卷绕式电芯的加工装置的制作方法

本申请涉及电芯加工技术领域，尤其涉及一种卷绕式电芯的加工装置。

背景技术：

电芯包括叠置式电芯和卷绕式电芯，叠置式电芯是将多层正极片和负极片层叠设置，并经过压合形成的电芯。卷绕式电芯是通过卷制的方式将正极片和负极片卷绕成电芯。

在卷绕式电芯的加工过程中，极片在卷绕过程中容易发生皱褶，这使得卷绕式电芯的加工质量下降。

技术实现要素：

本申请实施例提供了一种卷绕式电芯的加工装置，能够降低极片发生褶皱的风险，提高电芯的加工质量。

本申请提供了一种卷绕式电芯的加工装置，包括安装基础、卷绕机构以及夹紧机构，

所述卷绕机构和所述夹紧机构均安装于所述安装基础，所述夹紧机构与所述卷绕机构具有靠近彼此的相对运动行程，在极片的卷制过程中，所述卷绕机构与所述夹紧机构能够分别向所述极片施加第一作用力和第二作用力，所述第一作用力与所述第二作用力能够为所述极片提供张力，且在所述第一作用力与所述第二作用力的共同作用下，所述夹紧机构与所述卷绕机构产生所述相对运动行程。

优选的，还包括联动机构，所述联动机构的一端连接于所述卷绕机构上，另一端连接于所述夹紧机构上，在所述第一作用力与所述第二作用力的共同作用下，所述联动机构产生收缩变形。

优选的，所述联动机构包括平行四连杆机构，所述平行四连杆机构包括依次铰接的第一连杆、第二连杆、第三连杆和第四连杆，所述卷绕机构连接于所述第一连杆和所述第二连杆的第一铰接点处，所述夹紧机构连接于所述第三连杆与所述第四连杆的第二铰接点处。

优选的，所述第一连杆、所述第二连杆、所述第三连杆以及所述第四连杆的长度均相等。

优选的，还包括支撑辊，所述支撑辊用于支撑所述极片，所述支撑辊活动连接于所述安装基础，且所述支撑辊设置于所述卷绕机构与所述夹紧机构之间。

优选的，所述平行四连杆机构以及所述支撑辊均设置有多个，相邻的两个所述平行四连杆机构中一者的所述第一铰接点与另一者的第二铰接点铰接，各所述支撑辊分别铰接于所述第一铰接点与所述第二铰接点的铰接处。

优选的，所述卷绕机构上开设有气道，所述气道与气源连通，以用于将所述极片的起始端吸附在所述卷绕机构上。

优选的，所述卷绕机构包括支座和转动连接于所述支座的卷针，所述支座与所述安装基础固定连接，所述卷针用于卷绕极片，所述夹紧机构与所述安装基础活动连接以产生所述相对运动行程。

优选的，还包括张力控制部，所述夹紧机构与所述张力控制部连接以用于控制所述极片在卷制过程中的张力。

优选的，所述张力控制部包括无杆气缸，所述无杆气缸包括滑动连接的导轨和浮动体，所述夹紧机构与所述浮动体固定连接。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种卷绕式电芯的加工装置，卷绕机构用于卷制极片，夹紧机构用于夹紧极片，在极片的卷绕过程中，卷绕机构和夹紧机构分别施加极片于第一作用力和第二作用力，第一作用力和第二作用力为极片提供张力，在第一作用力和第二作用力的共同作用下，夹紧机构与卷绕机构产生靠近彼此的相对运动行程，并将极片卷制在卷绕机构上。在上述的方案中，极片在卷制过程中始终受到张力作用，减少了极片在卷绕过程中发生皱褶的现象，提高了卷绕式电芯的加工质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的加工装置的立体图；

图2为本申请实施例提供的加工装置的主视图；

图3为本申请实施例提供的加工装置的俯视图；

图4为图2中的A-A视图；

图5为图2中的B-B视图；

图6为图2中的C-C视图。

附图标记：

1-安装基础；

11-滑轨；

2-卷绕机构；

21-卷针；

22-支座；

3-夹紧机构；

4-联动机构；

41-第一连杆；

42-第二连杆；

43-第三连杆；

44-第四连杆；

5-支撑辊；

6-张力控制部；

7-极片。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-6所示，本申请提供了一种卷绕式电芯的加工装置，包括安装基础1、卷绕机构2以及夹紧机构3。安装基础1作为加工装置的固定基体，为卷绕机构2和夹紧机构3提供支撑。安装基础1可是大地，也可以是与大地固定连接的固定支架等。

卷绕机构2用于卷制极片7，卷绕机构2安装于安装基础1上且具有转动行程，夹紧机构3用于夹紧极片7，同样，夹紧机构3也安装于安装基础1上。

夹紧机构3与卷绕机构2具有靠近彼此的相对运动行程，在极片7的卷制过程中，卷绕机构2与夹紧机构3分别向极片7施加第一作用力和第二作用力，第一作用力与第二作用力能够为极片7提供张力，且在第一作用力与第二作用力的共同作用下，夹紧机构3与卷绕机构2产生相对运动行程。

根据以上的描述，在卷绕式电芯的加工过程中，通过卷绕机构2与夹紧机构3分别向极片7施加的第一作用力和第二作用力，上述两作用力在极片7上形成张力，该张力减少了极片7发生褶皱的风险，提高了卷绕式电芯的加工质量。

进一步，为了提高夹紧机构3与卷绕机构2相对运动过程中的稳定性，优选该加工装置还包括联动机构4，联动机构4的一端连接于卷绕机构2上，另一端连接于夹紧机构3上，在第一作用力与第二作用力的共同作用下，联动机构4产生收缩变形。该方案中，联动机构4的设置为夹紧机构3与卷绕机构2的相对运动提供了阻力，该阻力可以减小两者相对运动的速度，避免出现在相对运动的起点位置处速度较小，而在其它位置处速度较大的现象，减小夹紧机构3与卷绕机构2相对运动时的冲击。

根据一个实施例，如图2所示，联动机构4包括平行四连杆机构，平行四连杆机构包括依次铰接的第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43和第四连杆44，卷绕机构2连接于第一连杆41和第二连杆42相铰接的第一铰接点处，夹紧机构3连接于第三连杆43与第四连杆44相铰接的第二铰接点处。此实施方案中，在极片7的卷制过程中，平行四连杆机构中的各连杆在外力作用下相对转动，平行四连杆机构收缩变形，此联动机构4的结构相对稳定，在收缩变形的过程中不会发生弹跳，对极片7的张力影响较小。当然，在其它一些实施例中，联动机构4还可以通过弹性件等结构实现。

进一步，为了保证平行四连杆机构具有良好的加工工艺性，优选第一连杆41、第二连杆42、第三连杆43以及第四连杆44的长度均相等，这样一来，在平行四连杆机构的加工过程中，各连杆的规格尺寸均一致，以减少连杆的种类，避免在组装和制造过程中各连杆造成混淆，且各连杆具有通用性和互换性。

在图2所示的实施例中，该加工装置还包括支撑辊5，支撑辊5活动连接于安装基础1上，支撑辊5设置于卷绕机构2与夹紧机构3之间，当卷制极片7时，极片7从支撑辊5上经过，支撑辊5的设置可以为极片7提供支撑力，避免极片7在长度尺寸较大的情况下出现向下偏移的现象，并且，支撑辊5与安装基础1活动连接可以避免在极片7卷制过程中，支撑辊5与夹紧机构3以及卷绕机构2中的任意一者发生干涉，以保证极片7的正常卷制。

当极片7的长度尺寸较大时，还可以设置平行四连杆机构以及支撑辊5的数量均为多个，多个平行四连杆机构中，相邻两者中一者的第一铰接点与另一者的第二铰接点铰接，各支撑辊5分别铰接于第一铰接点与第二铰接点的铰接处。此时，支撑辊5可以为极片7提供多个支撑点，该方案使得极片7的长度不会受到局限，且不同厚度要求的卷绕式电芯均可以通过该加工装置加工而成，根据极片7的尺寸，对平行四连杆机构和支撑辊5的数量均可以相应地做出选择。

另一方面，为了减小卷绕机构2对极片7的损伤，本申请优选在卷绕机构2上开设有气道，气道与气源连通，以用于将极片7的起始端吸附在卷绕机构2上。具体而言，卷绕机构2包括卷针21，气道开设于卷针21上，气道与气源连通，当气源开启时，卷针21上产生吸附作用力，该吸附作用力将极片7吸附在卷针21上。该方案一方面不会由于接触力导致极片7损伤，另一方面，无需通过额外的固定部固定极片7，简化了加工装置的结构。

需要说明的是，本申请中，为了保持极片7张力的恒定，还优选卷针21为圆柱体结构的卷针21，圆柱体结构的卷针21在圆周面上具有相等的线速度，可以保证极片7张力的恒定。

卷绕机构2和夹紧机构3相对运动行程的产生可以通过多种方式实现，根据一个实施例，卷绕机构2与夹紧机构3均能够向靠近彼此的一侧运动，以使在极片7的卷绕过程中，两者产生相对运动行程。根据另一实施例，夹紧机构3固定设置在安装基础1上，卷绕机构2相对安装基础1运动，该设置同样可以实现卷绕机构2与夹紧机构3的相对运动。

本实施例中，如图4所示，优选卷绕机构2还包括支座22，卷针21转动连接于支座22，支座22与安装基础1固定连接，相应地，夹紧机构3与安装基础1活动连接以产生相对运动行程，这样一来，卷绕机构2仅具有转动行程，夹紧机构3具有活动行程，在极片的卷绕过程中，夹紧机构3向靠近卷绕机构2的一侧运动。此方案方便极片7的卷绕，较上述两实施例而言，结构布局更加合理。

根据一个实施例，安装基础1包括滑轨11，夹紧机构3与滑轨11滑动配合以产生活动行程。当然，夹紧机构3还可以与安装基础1滚动连接。

如图5-6所示，本申请还包括张力控制部6，夹紧机构3与张力控制部6连接，张力控制部6提供与夹紧机构3运动方向相反的推力，以控制极片7在卷绕过程中的张力。在图5-6所示的实施例中，张力控制部6包括无杆气缸，无杆气缸包括滑动配合的导轨和浮动体，其中，导轨与滑轨11平行设置，浮动体与夹紧机构3固定连接。在无杆气缸内充入预设压力的气体，气压提供与夹紧机构3运动方向相反的作用力，从而实现对极片7的张力更为精准的控制。

在其它一些实施例中，张力控制部6还可以采用其它方案，例如液压缸等。

夹紧机构3有多种设置方式，例如，夹紧机构3可以包括固定夹板和活动夹板，活动夹板通过气缸驱动，可以将极片7被夹紧在活动夹板和固定夹板之间。当然，夹紧机构3也可以采用吸盘结构夹紧极片。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。