盘；所述支架安装有随动件，所述随动件开有腰型孔，所述主动件至少部分插入所述腰型孔并能够在所述腰型孔内运动。

可选择地，所述主动件为滚轮，所述滚轮能够在所述腰型孔内移动且能够绕所述滚轮自身轴线转动。

可选择地，所述电机的输出轴安装有凸轮，所述支架安装有随动件，所述随动件开有腰型孔，所述凸轮至少部分插入所述腰型孔并能够在所述腰型孔内运动。

可选择地，所述安装座还设置有第一抚平板和第二抚平板，所述驱动机构驱动所述第一抚平板靠近或者远离所述第二抚平板。

根据本申请实施例的另一方面，提供了一种电芯卷绕设备，包括：

转塔，所述转塔设置有卷针，所述转塔能够旋转以使所述卷针进入卷绕工位；

检测机构，所述检测机构用于检测将被卷绕到位于所述卷绕工位的所述卷针上的极耳的位置；

如前述任一项所述的极片压痕装置，所述极片压痕装置根据所述检测机构传递的极耳位置信号，驱动所述第一压辊靠近或者远离所述第二压辊，以调整所述第一压辊与所述第二压辊施压后的极片的厚度。

可选择地，所述的电芯卷绕设备还包括插片机构，在极片的输送方向上，所述极片压痕装置位于所述插片机构上游，所述检测机构位于所述插片机构与所述卷绕工位之间。

本申请实施例中的极片压痕装置，通过调整施加到极片上的压力来改变极片的厚度，从而避免极耳错位，并且利用凸点和弹性材料的咬合来对极片施加压力产生压痕，能够避免对极片造成损伤。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1是现有技术的电芯卷绕原理图。

图2是本申请的第一个实施例的极片压痕装置的立体图。

图3是本申请的第二个实施例的极片压痕装置的立体图。

图4是本申请的第二个实施例的主动件与随动件的配合关系示意图。

图5是经过本申请的实施例的极片压痕装置施压的极片的主视图。

图6是经过本申请的实施例的极片压痕装置施压的极片的剖视图。

图7是本申请的实施例的电芯卷绕设备的工作原理图。

附图标记说明：

100、电芯卷绕设备；101、卷针；102、转塔；103、卷绕工位；104、收尾贴胶工位；105、下料工位；106、检测机构；107、插片机构；108、阴极片放卷机构；109、第一隔膜放卷机构；110、阳极片放卷机构；111、第二隔膜放卷机构；112、纠偏机构；113、入卷纠偏机构；200、电芯；201、极片；202、极耳；203、压痕；204、阴极片；205、第一隔膜；206、阳极片；207、第二隔膜；300、极片压痕装置；301、安装座；302、第一压辊；303、第二压辊；304、凸点；305、气缸；306、支架；307、线轨；308、电机；309、导杆；310、转盘；311、主动件；312、随动件；313、腰型孔；314、第一抚平板；315、第二抚平板；316、通孔；317、螺纹孔。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在接下来的描述中，各驱动件能够采用气缸、电机等动力源，采用活塞传动、齿轮齿条传动等传动方式。

在接下来的描述中，极片、隔膜、极耳仅用于描述极片压痕装置及电芯卷绕设备的工作原理，而不应被视为任何机构、装置和设备的一部分。

参考图2、图5和图6，本实施例中的极片压痕装置300包括：安装座301，所述安装座301安装有可转动的第一压辊302和可转动的第二压辊303，即，第一压辊302和第二压辊303能够绕各自的轴线自由转动；驱动机构，所述驱动机构驱动所述第一压辊302靠近或者远离所述第二压辊303，以调节所述第一压辊302与所述第二压辊303施加在如图1所示极片201上的压力，使极片201厚度改变；其中，所述第一压辊302和所述第二压辊303中的一个的辊面设置有弹性材料，所述第一压辊302和所述第二压辊303中的另一个的辊面设置有多个凸点304。

更具体地，电芯卷绕时，极片201从第一压辊302和第二压辊303之间穿过，随着极片201的运动，第一压辊302和第二压辊303转动从而在极片201上施加压力产生压痕203。第一压辊302和第二压辊303是可转动的，这样能够随着极片201的输送过程而在极片201的表面连续性地产生压痕203，压痕203分布更加均匀且不会划伤极片201。驱动机构驱动第一压辊302靠近第二压辊303，则施加到极片201上的压力增大，压痕203变深，极片201的厚度h增大；驱动机构驱动第一压辊302远离所述第二压辊303，则施加到极片201上的压力减小，压痕203变浅，极片201的厚度h减小。在如图2所示的实施例中，第一压辊302的辊面设置有多个凸点304，第二压辊303的辊面设置有弹性材料，在第一压辊302和第二压辊303转动过程中，极片201经过第一压辊302和第二压辊303之间，由于第二压辊303的辊面的弹性材料具有一定的弹性，弹性材料与第一压辊302上的凸点304咬合，因此极片201在被凸点304挤压形成如图5所示的凹坑状的压痕203的同时，极片201不会损坏。在本实施例中，第一压辊302的辊面设置有多个凸点304，第二压辊303的辊面设置有弹性材料，实际应用中也可以在第一压辊302的辊面设置弹性材料，在第二压辊303的辊面设置多个凸点304。凸点304可以均布设置。弹性材料可以采用例如聚氨酯、橡胶等。

凸点304可以为球体的一部分，即，凸点304的表面为球冠型凸起，因此在极片201上形成的压痕203如图5和图6所示。压痕203的内径为Ra，这种形状能够降低极片201损伤的概率。凸点304对极片201的表面施加压力产生压痕203，通过驱动第一压辊302靠近或者远离第二压辊303，控制对极片201表面施加的压力大小，从而能控制如图6中所示的h的大小，改变极片201的厚度。凸点304也能够是例如圆台的形状。

如图2所示，在本实施例中，所述驱动机构为气缸305，所述气缸305安装于所述安装座301，所述第一压辊302可转动地安装于支架306，所述支架306与所述安装座301滑动连接，所述气缸305的活塞杆连接所述支架306以驱动所述第一压辊302靠近或者远离所述第二压辊303。支架306本身也可视为安装座301的一部分。

更具体地，气缸305安装于安装座301，第一压辊302可转动地安装于支架306，支架306与安装座301滑动连接，气缸305的活塞杆连接支架306，因此当气缸305的活塞杆伸出时，会驱动第一压辊302靠近第二压辊303，当气缸305的活塞杆缩回时，会驱动第一压辊302远离第二压辊303。

在如图2所示的实施例中，所述支架306与所述安装座301通过线轨307滑动连接。在其它实施例中，支架306与安装座301也能够通过导杆、滑槽等结构实现滑动连接。

如图3所示，在本实施例中的极片压痕装置300中，所述驱动机构为电机308，所述电机308安装于所述安装座301，所述第一压辊302可转动地安装于支架306，所述支架306与所述安装座301滑动连接，所述电机308的输出轴连接所述支架306以驱动所述第一压辊302靠近或者远离所述第二压辊303。支架306本身也可视为安装座301的一部分。

更具体地，电机308安装于安装座301，第一压辊302可转动地安装于支架306，支架306与安装座301滑动连接，电机308的输出轴连接支架306，因此当电机308的输出轴正转时，能够驱动第一压辊302靠近第二压辊303，当电机308的输出轴反转时，能够驱动第一压辊302远离第二压辊303。与如图2所示的第一个实施例相比，如图3所示的第二个实施例采用电机308作为驱动机构，通过控制电机308的输出扭矩，从而能精确控制凸点304抵压于极片201上的压力大小，响应更快。电机308优选采用伺服电机。

如图3所示，在本实施例中，所述支架306与所述安装座301通过导杆309滑动连接，在实际应用中，也能通过如图2所示的线轨307或者滑槽等结构实现滑动连接。

如图3和图4所示，具体表明了本实施例中的极片压痕装置300的电机308是如何驱动第一压辊302的。所述电机308的输出轴安装有转盘310，所述转盘310设置有主动件311，所述主动件311偏心设置于所述转盘310；所述支架306安装有随动件312，所述随动件312开有腰型孔313，所述主动件311至少部分插入所述腰型孔313并能够在所述腰型孔313内运动。

更具体地，电机308的输出轴通过键槽配合、螺纹配合等方式安装转盘310，主动件311设置于转盘310，但主动件311的轴线L1与主动件311的轴线L2并不共线，因此主动件311与转盘310之间形成了偏心结构。随动件312上开有通孔316，支架306上开有螺纹孔317，螺栓穿过通孔316紧固到螺纹孔317，从而将随动件312安装到支架306上。支架306也能够通过铆接、焊接等方式安装到支架306上。随动件312开有腰型孔313，腰型孔313可以是通孔，也可以是盲孔。主动件311至少部分插入腰型孔313，因此当电机308的输出轴转动时，转盘310转动，转盘310上的主动件311在腰型孔313内运动，进而带动随动件312运动，随动件312再带动支架306运动，从而使第一压辊302靠近或者远离第二压辊303。

在如图4所示的实施例中，主动件311为滚轮，所述滚轮能够在所述腰型孔313内移动且能够绕所述滚轮自身轴线转动，这能够降低主动件311与随动件312之间的摩擦，避免两者之间的磨损导致压力调整精度的降低。在实际应用中，主动件311也能够为光杆等其它结构。

在其它实施例中，所述电机308的输出轴安装有凸轮，所述支架306安装有随动件312，所述随动件312开有腰型孔313，所述凸轮至少部分插入所述腰型孔313并能够在所述腰型孔313内运动。换言之，能够以凸轮来取代如图4所示的偏心轮结构，来驱动第一压辊302靠近或者远离第二压辊303。在实际应用中，电机308还能够通过皮带传动、丝杠传动等方式来驱动第一压辊302靠近或者远离第二压辊303，本文不再详细描述。

如图2所示，在本实施例中的极片压痕装置300中，所述安装座301还设置有第一抚平板314和第二抚平板315，用于对两个抚平板之间的极耳202进行导向和支撑，防止极耳202受到损伤。第一抚平板314可以安装在支架306或者其它位置，驱动机构(例如气缸305)驱动第一抚平板314靠近或者远离第二抚平板315，从而在调整第一压辊302与第二压辊303对极片201施加的压力时，保持两个抚平板能够对极耳202提供导向和支撑作用。

本申请的第二个实施例中的凸点304的形状能够与第一个实施例相同，因此不再详述。

参考图7，本实施例中的电芯卷绕设备100包括：转塔102，所述转塔设置有卷针101，所述转塔102能够旋转以使所述卷针101进入卷绕工位103；检测机构106，所述检测机构106用于检测将被卷绕到位于所述卷绕工位103的所述卷针101上的极耳202的位置；极片压痕装置300，所述极片压痕装置300根据所述检测机构106传递的极耳位置信号，驱动所述第一压辊302靠近或者远离所述第二压辊303，以调整所述第一压辊302与所述第二压辊303施压后的极片201的厚度。

更具体地，在接下来的描述中，为了清晰，将极片201具体分为阴极片204和阳极片206。转塔102上设置有三个卷针101，转塔102能够旋转，使每个卷针101均能够进入卷绕工位103、收尾贴胶工位104或者下料工位105。阴极片放卷机构108用于向卷绕工位103输送阴极片204，第一隔膜放卷机构109用于向卷绕工位103输送第一隔膜205，阳极片放卷机构110用于向卷绕工位103输送阳极片206，第二隔膜放卷机构111用于向卷绕工位103输送第二隔膜207。在卷绕工位103处，卷针101旋转对阴极片204、第一隔膜205、阳极片206、第二隔膜207进行卷绕从而形成电芯200。在本实施例中，为阴极片204和阳极片206均设置了检测机构106和极片压痕装置300。以阴极片204为例，检测机构106用于检测将被卷绕到位于卷绕工位103的卷针101上的阴极片204的极耳202的位置，并将极耳位置信号经中央处理器、逻辑控制电路等传递给极片压痕装置300。极片压痕装置300根据检测机构106传递的极耳位置信号，驱动第一压辊302靠近或者远离第二压辊303，以调整第一压辊302与第二压辊303施压后的阴极片204的厚度，这样，就能够调整极耳202卷绕到卷针101后的位置，保证多个极耳202能够沿电芯200的同一条半径对齐，避免产生错位现象。阳极片206的厚度调整过程与阴极片204类似，因此不再详述。极片压痕装置300与检测机构106也能够仅设置在阴极片204或者阳极片206的输送路径上。

如图7所示，本实施例中的电芯卷绕设备100还包括插片机构107，更具体地，本实施例中为阴极片204和阳极片206均设置了插片机构107，实际应用中也能够仅为阴极片204或阳极片206设置插片机构107。以阴极片204为例，在阴极片204的输送方向上，所述极片压痕装置300位于所述插片机构107上游，所述检测机构106位于所述插片机构107与所述卷绕工位103之间，换言之，在阴极片204的输送路径上，检测机构106更靠近卷绕工位103，这使得检测机构106对于极耳位置的检测更加准确，从而使第一压辊302与第二压辊303的压力调整更加精准。

在本实施例中，以阴极片204的输送方向为例，插片机构107的上游设置有纠偏机构112，对阴极片放卷机构108输出的阴极片204的位置进行纠偏。在插片机构107的下游，设置有入卷纠偏机构113，对阴极片204进入卷绕工位103之前进行再次纠偏。

上文实施例中重点描述的是各个实施例之间的不同，各个实施例之间不同的优化特征只要不矛盾，均可以组合形成更优的实施例，考虑到行文简洁，在此则不再赘述。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种极片压痕装置(300)，其特征在于，包括：

安装座(301)，所述安装座(301)安装有可转动的第一压辊(302)和可转动的第二压辊(303)；

驱动机构，所述驱动机构驱动所述第一压辊(302)靠近或者远离所述第二压辊(303)，以调节所述第一压辊(302)与所述第二压辊(303)施加在极片上的压力，使极片厚度改变；

其中，所述第一压辊(302)和所述第二压辊(303)中的一个的辊面设置有弹性材料，所述第一压辊(302)和所述第二压辊(303)中的另一个的辊面设置有多个凸点(304)。

2.根据权利要求1所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述凸点(304)为球体的一部分。

3.根据权利要求1或2所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述驱动机构为气缸(305)，所述气缸(305)安装于所述安装座(301)，所述第一压辊(302)可转动地安装于支架(306)，所述支架(306)与所述安装座(301)滑动连接，所述气缸(305)的活塞杆连接所述支架(306)以驱动所述第一压辊(302)靠近或者远离所述第二压辊(303)。

4.根据权利要求1或2所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述驱动机构为电机(308)，所述电机安装于所述安装座(301)，所述第一压辊(302)可转动地安装于支架(306)，所述支架(306)与所述安装座(301)滑动连接，所述电机(308)的输出轴连接所述支架(306)以驱动所述第一压辊(302)靠近或者远离所述第二压辊(303)。

5.根据权利要求4所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述支架(306)与所述安装座(301)通过导杆(309)滑动连接。

6.根据权利要求4所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述电机(308)的输出轴安装有转盘(310)，所述转盘(310)设置有主动件(311)，所述主动件(311)偏心设置于所述转盘(310)；所述支架(306)安装有随动件(312)，所述随动件(312)开有腰型孔(313)，所述主动件(311)至少部分插入所述腰型孔(313)并能够在所述腰型孔(313)内运动。

7.根据权利要求6所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述主动件(311)为滚轮，所述滚轮能够在所述腰型孔(313)内移动且能够绕所述滚轮自身轴线转动。

8.根据权利要求4所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述电机(308)的输出轴安装有凸轮，所述支架(306)安装有随动件(312)，所述随动件(312)开有腰型孔(313)，所述凸轮至少部分插入所述腰型孔(313)并能够在所述腰型孔(313)内运动。

9.根据权利要求1所述的极片压痕装置(300)，其特征在于，所述安装座(301)还设置有第一抚平板(314)和第二抚平板(315)，所述驱动机构驱动所述第一抚平板(314)靠近或者远离所述第二抚平板(315)。

10.一种电芯卷绕设备(100)，其特征在于，包括：

转塔(102)，所述转塔设置有卷针(101)，所述转塔(102)能够旋转以使所述卷针(101)进入卷绕工位(103)；

检测机构(106)，所述检测机构(106)用于检测将被卷绕到位于所述卷绕工位(103)的所述卷针(101)上的极耳(202)的位置；

如权利要求1至9任一项所述的极片压痕装置(300)，所述极片压痕装置(300)根据所述检测机构(106)传递的极耳位置信号，驱动所述第一压辊(302)靠近或者远离所述第二压辊(303)，以调整所述第一压辊(302)与所述第二压辊(303)施压后的极片(201)的厚度。

11.根据权利要求10所述的电芯卷绕设备(100)，其特征在于，还包括插片机构(107)，在极片(201)的输送方向上，所述极片压痕装置(300)位于所述插片机构(107)上游，所述检测机构(106)位于所述插片机构(107)与所述卷绕工位(103)之间。