一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，包括用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)、用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)、用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)、用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、用于對卷芯表面施壓以使單體電極組件堆疊緊密的施壓機(jī)構(gòu)、用于將卷繞完畢后的卷芯頂出作業(yè)位的頂出機(jī)構(gòu)、以及用于傳送被頂出的卷芯的傳送機(jī)構(gòu)。本發(fā)明專利技術(shù)不僅能實(shí)現(xiàn)料帶的間歇供給、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，保證了卷芯內(nèi)部的隔膜張力均勻，而且每卷繞依次就會(huì)在卷芯表面施壓依次，確保單體電極組件的堆疊更加緊密，即使在長期使用后仍具有良好的性能表型，極大地提高了生產(chǎn)效率。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】


本專利技術(shù)涉及卷繞式疊片電池
，具體涉及一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置。

技術(shù)介紹

隨著石油危機(jī)和環(huán)境污染的加劇，人們逐漸將目光投向清潔能源領(lǐng)域，具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、環(huán)保無污染的鋰二次電池倍受關(guān)注，已被廣泛運(yùn)用在電腦、手機(jī)、電動(dòng)汽車等不同領(lǐng)域，在生活中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。
二次電池主要是由具有正極極片、隔膜、負(fù)極極片結(jié)構(gòu)的電極組件構(gòu)成，電極組件可分為卷繞式組件和疊片式組件。卷繞式組件的制備方法如下：先將電極活性材料均勻涂覆在作為集流體的金屬箔上，經(jīng)過干燥、碾壓、分切工序分別得到具有期望寬度的帶狀正極極片和負(fù)極極片，在隔膜被放置在正、負(fù)極極片之間的狀態(tài)下進(jìn)行卷繞。疊片式組件是先得到指定寬度和長度的正、負(fù)極極片，并用隔膜將二者隔離，即按著正極極片/隔膜/負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)層疊。
然而，常規(guī)電極組件存在如下問題：卷繞式電極組件，由于電極組件的截面是圓形或橢圓形，在電池的充放電期間，電極的膨脹和收縮可能會(huì)導(dǎo)致電極之間的間隙不均勻，從而造成電池性能下降；雖然卷繞式電極組件適用于圓柱形電池，但當(dāng)其運(yùn)用到角型或袋型電池時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)極片易在彎折處斷裂、電極活性材料脫落、空間利用率低等缺陷；該電極組件正面與側(cè)面的張力不一致，會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部反應(yīng)不均勻；同時(shí)還有極片較長、電池內(nèi)阻大，不利于大倍率充放電，比功率小等缺點(diǎn)。疊片式電極組件，該電極組件的制備過程復(fù)雜，需要大量時(shí)間和精力來執(zhí)行順序堆疊過程，不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作，生產(chǎn)效率低；極片需要沖切，產(chǎn)生的邊料和斷面較多，易刺穿隔膜，造成電池內(nèi)部短路等。/>為了解決上述問題，已經(jīng)研制出了一種卷繞式疊片電極組件，其是卷繞式電極組件和疊片式電極組件的結(jié)合體。卷繞式疊片電極組件的制備過程如下：將具有預(yù)定尺寸的若干個(gè)正極極片、雙側(cè)涂膠粘性隔膜、負(fù)極極片按著粘性隔膜被放置在正、負(fù)極極片之間的狀態(tài)下進(jìn)行熱壓處理，得到單體電極組件；將單體電極組件按順序依次放置在單側(cè)涂膠的粘性隔膜上進(jìn)行卷繞，就得到了卷繞式疊片電極組件。卷繞式疊片電極組件在繼承了卷繞式電極組件易于機(jī)械化操作和疊片電極組件內(nèi)阻小、利于大倍率充放電、尺寸靈活的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上，也極大的彌補(bǔ)了二者的缺陷。目前卷繞式疊片電極組件的卷繞方式仍然類似于卷繞式電極組件：纏繞夾具夾持第一個(gè)單體電極組件并旋轉(zhuǎn)，使得各單體電極組件在被隔膜隔離的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)依次堆疊，直到完成一個(gè)周期的卷繞。
然而，上述卷繞方式存在兩個(gè)顯著缺陷：一、纏繞夾具有上、下兩塊夾板，與每塊夾板上、下面相接觸的分別是單體電極組件、隔膜的表面，由于不同材料間的摩擦系數(shù)不同，每塊夾板在抽出過程中上、下表面的摩擦力也不相同，從而導(dǎo)致卷芯受力不均而發(fā)生變形；當(dāng)料帶的卷繞張力過大時(shí)，還會(huì)出現(xiàn)夾板難以抽出的現(xiàn)象。二、由于料帶的張力不易控制，上述卷繞方式所生產(chǎn)卷芯的截面易呈現(xiàn)橢圓形，致使單體電極組件之間的空隙較大，接觸不緊密。上述兩個(gè)顯著缺陷都會(huì)導(dǎo)致最終的電池性能變差。
因此，急需一種能夠同時(shí)克服上述各種缺陷、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

本專利技術(shù)的目的在于提供一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，該裝置在連續(xù)的卷繞附著有單體電極組件的單側(cè)涂膠粘性隔膜時(shí)，不僅能實(shí)現(xiàn)料帶的間歇供給、自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，保證了卷芯內(nèi)部的隔膜張力均勻，而且每卷繞依次就會(huì)在卷芯表面施壓依次，確保單體電極組件的堆疊更加緊密，即使在長期使用后仍具有良好的性能表型，極大地提高了生產(chǎn)效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)采用了以下技術(shù)方案：
一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，包括用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)、用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)、用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)、用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、用于對卷芯表面施壓以使單體電極組件堆疊緊密的施壓機(jī)構(gòu)、用于將卷繞完畢后的卷芯頂出作業(yè)位的頂出機(jī)構(gòu)、以及用于傳送被頂出的卷芯的傳送機(jī)構(gòu)。送料機(jī)構(gòu)位于張力機(jī)構(gòu)與吸附裁切機(jī)構(gòu)之間。施壓機(jī)構(gòu)位于吸附裁切機(jī)構(gòu)的上方。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于吸附裁切機(jī)構(gòu)一端的上方。頂出機(jī)構(gòu)和傳送機(jī)構(gòu)分別位于吸附裁切機(jī)構(gòu)的兩側(cè)。本專利技術(shù)所述的用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，是一種可實(shí)現(xiàn)料帶或卷芯自動(dòng)翻轉(zhuǎn)，且卷繞一次就能在卷芯表面施壓一次的設(shè)備。
進(jìn)一步的，所述用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)包括對稱設(shè)置在料帶上下兩側(cè)的上張力滾輪和下張力滾輪。通過上、下張力滾輪夾持料帶，兩滾輪由料帶運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力而被動(dòng)異向旋轉(zhuǎn)。張力機(jī)構(gòu)的作用是：用于夾持由單體電極組件、單側(cè)涂膠粘性隔膜組成的料帶，使料帶運(yùn)動(dòng)時(shí)保持一定的張力，為后續(xù)的間歇送料創(chuàng)造條件，便于料帶的導(dǎo)入。
進(jìn)一步的，所述用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)包括送料導(dǎo)軌、與送料導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的送料滑塊、與送料滑塊一側(cè)相連的送料搖桿、與送料搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)配合的送料曲柄、與送料滑塊另一側(cè)相連的滑塊框架、設(shè)置在滑塊框架內(nèi)的的送料滾輪、貫穿安裝在送料滾輪中的滾輪支撐軸、分別通過軸承與滾輪支撐軸的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的兩個(gè)底塊、連接在底塊上方且從滑動(dòng)框架頂部穿出的導(dǎo)桿、以及設(shè)置在滑塊框架下端一側(cè)的送料導(dǎo)板；所述送料滾輪與底塊之間連接有扭轉(zhuǎn)彈簧；所述導(dǎo)桿套設(shè)有連接在滑塊框架頂部內(nèi)側(cè)壁與底塊頂部之間的壓縮彈簧；所述導(dǎo)桿與滑塊框架的頂部間隙配合。本專利技術(shù)中的送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型為曲柄滑塊形式，料帶位于送料導(dǎo)板與送料滾輪之間。所述壓縮彈簧保證了送料滾輪與料帶、卷芯的緊密接觸。所述扭轉(zhuǎn)彈簧可使送料滾輪在轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后自動(dòng)鎖死，無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。送料機(jī)構(gòu)通過壓縮彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧可使送料導(dǎo)板、送料滾輪能夠僅僅夾持料帶及卷芯，以按照一定時(shí)間間隔將卷芯送至作業(yè)位，且每次可保持固定的傳送距離。
在送料機(jī)構(gòu)中，送料曲柄作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過送料搖桿帶動(dòng)送料滑塊沿送料導(dǎo)軌移動(dòng)。開始卷繞時(shí)，料帶初端緊緊吸附在吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面，送料滑塊位于吸附裁切機(jī)構(gòu)、張力機(jī)構(gòu)之間并逐漸向吸附裁切機(jī)構(gòu)的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面時(shí)，送料滑塊上的送料滾輪由于扭轉(zhuǎn)彈簧鎖死而無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，送料導(dǎo)板位于料帶、吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面之間，從而阻斷吸附裁切機(jī)構(gòu)對料帶的吸附作用，使二者脫離，此時(shí)送料滾輪和送料導(dǎo)板緊緊夾持料帶，繼續(xù)運(yùn)動(dòng)而將其送至翻轉(zhuǎn)工位。由于送料滾輪上配有壓縮彈簧，使得送料滾輪與送料導(dǎo)板之間的高度任意可調(diào)，從而可實(shí)現(xiàn)二者對卷繞過程中對應(yīng)的任意厚度卷芯進(jìn)行夾持。
進(jìn)一步的，所述用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)包括吸附裁切機(jī)構(gòu)主體、開設(shè)在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體上的若干個(gè)均勻分布的吸孔、開設(shè)在在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體上的刀槽、安裝在刀槽內(nèi)的刀片以及設(shè)置在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體一側(cè)的鉸鏈內(nèi)耳。所述吸孔始終處于吸氣狀態(tài)，當(dāng)料帶經(jīng)過時(shí)會(huì)被牢牢吸附，吸孔起到了固定料帶、便于后續(xù)卷繞的作用。當(dāng)完成電池制作對應(yīng)一個(gè)周期的卷繞后，吸附裁切機(jī)構(gòu)主體邊緣的刀片就會(huì)迅速動(dòng)作來切斷料帶，實(shí)現(xiàn)卷芯與料帶的分離。
進(jìn)一步的，所述用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)板、活動(dòng)連接在翻轉(zhuǎn)板一端的翻轉(zhuǎn)夾頭、設(shè)置在翻轉(zhuǎn)板另一端的鉸鏈外耳、與鉸鏈外耳端部相連的翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、貫穿安裝在翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上的翻轉(zhuǎn)滑塊、以及與翻轉(zhuǎn)滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)配合的翻轉(zhuǎn)曲柄；所述翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿為L型，包括第一導(dǎo)桿部和第二導(dǎo)桿部本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，其特征在于：包括用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)、用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)、用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)、用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、用于對卷芯表面施壓以使單體電極組件堆疊緊密的施壓機(jī)構(gòu)、用于將卷繞完畢后的卷芯頂出作業(yè)位的頂出機(jī)構(gòu)、以及用于傳送被頂出的卷芯的傳送機(jī)構(gòu)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，其特征在于：包括用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)、用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)、用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)、用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、用于對卷芯表面施壓以使單體電極組件堆疊緊密的施壓機(jī)構(gòu)、用于將卷繞完畢后的卷芯頂出作業(yè)位的頂出機(jī)構(gòu)、以及用于傳送被頂出的卷芯的傳送機(jī)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，其特征在于：所述用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)包括對稱設(shè)置在料帶上下兩側(cè)的上張力滾輪和下張力滾輪。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，其特征在于：所述用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)包括送料導(dǎo)軌、與送料導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的送料滑塊、與送料滑塊一側(cè)相連的送料搖桿、與送料搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)配合的送料曲柄、與送料滑塊另一側(cè)相連的滑塊框架、設(shè)置在滑塊框架內(nèi)的的送料滾輪、貫穿安裝在送料滾輪中的滾輪支撐軸、分別通過軸承與滾輪支撐軸的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的兩個(gè)底塊、連接在底塊上方且從滑動(dòng)框架頂部穿出的導(dǎo)桿、以及設(shè)置在滑塊框架下端一側(cè)的送料導(dǎo)板；所述送料滾輪與底塊之間連接有扭轉(zhuǎn)彈簧；所述導(dǎo)桿套設(shè)有連接在滑塊框架頂部內(nèi)側(cè)壁與底塊頂部之間的壓縮彈簧；所述導(dǎo)桿與滑塊框架的頂部間隙配合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置，其特征在于：所述用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)包括吸附裁切機(jī)構(gòu)主體...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：高沖，
申請(專利權(quán))人：合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：安徽;34