可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法技术方案

本发明专利技术提供了一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法，其中可调节极耳错位的电芯卷绕系统，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构和隔离膜放卷结构与控制系统电连接且对接于卷针，预压机构电连接控制系统并对经卷针卷绕而成的电芯进行预压，极耳错位检测机构电连接控制系统并对电芯进行极耳错位检测，阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，厚度调整机构根据控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。

A Method and Method of Core Winding with Adjustable Pole Ear Dislocation

The invention provides a core winding system with adjustable electrode ear dislocation, in which the core winding system with adjustable electrode ear dislocation includes needle winding, cathode sheet unwinding mechanism, anode sheet unwinding mechanism, isolation film unwinding structure, preloading mechanism, electrode ear dislocation detection mechanism and control system, cathode sheet unwinding mechanism, anode sheet unwinding mechanism and isolation film unwinding mechanism. The structure and control system are electrically connected and connected to the winding needle, the preloading mechanism is electrically connected to the control system and the winding of the winding needle is preloaded. The polar ear misalignment detection mechanism is electrically connected to the control system and the polar ear misalignment detection of the core is carried out. The cathode strip unwinding mechanism is successively equipped with the cathode thickness measurement mechanism, the cathode length measurement mechanism, the thickness adjustment mechanism and the anode strip The winding mechanism is equipped with an anode thickness measuring mechanism, and the thickness adjusting mechanism controls the pressure on the cathode plate according to the command of the control system to make indentation on the surface of the cathode plate to change the thickness of the cathode plate.

【技术实现步骤摘要】
可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法
本专利技术涉及电芯卷绕
，尤其涉及一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统和可调节极耳错位的电芯卷绕方法。
技术介绍
目前，在二次电池生产领域，卷绕工艺是方形电芯的主流工艺，具有电芯产量高、安全性能好、能量密度高等特点。卷绕工艺中，目前常用的做法是先对极片进行模切，然后将阴极极片、阳极极片、2层隔离膜按“隔离膜-阴极极片-隔离膜-阳极极片”的顺序在卷针上卷绕贴合完成。由于在电芯卷绕前已经完成了极片的模切工艺，极耳间距尺寸是无法实时调整的，会存在以下弊端：1、固定的模切尺寸对物料厚度一致性的要求比较高，在量产过程中，若物料厚度与标准厚度不一致，仍会导致极耳错位(以卷绕40圈为例，当物料厚度差异1um时，极耳错位量可达4mm)，影响裸电芯后段工序的装配及焊接过流能力；2、未考虑同一卷极片的厚度波动对卷绕极耳对齐度的影响，因此造成在卷绕工序，需要操作员通过撕贴铁氟龙等方式频繁调整卷针的周长来调整极耳错位量，降低了设备的利用率以及造成产品大量浪费；同时，无形地提高了卷绕设备对人员的素质要求。为解决上述问题，急需提供一种电芯卷绕方法或系统，其能兼具了对物料适应性强、极耳错位小等特点，同时提高了产品优率和安全性能，降低了控制难度及制造成本。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法，其能减少极耳错位量，提高电芯极耳宽度的一致性，可以有效提高后续工序如焊接工序的产品一致性；避免了极耳错位导致的电芯报废和极耳错位带来的频繁换卷，因而提高了产品优率，降低了物料浪费；减少之前生产过程中频繁粘贴铁氟龙及换卷带来的时间损耗，提高了设备的有效利用率；有效降低了因极耳错位带来的短路风险，同时还降低了电芯制造和使用过程中物理膨胀和电化学膨胀带来的安全隐患。为实现上述目的，本专利技术第一方面提供了一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，所述阴极极片放卷机构、所述阳极极片放卷机构和所述隔离膜放卷结构接与所述控制系统电连接且对接于所述卷针，所述预压机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行预压，所述极耳错位检测机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行极耳错位检测，所述阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，所述阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，所述厚度调整机构根据所述控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。本专利技术的可调节极耳错位的电芯卷绕系统中的卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构和极耳错位检测机构皆与所述控制系统电连接，可保证各工序的及时性及准确性，通过阴极极片放卷机构上依次设有的阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，可于阴极极片放卷过程中依次对阴极极片进行厚度测量、长度测量、厚度调节，也就是意味着，对阴极极片的厚度进行实时的测量、确定移动到指定位置的阴极极片上进行厚度调节、并且通过对阴极极片施加一定的压力而使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度，通过此种阴极厚度的调节而调节整个电芯的厚度，从而避免电芯中极耳的错位。本专利技术第二方面提供了一种可调节极耳错位的电芯卷绕方法，包括下述步骤：(1)阴极极片输出将阴极极片放卷至卷针，且于放卷过程中依次对所述阴极极片进行厚度测量、长度测量、厚度调节；(2)阳极极片输出将阳极极片放卷至所述卷针，且于放卷过程中对所述阳极极片进行厚度测量；(3)隔离膜输出将隔离膜放卷至卷针；(4)电芯卷绕将输出后的所述阴极极片、所述阳极极片和所述隔离膜于所述卷针上进行卷绕，所述隔离膜将所述阴极极片和所述阳极极片隔离；(5)极耳错位检测将卷绕后的所述电芯进行预压并检测极耳错位情况以获得极耳错位量，所述厚度调整为对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。本专利技术的可调节极耳错位的电芯卷绕方法中，于阴极极片放卷过程中依次对阴极极片进行厚度测量、长度测量、厚度调节，也就是意味着，对阴极极片的厚度进行实时的测量、确定移动到指定位置的阴极极片上进行厚度调节、并且通过对阴极极片施加一定的压力而使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度，通过此种阴极厚度的调节而调节整个电芯的厚度，从而避免电芯中极耳的错位，因而提高了电芯极耳宽度的一致性，可以有效提高后续工序如焊接工序的产品一致性，减少了电芯报废和换卷的几率以及因极耳错位产生的短路风险；此种方式操作简单，于生产的过程中无需频繁的贴特氟龙；更重要的是，通过厚度调整形成的压痕增大了电芯内部的间隙，降低了电芯制造和使用过程中物理膨胀和化学膨胀带来的安全隐患。附图说明图1为本专利技术的可调节极耳错位的电芯卷绕系统的一实施例的示意图。图2为本专利技术的可调节极耳错位的电芯卷绕系统中厚度调整机构的一实施例的示意图。元件说明100-可调节极耳错位的电芯卷绕系统；1-卷针；2-阴极极片放卷机构；21-阴极厚度测量机构；22-阴极长度测量机构；23-厚度调整机构；231-滚花机构；2311-固定支架；23111-第一卡槽；2312-滑动支架；23121-第二卡槽；2313-上压辊；2314-下压辊；23141-凸点胶辊；23142-下光滑压辊；2315-上压辊轴；2316-下压辊轴；232-伺服电机；2321-滚珠丝杠；2322-伺服电机；233-压力传感器；24-阴极端导向张力辊组；25-缓冲张力辊组；3-阳极极片收卷机构；31-阳极厚度测量机构；32-阳极长度测量机构；33-阳极端导向张力辊组；4-隔离膜放卷机构；5-预压机构；6-极耳错位检测机构；7-阴极极片；8-阳极极片；9-隔离膜。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，除非另有明确的规定的限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，可以是直接相连，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。本专利技术的第一方面提供了可调节极耳错位的电芯卷绕系统，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构和隔离膜放卷结构与控制系统电连接且对接于卷针，预压机构电连接控制系统并对经卷针卷绕而成的电芯进行预压，极耳错位检测机构电连接控制系统并对经卷针卷绕而成的电芯进行极耳错位检测，阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，厚度调整机构根据控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。进一步的，阴极极片放卷机构具有导向张力辊组，导向张力辊组导向和引流阴极极片对接至卷针。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，所述阴极极片放卷机构、所述阳极极片放卷机构和所述隔离膜放卷结构与所述控制系统电连接且对接于所述卷针，所述预压机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行预压，所述极耳错位检测机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行极耳错位检测，所述阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，所述阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，所述厚度调整机构根据所述控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。

【技术特征摘要】
1.可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，所述阴极极片放卷机构、所述阳极极片放卷机构和所述隔离膜放卷结构与所述控制系统电连接且对接于所述卷针，所述预压机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行预压，所述极耳错位检测机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行极耳错位检测，所述阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，所述阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，所述厚度调整机构根据所述控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。2.根据权利要求1所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述阴极极片放卷机构具有导向张力辊组，所述导向张力辊组导向和引流所述阴极极片对接至所述卷针。3.根据权利要求2所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述阴极厚度测量机构为压轮式万分尺，所述阴极厚度测量机构设于所述导向张力辊组靠近所述阴极极片放卷机构的起始端的张力辊。4.根据权利要求2所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述阴极极片放卷机构还具有缓冲张力辊组，所述缓冲张力辊组将所述阴极极片缓冲并对接至所述卷针。5.根据权利要求4所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述导向张力辊组和所述缓冲张力辊组之间设置所述阴极长度测量机构，所述阴极长度测量机构为编码器，所述编码器安装于所述缓冲张力辊组中靠近所述导向张力辊组的张力辊。6.根据权利要求4所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述厚度调整机构位于所述缓冲张力辊组与所述卷针之间。7.根据权利要求6所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述厚度调整机构具有滚花机构、伺服电动缸和压力传感器，所述压力传感器感应所述滚花机构对所述阴极极片的压力并反馈信号至所述伺服电动缸，所述伺服电动缸根据所述控制系统发出的指令和所述压力传感器反馈的信号驱动所述滚花机构对所述阴极极片施加一定的压力。8.根据权利要求7所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述滚花机构具有凸点胶辊和与所述凸点胶辊配合的光滑胶辊，所述压力传感器感应所述凸点胶辊和所述光滑胶辊对所述阴极极片的压力并反馈信号至所述伺服电动缸，所述伺服电动缸驱动所述凸点胶辊向所述光滑胶辊的移动而控制对所述阴极极片施加的压力。9.根据权利要求7所述的可调节极耳错位的电芯卷绕系统，其特征在于，所述滚花机构具有固定于所述伺服电动缸的固定支架...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德治，王斯特，罗志高，罗登红，
申请(专利权)人：江苏塔菲尔新能源科技股份有限公司，东莞塔菲尔新能源科技有限公司，深圳塔菲尔新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32