一种实现超低张力和压力的锂电池隔膜收卷装置的制作方法

本实用新型涉及锂电池隔膜加工领域，具体涉及一种实现超低张力和压力的锂电池隔膜收卷装置。

背景技术：

现有技术大都是采用表面包胶的金属辊作为靠辊接触式收卷，以实现在收卷隔膜产品过程中随着收卷长度、直径的增加对收卷隔膜的张力、压力都可有效调节，以便获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的；而现有的接触式收卷的靠辊都是采用全金属加工后进行表面包胶，导致靠辊太重，完全不能满足低张力、压力收卷以获得隔膜层之间足够的空气层含量。

现有技术的缺点主要是无法在保证收卷隔膜产品内外松紧一致性、端面整齐性、隔膜层之间留有足够空气层含量来保证材料内应力的释放空间，最终造成锂电池隔膜产品都普遍存在产品后期变形大的缺点。

技术实现要素：

基于此，针对上述问题，有必要提出一种实现超低张力和压力的锂电池隔膜收卷装置，其采用碳纤维辊来作为辊芯，转动轴承由普通轴承更换为轻阻力轴承，有效解决了在低张力、压力下收卷隔膜时靠辊转动不均匀，甚至不转的情况，避免了收卷产品端面不齐、内松外紧，甚至断膜的情况；进而实现产品可在超低张力、压力下的平稳收卷，在充分保证隔膜层之间的空气层含量的同时仍能保证收卷产品的端面整齐，从而获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的。

本实用新型的技术方案如下：

一种实现超低张力和压力的锂电池隔膜收卷装置，包括牵引装置、张力检测机构以及收卷机构，所述牵引装置为至少三级牵引装置，该牵引装置包括相互配合的牵引辊和压辊；所述张力检测机构位于牵引装置与收卷机构的入料口之间，当隔膜经过多级的牵引辊和压辊后，检测其张力，并经收卷机构的入料口传输到收卷机构内；所述收卷机构包括辊芯和位于辊芯两端的转动轴承，且所述转动轴承为轻阻力轴承，辊芯为碳纤维辊，所述辊芯的表面上设有相互交叉连通的导气槽。

在本技术方案中，通过多级的牵引装置将待收卷的锂电池隔膜牵引到收卷机构内，在牵引过程中通过多个牵引辊和压辊的配合，使待收卷锂电池隔膜在牵引传输过程中更稳定，在提高牵引效率的同时不会导致隔膜出现折皱甚至撕裂；当待收卷锂电池隔膜进入收卷机构收卷之前，通过张力检测机构检测该隔膜的张力，通过所测张力控制收卷，可有效避免该隔膜在收卷时发生形变，使得在收卷过程中膜卷平整，避免皱纹、暴筋等出现；隔膜进入收卷机构后，由于本实用新型将全金属展平辊取消不用的同时，将表面包胶的全金属辊更换为较轻材料的碳纤维辊来作为辊芯，转动轴承由普通轴承更换为轻阻力轴承后，有效解决了在低张力、压力下收卷隔膜时靠辊转动不均匀，甚至不转的情况，避免了收卷产品端面不齐，内松外紧，甚至断膜、无法继续收卷的情况发生，进而实现产品可在超低张力、压力下的平稳收卷，在充分保证隔膜层之间的空气层含量的同时仍能保证收卷产品的端面整齐，从而获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的。

作为上述方案的进一步优化，所述牵引装置为四级牵引装置，每一级牵引装置包括相互配合的一套牵引辊和压辊。优选采用四级牵引装置，经过多级牵引后，使待收卷锂电池隔膜截面更平整，方便进行后续收卷，可有效避免该隔膜在收卷时发生形变，提高了收卷质量和收卷效率。

作为上述方案的进一步优化，所述相邻牵引辊之间设有剪辊，所述剪辊上设有固定板、移动压辊和气缸，且固定板设于剪辊的两端，气缸位于固定板内侧，移动压辊位于两侧固定板之间。本实用新型提供多级展平和特殊设计的剪辊，可有效避免隔膜在收卷时发生形变，使得膜卷平整，避免皱纹、暴筋等情况的出现。

作为上述方案的进一步优化，所述移动压辊位于与气缸同侧的剪辊上，与移动压辊相对的剪辊另一侧上设有固定压辊，所述移动压辊通过气缸压力变化上下移动。在进行隔膜牵引过程中，气缸控制移动压辊上下移动，使得对进入该剪辊的隔膜进行均匀且稳定的牵引，使牵引速度更稳定，更有效的防止了隔膜出现折皱以及撕裂。

作为上述方案的进一步优化，所述辊芯上设有夹头机构，所述夹头机构包括分别设于辊芯两端的左气缸和右气缸，所述左气缸和右气缸的活塞杆可同步地朝向或背向所述辊芯移动。采用夹头机构，定位进入收卷机构的隔膜，保证该隔膜能准确的在收卷机构中进行收卷操作。

作为上述方案的更进一步优化，所述夹头机构还包括红外发送装置和红外接收装置，所述红外发送装置和红外接收装置分别等间距的设于辊芯上下两侧，且红外发送装置的发送端与红外接收装置的接收端之间形成红外信号通道，该红外信号通道穿过辊芯与左气缸或辊芯与右气缸之间。红外发送装置发送红外信号，当辊芯的任一端与左气缸或者右气缸之间无间隙时，红外信号被阻，则红外接收装置接收不到信号，证明辊芯与左气缸以及右气缸之间连接稳定；反之，如果红外接收装置能接收到信号，则证明辊芯的某一端与左气缸或者右气缸之间有间隙，说明连接不稳定；其方便对收卷机构进行质量检测，能提早发现问题，并具有解决方案，提高了隔膜收卷的质量和效率。

作为上述方案的更进一步优化，所述红外发送装置和红外接收装置之间的信号传输距离为5-10米。保证信号传输准确，距离过远虽然也能实现红外信号传输，但是误差会增大，由于检测辊芯的任一端与左气缸或者右气缸的连接需要精确判断，经多次试验，表明红外发送装置和红外接收装置在间隔5-10米的距离内效果最佳，误差最小。

作为上述方案的更进一步优化，所述收卷机构的出料口连接有边料分卷机构，所述边料分卷机构包括切片导辊、第一分切刀、第二分切刀和导向辊；所述第一分切刀和第二分切刀分别位于切片导辊的两端，导向辊设于收卷机构的出料口与切片导辊之间。为了保证隔膜大卷分切为最终产品，必须保证断面整齐性，所以必须对隔膜大卷的两边分切为不用的边料；所以当隔膜经过收卷机构收卷后，需要进入边料分卷机构进行边料分切，本实用新型的边料分卷机构结构简单，易于操作，多个导向辊负责把隔膜定位导入切片导辊中，切片导辊上距离可调节的第一分切刀和第二分切刀分别对位于切片导辊上的大卷隔膜进行边料分切，保证了隔膜的断面整齐，完全实现了待收卷隔膜产品在超低张力、压力下的平稳收卷，从而获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的，有效解决隔膜后期变形大的缺点。

本实用新型的有益效果是：

1、采用碳纤维辊来作为辊芯，转动轴承由普通轴承更换为轻阻力轴承，有效解决了在低张力、压力下收卷隔膜时靠辊转动不均匀，甚至不转的情况，避免了收卷产品端面不齐、内松外紧，甚至断膜的情况；进而实现产品可在超低张力、压力下的平稳收卷，在充分保证隔膜层之间的空气层含量的同时仍能保证收卷产品的端面整齐，从而获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的。

2、优选采用四级牵引装置，经过多级牵引后，使待收卷锂电池隔膜截面更平整，方便进行后续收卷，可有效避免该隔膜在收卷时发生形变，提高了收卷质量和收卷效率。

3、本实用新型提供多级展平和特殊设计的剪辊，可有效避免基膜在收卷时发生形变，使得膜卷平整，避免皱纹、暴筋等情况的出现；在进行隔膜牵引过程中，气缸控制移动压辊上下移动，使得对进入该剪辊的隔膜进行均匀且稳定的牵引，使牵引速度更稳定，更有效的防止了隔膜出现折皱以及撕裂。

4、采用夹头机构，定位进入收卷机构的隔膜，保证该隔膜能准确的在收卷机构中进行收卷操作；并采用红外信号对收卷机构进行夹紧检测，能提早发现问题，并具有解决方案，提高了隔膜收卷的质量和效率。

5、本实用新型的边料分卷机构结构简单，易于操作，多个导向辊负责把隔膜定位导入切片导辊中，切片导辊上距离可调节的第一分切刀和第二分切刀分别对位于切片导辊上的大卷隔膜进行边料分切，保证了隔膜的断面整齐，完全实现了待收卷隔膜产品在超低张力、压力下的平稳收卷，有效解决隔膜后期变形大的缺点。

附图说明

图1是本实用新型实施例所述实现超低张力和压力的锂电池隔膜收卷装置的结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述辊芯的结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述剪辊的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述夹头机构的结构示意图；

图5是本实用新型实施例所述边料分卷机构的结构示意图。

附图标记说明：

10-牵引装置；101-牵引辊；102-压辊；20-张力检测机构；30-收卷机构；301-辊芯；302-转动轴承；303-导气槽；40-剪辊；401-固定板；402-移动压辊；403-气缸；404-固定压辊；50-夹头机构；501-左气缸；502-右气缸；503-红外发送装置；504-红外接收装置；60-边料分卷机构；601-切片导辊；602-第一分切刀；603-第二分切刀；604-导向辊。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的实施例进行详细说明。

实施例

如图1和图2所示，一种实现超低张力和压力的锂电池隔膜收卷装置，包括牵引装置10、张力检测机构20以及收卷机构30，所述牵引装置10为至少三级牵引装置10，该牵引装置10包括相互配合的牵引辊101和压辊102；所述张力检测机构20位于牵引装置10与收卷机构30的入料口之间，当隔膜经过多级的牵引辊101和压辊102后，检测其张力，并经收卷机构30的入料口传输到收卷机构30内；所述收卷机构30包括辊芯301和位于辊芯301两端的转动轴承302，且所述转动轴承302为轻阻力轴承，辊芯301为碳纤维辊，所述辊芯301的表面上设有相互交叉连通的导气槽303。

在本技术方案中，通过多级的牵引装置10将待收卷的锂电池隔膜牵引到收卷机构30内，在牵引过程中通过多个牵引辊101和压辊102的配合，使待收卷锂电池隔膜在牵引传输过程中更稳定，在提高牵引效率的同时不会导致隔膜出现折皱甚至撕裂；当待收卷锂电池隔膜进入收卷机构30收卷之前，通过张力检测机构20检测该隔膜所能承受的张力，通过所测张力控制收卷，可有效避免该隔膜在收卷时发生形变，使得在收卷过程中膜卷平整，避免皱纹、暴筋等出现；隔膜进入收卷机构30后，由于本实用新型将全金属展平辊取消不用的同时，将表面包胶的全金属辊更换为较轻材料的碳纤维辊来作为辊芯301，转动轴承302由普通轴承更换为轻阻力轴承后，有效解决了在低张力、压力下收卷隔膜时靠辊转动不均匀，甚至不转的情况，避免了收卷产品端面不齐，内松外紧，甚至断膜、无法继续收卷的情况发生，进而实现产品可在超低张力、压力下的平稳收卷，在充分保证隔膜层之间的空气层含量的同时仍能保证收卷产品的端面整齐，从而获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的。

在其中一个实施例中，如图1所示，所述牵引装置10为四级牵引装置10，每一级牵引装置10包括相互配合的一套牵引辊101和压辊102。优选采用四级牵引装置10，经过多级牵引后，使待收卷锂电池隔膜截面更平整，方便进行后续收卷，可有效避免该隔膜在收卷时发生形变，提高了收卷质量和收卷效率。

在另一个实施例中，如图1和图3所示，所述相邻牵引辊101之间设有剪辊40，所述剪辊40上设有固定板401、移动压辊402和气缸403，且固定板401设于剪辊40的两端，气缸403位于固定板401内侧，移动压辊402位于两侧固定板401之间。本实用新型提供多级展平和特殊设计的剪辊40，可有效避免隔膜在收卷时发生形变，使得膜卷平整，避免皱纹、暴筋等情况的出现。

在另一个实施例中，如图3所示，所述移动压辊402位于与气缸403同侧的剪辊40上，与移动压辊402相对的剪辊40另一侧上设有固定压辊404，所述移动压辊402通过气缸403压力变化上下移动。在进行隔膜牵引过程中，气缸403控制移动压辊402上下移动，使得对进入该剪辊40的隔膜进行均匀且稳定的牵引，使牵引速度更稳定，更有效的防止了隔膜出现折皱以及撕裂。

在另一个实施例中，如图4所示，所述辊芯301上设有夹头机构50，所述夹头机构50包括分别设于辊芯301两端的左气缸501和右气缸502，所述左气缸501和右气缸502的活塞杆可同步地朝向或背向所述辊芯301移动。采用夹头机构50，定位进入收卷机构30的隔膜，保证该隔膜能准确的在收卷机构30中进行收卷操作。

在另一个实施例中，如图4所示，所述夹头机构50还包括红外发送装置503和红外接收装置504，所述红外发送装置503和红外接收装置504分别等间距的设于辊芯301上下两侧，且红外发送装置503的发送端与红外接收装置504的接收端之间形成红外信号通道，该红外信号通道穿过辊芯301与左气缸501或辊芯301与右气缸502之间。红外发送装置503发送红外信号，当辊芯301的任一端与左气缸501或者右气缸502之间无间隙时，红外信号被阻，则红外接收装置504接收不到信号，证明辊芯301与左气缸501以及右气缸502之间连接稳定；反之，如果红外接收装置504能接收到信号，则证明辊芯301的某一端与左气缸501或者右气缸502之间有间隙，说明连接不稳定；其方便对收卷机构30进行质量检测，能提早发现问题，并具有解决方案，提高了隔膜收卷的质量和效率。

在另一个实施例中，所述红外发送装置503和红外接收装置504之间的信号传输距离为5-10米。保证信号传输准确，距离过远虽然也能实现红外信号传输，但是误差会增大，由于检测辊芯301的任一端与左气缸501或者右气缸502的连接需要精确判断，经多次试验，表明红外发送装置503和红外接收装置504在间隔5-10米的距离内效果最佳，误差最小。

在另一个实施例中，如图1和图5所示，所述收卷机构30的出料口连接有边料分卷机构60，所述边料分卷机构60包括切片导辊601、第一分切刀602、第二分切刀603和导向辊604；所述第一分切刀602和第二分切刀603分别位于切片导辊601的两端，导向辊604设于收卷机构30的出料口与切片导辊601之间。为了保证隔膜大卷分切为最终产品，必须保证断面整齐性，所以必须对隔膜大卷的两边分切为不用的边料；所以当隔膜经过收卷机构30收卷后，需要进入边料分卷机构60进行边料分切，本实用新型的边料分卷机构60结构简单，易于操作，多个导向辊604负责把隔膜定位导入切片导辊601中，切片导辊601上距离可调节的第一分切刀602和第二分切刀603分别对位于切片导辊601上的大卷隔膜进行边料分切，保证了隔膜的断面整齐，完全实现了待收卷隔膜产品在超低张力、压力下的平稳收卷，从而获得隔膜产品内外收卷松紧一致的目的，有效解决隔膜后期变形大的缺点。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。