一种锂电池极片辊压自动换卷装置的制作方法

本发明涉及锂电池生产技术领域，具体为一种锂电池极片辊压自动换卷装置。

背景技术：

锂电池的正负极极片辊压是生产锂电池的一个重要环节，其目的是将锂电池用正负极材料进行压实，增大电池的放电容量，减小内阻，提高锂电池的利用率。正负极制造完成的最后一个工位便是电池极片的辊压成型。

在放卷装置中，未辊压的电池极片缠绕在气胀轴上，气胀轴加气后将极片径向撑紧以待辊压。收卷装置中，将辊压后的电池极片缠绕在气胀轴上以存放辊压完成的极片。现有的自动放卷与自动收卷装置都是人工将加工完的气胀轴或辊压后的极片从安全夹头中卸下，再相应更换上气胀轴及未辊压的极片。传统的这种换卷方法有很多不足之处：首先过多依赖人工，劳动强度大；其次，在换卷过程中很容易造成电池极片的污染；最后，由于装置原因，在工人换卷过程中，气胀轴与安全夹头的频繁接触碰撞很容易产生细小的金属粉末，极易粘附到极片上，造成电池性能降低，严重时还会造成电池报废并带来危险。因此提供一种解决上述问题并可自动更换收放卷的装置成为现有技术中亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种锂电池极片辊压自动换卷装置。该装置可有效减少在极片辊压过程中的对极片造成的污染，提高锂电池质量并可降低工人劳动力，提高锂电池制备中的自动化。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种锂电池极片辊压自动换卷装置，包括机架总成、推车总成和油压夹头；所述机架总成和推车总成安装于地面上；其特征在于该装置还包括气胀轴组件和左端气缸总成；所述左端气缸总成和油压夹头安装于机架总成上；所述气胀轴组件安放于推车总成上；

所述气胀轴组件包括左端套筒、气胀轴和右端套筒；所述左端套筒的一端开有与气胀轴的轴端相配合的右方形内孔，左端套筒固定在气胀轴的一端；左端套筒的另一端具有圆锥孔，中部外表面开有圆环槽；所述右端套筒的一端开有与气胀轴的轴端相配合的左方形内孔，右端套筒固定在气胀轴的另一端；右端套筒的另一端开有螺纹线；螺纹线与油压夹头配合；

所述左端气缸总成包括螺杆、导轨、底板、气缸支撑座、卡爪、定位圆锥顶尖和气缸；所述螺杆、导轨、底板和气缸支撑座组成丝杠；所述气缸固定安装于气缸支撑座上；所述气缸的输出轴上安装有至少两个卡爪，卡爪端部与左端套筒的圆环槽配合；气缸同侧端部中心位置安装有定位圆锥顶尖，定位圆锥顶尖与左端套筒的圆锥孔配合。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

(1)极片更换卷由推车总成运输与支撑，代替了现有的人工方式；

(2)气胀轴组件分别与左端气缸总称和油压夹头的定位、夹紧和旋转的工作通过推车与机架总成来完成，以完成辊压工作，此方法可同时在锂电池极片辊压的收卷和放卷中得以实用，有效减少在传统换卷过程中所造成的极片污染，提高生产效率。

(3)气胀轴组件两端分别应用左端套筒和右端套筒与左端气缸总称和油压夹头连接，将原有的气胀轴组件两端的方形结构改变成圆形，使得并在换卷过程中气胀轴与安全夹头的接触碰撞大幅减少，故本装置不再使用安全夹头。

附图说明

图1为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的整体结构轴测示意图；

图2为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的整体结构主视示意图；

图3为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的气胀轴组件和推车总成轴测示意图；

图4为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的左端气缸总成轴测示意图；

图5为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的气胀轴轴端示意图；

图6为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的左端套筒结构示意图；

图7为本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的一种实施例的右端套筒结构示意图；(图中：1、气胀轴组件；1.1、左端套筒；1.11、右方形内孔；1.12、圆锥孔；1.13、圆环槽；1.2、气胀轴；1.3、右端套筒；1.31、左方形内孔；1.32、螺纹线；2、左端气缸总成；2.1、螺杆；2.2、导轨；2.3、底板；2.4、气缸支撑座；2.5、卡爪；2.6、定位圆锥顶尖；2.7、气缸；3、机架总成；3.1、左端气缸支撑板；3.2、机架体；3.3、地脚；3.4、定位板；3.5、油压夹头支撑板；4、推车总成；4.1、V型架；4.2、支撑板；4.3、交叉板；4.4、轨道；4.5、交叉板支座；4.6、车轮；4.7、滚动轮；4.8、升降气缸；4.9、车推手；4.10、定位铁棒；4.11、推车底板；5、油压夹头)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种锂电池极片辊压自动换卷装置(简称换卷装置，参见图1-7)，包括气胀轴组件1、左端气缸总成2、机架总成3、推车总成4和油压夹头5；所述机架总成3和推车总成4安装于地面上；所述左端气缸总成2和油压夹头5安装于机架总成3上；所述气胀轴组件1安放于推车总成4上；

所述气胀轴组件1包括左端套筒1.1、气胀轴1.2和右端套筒1.3；所述气胀轴1.2的中部为圆柱体，两端为方形轴端；在极片辊压的过程中，气胀轴1.2用于极片的收放；所述左端套筒1.1的一端开有与气胀轴1.2的方形轴端相配合的右方形内孔1.11，通过过盈连接固定在气胀轴1.2的一端；左端套筒1.1的另一端具有圆锥孔1.12，中部外表面开有圆环槽1.13；所述右端套筒1.3的一端开有与气胀轴1.2的方形轴端相配合的左方形内孔1.31，通过过盈连接固定在气胀轴1.2的另一端；右端套筒1.3的另一端开有螺纹线1.32；螺纹线1.32与油压夹头5配合，用于增加摩擦力；

所述左端套筒1.1和右端套筒1.3均是圆柱体结构；

所述左端气缸总成2包括螺杆2.1、导轨2.2、底板2.3、气缸支撑座2.4、卡爪2.5、定位圆锥顶尖2.6和气缸2.7；所述螺杆2.1、导轨2.2、底板2.3和气缸支撑座2.4组成丝杠，螺杆2.1的一端安装有电机；所述气缸2.7固定安装于气缸支撑座2.4上；所述气缸2.7的输出轴上安装有至少两个卡爪2.5，本实施例是3个，卡爪2.5端部与左端套筒1.1的圆环槽1.13配合；气缸2.7同侧端部中心位置安装有定位圆锥顶尖2.6，定位圆锥顶尖2.6与左端套筒1.1的圆锥孔1.12配合；当定位圆锥顶尖2.6与左端套筒1.1的圆锥孔定位连接后，气缸2.7夹紧时，卡爪2.5可与左端套筒1.1的圆环槽相啮合，将左端套筒1.1卡牢，使得左端套筒1.1定位精准；电机旋转使得丝杠带动气缸2.7沿x轴方向移动；以气胀轴组件的轴向为x轴方向，并以垂直于x轴的水平方向为y轴方向，以垂直于xy平面的方向为z轴方向。

所述机架总成3包括左端气缸支撑板3.1、机架体3.2、地脚3.3、定位板3.4和油压夹头支撑板3.5；所述地脚3.3上安装有机架体3.2，保证整体装置与地面平齐；所述左端气缸支撑板3.1安装于机架体3.2上，左端气缸支撑板3.1上端与左端气缸总成2的底板2.3连接；所述定位板3.4固定在机架体3.2上，用于推车总成4的定位；所述油压夹头支撑板3.5安装在机架体3.2上，油压夹头支撑板3.5上端安装有油压夹头5；

所述推车总成4包括V型架4.1、支撑板4.2、交叉板4.3、轨道4.4、交叉板支座4.5、车轮4.6、滚动轮4.7、升降气缸4.8、车推手4.9、定位铁棒4.10和推车底板4.11；所述轨道4.4安装于地面上，车轮4.6与轨道4.4配合，车轮4.6可在轨道4.4上沿导轨铺设方向移动；所述车轮4.6安装于推车底板4.11上；所述交叉板4.3的上端与支撑板4.2下端连接，下端分别与交叉板支座4.5和滚动轮4.7连接组成差减机构，升降气缸4.8安装在交叉板4.3上，通过升降气缸4.8带动支撑板4.2升降来控制气胀轴组件1的高度；所述差减机构安装于推车底板4.11上；所述定位铁棒4.10安装于推车底板4.11前端；车推手4.9安装于推车底板4.11前端后端；所述V型架4.1安装在支撑板4.2上，V型架4.1用以定位气胀轴组件1，人工抬放气胀轴组件1时，避免将V型架4.1与左端套筒1.1的圆锥孔或与右端套筒1.3的螺纹线相接触；

所述油压夹头5的一端安装有三爪液压卡盘，与具有螺纹线1.32的右端套筒1.3的端部配合夹紧，螺纹线能够增加摩擦力；油压夹头5的另一端安装有旋转电机，能够带动气胀轴组件1旋转。

本发明锂电池极片辊压自动换卷装置的工作原理和工作流程是：以气胀轴组件的轴向为x轴方向，并以垂直于x轴的水平方向为y轴方向，以垂直于xy平面的方向为z轴方向。

以本发明中放卷工作为例，在未放上气胀轴组件1前，气缸2.7处于其左端极限位置，卡爪2.5为松开状态，油压夹头5的夹头为松开状态。推车总成4中的差减机构位于其竖直方向的下极限位置。

左端气缸总成2只可沿x轴方向移动，所以要在卡爪2.5与油压夹头5夹紧左端套筒1.1与右端套筒1.3前，需将气胀轴组件1通过推车总成4沿y轴与z轴移动至相应位置。首先，人工将已缠绕有待辊压极片的气胀轴组件1抬放至V型架4.1上，左端套筒1.1和右端套筒1.3用V型架4.1支撑。然后人工移动推车总成4沿轨道4.4至机架总成3前端，令推车总成4前端的定位铁棒4.10顶住定位板3.4，便可保证气胀轴组件1沿y轴方向定位。之后，通过推车总成4中的差减机构带动V型架4.1上的气胀轴组件1升到与左端气缸总成2和油压夹头5的中轴线位置，完成气胀轴组件1的z轴定位。接着，气缸2.7通过丝杠由其左端位置向右移动，期间，定位圆锥顶尖2.6会顶住左端套筒1.1的圆锥孔1.12，推动气胀轴组件1在V型架4.1上向右滑动至相应位置并停止移动，油压夹头5工作将右端套筒1.3夹紧。此时，左端气缸总成2与油压夹头5将气胀轴组件1夹住。最后，推车总成4退出，放卷完成后辊压机由油压夹头5旋转放卷并开始辊压工作。此过程卡爪2.5不工作。

当放卷工作完成，极片全部完成辊压，气胀轴组件1需卸下时，将推车总成4推到合适位置，完成推车总成4前端的定位铁棒4.10接触定位板3.4的定位工作，通过推车总成4中的差减机构带动V型架4.1上升至指定高度，此时，V型架4.1已与气胀轴组件1中的左端套筒1.1和右端套筒1.3相接触。油压夹头5的夹头松开，左端气缸总成2通过带动卡爪2.5夹紧左端套筒1.1的圆环槽，并通过丝杠传动拉动气胀轴组件1沿V型架4.1沿x轴向左移动至一适当位置后松开卡爪2.5，然后通过丝杠传动继续向左移动至其左端极限位置。此时，放卷完成的气胀轴组件1已全部由V型架4.1支撑，然后推车总成4的差减机构向下移动，组后推车总成4退出，完成一整套放卷机构的换卷工作。

本发明未述及之处适用于现有技术。