加工电池卷绕体的装置及传送电池卷绕体的装置和方法制造方法及图纸

一种卷绕装置，其具有正负电极供料源、正负电极导线熔合装置、背衬片材卷绕装置、正负电极切刀、隔离物切刀和容装于外壳中的传送装置。正负电极片材的卷辊人工放置在正负电极供料源中后，该卷绕装置自动加工电池用卷绕体。负电极供料源与背衬片材卷绕装置组合，该背衬片材卷绕装置用于在背衬片材卷绕筒上卷绕与负电极片材组合并从负电极卷辊上开卷的背衬片材。正负电极片材与隔离物相间地高速卷绕成卷绕体。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于加工电池卷绕体的装置，该卷绕体包括带状的正电极片材和带状的负电极片材，以及夹设于正负电极片材之间的隔离物；本专利技术还涉及一种用于传送电池卷绕体的装置和方法。通常，加工电池的工艺包括下列步骤将带状的正电极片材和带状的负电极片材以及夹设于其间的隔离物卷绕成卷绕体，将卷绕体放到电池壳体中，将电解质溶液注入电池壳体中，以及在电池壳体的开口端进行卷边加工成盖子。这些步骤希望连续地自动完成。为了连续地自动完成这些步骤，用于卷绕带状的正负电极片材以及隔离物的卷绕装置将正负电极片材的卷辊放置在位，从该卷辊开卷正负电极片材，将金属导线分别熔合于正负电极片材上的指定位置，将正负电极片材切断成预定的长度，将切断的正负电极片材与隔离物送到卷绕机，该卷绕机将正负电极片材和夹设于其间的隔离物卷绕成卷绕体。最近，在本领域已经广泛应用锂电池。很多锂电池具有负电极片材，其上贴有锂金属箔。由于锂金属箔很容易与其它金属粘附在一起，当负电极片材卷绕成卷辊时，锂金属箔很容易敷贴于负电极片材上的不应该敷贴的地方。其结果，负电极片材不能以卷辊的形式放置在位，从而正负电极片材不能由卷绕装置自动地卷绕。一个解决方案已经提出用来与背衬纸制成的隔离物一起卷绕带状的负电极片材。然而，由于当负电极片材开卷时，对隔离物的处理存在着问题，因而，很难高效、自动地卷绕电极片材。在卷绕装置中，正负电极片材和夹设于其间的隔离物插入到单个卷绕轴的径向缝中或两个卷绕轴之间，通过卷绕轴的转动来卷绕正负电极片材，由此制成卷绕体。然后，将隔离物切断，用胶带将它们的端部进行固定，再将卷绕体取下。在本领域的现有技术中，已经采用了多种缠绕机将正负电极片材的末端和隔离物的末端缠绕在卷绕体上。例如，图20示出了一种传统的缠绕机2，其包括可转动地支承在摆动臂4的一端的硬橡胶辊3。张紧弹簧5与摆动臂4的另一端相配合，该摆动臂4通过枢销6可摆动地安装于基座7上。当卷绕轴8转动时，正负电极片材10、12和隔离物14a、14b相间卷绕在卷绕轴8上，由此制成卷绕体16。然后，基座7移动，使辊3压抵卷绕体16的外周面，并将隔离物14a、14b切断。卷绕轴8进一步转动将隔离物14a、14b的末端缠绕在卷绕轴8上。用胶带将隔离物14a、14b的末端固定于卷绕体16，然后，将卷绕体16从卷绕轴8上卸下。如图21所示，正电极导线17从卷绕体16的一端的大致中央部延伸，而负电极导线18从卷绕体16的另一端的大致外周缘部延伸。隔离物14b的末端用胶带19固定于卷绕体16上。当正负电极片材10、12和隔离物14a、14b相间卷绕在卷绕轴8上时，由于与负电极片材12相连的负电极导线18被定位于卷绕体16的大致外周面附近，因为负电极导线18在卷绕体16上产生径向向外隆起区域，卷绕体16的外轮廓发生变化。当辊3压抵卷绕体16的外周面、负电极导线18移动到卷绕体16和辊3之间时，辊3从卷绕体16上跳起，使其旋转速度增加。当辊3从卷绕体16上跳起时，由于卷绕体16与辊3脱离压靠接触并产生振动，卷绕体16倾向于变松。当辊3的旋转速度增加时，辊3由于其增加的圆周速度而向前推压隔离物14b，引起卷绕体16的振动，同时，辊3与卷绕体16的接触点从负电极导线18变到卷绕体的外周而上。如果卷绕体16变松，其外径就要增加到可能使卷绕体16插不到电池壳体中的程度。这一困难是电池生产中所面临的主要问题。尽管这一缺点可以通过增加辊3对卷绕体16所施加的压力来予以消除，但增加的压力会给卷绕轴8施加过大的弯曲应力，卷绕轴8易于损坏。插入到单个卷绕轴的径向缝中或两个卷绕轴之间的隔离物的内端，如在侧视图中所看到的，在卷绕体的轴向孔中以螺旋形式沿径向延伸。在卷绕体的轴向孔中以螺旋形式沿径向延伸的隔离物的内端成为电极棒插入的障碍物，该电极棒插入到卷绕体的轴向孔中，用来将负电极导线焊接到电池壳体的底部。因此，在本领域的现有技术中要利用卷绕体校正器，当卷绕体从卷绕装置卸下后，校正器将校正销从卷绕体的轴向孔的至少一端插入到轴向孔中，使校正销在轴向孔中旋转，沿着轴向孔的内壁面校正隔离物的端部。电池制造过程的各个步骤希望能够高效地自动完成。因此，现在已经要求有一种电池组装系统，其具有沿着自动传送线设置的各种装置，这些装置包括形成卷绕体的卷绕装置、将卷绕体插入到电池壳体中的插入装置、将电解质溶液注入到电池壳体中的电解质注入装置和密封卷边装置，该密封卷边装置将密封元件插入电池壳体中并使密封元件在电池壳体中卷边。由卷绕装置卷绕而成并从卷绕装置卸下的卷绕体倾向于具有不同的直径。因此，当卷绕体沿着传送线输送时，将校正销精确地插入到每个卷绕体的轴向孔中以便校正螺旋延伸的隔离物的端部是非常困难的。为了确保在各种组装电池的步骤中平稳地完成每一步骤，有必要将正电极导线和负电极导线分别放置在要求的角度取向上。正电极导线可以通过控制卷绕轴的角位置按要求来定位。然而，靠近卷绕体的外周面上的负电极导线要根据卷绕体的不同直径设置在不同的角位置上。其结果，负电极导线就不能保持在要求的角度取向上。而且，为了将圆柱状的卷绕体从卷绕装置连续传送到插入装置，同时使卷绕体保持在要求的角位置上，有必要提供车架用来沿着传送线装载各自的卷绕体。其结果，电池组装系统的制造费用非常昂贵，并且不能高效率地传送很多卷绕体。有鉴于此，本专利技术的一般目的是提供一种结构相对简单的卷绕装置，用于以高速度将正负电极片材与隔离物相间地、高效率地自动卷绕成电池卷绕体。本专利技术的一个主要目的是提供一种结构相对简单的卷绕装置，用于平稳地、精确地加工电池卷绕体，该卷绕体由正负电极片材与隔离物相间地卷绕而成，且不会变松。本专利技术的另一主要目的是提供一种用于传送电池卷绕体的装置和方法，其利用输送带将电池卷绕体传送到容器中，同时，非常精确地校正卷绕体的轴向孔，并将卷绕体的负电极导线可靠地定位在预定的角位置。本专利技术的再另一主要目的是提供一种结构相对简单的传送装置，其可以容装多个电池卷绕体，使其可靠地位于要求的取向，并以高效率输送电池卷绕体。通过以下结合附图对本专利技术的最佳实施例所进行的详细说明，本专利技术的上述一些目的、特征和优点将会更加清楚，所给出的实施例仅为了说明的目的。附图说明图1为表示根据本专利技术的第一实施例的卷绕装置的示意性前视图；图2是利用图1所示的卷绕装置加工而成的卷绕体的立体图；图3是图1所示的卷绕装置的卷绕机的示意性前视图；图4是用于盖住图1所示的卷绕装置的盖组件的立体图；图5是图1所示的卷绕装置的前视图，其被图4所示的盖组件盖住；图6是图1所示的卷绕装置的传送装置的示意性前视图；图7是图6所示的传送装置的操作方式的示意性立体图；图8是图6所示的传送装置的角度定位装置的立体图；图9是传送容器的局部剖的立体图；图10是传送容器的局部剖的平面图；图11是传送容器的堆垛的局部剖的立体图；图12是沿图10中XII-XII线的剖视图；图13是沿图10中XIII-XIII线的剖视图；图14为表示根据本专利技术的第二实施例的卷绕装置的卷绕机的示意性前视图；图15是图14所示的卷绕装置的缠绕装置的前视图；图16A至16D是表示图15中所示的缠绕装置的连续操作步骤的前视图；图17为表示根据本专利技术的第三实施例的卷绕装置的缠绕装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于加工电池卷绕体的装置，其包括：正电极供料源（２６），其装有正电极片材（２２）的卷辊；负电极供料源（３４），其装有与背衬片材（２８）组合的负电极片材（３０）的卷辊；正电极导线熔合装置（３８），其用于将正电极导线（３６）熔合 于从所述正电极供料源（２６）开卷的所述正电极片材（２２）；背衬片材卷绕装置（４０），其用于从所述负电极供料源（３４）开卷所述背衬片材（２８）；负电极导线熔合装置（４４），其用于将负电极导线（４２）熔合于从所述负电极供料源（３４）开卷 的所述负电极片材（３０）；卷绕机（４８），其用于将所述正电极片材（２２）和负电极片材（３０）与第一和第二隔离物（４６ａ、４６ｂ）相间地卷绕成卷绕体（５６）；正电极切刀（５０），其用于将所述正电极片材（２２）切成预定的长度；负电极 切刀（５２），其用于将所述负电极片材（３０）切成预定的长度；隔离物切刀（５４），其用于将第一和第二隔离物片材（４６ａ、４６ｂ）分别切成预定的长度；传送装置（５８），其用于将卷绕体（５６）从所述卷绕机（４８）移出并将其传送。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：喜多明尚，杉山和男，
申请(专利权)人：富士摄影胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]