一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，包括用于使料带保持一定张力的张力机构、用于夹持料带或卷芯且实现间歇供给的送料机构、用于吸附料带并在卷绕完毕后切断料带使料带与卷芯脱离的吸附裁切机构、用于翻转料带或卷芯的翻转机构、用于对卷芯表面施压以使单体电极组件堆叠紧密的施压机构、用于将卷绕完毕后的卷芯顶出作业位的顶出机构、以及用于传送被顶出的卷芯的传送机构。本发明专利技术不仅能实现料带的间歇供给、自动翻转，保证了卷芯内部的隔膜张力均匀，而且每卷绕依次就会在卷芯表面施压依次，确保单体电极组件的堆叠更加紧密，即使在长期使用后仍具有良好的性能表型，极大地提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】


本专利技术涉及卷绕式叠片电池
，具体涉及一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置。

技术介绍

随着石油危机和环境污染的加剧，人们逐渐将目光投向清洁能源领域，具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、环保无污染的锂二次电池倍受关注，已被广泛运用在电脑、手机、电动汽车等不同领域，在生活中逐渐占据主导地位。
二次电池主要是由具有正极极片、隔膜、负极极片结构的电极组件构成，电极组件可分为卷绕式组件和叠片式组件。卷绕式组件的制备方法如下：先将电极活性材料均匀涂覆在作为集流体的金属箔上，经过干燥、碾压、分切工序分别得到具有期望宽度的带状正极极片和负极极片，在隔膜被放置在正、负极极片之间的状态下进行卷绕。叠片式组件是先得到指定宽度和长度的正、负极极片，并用隔膜将二者隔离，即按着正极极片/隔膜/负极极片的结构进行连续层叠。
然而，常规电极组件存在如下问题：卷绕式电极组件，由于电极组件的截面是圆形或椭圆形，在电池的充放电期间，电极的膨胀和收缩可能会导致电极之间的间隙不均匀，从而造成电池性能下降；虽然卷绕式电极组件适用于圆柱形电池，但当其运用到角型或袋型电池时，就会出现极片易在弯折处断裂、电极活性材料脱落、空间利用率低等缺陷；该电极组件正面与侧面的张力不一致，会导致内部反应不均匀；同时还有极片较长、电池内阻大，不利于大倍率充放电，比功率小等缺点。叠片式电极组件，该电极组件的制备过程复杂，需要大量时间和精力来执行顺序堆叠过程，不易实现机械化操作，生产效率低；极片需要冲切，产生的边料和断面较多，易刺穿隔膜，造成电池内部短路等。/>为了解决上述问题，已经研制出了一种卷绕式叠片电极组件，其是卷绕式电极组件和叠片式电极组件的结合体。卷绕式叠片电极组件的制备过程如下：将具有预定尺寸的若干个正极极片、双侧涂胶粘性隔膜、负极极片按着粘性隔膜被放置在正、负极极片之间的状态下进行热压处理，得到单体电极组件；将单体电极组件按顺序依次放置在单侧涂胶的粘性隔膜上进行卷绕，就得到了卷绕式叠片电极组件。卷绕式叠片电极组件在继承了卷绕式电极组件易于机械化操作和叠片电极组件内阻小、利于大倍率充放电、尺寸灵活的优点基础上，也极大的弥补了二者的缺陷。目前卷绕式叠片电极组件的卷绕方式仍然类似于卷绕式电极组件：缠绕夹具夹持第一个单体电极组件并旋转，使得各单体电极组件在被隔膜隔离的状态下实现依次堆叠，直到完成一个周期的卷绕。
然而，上述卷绕方式存在两个显著缺陷：一、缠绕夹具有上、下两块夹板，与每块夹板上、下面相接触的分别是单体电极组件、隔膜的表面，由于不同材料间的摩擦系数不同，每块夹板在抽出过程中上、下表面的摩擦力也不相同，从而导致卷芯受力不均而发生变形；当料带的卷绕张力过大时，还会出现夹板难以抽出的现象。二、由于料带的张力不易控制，上述卷绕方式所生产卷芯的截面易呈现椭圆形，致使单体电极组件之间的空隙较大，接触不紧密。上述两个显著缺陷都会导致最终的电池性能变差。
因此，急需一种能够同时克服上述各种缺陷、提高劳动生产率的用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置。

技术实现思路

本专利技术的目的在于提供一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，该装置在连续的卷绕附着有单体电极组件的单侧涂胶粘性隔膜时，不仅能实现料带的间歇供给、自动翻转，保证了卷芯内部的隔膜张力均匀，而且每卷绕依次就会在卷芯表面施压依次，确保单体电极组件的堆叠更加紧密，即使在长期使用后仍具有良好的性能表型，极大地提高了生产效率。
为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，包括用于使料带保持一定张力的张力机构、用于夹持料带或卷芯且实现间歇供给的送料机构、用于吸附料带并在卷绕完毕后切断料带使料带与卷芯脱离的吸附裁切机构、用于翻转料带或卷芯的翻转机构、用于对卷芯表面施压以使单体电极组件堆叠紧密的施压机构、用于将卷绕完毕后的卷芯顶出作业位的顶出机构、以及用于传送被顶出的卷芯的传送机构。送料机构位于张力机构与吸附裁切机构之间。施压机构位于吸附裁切机构的上方。翻转机构位于吸附裁切机构一端的上方。顶出机构和传送机构分别位于吸附裁切机构的两侧。本专利技术所述的用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，是一种可实现料带或卷芯自动翻转，且卷绕一次就能在卷芯表面施压一次的设备。
进一步的，所述用于使料带保持一定张力的张力机构包括对称设置在料带上下两侧的上张力滚轮和下张力滚轮。通过上、下张力滚轮夹持料带，两滚轮由料带运动产生的摩擦力而被动异向旋转。张力机构的作用是：用于夹持由单体电极组件、单侧涂胶粘性隔膜组成的料带，使料带运动时保持一定的张力，为后续的间歇送料创造条件，便于料带的导入。
进一步的，所述用于夹持料带或卷芯且实现间歇供给的送料机构包括送料导轨、与送料导轨滑动配合的送料滑块、与送料滑块一侧相连的送料摇杆、与送料摇杆转动配合的送料曲柄、与送料滑块另一侧相连的滑块框架、设置在滑块框架内的的送料滚轮、贯穿安装在送料滚轮中的滚轮支撑轴、分别通过轴承与滚轮支撑轴的两端转动配合的两个底块、连接在底块上方且从滑动框架顶部穿出的导杆、以及设置在滑块框架下端一侧的送料导板；所述送料滚轮与底块之间连接有扭转弹簧；所述导杆套设有连接在滑块框架顶部内侧壁与底块顶部之间的压缩弹簧；所述导杆与滑块框架的顶部间隙配合。本专利技术中的送料机构的运动类型为曲柄滑块形式，料带位于送料导板与送料滚轮之间。所述压缩弹簧保证了送料滚轮与料带、卷芯的紧密接触。所述扭转弹簧可使送料滚轮在转动一定角度后自动锁死，无法继续旋转。送料机构通过压缩弹簧和扭转弹簧可使送料导板、送料滚轮能够仅仅夹持料带及卷芯，以按照一定时间间隔将卷芯送至作业位，且每次可保持固定的传送距离。
在送料机构中，送料曲柄作旋转运动，并通过送料摇杆带动送料滑块沿送料导轨移动。开始卷绕时，料带初端紧紧吸附在吸附裁切机构的表面，送料滑块位于吸附裁切机构、张力机构之间并逐渐向吸附裁切机构的方向运动。当运动到吸附裁切机构的表面时，送料滑块上的送料滚轮由于扭转弹簧锁死而无法继续旋转，送料导板位于料带、吸附裁切机构的表面之间，从而阻断吸附裁切机构对料带的吸附作用，使二者脱离，此时送料滚轮和送料导板紧紧夹持料带，继续运动而将其送至翻转工位。由于送料滚轮上配有压缩弹簧，使得送料滚轮与送料导板之间的高度任意可调，从而可实现二者对卷绕过程中对应的任意厚度卷芯进行夹持。
进一步的，所述用于吸附料带并在卷绕完毕后切断料带使料带与卷芯脱离的吸附裁切机构包括吸附裁切机构主体、开设在吸附裁切机构主体上的若干个均匀分布的吸孔、开设在在吸附裁切机构主体上的刀槽、安装在刀槽内的刀片以及设置在吸附裁切机构主体一侧的铰链内耳。所述吸孔始终处于吸气状态，当料带经过时会被牢牢吸附，吸孔起到了固定料带、便于后续卷绕的作用。当完成电池制作对应一个周期的卷绕后，吸附裁切机构主体边缘的刀片就会迅速动作来切断料带，实现卷芯与料带的分离。
进一步的，所述用于翻转料带或卷芯的翻转机构包括翻转板、活动连接在翻转板一端的翻转夹头、设置在翻转板另一端的铰链外耳、与铰链外耳端部相连的翻转导杆、贯穿安装在翻转导杆上的翻转滑块、以及与翻转滑块转动配合的翻转曲柄；所述翻转导杆为L型，包括第一导杆部和第二导杆部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，其特征在于：包括用于使料带保持一定张力的张力机构、用于夹持料带或卷芯且实现间歇供给的送料机构、用于吸附料带并在卷绕完毕后切断料带使料带与卷芯脱离的吸附裁切机构、用于翻转料带或卷芯的翻转机构、用于对卷芯表面施压以使单体电极组件堆叠紧密的施压机构、用于将卷绕完毕后的卷芯顶出作业位的顶出机构、以及用于传送被顶出的卷芯的传送机构。

【技术特征摘要】
1.一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，其特征在于：包括用于使料带保持一定张力的张力机构、用于夹持料带或卷芯且实现间歇供给的送料机构、用于吸附料带并在卷绕完毕后切断料带使料带与卷芯脱离的吸附裁切机构、用于翻转料带或卷芯的翻转机构、用于对卷芯表面施压以使单体电极组件堆叠紧密的施压机构、用于将卷绕完毕后的卷芯顶出作业位的顶出机构、以及用于传送被顶出的卷芯的传送机构。
2.根据权利要求1所述的一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，其特征在于：所述用于使料带保持一定张力的张力机构包括对称设置在料带上下两侧的上张力滚轮和下张力滚轮。
3.根据权利要求1所述的一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，其特征在于：所述用于夹持料带或卷芯且实现间歇供给的送料机构包括送料导轨、与送料导轨滑动配合的送料滑块、与送料滑块一侧相连的送料摇杆、与送料摇杆转动配合的送料曲柄、与送料滑块另一侧相连的滑块框架、设置在滑块框架内的的送料滚轮、贯穿安装在送料滚轮中的滚轮支撑轴、分别通过轴承与滚轮支撑轴的两端转动配合的两个底块、连接在底块上方且从滑动框架顶部穿出的导杆、以及设置在滑块框架下端一侧的送料导板；所述送料滚轮与底块之间连接有扭转弹簧；所述导杆套设有连接在滑块框架顶部内侧壁与底块顶部之间的压缩弹簧；所述导杆与滑块框架的顶部间隙配合。
4.根据权利要求1所述的一种用于卷绕式叠片电池自动卷绕的装置，其特征在于：所述用于吸附料带并在卷绕完毕后切断料带使料带与卷芯脱离的吸附裁切机构包括吸附裁切机构主体...

【专利技术属性】
技术研发人员：高冲，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34