本发明涉及锂电池自动化设备技术领域，具体是涉及并膜机构和方法、包括该方法的电芯卷绕方法及卷绕设备。
背景技术：
在锂电池的生产制造过程中，需要将隔膜、阳极、阴极进行卷绕以制备电芯。现有技术中，一般采用以下方式来制备电芯：
如图1所示，先将第一隔膜11和第二隔膜13传送至卷针10处，并在卷针10上预卷数圈；接着，阳极12和阴极14分别沿各自的传送路径插入第一并膜位置（第一并膜位置是第一左夹辊30和第一右夹辊40之间的位置，在此位置阴极14和阳极12被夹紧，由第一隔膜11和第二隔膜13带入卷绕在卷针10上），其中阳极12插至第一隔膜11和第二隔膜13之间，阴极14插至第二隔膜13和第一右夹辊40之间；然后，第一左夹辊30和第一右夹辊40相对运动夹紧卷绕元件（从左到右以第一隔膜11/阳极12/第二隔膜13/阴极14排布或类似的形式排布以卷绕形成电芯的各元件统称为卷绕元件），卷绕元件在卷针10上卷绕形成电芯。
采用上述方式制备电芯存在以下问题：
（1）阳极和阴极在传送过程中存在跑偏的现象，针对阳极或者阴极进行单独纠偏时，会对对方产生影响，即对阳极纠偏时会带偏阴极，对阴极纠偏时会带偏阳极，影响纠偏精度，从而影响电芯的质量。
（2）采用阳极插入机构和阴极插入机构分别将阳极和阴极插入第一并膜位置时，需要较长的极片（阳极和阴极统称为极片）插入行程，导致极片插入机构结构复杂，占据的空间大。
有鉴于此，有必要提出一种并膜机构和方法、包括该方法的电芯卷绕方法及卷绕设备来至少解决上述问题之一。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种并膜机构和方法、包括该方法的电芯卷绕方法及卷绕设备来至少解决上述问题之一。
本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现：
本发明第一方面提供了一种并膜机构，包括固定设置的过辊装置及分别设置在所述过辊装置左右两侧且相对设置的左并膜装置和右并膜装置；
所述过辊装置包括左过辊和右过辊；
所述左并膜装置包括第一左夹辊、第一左驱动装置、第二左夹辊和第二左驱动装置，所述右并膜装置包括第一右夹辊、第一右驱动装置、第二右夹辊和第二右驱动装置；
所述第二左驱动装置能够驱动所述第二左夹辊运动抵接于所述左过辊形成第二左并膜位置；所述第二右驱动装置能够驱动所述第二右夹辊运动抵接于所述右过辊形成第二右并膜位置；
所述第一左驱动装置能够驱动所述第一左夹辊运动，所述第一右驱动装置能够驱动所述第一右夹辊运动，使得所述第一左夹辊和所述第一右夹辊相互抵接形成第一并膜位置。
进一步的，在所述第一并膜位置将第一隔膜和第二隔膜合并；在所述第二左并膜位置将所述第一隔膜与阳极合并；在所述第二右并膜位置将所述第二隔膜与阴极合并。
进一步的，穿过所述第二左并膜位置与所述第一左夹辊相切的面与所述阳极插入的方向平行，和/或，穿过所述第二右并膜位置与所述第一右夹辊相切的面与所述阴极插入的方向平行。
进一步的，所述第二左夹辊与所述左过辊的轴心连线与所述阳极插入的方向垂直，和/或，所述第二右夹辊与所述右过辊的轴心连线与所述阴极插入的方向垂直。
进一步的，在所述左并膜装置右侧以及所述过辊装置左侧，和/或，所述右并膜装置左侧以及所述过辊装置右侧分别设置有导向组件，两个所述导向组件相对设置以形成供卷绕元件穿过的导向通道。
进一步的，相对设置的两个所述导向组件中的一个或者两个在靠近所述卷绕元件的一侧开设有气孔，通过所述气孔对所述卷绕元件吹气或者吸气。
进一步的，相对设置的两个所述导向组件的相对的面相互平行。
进一步的，在所述过辊装置中设置分隔辊，所述第二隔膜绕经所述分隔辊左侧，所述阴极绕经所述分隔辊右侧后，在所述第一并膜位置合并。
进一步的，在所述右并膜装置上设置有支撑板。
本发明第二方面提供了一种并膜方法，应用于上述任一项所述的并膜机构，所述方法包括：
将第一隔膜和第二隔膜在第一并膜位置进行合并；
将阳极和阴极分别插入第二并膜位置，使得阳极和第一隔膜合并、阴极和第二隔膜合并。
进一步的，所述将阳极和阴极分别插入第二并膜位置，具体包括：
将阳极沿着与穿过所述第二左并膜位置与所述第一左夹辊相切的面平行的方向插入第二左并膜位置；
将阴极沿着穿过所述第二右并膜位置与所述第一右夹辊相切的面平行的方向插入第二右并膜位置。
进一步的，阳极插入的方向与所述第二左夹辊和所述左过辊的轴心连线垂直；阴极插入的方向与所述第二右夹辊和所述右过辊的轴心连线垂直。
本发明第三方面提供了一种电芯卷绕方法，包括
供料过程：提供第一隔膜、阳极、第二隔膜、阴极；
并膜过程：将第一隔膜和第二隔膜在第一并膜位置进行合并；将阳极和阴极插入第二并膜位置，使得阳极与第一隔膜合并、阴极和第二隔膜合并；
卷绕过程：用卷针卷绕合并布置的第一隔膜、阳极、第二隔膜、阴极；
切断过程：当第一隔膜、阳极、第二隔膜、阴极卷绕所需长度时，将第一隔膜、阳极、第二隔膜、阴极切断。
本发明第四方面提供了一种卷绕设备，包括卷针以及上述任一项所述的并膜机构。
本发明的并膜机构和方法、包括该方法的电芯卷绕方法及卷绕设备的有益效果在于：
（1）方便对阳极和阴极单独纠偏，防止两者纠偏时相互干扰，影响了纠偏精度，从而保证了电芯的质量。
（2）使得极片插入机构的行程缩短，结构更加紧凑，占用的空间小。
（3）采用分隔辊，将第二隔膜绕经分隔辊左侧、阴极绕经分隔辊右侧再进行合并，使得阴极便于和第二隔膜分开，便于后续切断两隔膜。
（4）采用支撑板来承托被切断的自由垂落的阴极，避免阴极在收尾过程中打折。
（5）采用导向组件形成的导向通道供卷绕元件穿过，避免极片插错位置。采用在导向组件与卷绕元件靠近的一侧设置气孔，通过对卷绕元件吹气或者吸气，便于导正极片插入的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明现有技术中并膜机构的并膜过程示意图。
图2是本发明一种实施例的并膜机构的并膜过程示意图。
图3是本发明另一种实施例的并膜机构的并膜过程示意图。
图4是本发明另一种实施例的并膜机构的主视示意图。
图5是本发明另一种实施例的并膜机构的左并膜装置的俯视示意图。
图6是本发明另一种实施例的并膜机构的右并膜装置的俯视示意图。
以上附图的附图标记为：10、卷针；11、第一隔膜；12、阳极；13、第二隔膜；14、阴极；20、左过辊；21、右过辊；22、分隔辊；23、固定座；24、第三导向件；25、固定架；26、第一导向件；27、第二导向件；30、第一左夹辊；31、第一左驱动装置；32、第一左固定框架；33、第一左导向组件；34、第一左夹辊座；40、第一右夹辊；41、第一右驱动装置；42、第一右固定框架；43、第一右导向组件；44、第一右夹辊座；50、第二左夹辊；51、第二左驱动装置；52、第二左固定框架；53、第二左导向组件；54、第二左夹辊座；55、第四导向件56、第六导向件；60、第二右夹辊；61、第二右驱动装置；62、第二右固定框架；63、第二右导向组件；64、第二右夹辊座；65、第五导向件；66、第七导向件；67、支撑板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明的是，第一隔膜11、阳极12、第二隔膜13和阴极14统称为卷绕元件，阳极12和阴极14统称为极片。
如图2-图6所示，本发明提供了一种并膜机构，包括固定设置的过辊装置及分别设置在过辊装置左右两侧且相对设置的左并膜装置和右并膜装置；
所述过辊装置包括左过辊20和右过辊21；
所述左并膜装置包括第一左夹辊30、第一左驱动装置31、第二左夹辊50和第二左驱动装置51，所述右并膜装置包括第一右夹辊40、第一右驱动装置41、第二右夹辊60和第二右驱动装置61；
第二左驱动装置51能够驱动第二左夹辊50运动抵接于左过辊20以夹紧穿设于第二左夹辊50和左过辊20之间的卷绕元件（第一隔膜11和阳极12）；第二右驱动装置61能够驱动第二右夹辊60运动抵接于右过辊21以夹紧穿设于第二右夹辊60和右过辊21之间的卷绕元件（第二隔膜13和阴极14）；
第一左驱动装置31能够驱动第一左夹辊30运动，第一右驱动装置41能够驱动第一右夹辊40运动，使得第一左夹辊30和第一右夹辊40相互抵接以夹紧穿设于第一左夹辊30和第一右夹辊40之间的卷绕元件（第一隔膜11和第二隔膜13）。
卷绕元件沿其传送方向依次经过第二并膜位置和第一并膜位置。
具体地，该并膜机构的工作过程如下：
首先，定义第一左夹辊30和第一右夹辊40相互抵接的位置为第一并膜位置，第二左夹辊50和左过辊20相互抵接的位置为第二左并膜位置，第二右夹辊60和右过辊21相互抵接的位置为第二右并膜位置，第二左并膜位置和第二右并膜位置统称为第二并膜位置。
第一隔膜11和第二隔膜13分别穿过第二并膜位置（第一隔膜11穿过第二左并膜位置，第二隔膜13穿过第二右并膜位置）和第一并膜位置传送至卷针10上进行卷绕；卷绕数圈后，阳极12被阳极插入机构（未图示）传送并插入第二左并膜位置，阴极14被阴极插入机构（未图示）传送并插入第二右并膜位置，第二左夹辊50向右方或者右上方运动抵接于右过辊20以夹紧第一隔膜11和阳极12，第二右夹辊60向左方或者左上方运动抵接于右过辊21以夹紧第二隔膜13和阴极14。最后在第一隔膜11和第二隔膜13的带动下，阳极12和阴极14被卷入卷针10。
由上述可知，阳极12和阴极14分别在第二左并膜位置和第二右并膜位置被夹紧，两者在进行单独纠偏的时候不会相互干扰，影响对方的纠偏精度。
如图4和图5所示，在本发明的一个实施例中，左并膜装置包括第一左驱动装置31，第一左驱动装置31设置在第一左固定框架32上，其移动端穿过该第一左固定框架32与第二左固定框架52连接，能够驱动第二左固定框架52朝右运动；第一左固定框架32和第二左固定框架52均大体为“匚”形，第二左固定框架52通过第一左导向组件33（第一左导向组件33包括第一左滑轨和滑动设置在第一左滑轨上的第一左滑块）滑动设置在第一左固定框架32内侧；第二左固定框架52上设置有第二左驱动装置51，第二左驱动装置51的移动端与第二左夹辊座54连接，能够驱动第二左夹辊座54朝右或者右上方运动；第二夹辊座54上转动设置有第二左夹辊50；第二左固定框架52设置有左底板，左底板上通过第二左导向组件53（第二左导向组件53包括第二左滑轨和滑动设置在第二左滑轨上的第二左滑块）滑动设置有第二左夹辊座54；（当左底板水平设置时，第二左驱动装置51可以驱动第二左夹辊50朝右运动；左底板向右上方倾斜设置时，第二左驱动装置51可以驱动第二左夹辊50朝右上方运动。）第一左夹辊座34设置在左底板右侧，第一左夹辊座34上转动设置有第一左夹辊30。
作为优选地，可以调节第二左夹辊50运动的角度（沿水平方向向右上方倾斜的角度）以使得穿过第二左并膜位置与第一左夹辊30相切的面与阳极12插入的方向平行。以第二左并膜位置为例，该位置是第二左夹辊50和左过辊20相互抵接的位置，该位置实际为一条抵接线；穿过该抵接线与第一左夹辊30相切形成的面与阳极12插入的方向平行时，并膜的效果最佳。
进一步优选地，第二左夹辊50与左过辊20的轴心连线与阳极12插入的方向垂直。
如图4和图6所示，在本发明的一个实施例中，右并膜装置包括第一右驱动装置40，第一右驱动装置40设置在第一右固定框架42上，其移动端与第二右固定框架62连接，能够驱动第二右固定框架62朝左运动；第一右固定框架42和第二右固定框架62均大体为“匚”形，第二右固定框架62通过第一右导向组件43（第一右导向组件43包括第一右滑轨和滑动设置在第一右滑轨上的第一右滑块）滑动设置在第一右固定框架42内侧；第二右固定框架62上设置有第二右驱动装置61，第二右驱动装置61的移动端与第二右夹辊座64连接，能够驱动第二右夹辊座64朝左或者左上方运动；第二夹辊座64上转动设置有第二右夹辊60。第二右固定框架62设置有右底板，右底板上通过第二右导向组件63（第二右导向组件63包括第二右滑轨和滑动设置在第二右滑轨上的第二右滑块）滑动设置有第二右夹辊座64；（当右底板水平设置时，第二右驱动装置61可以驱动第二右夹辊60朝左运动；右底板向左上方倾斜设置时，第二右驱动装置61可以驱动第二右夹辊60朝左上方运动。）第一右夹辊座44设置在右底板左侧，第一右夹辊座44上转动设置有第一右夹辊40。
作为优选地，可以调节第二右夹辊60运动的角度（沿水平方向向左上方倾斜的角度）以使得穿过第二右并膜位置与第一右夹辊40相切的面与阴极14插入的方向平行。
进一步优选地，第二右夹辊60与右过辊21的轴心连线与阴极14插入的方向垂直。
如图4所示，在本发明的一个实施例中，过辊装置包括固定座23，左过辊20和右过辊21转动设置在固定座23上。
为了便于阳极12和阴极14插入第二并膜位置（当然也便于第一隔膜11和第二隔膜13穿过第二并膜位置），在固定座23上设置有第一导向件26和第二导向件27（两者通过固定架25与固定座23连接），在第二左夹辊座54上设置第四导向件55，在第二右夹辊座64上设置第五导向件65，第一导向件26和第四导向件55相对设置形成第二左导向通道，阳极12穿过该第二左导向通道被导向传送直至第二左并膜位置；第二导向件27和第五导向件65相对设置形成第二右导向通道，阴极14穿过该第二右导向通道被导向传送直至第二右并膜位置；
进一步的，在第一导向件26和/或第四导向件55接近阳极12的一侧开设有第二左气孔，第二左气孔对阳极12进行吹气，使得阳极12可以相对悬浮在第二左导向通道中，不与过辊装置和左并膜装置接触，从而避免了阳极12出现插错位置的情况；或者第二左气孔对阳极12进行吸气，使得阳极12可以相对贴近第二左导向通道的一侧，避免了阳极12出现插错位置的情况。在第二导向件27和/或第五导向件65接近阴极14的一侧开设有第二右气孔，第二右气孔对阴极14进行吹气，使得阴极14可以相对悬浮在第二右导向通道中，不与过辊装置和右并膜装置接触，从而避免了阴极14出现插错位置的情况；或者第二右气孔对阴极14进行吸气，使得阴极14可以相对贴近第二右导向通道的一侧，避免了阴极14出现插错位置的情况。
进一步的，第一导向件26和第四导向件55、第二导向件27和第五导向件65之间相对的面平行。
为了便于第一隔膜11和第二隔膜13插入第一并膜位置，在第二左夹辊座54右侧设置有第六导向件56，在第二右夹辊座64左侧设置有第七导向件66，在固定座23中间位置左右两侧分别设置有第三导向件24和第八导向件，第六导向件56和第三导向件24相对设置形成第一左导向通道，第一隔膜11穿过该第一左导向通道被导向传送直至第一并膜位置；第七导向件66和第八导向件相对设置形成第一右导向通道，第二隔膜13穿过该第一右导向通道被导向传送直至第一并膜位置。
进一步的，在第六导向件56和/或第三导向件24接近第一隔膜11的一侧开设有第一左气孔，第一左气孔对第一隔膜11进行吹气，使得第一隔膜11可以相对悬浮在第一左导向通道中，不与过辊装置和左并膜装置接触，从而避免了第一隔膜11出现插错位置的情况；或者第一左气孔对第一隔膜11进行吸气，使得第一隔膜11可以相对贴近第一左导向通道的一侧，避免了第一隔膜11出现插错位置的情况。在第三导向件24和/或第八导向件接近第二隔膜13的一侧开设有第一右气孔，第一右气孔对第二隔膜13进行吹气，使得第二隔膜13可以相对悬浮在第一右导向通道中，不与过辊装置和右并膜装置接触，从而避免了第二隔膜13出现插错位置的情况；或者第一右气孔对第二隔膜13进行吸气，使得第二隔膜13可以相对贴近第一右导向通道的一侧，避免了第二隔膜13出现插错位置的情况。
进一步的，第六导向件56和第三导向件24、第七导向件66和第八导向件之间相对的面平行。
在电芯卷绕收尾阶段，阳极12先被切断，卷绕完后夹在第一隔膜11和第二隔膜13之间；两个隔膜11、13卷绕数圈后，阴极14在上方被切断，右并膜装置向右移动使得阴极14与两个隔膜11、13分离开后（防止切断两个隔膜11、13的时候误切断靠得很近的阴极14），两个隔膜11、13再被切断（切断位置位于阴极14切断位置的下方），阴极14向下自由垂落。
进一步的，为了防止阴极14自由垂落造成打折等问题，在右并膜装置上设置有支撑板67，用于承托阴极14。支撑板67具体是设置在第五导向件65右侧，其水平设置。
进一步的，为了便于阴极14和两个隔膜11、13分离开，在本发明的另一个实施例中，在固定座23上还设置有分隔辊22，该分隔辊22设置在第三导向件24右侧，与第七导向件66相对，第二隔膜13绕经分隔辊22左侧进入第一并膜位置，阴极14绕经分隔辊22右侧进入第一并膜位置（第二隔膜13和阴极14经过分隔辊22分离开后在第一并膜位置合并）。
如图2和图3所示，两个实施例的区别在于：一个实施例中不存在分隔辊22，第二隔膜13和阴极14合并进入第一并膜位置；另一个实施例中存在分隔辊22，第二隔膜13和阴极14分别从分隔辊22左、右两侧绕经后合并进入第一并膜位置。需要说明的是，由于分隔辊22的存在，第八导向件可以取消，即为在另一个实施例中，将第八导向件替换成分隔辊22。
本发明还提供了一种并膜方法，应用于上述任一实施例的并膜机构，该并膜方法包括以下步骤：
步骤s1、将第一隔膜11和第二隔膜13在第一并膜位置进行合并；
第一左夹辊30和第一右夹辊40相对运动以实现夹紧两个隔膜11、13，在该位置两个隔膜11、13进行合并，然后被送入卷针10上，预先卷绕数圈。
步骤s2、将阳极12和阴极14分别插入第二并膜位置，使得阳极12和第一隔膜11合并、阴极14和第二隔膜13合并。
第二并膜位置在第一并膜位置的上方，包括第二左并膜位置和第二右并膜位置；第一隔膜11和阳极12在第二左并膜位置进行合并，第二隔膜13和阴极14在第二右并膜位置进行合并。第二左夹辊50相对于左过辊20运动以实现夹紧第一隔膜11和阳极12，第二右夹辊60相对于右过辊21运动以实现夹紧第二隔膜13和阴极14。因为制备电芯的卷绕元件从左到右需要按照第一隔膜11/阳极12/第二隔膜13/阴极14进行排布，故阳极12位于第一隔膜11右侧，与第一隔膜11在第二左并膜位置进行合并，第二隔膜13位于阳极12右侧、阴极14位于第二隔膜13右侧，阴极14与第二隔膜13在第二右并膜位置进行合并。需要说明的是，本发明的并膜方法不局限于上述形式的卷绕元件（卷绕元件从左到右需要按照第一隔膜11/阳极12/第二隔膜13/阴极14进行排布），也可以有其他的排布方式。
进一步的，在步骤s2中，阳极12插入的方向与穿过第二左并膜位置与第一左夹辊30相切的面平行；阴极14插入的方向与穿过第二右并膜位置与第一右夹辊40相切的面平行。
更进一步的，阳极12插入的方向与第二左夹辊50和左过辊20的轴心连线垂直；阴极14插入的方向与第二右夹辊60和右过辊21的轴心连线垂直。
上述并膜过程完成后（在步骤s2之后），第一隔膜11和第二隔膜13分别带动阳极12和阴极14入卷卷针10进行卷绕以制备电芯。
由于第一隔膜11和阳极12合并在一起，两者之间存在摩擦力，故第一隔膜11在卷针10上进行卷绕时会带动阳极12入卷卷针10；同理，阴极14也会入卷卷针10。
本发明的并膜方法，通过在第一并膜位置先将两隔膜11、13进行合并，在第二并膜位置分别将第一隔膜11和阳极12、第二隔膜13和阴极14进行合并，使得两隔膜11、13卷绕在卷针10上时带动阳极12和阴极14同时入卷卷针10。采用该并膜方法制备电芯时，阳极12和阴极14单独纠偏时不会相互干扰，影响对方的纠偏精度，提高了电芯的质量。
本发明制备电芯的过程中，阳极12先切断，被两个隔膜11、13卷绕在电芯里，接着将阴极14切断，与两个隔膜11、13拉开；再将两个隔膜11、13切断卷绕在电芯上，最终以阴极14卷绕包在电芯的最外层。
本发明还提供了一种电芯卷绕方法，该电芯卷绕方法包括：
供料过程：提供第一隔膜11、阳极12、第二隔膜13、阴极14；
并膜过程：将第一隔膜11和第二隔膜13在第一并膜位置进行合并；将阳极12和阴极14插入第二并膜位置，使得阳极12和第一隔膜11合并、阴极14和第二隔膜13合并。
卷绕过程：用卷针卷绕合并布置的所述第一隔膜11、阳极12、第二隔膜13、阴极14；
切断过程：当所述第一隔膜11、阳极12、第二隔膜13、阴极14卷绕所需长度时，将第一隔膜11、阳极12、第二隔膜13、阴极14切断。
采用包括上述实施例中并膜方法的电芯卷绕方法来制备电芯，提高了电芯卷绕的质量。
另外，本发明又提供了一种卷绕设备，包括卷针及上述任一实施例所述的并膜机构。
以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。