双向分级抽芯卷针装置的制作方法

本发明属于锂电池极组卷绕技术，特别涉及一种双向分级抽芯卷针装置。

背景技术：

极组卷绕是锂离子电池生产的重要步骤之一，锂离子电池极组卷绕过程如图1所示，在工作状态时，卷针芯2合并，夹持隔膜3，卷针片1张开，开始卷绕；在卷绕完成后，卷针芯2打开，松开隔膜3，卷针片1内缩，机械夹爪夹持电池极组，卷针后退拔出。而在传统卷针装置中，卷针片和卷针芯都装在同一轴上，卷针片与隔膜接触面积大，卷针芯和卷针片收缩幅度都比较小，卷针片和卷针芯同时、同侧拔出，但是由于在缠绕构成中，使用的陶瓷胶涂层隔膜和超薄隔膜会受重力和自身粘性的影响，粘在卷针上，在卷针拔出的过程中，引起隔膜对齐不良的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述技术不足，而提供一种双向分级抽芯卷针装置，实现减少隔膜在极组卷绕过程中与卷针发生粘连的情况，从而解决极组隔膜对齐度不良的问题，为达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种双向分级抽芯卷针装置，包括卷针片组件、卷针芯组件，所述卷针片组件包括：卷针片座、一组卷针片，所述卷针芯组件包括：卷针芯座、一组卷针芯，所述的一组卷针片装卡在卷针片座中，所述的一组卷针芯装卡在所述的卷针芯座中。所述的双向分级抽芯卷针装置在工作状态时，所述一组卷针芯插入到所述的一组卷针片中并与其内壁配合。本结构卷针可实现分级、双侧退针过程，扩大卷针芯和隔膜接触的面积，减小卷针片和隔膜接触的面积。卷绕结束后，在退针时，先将卷针芯打开，在卷针片支撑隔膜的情况下优先退出，隔膜不受影响，然后卷针片再收缩后退出，可防止隔膜随卷针芯拔出时出现隔膜对齐度不良。

优选地，所述的卷针片座安装在主轴上，所述的卷针芯座安装在辅轴上，在装置到达工作位置后，装在主轴上的卷针片组件会带动装在辅轴上的卷针芯组件旋转。

优选地，所述卷针片座中心布有定位孔，所述的一组卷针片的前端设有尖端定位凸起，所述尖端定位凸起与所述定位孔配合。本实用新型在工作位置时，定位孔起到限定卷针芯位置作用。

优选地，所述的卷针芯座内置弹簧和导轨，所述一组卷针芯组由左运动芯针和右运动芯针组成，左运动芯针和右运动芯针的一端插入到所述卷针芯座中，所述导轨插入到所述左运动芯针和右运动芯针中，弹簧位于所述导轨上并位于所述左运动芯针和右运动芯针之间，这样布置利于卷针芯在压缩后回弹。

本实用新型的有益效果是：采用本结构卷针，可实现分级、双侧退针过程。通过双向分级抽芯的结构设计，在卷针片支撑隔膜的情况下优先退出卷针芯，隔膜不受影响，然后卷针片再收缩后退出，防止了隔膜随卷针芯拔出时出现隔膜对齐度不良。其次，扩大卷针芯和隔膜接触的面积，减小卷针片和隔膜接触的面积，最大化的减少卷针片于隔膜的接触面积，从而使粘连卷针片面积大幅度减少，退针时粘连面积减少。此外，本结构因为从传统的卷针片和卷针芯的半包结构改为分离结构，可消除卷针片组件的厚度限制，理论上，在零件制造条件允许的情况下，本结构可做到足够薄，从而更适合宽度很大，厚度很薄的极组卷绕。

附图说明

图1为传统的卷针整体结构示意图；

图2a为传统的卷针整体结构待机状态示意图；

图2b为传统的卷针整体结构工作状态示意图；

图3为本实用新型待机状态结构示意图；

图4为实用新型待机状态卷针芯与卷针片相对位置示意图；

图5为实用新型工作状态结构示意图；

图6为实用新型工作状态卷针芯与卷针片相对位置示意图；

图7为本实用新型夹紧隔膜的状态示意图；

图8为本实用新型卷绕结束的状态示意图；

图9为本实用新型卷针芯拔出的状态示意图；

图10为本实用新型卷针片收缩的状态示意图；

图11为本实用新型卷针芯组件示意图；

图12为本实用新型卷针片座示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

一种双向分级抽芯卷针装置，包括卷针片组件、卷针芯组件，所述卷针片组件包括：卷针片座10、一组卷针片4，所述卷针芯组件包括：卷针芯座11、一组卷针芯5，所述的一组卷针片4装卡在卷针片座10中，所述的一组卷针芯5装卡在所述的卷针芯座11中。所述的双向分级抽芯卷针装置在工作状态时，所述一组卷针芯5插入到所述的一组卷针片4中并与其内壁配合。

所述的卷针片座10安装在主轴上，所述的卷针芯座11安装在辅轴上。

所述卷针片座10中心布有定位孔9，所述的一组卷针片的前端设有尖端定位凸起8，所述尖端定位凸起8与所述定位孔9配合。

所述的卷针芯座11内置弹簧7和导轨6，所述一组卷针芯组由左运动芯针12和右运动芯针13组成，左运动芯针12和右运动芯针13的一端插入到所述卷针芯座11中，所述导轨6插入到所述左运动芯针12和右运动芯针13中，弹簧7位于所述导轨6上并位于所述左运动芯针12和右运动芯针13之间。

待机时总体结构如图3所示，卷针芯组件和卷针片组件分别位于卷绕工作区域两侧，此时卷针芯5截面和卷针片4截面相对位置如图4所示。工作时卷针芯5和卷针片4移动到工作区域，总体结构如图5，截面如图6所示。在卷绕极组时，具体工作步骤如下；

夹膜阶段，卷针芯5向工作区域移动，此时卷针芯5为打开状态，在到达预定位置后，在控制装置作用下，卷针芯5合并，夹紧隔膜3；卷针片4从另一侧向工作区域移动，达到预定位置后，卷针片4张开，如图7。

卷绕：卷针片4张开、卷针芯5夹紧隔膜3后，主轴旋转，开始卷绕，如图8。

极组卷绕，此时整个结构中卷针片组件为打开状态，卷针芯组件为合并状态，如图10。此过程中，整体绕轴旋转，卷针片4一侧为主动轴，卷针芯5一侧为从动轴。

退针，首先卡盘结构先进行一次后退，从图9所示位置运动到图8所示位置，使定位销14打开。然后卷针芯气缸打开，卷针芯5分开，松开隔膜3，卷针芯组件抽出。之后机械手夹住电池极组，卡盘二次后退，卷针片4内缩，最后卷针片组件抽出。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。