[發明專利]一種電芯卷針機構及其卷繞方法

在審

• 申請號: 201710132319.3
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106876796A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 黃梅寶;陽如坤;魏宏生
• 申請（專利權）人: 深圳吉陽智能科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587;H01M6/14
• 代理公司: 深圳鼎合誠知識產權代理有限公司44281
• 代理人: 胥強,彭家恩

技術領域

本申請涉及鋰電池生產設備領域，具體涉及一種電芯卷針機構以及一種電芯卷繞方法。

背景技術

在現有的鋰電池設備中，卷繞機的卷針是電芯卷繞的重要部分，卷針的形狀影響著電芯的卷繞速度和電芯的質量。目前的卷繞機大部分都采用橢圓形、扁菱形卷針機構。在生產時，由于橢圓形卷針外形的弧度會造成電芯的極耳折彎損傷，電芯卷繞完成后壓扁下料，容易造成電芯內部起皺變形。另一種扁菱形卷針機構，由于短軸和長軸相差較大，卷繞過程所以會造成極片和隔膜抖動大，影響電芯的對齊度。而且扁菱形卷針對張力控制要求也高，提速過程中經常會造成張力波動大，電芯內部變形，導致設備提速困難，極大的影響設備生產效率。

發明內容

本申請的目的是：提供一種新型的電芯卷針機構以及采用該機構卷繞電芯的方法，卷繞時極耳貼緊卷針平面，不容易彎折損傷；卷針的長短軸相差不大，張力波動較少，對極片不會造成太大的抖動，極大的提高生產效率。

為了達到上述目的，本申請的技術方案是：

一種電芯卷針機構，包括卷針座以及連接在所述卷針座上的卷針，該卷針的卷繞面上帶有極耳定位平面；

所述卷針包括：

一左一右對稱布置的左針體和右針體，以及

一上一下對稱布置的上針體和下針體；

所述左針體和右針體之間形成有能夠夾緊/松開隔膜的夾持縫，所述上針體和下針體均貫通開設有與所述夾持縫相連通的讓位縫；

所述卷針座上設置有：

帶動所述左針體和右針體沿左右方向相互遠離/相互靠近的左右針體位移驅動裝置，以及

帶動所述上針體和下針體沿上下方向相互遠離/相互靠近的上下針體位移驅動裝置。

本申請這種電芯卷針機構在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案：

所述上針體和下針體上均形成有所述極耳定位平面。

所述左針體、右針體、上針體和下針體上均分別設置有相互對應的圓弧形外表面。

所述左右針體位移驅動裝置為氣缸組件。

所述上下針體位移驅動裝置為氣缸組件。

還包括帶動所述卷針座轉動進而使所述卷針作卷繞動作的驅動電機。

所述驅動電機為伺服電機。

一種鋰電池EV卷繞機，包括上述結構的電芯卷針機構。

一種電芯卷繞方法，其采用上述結構的電芯卷針機構進行，包括以下步驟：

S1：將隔膜穿入所述讓位縫和所述夾持縫；

S2：通過所述左右針體位移驅動裝置帶動所述左針體和右針體相互靠近，從而使所述隔膜被夾緊在左針體和右針體之間；通過所述上下針體位移驅動裝置調節所述上針體和下針體的距離至預設值；將帶有極耳的極片布置于所述隔膜處預設位置；

S3：使所述卷針轉動而卷繞所述隔膜和所述極片，并且通過精確控制所述極片在上述步驟S2中的初始位置，來保證在卷繞過程中所述極片上的極耳始終貼向所述極耳定位平面；

S4：待卷繞結束后，通過所述上下針體位移驅動裝置帶動所述上針體和下針體相互靠近至預設位置；同時，通過所述左右針體位移驅動裝置帶動所述左針體和右針體相互遠離，以松開被夾緊的所述隔膜，沿卷針的軸向抽取下卷繞完成的電芯。

本申請這種電芯卷繞方法在上述技術方案的基礎上，還包括以下優選方案：

在所述步驟S2中，使所述左針體、右針體、上針體和下針體上的所述圓弧形外表面處于同一圓周面上。

所述卷針的卷繞面在所述步驟S4中的周向長度，小于所述卷針的卷繞面在所述步驟S3中的周向長度。

在所述步驟S3中，所述使所述卷針轉動由所述驅動電機帶動，并且通過調節所述驅動電機的轉速來適應卷針的長短軸變換。

本申請的優勢在于：

本申請這種電芯卷針機構的卷針有四個活動針體構成，而且卷繞面上制有極耳定位平面。在卷繞時極耳可貼緊極耳定位平面，不容易彎折損傷。卷繞時，可根據需要調節四個活動針體的相對位置，而保證卷針的長短軸相差不大(更為優選地，是卷針的卷繞面近似為標準的圓周面)，使張力波動較少，對極片不會造成太大的抖動。并且，在卷繞時可以通過對驅動電機變速控制來適應卷繞長短軸的變化，進一步減少張力的波動，解決整機提速問題，極大的提高生產效率。

附圖說明

圖1為本申請實施例這種電芯卷針機構的整體結構示意圖；

圖2為本申請實施例中卷針處于卷繞準備時的結構示意圖；

圖3為本申請實施例中卷針在卷繞完成準備取下電芯時的結構示意圖；