电芯制作装置及电芯制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及电芯的生产装置，特别涉及一种电芯制作装置及电芯制作方法。
【背景技术】
[0002]锂离子电池作为清洁能源的一种，由于其具有电压高，循环充放电寿命长，对环境污染小和自放电率低等诸多优点，已经被广泛地应用于各类电子产品上，如智能手机，笔记本电脑，数码相机和便捷式小型电器等。
[0003]锂离子电池的主要结构包括壳体和设置在壳体内的锂离子电芯。通常锂离子电芯是利用卷绕装置将电芯材料，例如正极片、上隔膜、负极片和下隔膜卷绕成圆筒形的电芯，然后利用切断装置对电芯材料进行切断，再利用贴胶装置在圆筒形的电芯表面贴胶，之后通过人工操持工具手动将圆筒形的电芯夹扁形成方型锂离子电芯。然而，现有的卷绕装置由于自身的结构限制，无法实现卷针轴的摆动，电芯的卷绕以及电芯卷绕成型之后的剪切和贴胶操作均在同一个位置进行，使得整个电芯的制作工艺较为不便，不能方便地实现锂离子电芯的机械化全自动卷绕制作和剪切、贴胶及夹扁操作，锂离子电芯的制作效率低。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于，提供了一种电芯制作装置，能方便地实现电芯的机械化全自动卷绕制作和剪切、贴胶及夹扁操作，并且电芯的制作效率高。
[0005]本发明的另一目的在于，提供了一种电芯制作方法，能方便地实现电芯的机械化全自动卷绕制作和剪切、贴胶及夹扁操作，并且电芯的制作效率高。
[0006]本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的。
[0007]一种电芯制作装置，用于将电芯材料制作成电芯，其特征在于，电芯制作装置包括电芯卷绕机构、进料机构、剪切裁断机构、贴胶机构和电芯夹扁机构。电芯卷绕机构包括第一卷针轴、第二卷针轴和第一驱动机构，第一卷针轴与第二卷针轴同轴且相对设置，第一卷针轴和第二卷针轴能同步转动，并且能相互靠近运动或者相互远离运动，第一驱动机构可驱使第一卷针轴和第二卷针轴朝向靠近进料机构的方向摆动，在第一卷针轴与第二卷针轴卷绕电芯材料之后，第一驱动机构可驱使第一卷针轴和第二卷针轴朝向靠近剪切裁断机构和贴胶机构的方向摆动回位，在第一卷针轴与第二卷针轴将电芯材料卷绕成圆筒形的电芯之后，剪切裁断机构对连接在圆筒形的电芯上的电芯材料进行剪断，贴胶机构对剪断电芯材料后的圆筒形的电芯进行贴胶，电芯夹扁机构对贴胶后的圆筒形的电芯进行夹扁。
[0008]在本发明的较佳实施例中，上述电芯卷绕机构还包括传动轴部、第一连接板和第二连接板。第一卷针轴连接在第一连接板的一端，第二卷针轴连接在第二连接板的一端，传动轴部连接在第一连接板的另一端与第二连接板的另一端之间，第一驱动机构与第一连接板或者第二连接板连接并且能驱使第一卷针轴、第二卷针轴、第一连接板和第二连接板一起绕着传动轴部的轴线方向往复摆动。
[0009]在本发明的较佳实施例中，上述传动轴部包括支撑座、传动轴套和驱动杆。支撑座固定设置，传动轴套穿设在支撑座内且传动轴套的两端分别位于支撑座之外，传动轴套能绕着传动轴部的轴线方向在支撑座内转动，第一连接板和第二连接板位于支撑座的两侧并分别连接于传动轴套的两端，驱动杆穿设在传动轴套内，并能沿着传动轴部的轴线方向运动。
[0010]在本发明的较佳实施例中，上述电芯卷绕机构还包括摆臂组件，摆臂组件的一端与第二卷针轴连接，摆臂组件的另一端与驱动杆连接，摆臂组件包括摆臂、转换块、第一推针轮和第二推针轮，摆臂的中部铰接在转换块上，转换块固定连接在第二连接板上，第一推针轮和第二推针轮可活动的铰接于摆臂的两端，且第一推针轮与驱动杆连接，第二推针轮与第二卷针轴连接。
[0011]在本发明的较佳实施例中，上述电芯卷绕机构还包括第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构。第二驱动机构与第一卷针轴连接，第三驱动机构通过传动轴部和摆臂组件与第二卷针轴连接，第二驱动机构和第三驱动机构能驱使第一卷针轴和第二卷针轴相互靠近运动或者相互远离运动。第四驱动机构包括连接轴部和多个传动组件，连接轴部连接第一连接板和第二连接板，多个传动组件能驱使第一卷针轴和第二卷针轴同步转动。
[0012]在本发明的较佳实施例中，上述电芯夹扁机构包括安装座以及安装在安装座上的驱动部和夹持组件。夹持组件包括第一夹臂、第二夹臂和转换部，第一夹臂和第二夹臂的中部铰接在安装座上，第一夹臂和第二夹臂各自具有第一端部和第二端部，第一夹臂的第一端部和第二夹臂的第一端部铰接于转换部，驱动部作用于转换部，并驱使第一夹臂的第二端部和第二夹臂的第二端部相互靠拢。
[0013]在本发明的较佳实施例中，上述电芯制作装置上设有旋转臂，旋转臂的一端铰接连接在安装座上，并能带动安装座向着靠近或者远离电芯卷绕机构的方向转动。
[0014]在本发明的较佳实施例中，上述驱动部包括第一气缸和第二气缸，第一气缸驱使第一夹臂和第二夹臂相互靠拢的夹持状态为第一夹持状态，第二气缸驱使第一夹臂和第二夹臂相互靠拢的夹持状态第二夹持状态，第一夹持状态下第一夹臂的第二端部和第二夹臂的第二端部之间的距离大于第二夹持状态下第一夹臂的第二端部和第二夹臂的第二端部之间的距离。
[0015]在本发明的较佳实施例中，上述转换部包括第一连接片、第二连接片、连接销轴、第一受力部和第二受力部。第一连接片的一端铰接于第一夹臂，第一连接片的另一端铰接于连接销轴，第二连接片的一端铰接于第二夹臂，第二连接片的另一端铰接于连接销轴，第一受力部和第二受力部连接在连接销轴上，第一气缸作用于第一受力部，第二气缸作用于第二受力部。
[0016]一种电芯制作方法，该电芯制作方法利用上述的电芯制作装置，并包括如下步骤:
[0017]利用电芯卷绕机构的第一驱动机构驱使第一卷针轴与第二卷针轴朝向靠近进料机构的方向摆动；
[0018]驱使第一卷针轴和第二卷针轴相互靠近运动，使进料机构传送来的电芯材料处于第一卷针轴的第一卷针和第二卷针轴的第二卷针之间；
[0019]驱使第一卷针轴的第一卷针和第二卷针轴的第二卷针进行初步的同步转动，利用第一卷针轴的第一卷针与第二卷针轴的第二卷针初步卷绕电芯材料；
[0020]利用电芯卷绕机构的第一驱动机构驱使第一卷针轴与第二卷针轴朝向靠近剪切裁断机构和贴胶机构的方向摆动；
[0021]驱使第一卷针轴的第一卷针和第二卷针轴的第二卷针进行再一次同步转动，利用第一卷针轴的第一卷针与第二卷针轴的第二卷针将电芯材料卷绕成圆筒形的电芯；
[0022]利用剪切裁断机构将与卷绕成型的电芯连接的电芯材料进行剪断；
[0023]利用贴胶机构在剪切后的电芯上进行贴胶；
[0024]利用电芯夹扁机构夹住贴胶后的电芯；
[0025]驱使第一卷针轴和第二卷针轴相互远离运动，使第一卷针轴的第一卷针和第二卷针轴的第二卷针从圆筒形的电芯中抽出；以及
[0026]利用电芯夹扁机构将夹住的电芯夹扁。
[0027]本发明的电芯制作装置具有进料机构、电芯卷绕机构、剪切裁断机构、贴胶机构和电芯夹扁机构。电芯卷绕机构具有能驱使第一卷针轴和第二卷针轴摆动的第一驱动机构。当电芯制作装置制作电芯时，电芯卷绕机构的第一驱动机构驱使第一卷针轴和第二卷针轴朝向靠近进料机构的方向摆动，在第一卷针轴与第二卷针轴卷绕电芯材料之后，第一驱动机构驱使第一卷针轴和第二卷针轴朝向靠近剪切裁断机构和贴胶机构的方向摆动回位，在第一卷针轴与第二卷针轴将电芯材料卷绕成圆筒形的电芯之后，剪切裁断机构对连接在圆筒形的电芯上的电芯材料进行剪断，贴胶机构对剪断电芯材料后的圆筒形的电芯进行贴胶，电芯夹扁机构夹住贴胶后的圆筒形的电芯，并使第一卷针轴与第二卷针轴的卷绕部从电芯中抽出，然后电芯夹扁机构进一步将夹住的圆筒形的电芯夹扁，完成电芯的初步制作。因此，本发明的电芯制作装置可实现全机械自动卷绕和夹扁制作电芯，并且电芯制作效率尚O
[0028]上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
【附图说明】
[0029]图1是本发明的电芯制作装置的结构示意图。
[0030]图2是图1的电芯制作装置的电芯卷绕机构摆动后的结构示意图。
[0031]图3是本发明的电芯卷绕机构的立体结构示意图。
[0032]图4是本发明的电芯夹扁机构的立体结构示意图。
[0033]图5a是本发明的夹持组件的夹臂与夹头的拆分结构示意图。
[0034]图5b是本发明的夹持组件的夹臂与夹头另一视角的拆分结构示意图。
[0035]图6是本发明的电芯夹扁机构第一次夹持状态的结构示意图。
[0036]图7是本发明的电芯夹扁机构第二次夹持状态的结构示意图。
【具体实施方式】
[0037]为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的电芯制作装置及电芯制作方法的【具体实施方式】、结构、特征及其功效，详细如下:
[0038]有关本发明的前述及其它技术内容、特点及功效，在以下配合参考图式的较佳实施例的详细说明中将可清楚呈现。通过【具体实施方式】的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，然而所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
[0039]图1是本发明的电芯制作装置的结构示意图。图2是图1的电芯制作装置的电芯卷绕机构摆动后的结构示意图。如图1和图2所示，本实施例中的电芯制作装置10用于制作电芯，特别适于制作方形的锂离子电芯，但并不以此为限，电芯制作装置10还可用于制作同类型电池的电芯、电容器素子以及引线型、极耳型的超级电容和引线型、导箔条型的铝电解电容器等。电芯制作装置10包括电芯卷绕机构100、进料机构200、剪切裁断机构300、贴胶机构400、电芯夹扁机构500和检测排料机构600。
[0040]如图1和图2所示，进料机构200包括四个送料轴210，每个送料轴210上均缠绕有电芯材料，例如正极片、上隔膜、负极片和下隔膜。在本实施例中，进料机构200的送料轴210均能伸缩移动，并通过送料轴210的伸缩移动，使设置在送料轴210上的电芯材料不会偏离规定的传送方向。值得一提的是，每个送料轴210的上方设有光电感应器件(图未示)，用于监测电芯材料是否发生偏移，当光电感应器件监测到电芯材料发生偏移时，通过控制送料轴210的伸缩移动，从而纠正发生偏移的电芯材料；具体地，例如当光电感应器件监测电芯材料向内发生偏移时，送料轴210则配合向外伸出；当光电感应器件监测电芯材料向外发生偏移时，送料轴210则配合向内缩进，保证电芯材料能按照规定的方向和位置向电芯卷绕机构100传送。当光电感应器件监测到电芯材料没有发生偏移时，送料轴210不发生伸缩移动，送料轴210正常传送电芯材料。进料机构200的送料轴210的设置数量可根据实际制作的产品材料多少自由选择增加或者减少送料轴210，本实施例中只针对方形的锂离子电芯材料设置四个送料轴210。进料机构200用于将电芯材料传送至电芯卷绕机构100。电芯卷绕机构100用于将正极片、上隔膜、负极片和下隔膜卷绕成圆筒形的电芯。剪切裁断机构300设置在电芯卷绕机构100的上方，并包括左压切机构和右压切机构以及设置在左压切机构和右压切机构之间的剪断机构。剪切裁断机构300的左压切机构