梯形电芯卷绕装置及方法与流程

本发明涉及一种梯形电池的加工设备及方法，尤其涉及一种梯形电芯卷绕装置及方法。

背景技术：

现有的一种电芯卷绕装置，其包括立板，装设在该立板上的翻转机构以及装设在该翻转机构上的多个卷绕单元。这些卷绕单元能够与送料机构及取料机构相配合，对经由送料机构传送过来的正常的正极片与隔膜组合、负极片与隔膜组合进行卷绕，并将卷绕好的电芯经由取料机构取走。其中，每个卷绕单元包括由两根卷针组成的一个卷针副，该卷针副采用单侧伸出/抽回动作来进入/退出卷绕位置。现有的这种卷绕单元结构，只能适用于卷绕矩形或者圆柱形的电芯，不能实现带凸阶电芯的卷绕处理。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种梯形电芯卷绕装置及方法，能够很好地实现带凸阶电芯的卷绕处理。

本发明针对上述技术问题提出一种梯形电芯卷绕装置，包括用于完成电芯初步卷绕成型的一卷绕单元，该卷绕单元包括位置相邻且相互配合的第一卷针副和第二卷针副，其中，在电芯的卷绕过程中，是先将该第一卷针副独自推出到卷绕位置进行第一阶段的卷绕，再将该第二卷针副推出到卷绕位置与该第一卷针副合并到一起后进行第二阶段的卷绕。

在一些实施例中，该第一卷针副和该第二卷针副呈一字排布，该第一卷针副位于卷绕中心。

在一些实施例中，该第一卷针副和该第二卷针副呈二字排布，卷绕中心位于该第一卷针副与该第二卷针副之间。

在一些实施例中，在完成第二阶段的卷绕之后，该第一卷针副先抽回而退出卷绕位置，该第二卷针副后抽回而退出卷绕位置。

在一些实施例中，该第一卷针副包括相互配合的两根第一卷针；该第二卷针副包括与这两根第一卷针相配合的至少一根第二卷针。

在一些实施例中，该卷绕单元还包括用以驱动该第一卷针副和第二卷针副沿一中心轴线做旋转动作的一旋转驱动部以及分别用以驱动该第一卷针副和该第二卷针副沿该中心轴线轴做轴向动作的两个横向驱动部。

在一些实施例中，该旋转驱动部包括能够受驱动而绕该中心轴线旋转的轴筒，这两个横向驱动部是横贯该轴筒两端地装设在该轴筒上。

在一些实施例中，该横向驱动部包括在后端受驱动能够沿该中心轴线轴做轴向动作的轴杆、设置在该轴杆的前端的滑块、设置在该滑块的前侧用于装设该第一卷针副/该第二卷针副的卷针头以及设置在该轴筒上用于与该滑块相配合的前后延伸的直线滑轨。

本发明针对上述技术问题还提出一种梯形电芯卷绕方法，设置位置相邻且相互配合的第一卷针副和第二卷针副，在电芯的卷绕过程中，先将该第一卷针副独自推出到卷绕位置进行第一阶段的卷绕，再将该第二卷针副推出到卷绕位置与该第一卷针副合并到一起后进行第二阶段的卷绕。

在一些实施例中，在完成第二阶段的卷绕之后，该第一卷针副先抽回而退出卷绕位置，该第二卷针副后抽回而退出卷绕位置。

与现有技术相比，本发明的电芯卷绕装置及方法，通过巧妙地使卷绕单元具有位置相邻且相互配合的第一卷针副和第二卷针副，能够很好地实现带凸阶电芯的卷绕处理。

附图说明

图1A和1B是本发明梯形电芯卷绕装置实施例的结构示意，其中，图1A为主视剖面示意，图1B为侧视示意。

图2A和2B是本发明梯形电芯卷绕装置中卷绕单元的结构示意，其中，图2A为一个卷绕单元的剖视示意及主视示意，图2B为一个卷绕单元的俯视示意。

图3A至3C是本发明卷绕单元中两个卷针副呈一字排布的结构示意，其中，图3A为主视示意，图3B为俯视示意，图3C为侧视示意。

图4A至4C是本发明卷绕单元中两个卷针副呈二字排布的结构示意，其中，图4A为主视示意，图4B为俯视示意，图4C为侧视示意。

其中，附图标记说明如下:

1 主体 2卷绕单元 3卷针前端支撑 4 主体驱动机构 5 卷绕单元驱动机构 6 立板 9 中心轴线 P1 第一工位 P2 第二工位；11 第一转动盘 12 第二转动盘 13 第三转动盘 14 前轴承 15后轴承 16 齿轮17 框架；21 第一卷针副 22 第二卷针副 24 横向驱动部 25 旋转驱动部 211 第一卷针 212 第二卷针 221 第三卷针 222 第四卷针 229 第二中心线241 轴杆 242 滑动座 243 滑块 244 卷针头固定座 245 卷针头 246 直线滑轨 251 轴筒 252 齿轮部 253 前轴承 254 后轴承；99 卷绕中心。

具体实施方式

以下结合本说明书的附图，对本发明的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。

本发明提出一种梯形电芯卷绕方法，设置位置相邻且相互配合的第一卷针副和第二卷针副，在电芯的卷绕过程中，先将该第一卷针副独自推出到卷绕位置进行第一阶段的卷绕，再将该第二卷针副推出到卷绕位置与该第一卷针副合并到一起后进行第二阶段的卷绕。在一些实施例中，在完成第二阶段的卷绕之后，该第一卷针副先抽回而退出卷绕位置，该第二卷针副后抽回而退出卷绕位置。在另一些实施例中，在完成第二阶段的卷绕之后，该第二卷针副先抽回而退出卷绕位置，该第一卷针副后抽回而退出卷绕位置。本发明的梯形电芯/梯形电池泛指具有至少一个阶台部的电芯/电池。这里所说的阶台部泛指区别于传统的圆柱形电池和扁形长方体的平整的外形轮廓结构，电芯/电池的一部分相对另一部分凸出形成具有内部拐角的外形轮廓结构。

参见图1A和1B，图1A和1B是本发明梯形电芯卷绕装置实施例的结构示意，其中，图1A为主视剖面示意，图1B为侧视示意。本发明的梯形电芯卷绕装置大致包括：主体1，装设在该主体1上的两个卷绕单元2，与卷绕单元2相配合的卷针前端支撑3，用以驱动主体1的主体驱动机构4，用以驱动卷绕单元2的卷绕单元驱动机构 6。其中，该主体1装设在立板6上。两个卷绕单元2分别对应第一工位P1和第二工位P2。每个卷绕单元2具有一中心轴线9。

该主体1包括：第一转动盘11，第二转动盘12，第三转动盘13，前轴承14，后轴承15，齿轮16和框架17。其中，第一转动盘11通过前轴承14装设在框架17的前端。第二转动盘12通过后轴承15装设在框架17的后端。卷绕单元2的前端向前伸出于该第一转动盘11。卷绕单元2的后部向后伸出于该第二转动盘12。第三转动盘13装设在卷绕单元2的后部的外周。齿轮16装设在该第二转动盘12的后侧。该主体1通过该齿轮16与主体驱动机构4配合。

参见图2A和2B，图2A和2B是本发明梯形电芯卷绕装置中卷绕单元结构示意，其中，图2A为主视剖面示意，图2B为俯视示意。该卷绕单元2包括第一卷针副21，第二卷针副22，用以驱动该第一卷针副21和该第二卷针副22沿中心轴线9做轴向动作的两个横向驱动部24以及用以驱动该第一卷针副和第二卷针副沿中心轴线9做旋转动作的旋转驱动部25。

参见图3A至3C，图3A至3C是本发明卷绕单元中两个卷针副呈一字排布的结构示意，其中，图3A为主视示意，图3B为俯视示意，图3C为侧视示意。该第一卷针副21和该第二卷针副22呈一字排布。其中，卷绕中心99位于该第一卷针副21内。该第二卷针副22位于该第一卷针副21的旁侧。该第一卷针副21包括相互配合的两根第一卷针211、212。该第二卷针副22包括与这两根第一卷针211、212相配合的两根第二卷针221、222。在其他实施例中，该第二卷针副22也可以只有一根卷针。

参见图4A至4C，图4A至4C是本发明卷绕单元中两个卷针副呈二字排布的结构示意，其中，图4A为主视示意，图4B为俯视示意，图4C为侧视示意。该第一卷针副21和该第二卷针副22呈二字排布。其中，卷绕中心99位于该第一卷针副21与该第二卷针副22之间。第二卷针副22位于第一卷针副21的上方。该第一卷针副21包括相互配合的两根第一卷针211、212。该第二卷针副22包括与这两根第一卷针211、212相配合的两根第二卷针221、222。在其他实施例中，该第二卷针副22也可以只有一根卷针。

参见图2A和2B，该旋转驱动部25包括能够受驱动而绕该中心轴线9旋转的轴筒251，装设在该轴筒外周的前轴承253和后轴承254。其中，该轴筒251的后部外周设有齿轮部252。结合参见图1A和1B，前轴承253装设在第一转动盘11的后侧；后轴承254装设在第二转动盘12的前侧。该旋转驱动部25通过该齿轮部252与卷绕单元驱动机构5配合。

参见图2A和2B，这两个横向驱动部24是横贯该轴筒251两端地装设在该轴筒251上。该横向驱动部24包括在后端受驱动能够沿该中心轴线9做轴向动作的轴杆241，设置在该轴杆241的前端的滑动座242、滑块243和卷针头固定座244，设置在卷针头固定座244的前端的卷针头245以及设置在该轴筒251上用于与该滑块243相配合的前后延伸的直线滑轨246。结合参见图3A和4A，该第一卷针副21和该第二卷针副22对应分别装设在两个卷针头245上。

本发明的梯形电芯卷绕装置的工作原理大致包括：在第一工位P1进行电芯的卷绕处理；在第二工位P2进行贴胶和收尾处理。在电芯的卷绕过程中，卷绕单元2位于第一工位P1，首先，将该第一卷针副21独自地向前推出到卷绕位置，进行第一阶段的卷绕，以卷绕出电芯的内层部分。然后，再将该第二卷针副22向前推出到卷绕位置与该第一卷针副21合并到一起后进行第二阶段的卷绕，以卷绕出电芯的外层部分。在完成第二阶段的卷绕之后，卷绕单元2旋转180度到第二工位P2，先完成贴胶、收尾作业，再将第一卷针副21和第二卷针副22从电芯中抽出。在本实施例中，该第一卷针副21与该第二卷针副22不是同时向后抽回而退出卷绕位置的，也就是说，该第一卷针副21与该第二卷针副22与电芯的分离不是同时完成的。较佳地，该第一卷针副21先抽回而退出卷绕位置，该第二卷针副22后抽回而退出卷绕位置。这样卷绕出来的电芯具有一内层部分和一外层部分，且外层部分与内层部分之间由于第二卷针副22的存在，形成有设定的预留空间。后续，可以通过适当的模具对该电芯的预留空间处进行挤压处理，也就是将该预留空间去除，即可制得带凸阶的电芯，例如：呈凸字形的电芯，呈台阶形的电芯。

与现有技术相比，本发明的梯形电芯卷绕装置及方法，通过巧妙地使卷绕单元2具有位置相邻且相互配合的第一卷针副21和第二卷针副22，能够很好地实现带凸阶电芯的卷绕处理。

值得一提的是，在本实施例中，卷绕单元2的数量为两个，卷绕工位的数量为两个，这时每个工位之间角度间隔为180度。在其他实施例中，卷绕单元2的数量可以为三个，卷绕工位的数量可以为三个，这时每个工位之间角度间隔为120度。在本实施例中，卷绕单元2是设有两个相互配合的卷针副21、22。在其他实施例中，卷绕单元2可以设有三个甚至多于三个的卷针副来相互配合。

上述内容仅为本发明的较佳实施例，并非用于限制本发明的实施方案，本领域普通技术人员根据本发明的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本发明的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。