专利名称：一种电池极群卷绕设备及卷绕方法
技术领域：
本申请涉及电池生产设备领域，具体涉及一种电池极群卷绕设备及卷绕方法。
背景技术：
卷绕式阀控密封铅酸蓄电池具有环保无污染、使用安全可靠、寿命长、可快速充电和瞬时输出功率高等优异性能，在很多领域已被广泛地应用，尤其是在混合动力电动汽车领域，具有广阔的前景和极大的潜力。因此，卷绕式电池的开发和生产越来越受到人们的重视。在卷绕式电池开发的初级阶段和小批量试制阶段，使用全自动卷绕机绕制电池极群的成本较高，而纯手工卷绕电池极群则效率低，且质量不可靠。
发明内容
本申请所要解决的技术问题是，提供一种电池极群卷绕设备及卷绕方法，可代替全自动卷绕机或纯手工绕制卷绕式电池的工作方式。本申请采用的技术方案是:根据本申请的一方面，提供一种电池极群卷绕设备，包括支架、用于放置极片材料的托料机构、卷绕所述极片材料的卷绕机构以及用于压紧所述卷绕机构上的所述极片材料的压紧机构，所述卷绕机构和所述压紧机构设置于所述支架上，所述卷绕机构包括卷绕轴和驱动所述卷绕轴转动的手柄。所述卷绕机构还包括轴承和轴承座，所述卷绕轴穿设于所述轴承中，所述轴承座支撑所述轴承，所述轴承座设置于所述支架上。所述卷绕机构 还包括连接套，所述卷绕轴包括两根用于夹持极片材料的柱体，所述柱体的纵截面为弓形，所述卷绕轴通过所述连接套连接所述轴承。所述连接套包括第一连接套和第二连接套，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述轴承座包括第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座支撑所述第一轴承，所述第二轴承座支撑所述第二轴承，所述卷绕轴一端通过所述第一连接套连接所述第一轴承，另一端通过所述第二连接套连接所述第二轴承。所述支架包括底架、固定支架和可移动的活动支架，所述固定支架和活动支架设置于所述底架上，所述第一轴承座设置于所述固定支架上，所述第二轴承座设置于所述活动支架上。进一步的，上述的电池极群卷绕设备，还包括设置于所述底架上的导轨，所述活动支架底部设置有与所述导轨配合的滑动部。所述压紧机构包括压紧件和驱动所述压紧件压紧所述极片材料的动力装置。所述动力装置包括气缸和固定板，所述固定板竖直设置于所述固定支架上，所述气缸固定在所述固定板上。所述托料机构包括托架、第一托板和第二托板，所述第一托板和所述第二托板设置于所述托架上，所述第一托板和所述第二托板分别设置有两层。
根据本申请的另一方面，还提供一种电池极群卷绕方法，包括以下步骤:将极片材料按照特定顺序叠放后放置于托料机构上；将所述极片材料固定于卷绕轴上；使压紧机构压紧所述极片材料；转动手柄，卷绕所述极片材料。本申请的电池极群卷绕设备为手动式电池极群卷绕设备，设置有用于放置电池极片材料的托料结构、卷绕时压紧极片材料的压紧机构以及带有卷绕轴和驱动卷绕轴转动的手柄的卷绕机构，通过转动手柄即可进行电池极群的绕制，可在电池开发的初级阶段和小批量试制阶段代替自动卷绕机。该设备不仅结构简单，节省生产成本，使用方便，而且卷绕的电池极群质量可靠,相对于纯手工式卷绕电池极群的方式提高了生产效率。
图1为本申请的电池极群卷绕设备一种实施例的结构示意图；图2为本申请一种实施例的卷绕轴的纵截面示意图。
具体实施例方式下面通过具体实施方式
结合附图对本申请作进一步详细说明。实施例一:请参考图1，本申请的电池极群卷绕设备，一种实施例包括支架、用于放置极片材料的托料机构、卷绕极 片材料的卷绕机构以及用于压紧卷绕机构上的极片材料的压紧机构，极片材料为卷绕电池在绕制电池极群时使用的材料，包括正极板、负极板和隔绝正、负极板接触的隔板。卷绕机构和压紧机构设置于支架上，卷绕机构包括卷绕轴100和驱动卷绕轴100转动的手柄110。托料机构将极片材料传送至卷绕机构的卷绕轴100处，极片材料卷绕于卷绕轴100上，转动手柄110使其驱动卷绕轴100转动，即可将极片材料绕制成电池极群。在一种实施方式中，卷绕机构还包括轴承(图未示)、轴承座和连接套，卷绕轴穿设于轴承中，轴承用于降低卷绕轴100转动过程中的摩擦系数和保持卷绕轴100中心位置固定。轴承座支撑轴承，轴承座设置于支架上。请参考图2，卷绕轴100包括两根用于夹持极片材料的柱体，柱体的纵截面为弓形，卷绕轴100通过连接套连接轴承。连接套包括第一连接套120和第二连接套121，轴承包括第一轴承(图未示)和第二轴承(图未示)，轴承座包括第一轴承座130和第二轴承座131，第一轴承座130支撑第一轴承,第二轴承座131支撑第二轴承，支架包括底架200、设置于底架200上的固定支架300和可移动的活动支架400，第一轴承座130设置于固定支架300上，第二轴承座131设置于活动支架400上。卷绕轴100一端通过第一连接套120连接第一轴承，并穿过第一轴承与手柄110连接，另一端通过第二连接套121连接第二轴承。第一连接套120和第二连接套121不但用于连接卷绕轴100和轴承座，还用于锁紧上述的两根半圆柱体，当电池卷绕完成即可松开连接套，取出电池极群。压紧机构包括压紧件和驱动压紧件压紧极片材料的动力装置，压紧件设置于卷绕轴100和动力装置之间。优选的，卷绕轴100可设置于压紧件正上方，动力装置设置于压紧件正下方。在托料机构上按照一定顺序叠放好正极板、负极板和隔板后，送到卷绕轴100处进行卷绕。由于卷绕轴100为两根纵截面为弓形的柱体对合而成，中间留有间隙，电池在开始卷绕前将正极板101、负极板102和隔板103的侧边夹于间隙中，手柄110旋转时驱动卷绕轴100转动，电池极群进行卷绕，压紧件由动力装置提供动力，向上运动，并始终贴合压紧卷绕轴上的极板和隔板，避免极板和隔板在卷绕过程中松散。电池极群卷绕时卷绕轴100横跨于固定支架300和活动支架400之间，托料机构设置于固定支架300上以及卷绕轴100一侧。电池卷绕完成后，松开第二连接套121，卷绕轴100与第二轴承座131分开，即与活动支架400分开，活动支架400可移开，从而使卷绕后的电池极群可朝着活动支架400的方向移动并取走。底架200上还设置有导轨，活动支架400底部设置有与导轨配合的滑动部410。在本实施方式中，导轨为滑杆210，滑杆210通过紧固件220固定于底架200上，此处的配合是指，活动支架400底部设置有凹槽或通孔状的滑动部410，滑动部410与滑杆210的形状大小相匹配，摩擦力较小，便于活动支架400、在沿着滑杆210来回滑动。动力装置包括气缸500和固定板510，固定板500竖直设置于固定支架300上，气缸500固定在固定板510上。气缸500设置于卷绕轴100和压紧件下方，当然也可根据实际情况，工作空间较小且需要对压紧件的定位精度较高，因此在本实施方式中，气缸500采用压力可调的双轴气缸，双轴气缸上的四个孔与固定板510上的四个孔对应设置，通过定位螺栓530将双轴气缸锁紧在固定板510上。进一步的，压紧件包括滚筒520，滚筒520可活动地设置于双轴气缸上方，由双轴气缸提供动力向上运动并压住极板和隔板。由于在电池极群绕制过程中，正极板、负极板及其中间的隔板需要卷绕的长度不一致，为了保证极群绕制平顺、紧凑，托料机构包括第一托板600和第二托板610，第一托板600和第二托板610分别设置有两层。第一托板600设置的两层托板分别用于放置正极板和隔板，第二托板610设置的两层托板分别用于放置负极板和隔板，第二托板610倾斜设置于第一托板600上方。为了使第一托板600和第二托板610传送过来的极板和隔板到达同一位置及卷绕轴100处，第二托板610与第一托板600成一定角度倾斜固定，卷绕轴100刚好位于第一托板600和第二托板610所在面延伸的相交线上。实施例二:在本实施方式中，基于实施例一的电池极群卷绕设备，提供一种电池极群卷绕方法，包括以下步骤:将极片材料按照特定顺序叠放后放置于托料机构上；将所述极片材料固定于卷绕轴上；使压紧机构压紧所述极片材料；转动手柄，卷绕所述极片材料。本实施例的一种具体实施方式
为:步骤1:将正极板、负极板和隔板等极片材料按照特定顺序叠放后放置于电池极群卷绕设备的托料机构上，其中第一托板上的上下两层分别放置正极板和隔板，第二托板的上下两层分别放置负极板和隔板；步骤2、将极片材料固定于电池极群卷绕设备的卷绕轴上，即分别将正极板、负极板以及隔板开始卷绕的一个侧边夹于卷绕轴的缝隙中进行固定，锁紧连接套；
步骤3、在开始进行极片材料卷绕前，启动压紧机构压紧极片材料:打开气缸，气缸推动滚筒压紧卷绕机构上的极片材料，从而避免卷绕时极群出现松散歪斜的现象；
步骤4、转动所述电池极群卷绕设备的手柄，卷绕极片材料，当卷绕到预定层数时，停止卷绕，松开第二连接套，拉动活动支架沿滑杆往外滑动，将电池极群从卷绕轴侧面取出，从而完成一个卷绕式电池极群的绕制。本实施例提供的电池极群卷绕方法，一方面使得操作人员在电池开发的初级阶段和小批量试制阶段不必动用大型的自动卷绕机绕制电池极群，另一方面则比纯手工绕制电池极群的方式更方便快捷，且制作出来的电池极群质量可靠。以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还 可以做出若干简单推演或替换。
权利要求
1.一种电池极群卷绕设备，其特征在于，包括支架、用于放置极片材料的托料机构、卷绕所述极片材料的卷绕机构以及用于压紧所述卷绕机构上的所述极片材料的压紧机构，所述卷绕机构和所述压紧机构设置于所述支架上，所述卷绕机构包括卷绕轴和驱动所述卷绕轴转动的手柄。
2.如权利要求1所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述卷绕机构还包括轴承和轴承座，所述卷绕轴穿设于所述轴承中，所述轴承座支撑所述轴承，所述轴承座设置于所述支架上。
3.如权利要求2所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述卷绕机构还包括连接套，所述卷绕轴包括两根用于夹持极片材料的柱体，所述柱体的纵截面为弓形，所述卷绕轴通过所述连接套连接所述轴承。
4.如权利要求3所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述连接套包括第一连接套和第二连接套，所述轴承包括第一轴承和第二轴承，所述轴承座包括第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座支撑所述第一轴承，所述第二轴承座支撑所述第二轴承，所述卷绕轴一端通过所述第一连接套连接所述第一轴承，另一端通过所述第二连接套连接所述第二轴承。
5.如权利要求4所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述支架包括底架、固定支架和可移动的活动支架，所 述固定支架和所述活动支架设置于所述底架上，所述第一轴承座设置于所述固定支架上，所述第二轴承座设置于所述活动支架上。
6.如权利要求5所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，还包括设置于所述底架上的导轨，所述活动支架底部设置有与所述导轨配合的滑动部。
7.如权利要求6所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述压紧机构包括压紧件和驱动所述压紧件压紧所述极片材料的动力装置。
8.如权利要求7所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述动力装置包括气缸和固定板，所述固定板竖直设置于所述固定支架上，所述气缸固定在所述固定板上。
9.如权利要求1至8中任一项所述的电池极群卷绕设备，其特征在于，所述托料机构包括托架、第一托板和第二托板，所述第一托板和所述第二托板设置于所述托架上，所述第一托板和所述第二托板分别设置有两层。
10.一种电池极群卷绕方法，其特征在于，使用如权利要求1至9中任一项所述的电池极群卷绕设备，所述电池极群卷绕方法包括以下步骤: 将极片材料按照特定顺序叠放后放置于托料机构上； 将所述极片材料固定于卷绕轴上； 使压紧机构压紧所述极片材料； 转动手柄，卷绕所述极片材料。
全文摘要
本发明公开了一种电池极群卷绕设备，包括支架、托料机构、卷绕所述极片材料的卷绕机构以及压紧机构，所述卷绕机构和所述压紧机构设置于所述支架上，所述卷绕机构包括卷绕轴和驱动所述卷绕轴转动的手柄。本发明还公开了一种电池极群卷绕方法。本发明的电池极群卷绕设备为手动式电池极群卷绕设备，设置有用于放置电池极片材料的托料结构、卷绕时压紧极片材料的压紧机构以及带有卷绕轴和驱动卷绕轴转动的手柄的卷绕机构，通过转动手柄即可进行电池极群的绕制，可在卷绕式电池开发的初级阶段和小批量试制阶段代替自动卷绕机。该设备结构简单，节省生产成本，使用方便，卷绕的电池极群质量可靠，相对于纯手工式卷绕电池极群的方式提高了生产效率。
文档编号H01M10/14GK103219550SQ20131006193
公开日2013年7月24日 申请日期2013年2月27日 优先权日2013年2月27日
发明者袁芳, 王楚平 申请人:理士电池私人有限公司