一种卷绕机构的制作方法

本发明涉及一种电芯卷绕设备，尤其涉及一种卷绕机构。

背景技术：

卷绕机构，是现有技术中，动力锂电池电芯的加工制作设备。但是，在现有技术中，卷绕机构中大多采用方形或者椭圆形卷针，电芯卷绕完成后，切断隔膜极片，再采用夹爪机构夹取电芯偏位，最后送至电芯压扁机构压扁，形成最终的电芯。

在上述卷绕机构中，由于采用了方形或椭圆形卷针，卷绕半径在卷绕时变化较大；在正常的卷绕时，方形或者椭圆形卷针会带动待卷绕电芯的张力变化较大、且通常需要通过电机变转速才能实现均匀卷绕；如此，则导致对设备的自动化控制要求比较高，导致卷绕机构不易提速，极大的影响设备的生产效率。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决上述技术问题之一，提供一种卷绕半径基本一致、张力变化缓慢均匀的卷绕机构。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种卷绕机构，包括张力部件、卷针部件、电芯移动部件和电芯冷压部件；所述张力部件用于为隔膜和极片提供张力，所述卷针部件用于将隔膜和极片卷绕形成电芯，所述电芯移动部件用于将卷针部件卷绕而成的电芯移动到电芯冷压部件进行压扁；其特征在于，所述卷针部件上设置有圆形卷针。

一些实施例中，所述卷针部件包括基板和设置在所述基板上的两个圆形卷针，卷绕时，一个圆形卷针位于卷绕位置，另一个圆形卷针位于下料位置。

一些实施例中，所述基板为圆形基板，两个圆形卷针分别设置在所述圆形基板上位于一条直径的两端。

一些实施例中，所述张力部件包括压辊和驱动辊，所述压辊用于调整位于所述压辊和驱动辊之间的隔膜和极片所受压力的大小，所述驱动辊用于带动位于所述压辊和驱动辊之间的隔膜和极片压合后向卷针部件运动。

一些实施例中，所述张力部件上设置有驱动电机和驱动气缸，所驱动电机用于驱动所述驱动辊转动，所述驱动气缸用于调节所述压辊和驱动辊之间的间隙，以调整位于所述压辊和驱动辊之间的隔膜和极片所受压力的大小。

一些实施例中，所述张力部件上设置有移动控制机构，所述移动控制机构用于控制压合后的隔膜和极片入卷位置与所述圆形卷针的外圈相切。

一些实施例中，所述圆形卷针包括圆形卷绕主体和设置在所述圆形卷绕主体上的用于固定待卷绕隔膜和极片端部的活动夹紧部件。

一些实施例中，所述电芯移动部件包括用于取下电芯的夹爪机构以及用于移动电芯的驱动机构，所述夹爪机构为两个，两个夹爪机构分别夹紧所述电芯位于一个直径上的两端。

一些实施例中，所述电芯移动部件上两个夹爪机构之间的距离可调，当所述电芯移动部件将电芯移动到电芯冷压部件时，所述电芯移动部件调整两个夹爪机构之间的距离，使得圆形的电芯变为椭圆状，再通过电芯冷压部件进行压扁。

本发明的有益效果在于：本发明的卷绕机构中，采用了圆形卷针；卷绕时，卷绕半径基本一致，张力均匀缓慢变化，且不需电机变换转速适应卷绕半径的变化，解决了张力变换不及等引起的整机提速问题；由于卷绕半径缓慢变化，张力变化过程基本恒定，可以很好的适应设备提速，极大的提高了生产效率。

附图说明

图1是本发明一个实施例中卷绕机构整体结构示意图。

图2是本发明一个实施例中张力部件结构示意图。

图3是本发明一个实施例中张力部件与卷针部件位置关系示意图。

图4是本发明一个实施例中圆形卷针结构示意图。

图5是本发明一个实施例中电芯移动部件结构示意图。

图6是本发明一个实施例中电芯冷压部件结构示意图。

附图标记：

张力部件10；压辊101；驱动辊102；驱动电机103；驱动气缸104；移动控制机构105；卷针部件20；基板201；圆形卷针202；圆形卷绕主体203；活动夹紧部件204；电芯移动部件30；夹爪机构301；驱动机构302；电芯冷压部件40；电芯50。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。

下面将结合附图1至图6详细说明一下本发明提供的卷绕机构。

如图1所示，本发明提供的卷绕机构，包括张力部件10、卷针部件20、电芯移动部件30和电芯冷压部件40；张力部件10用于为隔膜和极片提供张力，卷针部件20用于将隔膜和极片卷绕形成电芯50，电芯移动部件30用于将卷针部件20卷绕而成的电芯50移动到电芯冷压部件40进行压扁，其中，卷针部件20上设置有圆形卷针202。

待卷绕的隔膜和极片，先经张力部件10压紧并提供张力，再传递至卷针部件20，通过圆形卷针202进行卷绕，形成圆形电芯50；一般会再经过贴胶(未示出)等其他工序，再由电芯移动部件30取下电芯50，并传送会电芯冷压部件40进行压扁，形成最后的成型电芯50。在本发明中，卷绕机构中，采用了圆形卷针202；卷绕时，卷绕半径基本一致，张力均匀缓慢变化，且不需电机变换转速适应卷绕半径的变化，解决了张力变换不及等引起的整机提速问题；由于卷绕半径缓慢变化，张力变化过程基本恒定，可以很好的适应设备提速，极大的提高了生产效率。

一些实施例中，为了更好的提高效率，本发明采用了一种双工位的卷针部件20，也就是说，在卷针部件20中设置两个圆形卷针202。如图1或图5所示，卷针部件20包括基板201和设置在基板201上的两个圆形卷针202，卷绕时，一个圆形卷针202位于卷绕位置，另一个圆形卷针202位于下料位置。在本发明中，两个圆形卷针202可以同时进行不同的操作，一个位于卷绕位置进行电芯50卷绕时，而另一个刚好位于下料位置。如此，同步的进行着电芯50卷绕和下料，提高了电芯50制作的效率；当一个动作完成时，两个圆形卷针202在基板201的带动下，交换位置，如此循环动作。

更具体的，如图1所示，基本为圆形基板，同时，两个圆形卷针202分别设置在圆形基板上位于一条直径的两端。也即是说，两个圆形卷针202之间的连线过圆心；如图1所示，这样的设计，可以使得，一个圆形卷针202位于圆形基板的至高点进行电芯50卷绕时，另一个圆形卷针202刚好位于圆形基板至低点的电芯50取出工位的下料位置。圆形基板容易制作，而且能够更好的实现两个圆形卷针202位置的调整和设计。

当然，双工位的卷针机构只是本发明的一个优选实施例，能够一定程度上提高整个卷绕机构的生产效率；本领域技术人员也可以根据具体的需要，比如工艺要求、设备等，选择使用其他的卷针机构，如单工位(即只有一个圆形卷针202)或者三工位(有三个圆形卷针202)的卷针机构。

本发明的一个具体实施例中，如图2和图3所示，张力部件10包括压辊101和驱动辊102，待卷绕的隔膜和极片位于压辊101和驱动辊102之间，压辊101用于调整隔膜和极片所受压力的大小，驱动辊102用于带动隔膜和极片压合后向卷针部件20运动。在本发明中，压辊101和驱动辊102可以很好的实现对隔膜和极片入卷张力的控制，一定程度上消除或者缓解卷绕后电芯50内部的张力。

更具体的，所述张力部件10上设置有驱动电机103和驱动气缸104，所驱动电机103用于驱动所述驱动辊102转动，所述驱动气缸104用于调节所述压辊101和驱动辊102之间的间隙，以调整位于所述压辊101和驱动辊102之间的隔膜和极片所受压力的大小。

另外，本发明中，所述张力部件10上设置有移动控制机构105，所述移动控制机构105用于控制压合后的隔膜和极片入卷位置与所述圆形卷针202的外圈相切。通过移动控制机构105控制隔膜和极片入卷位置与圆形卷针202的外圈始终相切，确保了隔膜与极片入卷张力的一致性。

如图4所示，更具体的，所述圆形卷针202包括圆形卷绕主体203和设置在所述圆形卷绕主体203上的用于固定待卷绕隔膜和极片端部的活动夹紧部件204。通过活动夹紧部件204对入卷的隔膜和极片端部进行夹紧和定位，再由圆形卷绕主体203带动卷绕，进而形成电芯50。

如图5所示，所述电芯移动部件30包括用于取下电芯50的夹爪机构301以及用于移动电芯50的驱动机构302，所述夹爪机构301为两个，两个夹爪机构301分别夹紧所述电芯50位于一个直径上的两端。在本发明中，首先，电芯移动部件30位于电芯50的下料位置，通过夹爪机构301对卷绕后的电芯50进行夹紧；然后，圆形卷针202退针，电芯50被电芯移动部件30带至电芯冷压部件40所在处，由电芯冷压部件40进行压扁后形成成型的电芯50。在本发明中，电芯移动部件30设置了两个夹爪机构301，分别夹紧电芯50的两端，更具体的，夹紧电芯50位于一个直径上的两端。换句话说，当夹爪机构301夹紧电芯50后，两个夹爪机构301之间的连线是过电芯50的圆心的。如此，通过两个夹爪机构301，对电芯50起到了一定的夹持和支撑作用，有效的防止了电芯50在传送过程中内部塌陷的情况发生，确保电芯50极耳位置一致，并且通过扶持电芯50，方便电芯50的压扁。

更具体的，所述电芯移动部件30上两个夹爪机构301之间的距离可调，当所述电芯移动部件30将电芯50移动到电芯冷压部件40时，所述电芯移动部件30调整两个夹爪机构301之间的距离，使得圆形的电芯50变为椭圆状，再通过电芯冷压部件40进行压扁。

如图6所示，电芯移动部件30上设置有用于调整两个夹爪机构301之间距离的轨道和调节电机，在电芯50被移动到压扁工位之前，通过调节电机带动夹爪机构301在轨道上移动，改变两个夹爪机构301之间的间距，进而拉伸圆形电芯50，将其改变为椭圆状，再通过电芯冷压部件40对其进行压扁。

结合如图1至6所示，本发明提供了一个具体实施例。

如图1所示，本实施例中，提供了一种双工位的卷针部件20，包括两个圆形卷针202、张力部件10、电芯移动部件30和后续的电芯冷压部件40。如图2所示，首先，隔膜和极片通过张力部件10上的压辊101和驱动辊102压紧，驱动电机103带动驱动辊102旋转、驱动气缸104调节压辊101和驱动辊102之间的间隙，以调整位于压辊101和驱动辊102之间的隔膜和极片所受压力的大小，进而消除或缓解极片的张力；同时为了保证隔膜与极片之间张力的一致性，移动控制机构105带动极片和隔膜，调整其入卷位置，确保隔膜或极片与圆形卷针202的外圈始终相切(如图3所示)。如图4所示，本实施例中，卷针部件20上设置有圆形卷针202，该圆形卷针202包括圆形卷绕主体203和设置在圆形卷绕主体203上的活动夹紧部件204；隔膜和极片被活动夹紧部件204夹紧固定后进行卷绕，卷绕时，移动控制机构105同时根据卷绕形成芯体的厚度，不断的调整位置，以使得隔膜和极片始终与圆形卷针202的外圈保持相切，直至卷绕完成后，切断隔膜和极片，贴胶(其他现有机构实现，本发明中不做详细说明)，然后圆形基板旋转半圈，使得电芯50移动到下料工位。如图5所示，位于下料工位的夹爪机构301，包括左右两个，分别对电芯50的左端和右端进行夹紧和定位，然后活动夹紧部件204放开隔膜和极片，释放电芯50，圆形卷针202退针，完成下料；在此过程中，两个夹爪机构301对电芯50进行定位和夹紧，能够防止电芯50内部塌陷。最后，如图6所示，电芯50被移动到电芯冷压部件40所在位置，进行压扁。在此之前，可以通过两个夹爪机构301对电芯50进行拉伸，使圆形电芯50变成椭圆形电芯50，方便压板压扁电芯50。

如图2所示，张力部件10上，移动控制机构105具体可以通过一个驱动电机103，驱动压辊101、驱动辊102等其他装在一根滑动杆形成的轨道上进行滑动和位置变换，以实现隔膜和极片的入卷位置与圆形卷针202的外圈相切。

其他的移动或者位置改变，都可以通过电机驱动机械结构在轨道上移动来实现，为本领域常用的驱动结构。

如图2所示，位于压辊101和驱动辊102之间的多个片体，就是上文中提到的隔膜或极片，具体在附图中没有详细标出，本领域技术人员也很容易理解。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。