一种极片卷绕方法及设备的制造方法
【专利说明】一种极片卷绕方法及设备 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种极片卷绕方法及设备。 【【背景技术】】
[0002] 现有的极片卷绕设备的方形卷针在卷绕极片时，极片的线速度容易出现很大的波 动，导致卷绕成的电芯质量容易出现掉粉等问题。虽然目前也有一些设备对极片的线速度 进行补偿，但是补偿的效果并不是很好，导致制作的电芯仍存在一定的问题。 【
【发明内容】
】
[0003] 为了克服现有技术的问题，本发明提供了一种极片卷绕方法及设备，以在保证卷 绕得到的电芯的质量的基础上，提高卷绕电芯的速度。
[0004] 一种极片卷绕设备，包括极片放卷组件和极片卷绕组件，还包括水平电子凸轮组 件，所述水平电子凸轮组件包括伺服电机、联轴器、丝杆螺母、丝杆、连接块、导向杆、导向杆 固定座、水平极片辊和极片入料组件，所述极片放卷组件包括第一极片放卷组件和第二极 片放卷组件，所述伺服电机的输出端通过所述联轴器与所述丝杆连接，所述丝杆螺母与套 在所述丝杆上，所述连接块与所述丝杆螺母固定，所述连接块与所述导向杆的一端固定，所 述导向杆穿过所述导向杆固定座，所述水平极片辊与所述导向杆的另一端转动固定，极片 入料组件用于汇聚所述第一极片放卷组件放卷的第一极片和所述第二极片放卷组件放卷 的第二极片、以及所述第一极片和第二极片之间的隔膜，所述极片入料组件包括第一入料 极片辊和第二入料极片辊，所述水平极片辊在所述第一入料极片辊和第二入料极片辊之 下，所述伺服电机用于驱动所述水平极片辊沿水平方向运动，所述水平极片辊用于对位于 所述极片放卷组件与所述极片卷绕组件之间的极片的表面施加水平的补偿速度，所述极片 卷绕组件的卷针是方形卷针。
[0005] 在一个实施例中，所述水平电子凸轮组件还包括滑轨和辊固定件，所述连接块与 所述滑轨滑动连接，所述辊固定件包括辊固定件主体、第一辊固定件侧面和第二辊固定件 侧面，所述导向杆的另一端与所述辊固定件主体固定，所述水平极片辊的第一端和第二端 分别与所述第一辊固定件侧面和第二辊固定件侧面转动连接。
[0006] 在一个实施例中，所述导向杆包括第一导向杆、第二导向杆和棍固定件，所述第一 导向杆的第一端与所述连接块的第一侧固定，所述第二导向杆的第一端与所述连接块的第 二侧固定，所述第一导向杆的第二端和第二导向杆的第二端均与所述辊固定件主体固定。
[0007] 在一个实施例中，所述第一极片放卷组件包括第一极片料卷和第一极片张力调节 组件，所述第二极片放卷组件包括第二极片料卷和第二极片张力调节组件，所述第一极片 从所述第一极片料卷经过所述第一极片张力调节组件放卷至所述极片入料组件，所述第二 极片从所述第二极片料卷经过所述第二极片张力调节组件放卷至所述极片入料组件，所述 第一张力调节组件和第二张力调节组件分别用于对第一极片和第二极片提供设定范围的 张力。
[0008] 本发明还提供了一种采用所述的极片卷绕方法，包括如下步骤：
[0009] 建立水平电子凸轮曲线，所述伺服电机根据所述水平电子凸轮曲线对所述水平极 片辊的水平移动距离进行控制；
[0010] 其中，在所述水平电子凸轮曲线中：
【主权项】
1. 一种极片卷绕设备，包括极片放卷组件和极片卷绕组件，其特征是，还包括水平电子 凸轮组件，所述水平电子凸轮组件包括伺服电机、联轴器、丝杆螺母、丝杆、连接块、导向杆、 导向杆固定座、水平极片辊和极片入料组件，所述极片放卷组件包括第一极片放卷组件和 第二极片放卷组件，所述伺服电机的输出端通过所述联轴器与所述丝杆连接，所述丝杆螺 母与套在所述丝杆上，所述连接块与所述丝杆螺母固定，所述连接块与所述导向杆的一端 固定，所述导向杆穿过所述导向杆固定座，所述水平极片辊与所述导向杆的另一端转动固 定，极片入料组件用于汇聚所述第一极片放卷组件放卷的第一极片和所述第二极片放卷组 件放卷的第二极片、以及所述第一极片和第二极片之间的隔膜，所述极片入料组件包括第 一入料极片辊和第二入料极片辊，所述水平极片辊在所述第一入料极片辊和第二入料极片 辊之下，所述伺服电机用于驱动所述水平极片辊沿水平方向运动，所述水平极片辊用于对 位于所述极片放卷组件与所述极片卷绕组件之间的极片的表面施加水平的补偿速度，所述 极片卷绕组件的卷针是方形卷针。
2. 如权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征是，所述水平电子凸轮组件还包括滑轨 和辊固定件，所述连接块与所述滑轨滑动连接，所述辊固定件包括辊固定件主体、第一辊固 定件侧面和第二辊固定件侧面，所述导向杆的另一端与所述辊固定件主体固定，所述水平 极片辊的第一端和第二端分别与所述第一辊固定件侧面和第二辊固定件侧面转动连接。
3. 如权利要求2所述的极片卷绕设备，其特征是，所述导向杆包括第一导向杆、第二导 向杆和辊固定件，所述第一导向杆的第一端与所述连接块的第一侧固定，所述第二导向杆 的第一端与所述连接块的第二侧固定，所述第一导向杆的第二端和第二导向杆的第二端均 与所述辊固定件主体固定。
4. 如权利要求1所述的极片卷绕设备，其特征是，所述第一极片放卷组件包括第一极 片料卷和第一极片张力调节组件，所述第二极片放卷组件包括第二极片料卷和第二极片张 力调节组件，所述第一极片从所述第一极片料卷经过所述第一极片张力调节组件放卷至所 述极片入料组件，所述第二极片从所述第二极片料卷经过所述第二极片张力调节组件放卷 至所述极片入料组件，所述第一张力调节组件和第二张力调节组件分别用于对第一极片和 第二极片提供设定范围的张力。
5. -种采用如权利要求1所述的极片卷绕方法，其特征是，包括如下步骤： 建立水平电子凸轮曲线，所述伺服电机根据所述水平电子凸轮曲线对所述水平极片辊 的水平移动距离进行控制； 其中，在所述水平电子凸轮曲线中：
其中，Lac;t表示所述水平电子凸轮曲线的第i个曲线点对应时刻的实时极片放卷长度， AL表示从第i个曲线点对应时刻到第i+1个曲线点对应时刻的极片放卷的步长，F表示水 平极片辊至极片入料组件的垂直距离，A 1表示从第i个曲线点对应时刻至第i+1个曲线 点对应时刻所述水平极片辊沿水平方向运动的距离。
6. 如权利要求5所述的极片卷绕方法，其特征是，所述伺服电机根据当前时刻实际检 测到的极片放卷长度和水平极片辊水平移动距离，对所述水平极片辊的位置进行补偿。
7. 如权利要求5所述的极片卷绕方法，其特征是，若所述方形卷针宽度较大则采用较 小的AL，若所述方形卷针宽度较小则采用较大的所述AL。
8. 如权利要求7所述的极片卷绕方法，其特征是，通过如下算法计算所述方形卷针宽 度：
其中，H为所述方形卷针宽度，U为当所述方形卷针穿针后且所述方形卷针处于水平状 态时极片的初始长度，Lac;tl为当所述方形卷针从所述水平状态转动180°后的时刻极片放 卷长度。
9. 如权利要求5所述的极片卷绕方法，其特征是，利用卷针伺服电机按照卷针电子凸 轮曲线对所述方形卷针进行控制；其中，所述卷针电子凸轮曲线通过以下算法获得：
其中，y(i)和y(i-l)分别表示所述方形卷针在所述卷针电子凸轮曲线的第i个曲线 时的角度和在第i-1个曲线点时的角度，Dart和D。分别表示所述方形卷针在所述卷针电子 凸轮曲线的第i个曲线对应时刻的实时卷绕角度和方形卷针初始角度，x(i)和x(i-l)分 别表示极片在所述卷针电子凸轮曲线第i个曲线点的长度和第i-1个曲线点的长度，U为 当所述方形卷针穿针后且所述方形卷针处于水平状态时极片的初始长度，N为滑动平均值 滤波因子。
10. 如权利要求9所述的极片卷绕方法，其特征是，若Lart-L' art>AL，则判断
是否大于0且小于V_;若0 <v<V_，则判断所述卷针电子凸轮曲线的第i 个曲线点正常，并对所述卷针电子凸轮曲线的第i+1个曲线点按照所述卷针电子凸轮的算 法进行计算，其中，D'ac;t表示所述卷针电子凸轮曲线的第i个曲线点对应的时刻的实时卷 绕角度，L'ac;t表示表示所述卷针电子凸轮曲线的第i-1个曲线点对应时刻的实时极片放卷 长度，是极片限幅速度。
11. 如权利要求9所述的极片卷绕方法，其特征是，当所述卷针伺服电机的控制器的控 制资源不足时，将所述卷针电子凸轮曲线的一些曲线点对应的z(i)置零；所述卷针伺服电 机根据所述卷针电子凸轮曲线以及以下算法对卷针进行控制： 若z(i) = 0 时：y(i) =k*x(i)+s; 当z(i) = 1 时：y(i) =a*x(i) 3+b*x(i)2+cx(i)+d; 其中，k和s分别是对所述卷针电子凸轮曲线在第i-1个曲线点进行一阶求导得到的 一次系数和零次系数，a、b、c和d分别是对所述卷针电子凸轮曲线在第i-1个曲线点进行 三阶求导得到的三次系数、二次系数、一次系数和零次系数。
12. 如权利要求9所述的极片卷绕方法，其特征是，先计算所述水平电子凸轮曲线，然 后计算所述卷针电子凸轮曲线。
【专利摘要】本发明公开了一种极片卷绕方法及设备，该设备包括极片放卷组件、极片卷绕组件、水平电子凸轮组件，水平电子凸轮组件包括伺服电机、联轴器、丝杆螺母、丝杆、连接块、导向杆、导向杆固定座、水平极片辊和极片入料组件，伺服电机的输出端通过联轴器与丝杆连接，极片入料组件用于汇聚第一极片放卷组件放卷的第一极片和第二极片放卷组件放卷的第二极片，极片入料组件包括第一入料极片辊和第二入料极片辊，伺服电机用于驱动水平极片辊沿水平方向运动，水平极片辊用于对位于极片放卷组件与极片卷绕组件之间的极片的表面施加水平的补偿速度。
【IPC分类】H01M10-0587
【公开号】CN104577215
【申请号】CN201410856361
【发明人】李逆, 何爱彬
【申请人】深圳市赢合科技股份有限公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月31日