卷绕系统及其卷绕方法技术方案

本发明专利技术涉及电池加工技术领域，特别公开了一种卷绕系统及其卷绕方法，卷绕系统包括极片放卷机构、隔膜放卷机构、卷针、切刀以及辅助轮机构，极片放卷机构用于放卷极片，隔膜放卷机构用于放卷隔膜；卷针用于卷绕极片和隔膜以形成卷芯；切刀用于切断所述极片，所述切刀设置于所述卷针上游；辅助轮机构设置于所述切刀下游，所述辅助轮机构包括辅助轮、第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，所述第二驱动件用于驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片张力。本发明专利技术的技术方案能够调节极片的张力，以提高卷绕效果。效果。效果。

【技术实现步骤摘要】
卷绕系统及其卷绕方法


[0001]本专利技术涉及电池制造
，特别涉及一种卷绕系统及其卷绕方法。

技术介绍

[0002]在圆柱锂电池或方形锂电池的制造过程中，卷绕电芯是关键步骤之一，电芯卷绕质量的高低会影响锂电池的使用安全性及使用寿命。
[0003]相关技术中，一般采用卷针对电芯进行卷绕，在卷绕过程中，由于初期极片的张力较大，导致卷芯的层间隙较小，后期在切断后出现无张力的情况，导致卷芯的层间隙较大，影响卷芯的使用性能。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的是提供一种卷绕系统，旨在调节极片的张力，以提高卷芯的使用性能。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提出的卷绕系统包括：极片放卷机构，用于放卷极片；隔膜放卷机构，用于放卷隔膜；卷针，用于卷绕极片和隔膜以形成卷芯；切刀，用于切断所述极片，所述切刀设置于所述卷针上游；以及辅助轮机构，设置于所述切刀下游，所述辅助轮机构包括辅助轮、第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，所述第二驱动件用于驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片张力。
[0006]本申请中的卷绕系统在卷绕过程中，在极片的侧部设置辅助轮机构，该辅助轮机构的辅助轮抵压极片，并受第二驱动件的驱动可以相对于极片主动转动，以调节极片的张力，从而可以调控卷芯的各个层间隙的大小，以提高卷芯的使用性能。辅助轮设于切刀的下游，可以对极片的整个卷绕周期中进行张力的调节，并且不会距离卷针过远，从而提升对极片张力的调节作用。例如，辅助轮可以设于每一极片的两侧，以在输送方向上主动驱动极片，以减小入卷时的张力；或是抵压在卷绕成型的卷芯的周侧，并相对于极片转动，从而调节极片的入卷张力。
[0007]在本申请的一实施例中，所述辅助轮设于所述卷针的一侧，所述辅助轮用于抵压所述卷芯外侧，所述第二驱动件用于驱动所述辅助轮在与所述卷针卷绕方向相反的方向上可转动设置，以调节所述极片的张力。
[0008]辅助轮抵压在卷绕成型的卷芯的周侧，并相对于极片转动，通过设定辅助轮的转动方向和抵压力，从而能够在卷绕初期时通过与卷绕方向相反的方向旋转，对极片的张力起到隔断作用，减少张力对极片和隔膜的拉扯和施压，从而增加内圈的层间隙；在卷绕后期时，通过对卷芯施压，将外圈的极片或隔膜压紧实，并减少切断后收尾的自由段长度，从而缩小外圈的卷绕间隙，改善内圈和外圈之间的层间隙的差异性，进而提高卷芯的使用性能。
[0009]在本申请的一实施例中，所述辅助轮的轴向长度大于等于所述卷针的轴向长度。
[0010]辅助轮的轴向长度设置可以实现对卷芯的完全抵压，从而提升对卷芯各个位置处的极片的张力缓解的均匀性。
[0011]在本申请的一实施例中，所述辅助轮的外周面为柔性材质。
[0012]柔性材质的设置可以降低辅助轮的表面坚硬度，实现对卷芯的保护。
[0013]在本申请的一实施例中，所述辅助轮设于所述极片卷入所述卷针的位置。
[0014]此处，将辅助轮设置在极片刚入卷至卷针的位置，可以提升对极片张力调节的效率和几率。
[0015]在本申请的一实施例中，所述辅助轮机构还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述辅助轮，并与所述第一驱动件电连接；且/或，所述辅助轮机构还包括位移传感器，所述位移传感器设于所述辅助轮的一侧，并与所述第一驱动件电连接。
[0016]此处，压力传感器的设置可以检测对卷芯或极片施加的压力值，从而更加精确控制第一驱动件的驱动以提升调节卷芯层间隙的效果。
[0017]在位移传感器的设置基础上，也可以进一步协同控制第二驱动件，提高对辅助轮驱动的精确度和效率。
[0018]在本申请的一实施例中，所述辅助轮机构设有至少两个，至少两个所述辅助轮机构间隔设于所述卷芯的周侧。
[0019]辅助轮机构的数量增加可以进一步提升对极片张力的调节效果，进一步减少内圈和外圈的层间隙的差异。
[0020]在本申请的一实施例中，所述辅助轮机构设有两个，两个所述辅助轮机构对称设于所述卷芯的周侧。
[0021]两个辅助轮机构的设置，结构简单，且另一辅助轮可以对主要改善张力的辅助轮进行补偿，进一步提高卷绕效果。
[0022]在本申请的一实施例中，所述辅助轮机构设有至少两个所述辅助轮，两个所述辅助轮夹设所述极片，所述第二驱动件用于驱动两个所述辅助轮中的至少一者在与所述极片的入料方向相同的方向转动设置。
[0023]此处，通过辅助轮在第二驱动件的驱动下可以相对于极片主动转动，能够施加极片一定的输送速度，从而与卷绕速度一致，调节极片的张力。
[0024]在本申请的一实施例中，两个所述辅助轮用于同时夹设两所述极片和两所述隔膜，所述第二驱动件用于驱动两个所述辅助轮中的至少一个在与所述极片的入料方向相同的方向转动。
[0025]将两隔膜和两个极片先预压叠合形成叠合件，再驱动辅助轮相对于叠合件主动转动，能够进一步减小初期极片的张力，且在极片裁断后可以提供一定的夹持力，提高卷芯卷绕效果。
[0026]在本申请的一实施例中，所述第一驱动件驱动所述辅助轮在垂直于所述极片的入料方向上运动；其中，设定所述极片与所述卷芯的周侧相接触的点为切点，所述切点与所述卷针的中心的连线与所述极片的表面相垂直设置。
[0027]通过两辅助轮机构的配合，可以减小极片和/或隔膜与卷针入卷处的角度带给卷
芯的压力值，从而进一步缓解极片的张力，增大内圈的层间隙，且在极片裁断后可以提供一定的夹持力，继而减少了首尾的自由段长度，可减小外圈的层间隙，并改善卷芯收尾悬垂不良的问题。
[0028]本申请还提出一种卷绕系统的卷绕方法，所述卷绕系统包括极片放卷机构、隔膜放卷机构、卷针、切刀以及辅助轮机构，所述辅助轮机构包括辅助轮、第一驱动件和第二驱动件，所述卷绕方法包括步骤：控制极片放卷机构释放极片，控制隔膜放卷机构释放隔膜；控制卷针以第一方向转动以卷绕所述极片和隔膜；控制第一驱动件驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，并控制第二驱动件驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片的张力。
[0029]本申请中的卷绕方法中，在极片的侧部设置辅助轮机构，该辅助轮机构的辅助轮在卷绕过程中抵压极片，并受第二驱动件的驱动可以相对于极片主动转动，以调节极片的张力，从而可以调控卷芯的各个层间隙的大小，以提高卷芯的使用性能。
[0030]在本申请的一实施例中，所述辅助轮设于所述卷针的一侧，并用于抵压所述卷芯的外侧，控制第一驱动件驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，并控制第二驱动件驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片的张力的步骤中，包括：控制所述第二驱动件驱动所述辅助轮以与所述第一方向相反的方向转动，并使所述辅助轮抵接于所述卷芯的周侧，以调节所述极片的张力。
[0031]控制辅助轮机构的辅助轮抵压卷芯的外侧，并受驱动可以相对于卷芯主动转动，通过设定辅助轮的转动速度和抵压力，从而能够在卷绕初期时通过与入料相反的方向旋转对极片张力起到隔断作用，减少卷针卷绕对极本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卷绕系统，用于卷绕极片和隔膜以形成卷芯，其特征在于，包括：极片放卷机构，用于放卷极片；隔膜放卷机构，用于放卷隔膜；卷针，用于卷绕极片和隔膜以形成卷芯；切刀，用于切断所述极片，所述切刀设置于所述卷针上游；以及辅助轮机构，设置于所述切刀下游，所述辅助轮机构包括辅助轮、第一驱动件和第二驱动件，所述第一驱动件用于驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，所述第二驱动件用于驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片张力。2.如权利要求1所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮设于所述卷针的一侧，所述辅助轮用于抵压所述卷芯外侧，所述第二驱动件用于驱动所述辅助轮在与所述卷针卷绕方向相反的方向转动，以调节所述极片的张力。3.如权利要求2所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮的轴向长度大于等于所述卷针的轴向长度。4.如权利要求2所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮的外周面为柔性材质。5.如权利要求2至4中任一项所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮设于所述极片卷入所述卷针的位置。6.如权利要求2至4中任一项所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮机构还包括压力传感器，所述压力传感器设于所述辅助轮，并与所述第一驱动件电连接；且/或，所述辅助轮机构还包括位移传感器，所述位移传感器设于所述辅助轮的一侧，并与所述第一驱动件电连接。7.如权利要求2至4中任一项所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮机构设有至少两个，至少两个所述辅助轮机构间隔设于所述卷针的周侧。8.如权利要求7所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮机构设有两个，两个所述辅助轮机构对称设于所述卷针的周侧。9.如权利要求1至4中任一项所述的卷绕系统，其特征在于，所述辅助轮机构设有至少两个所述辅助轮，两个所述辅助轮夹设所述极片，所述第二驱动件用于驱动两个所述辅助轮中的至少一个在与所述极片的入料方向相同的方向转动设置。10.如权利要求9所述的卷绕系统，其特征在于，两个所述辅助轮用于同时夹设所述极片和所述隔膜，所述第二驱动件用于驱动两个所述辅助轮中的至少一个在与所述极片的入料方向相同的方向转动。11.如权利要求10所述的卷绕系统，其特征在于，所述第一驱动件驱动所述辅助轮在垂直于所述极片的入料方向上运动；其中，设定所述极片与所述卷芯的周侧相接触的点为切点，所述切点与所述卷针的中心的连线与所述极片的表面相垂直设置。12.一种卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，所述卷绕系统包括极片放卷机构、隔膜放卷机构、卷针、切刀以及辅助轮机构，所述辅助轮机构包括辅助轮、第一驱动件和第二驱动件，所述卷绕方法包括步骤：控制极片放卷机构释放极片，控制隔膜放卷机构释放隔膜；控制卷针以第一方向转动以卷绕所述极片和隔膜形成卷芯；
控制第一驱动件驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，并控制第二驱动件驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片的张力。13.如权利要求12所述的卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，所述辅助轮设于所述卷针的一侧，并用于抵压所述卷芯的外侧，控制第一驱动件驱动所述辅助轮靠近或远离所述极片，并控制第二驱动件驱动所述辅助轮转动，以调节所述极片的张力的步骤中，包括：控制所述第二驱动件驱动所述辅助轮以与所述第一方向相反的方向转动，并使所述辅助轮抵压于所述卷芯的周侧，以调节所述极片的张力。14.如权利要求13所述的卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，控制所述第二驱动件驱动所述辅助轮以与所述第一方向相反的方向转动，并使所述辅助轮抵压于所述卷芯的周侧，以调节所述极片的张力的步骤中，包括：检测所述卷芯的卷绕圈数；判断所述卷芯卷绕第一预设圈数，则控制所述第一驱动件带动所述辅助轮以第一预设压力贴合于所述卷芯的表面，所述辅助轮的转动速度与所述卷针的卷绕速度一致。15.如权利要求14所述的卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，判断所述卷芯卷绕第一预设圈...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凯，吴翔，张小畏，郭鑫，温裕乾，唐鸣浩，张盛武，
申请(专利权)人：宁德时代新能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：