电池卷绕装置的制作方法

1.本发明涉及电池制造领域，具体而言，涉及一种电池卷绕装置。


背景技术：

2.动力电池具体能量密度高、循环寿命高、安全性能好、设计灵活等优势使其在汽车行业内取得飞跃式发展。动力电池大致分为：软包电池、圆柱电池及方形电池，在电池生产过程中非常关键的一道工序为卷绕或叠片，其中叠片多应用于软包锂电池，卷绕多应用于圆柱电池和方形电池。
3.叠片工艺使用叠片机进行，是将经过模切成型的正极片、负极片、隔膜叠合成电芯单体，再经过焊接、封装、注液、化成等工序，最终形成电池包，叠片工艺的优点是可兼容尺寸较大的电芯。
4.对于方形、圆柱锂电池卷绕电芯来说，现有技术中的极片卷绕方式都是将极片(正极片、隔膜、负极片依次叠置)从一端开始卷绕至另一端，直至完成电芯卷绕。但是，现有的极片卷绕存在容易影响产品精度，造成二次污染等问题，严重影响了电池的性能和安全性。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种电池卷绕装置，其可以提高电池性能和安全性。
6.本发明提供一种电池卷绕装置，包括：正极极片放卷模块，所述正极极片放卷模块用于放卷正极极片；负极极片放卷模块，所述负极极片放卷模块用于放卷负极极片；上隔膜放卷模块，所述上隔膜放卷模块用于放卷上隔膜；下隔膜放卷模块，所述下隔膜放卷模块用于放卷下隔膜；转塔模块，所述转塔模块位于所述正极极片放卷模块和所述负极极片放卷模块之间，并位于所述上隔膜放卷模块和所述下隔膜放卷模块之间，用于卷绕所述正极极片、所述负极极片、所述上隔膜和所述下隔膜；吸尘模块，所述吸尘模块设置在所述转塔模块的入口，用于所述正极极片、所述负极极片、所述上隔膜和所述下隔膜进行静电除尘；出胶辊压模块，所述出胶辊压模块用于对所述上隔膜和下隔膜进行喷胶处理，且用于辊压所述正极极片、所述负极极片、所述上隔膜和所述下隔膜。
7.在可选的实施方式中，所述正极极片放卷模块包括正极极片放卷机构、正极极片纠偏机构和正极极片张力检测控制机构，所述正极极片放卷机构用于放卷所述正极极片，以向所述转塔模块提供所述正极极片，所述正极极片纠偏机构用于对所述正极极片进行纠偏，所述正极极片张力检测控制机构用于对所述正极极片的放卷张力进行实时检测和控制。
8.在可选的实施方式中，所述正极极片纠偏机构包括正极极片放卷纠偏机构、正极极片入片纠偏机构和正极极片卷前纠偏机构，所述正极极片放卷纠偏机构用于对所述正极极片的放卷张力进行纠偏调节，所述正极极片入片纠偏机构用于对所述正极极片进入所述转塔模块前的位置进行调节，所述正极极片卷前纠偏机构用于对所述正极极片进入所述转塔模块前的张力进行纠偏调节。
9.在可选的实施方式中，所述上隔膜放卷模块包括上隔膜放卷机构和上隔膜放卷纠偏机构，所述上隔膜放卷机构用于放卷所述上隔膜，以向所述转塔模块提供所述上隔膜，所述上隔膜放卷纠偏机构用于对所述上隔膜进行纠偏，以使所述上隔膜的纠偏精度和张力在设定范围内。
10.在可选的实施方式中，所述转塔模块包括转塔本体、安装部件、伸缩电机和旋转电机，所述安装部件具有安装腔室和与所述安装腔室连通的开口，所述伸缩电机和所述旋转电机传动连接，并均位于所述安装腔室内，且其中的一者安装于所述安装部件上，另一者与所述转塔本体传动连接，所述伸缩电机能够带动所述转塔本体相对所述安装腔室从所述开口伸出或缩回，所述旋转电机能够带动所述转塔本体绕所述转塔本体的轴线旋转，所述转塔本体设置有卷针孔位，用于卷绕所述正极极片、所述负极极片、所述上隔膜和所述下隔膜。
11.在可选的实施方式中，所述安装部件包括第一安装板、第二安装板和连接柱，所述第一安装板和所述第二安装板相对，并均与所述连接柱连接，所述第一安装板、所述连接柱和所述第二安装板围成所述安装腔室，所述第一安装板上设置有所述开口。
12.在可选的实施方式中，所述吸尘模块包括负压腔体和超声除尘部件，所述负压腔体用于吸附待除尘杂质，所述超声除尘部件安装于所述负压腔体内，用于对杂质进行超声波处理。
13.在可选的实施方式中，所述出胶辊压模块包括真空吸附辊、出胶辊和压紧辊，所述真空吸附辊与所述出胶辊辊压配合，所述出胶辊与所述压紧辊辊压配合，所述压紧辊与所述转塔模块辊压配合。
14.在可选的实施方式中，所述电池卷绕装置还包括隔膜切刀，所述隔膜切刀包括两组，分别用于切割所述上隔膜和所述下隔膜。
15.在可选的实施方式中，所述电池卷绕装置还包括下料机构，所述下料机构与所述转塔模块相邻，用于将卷好的电芯进行压芯下料。
16.本发明实施例提供的电池卷绕装置：正极极片放卷模块用于放卷正极极片，负极极片放卷模块用于放卷负极极片，上隔膜放卷模块用于放卷上隔膜，下隔膜放卷模块用于放卷下隔膜，放卷的正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜通过转塔模块相互卷绕。吸尘模块用于对正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜进行吸尘、静电除尘处理，以除尘消除静电。出胶辊压模块用于将隔膜与卷芯压紧和对隔膜进行喷胶处理。在本发明实施例中，可以实现对电芯卷绕，从而避免叠片工艺存在的问题。同时，在本发明实施例中，吸尘模块和出胶辊压模块可以实现静电除尘且使正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜辊压紧密，从而有利于提高电池性能和安全性。本发明实施例可以提高电池性能和安全性，并且卷绕工艺的步骤简单、便于生产和制造。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
18.图1为本发明实施例提供的电池卷绕装置的结构示意图；
19.图2为图1中的正极极片放卷模块的结构示意图；
20.图3为图1中的负极极片放卷模块的结构示意图；
21.图4为图1中的上隔膜放卷模块的结构示意图；
22.图5为图1中的下隔膜放卷模块的结构示意图；
23.图6为图1中的转塔模块的结构示意图；
24.图7为图1中的吸尘模块的结构示意图；
25.图8为图1中的出胶辊压模块的结构示意图；
26.图9为图8中的出胶辊压模块与转塔模块配合的结构示意图。
27.图标：100
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电池卷绕装置；110
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正极极片放卷模块；111
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正极极片放卷机构；112
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正极极片纠偏机构；1121
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正极极片放卷纠偏机构；1122
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正极极片入片纠偏机构；1123
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正极极片卷前纠偏机构；113
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正极极片张力检测控制机构；1131
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正极极片张力控制部件；1132
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正极极片张力检测部件；120
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负极极片放卷模块；121
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负极极片放卷机构；122
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负极极片纠偏机构；1221
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负极极片放卷纠偏机构；1222
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负极极片入片纠偏机构；1223
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负极极片卷前纠偏机构；123
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负极极片张力检测控制机构；1231
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负极极片张力控制部件；1232
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负极极片张力检测部件；130
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上隔膜放卷模块；131
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上隔膜放卷机构；132
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上隔膜放卷纠偏机构；140
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下隔膜放卷模块；141
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下隔膜放卷机构；142
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下隔膜放卷纠偏机构；150
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转塔模块；151
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转塔本体；152
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安装部件；1521
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安装腔室；1522
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开口；1523
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第一安装板；1524
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第二安装板；1525
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连接柱；153
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伸缩电机；154
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旋转电机；160
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吸尘模块；161
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负压腔体；162
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超声除尘部件；170
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出胶辊压模块；171
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真空吸附辊；172
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出胶辊；173
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压紧辊；180
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隔膜切刀；190
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下料机构。
具体实施方式
28.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
29.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
30.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
31.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
32.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
33.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
34.请参阅图1，本发明实施例提供一种电池卷绕装置100。该电池卷绕装置100可以用于实施电芯卷绕工艺，并且可以提高电池性能和安全性。
35.在本发明实施例中，电池卷绕装置100包括：正极极片放卷模块110、负极极片放卷模块120、上隔膜放卷模块130、下隔膜放卷模块140、转塔模块150、吸尘模块160和出胶辊压模块170。其中，正极极片放卷模块110用于放卷正极极片；负极极片放卷模块120用于放卷负极极片；上隔膜放卷模块130用于放卷上隔膜；下隔膜放卷模块140用于放卷下隔膜；转塔模块150位于正极极片放卷模块110和负极极片放卷模块120之间，并位于上隔膜放卷模块130和下隔膜放卷模块140之间，用于卷绕正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜；吸尘模块160设置在转塔模块150的入口，用于正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜进行静电除尘；出胶辊压模块170用于对上隔膜和下隔膜进行喷胶处理，且用于辊压正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜。
36.可以理解的是，在本发明实施例中，正极极片放卷模块110用于放卷正极极片，负极极片放卷模块120用于放卷负极极片，上隔膜放卷模块130用于放卷上隔膜，下隔膜放卷模块140用于放卷下隔膜，放卷的正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜通过转塔模块150相互卷绕。吸尘模块160用于对正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜进行吸尘、静电除尘处理，以除尘消除静电。出胶辊压模块170用于将隔膜与卷芯压紧和对隔膜进行喷胶处理。在本发明实施例中，可以实现对电芯卷绕，从而避免叠片工艺存在的问题。同时，在本发明实施例中，吸尘模块160和出胶辊压模块170可以实现静电除尘且使正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜辊压紧密，从而有利于提高电池性能和安全性。
37.同时，还需要指出的是，在本发明实施例中，正极极片放卷模块110与负极极片放卷模块120可以利用类似的结构形式实现；上隔膜放卷模块130和下隔膜放卷模块140可以利用类似的结构形式实现。正极极片放卷模块110和负极极片放卷模块120利用相同或类似的结构形式实现可以使制造成本更低，同时便于装配和维护；上隔膜放卷模块130和下隔膜放卷模块140利用仙童或类似的结构形式实现，可以使制造成本更低，同时便于装配和维护。上述设置可以进一步提升经济效益。当然，应当理解的是，正极极片放卷模块110和负极极片放卷模块120也可以采用不同的结构形式，上隔膜放卷模块130和下隔膜放卷模块140也可以采用不同的结构形式，本发明实施例对此不做具体要求和限定。
38.请参阅图2，在可选的实施方式中，正极极片放卷模块110可以包括正极极片放卷机构111、正极极片纠偏机构112和正极极片张力检测控制机构113，正极极片放卷机构111用于放卷正极极片，以向转塔模块150提供正极极片，正极极片纠偏机构112用于对正极极片进行纠偏，正极极片张力检测控制机构113用于对正极极片的放卷张力进行实时检测和
控制。
39.进一步地，正极极片纠偏机构112可以包括正极极片放卷纠偏机构1121、正极极片入片纠偏机构1122和正极极片卷前纠偏机构1123，正极极片放卷纠偏机构1121用于对正极极片的放卷张力进行纠偏调节，正极极片入片纠偏机构1122用于对正极极片进入转塔模块150前的位置进行调节，正极极片卷前纠偏机构1123用于对正极极片进入转塔模块150前的张力进行纠偏调节。
40.进一步地，对于正极极片张力检测控制机构113来说，其用于对正极极片的放卷张力进行检测和控制，可以包括正极极片张力检测部件1132和正极极片张力控制部件1131。需要说明的是，在本发明实施例中，正极极片放卷纠偏机构1121也可以对正极极片的放卷张力进行调整。在卷绕过程中，正极极片的张力处于变化过程，随着卷绕折数的变化，正极极片的张力也随之变化，本发明实施例通过正极极片张力检测部件1132实时检测正极极片的放卷张力，并通过正极极片张力控制部件1131将正极极片的张力调节到设定的范围内，从而使得在正极极片放卷过程中，正极极片的张力始终在设定的范围内。对于正极极片的张力范围，其可以设置在50
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2500gf(gf，克力，硬度单位，指1g质量的物质所受到的重力的大小的单位)。
41.请参阅图3，在本发明实施例中，对于负极极片放卷模块120来说，其可以利用与正极极片放卷模块110相似的结构形式。在本实施例中，负极极片放卷模块120可以包括负极极片放卷机构121、负极极片纠偏机构122和负极极片张力检测控制机构123，负极极片放卷机构121用于放卷负极极片，以向转塔模块150提供负极极片，负极极片纠偏机构122用于对负极极片进行纠偏，负极极片张力检测控制机构123用于对负极极片的放卷张力进行实时检测和控制。
42.进一步地，负极极片纠偏机构122可以包括负极极片放卷纠偏机构1221、负极极片入片纠偏机构1222和负极极片卷前纠偏机构1223，负极极片放卷纠偏机构1221用于对负极极片的放卷张力进行纠偏调节，负极极片入片纠偏机构1222用于对负极极片进入转塔模块150前的位置进行调节，负极极片卷前纠偏机构1223用于对负极极片进入转塔模块150前的张力进行纠偏调节。
43.进一步地，对于负极极片张力检测控制机构123来说，其用于对负极极片的放卷张力进行检测和控制，可以包括负极极片张力检测部件1232和负极极片张力控制部件1231。需要说明的是，在本发明实施例中，负极极片放卷纠偏机构1221也可以对负极极片的放卷张力进行调整。在卷绕过程中，负极极片的张力处于变化过程，随着卷绕折数的变化，负极极片的张力也随之变化，本发明实施例通过负极极片张力检测部件1232实时检测负极极片的放卷张力，并通过负极极片张力控制部件1231将负极极片的张力调节到设定的范围内，从而使得在负极极片放卷过程中，负极极片的张力始终在设定的范围内。对于负极极片的张力范围，其可以设置在50
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2500gf。
44.请参阅图4，在可选的实施方式中，上隔膜放卷模块130可以包括上隔膜放卷机构131和上隔膜放卷纠偏机构132，上隔膜放卷机构131用于放卷上隔膜，以向转塔模块150提供上隔膜，上隔膜放卷纠偏机构132用于对上隔膜进行纠偏，以使上隔膜的纠偏精度和张力在设定范围内。张力范围可以设置在50
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2000gf。
45.请参阅图5，在可选的实施方式中，对于下隔膜放卷模块140来说，其可以采用与上
隔膜放卷模块130对应的结构。下隔膜放卷模块140可以包括下隔膜放卷机构141和下隔膜放卷纠偏机构142，下隔膜放卷机构141用于放卷下隔膜，以向转塔模块150提供下隔膜，下隔膜放卷纠偏机构142用于对下隔膜进行纠偏，以使下隔膜的纠偏精度和张力在设定范围内。张力范围可以设置在50
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2000gf。
46.请参阅图6，在可选的实施方式中，转塔模块150可以包括转塔本体151、安装部件152、伸缩电机153和旋转电机154，安装部件152具有安装腔室1521和与安装腔室1521连通的开口1522，伸缩电机153和旋转电机154传动连接，并均位于安装腔室1521内，且其中的一者安装于安装部件152上，另一者与转塔本体151传动连接，伸缩电机153能够带动转塔本体151相对安装腔室1521从开口1522伸出或缩回，旋转电机154能够带动转塔本体151绕转塔本体151的轴线旋转，转塔本体151设置有卷针孔位，用于卷绕正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜。
47.需要说明的是，在本发明实施例中，伸缩电机153和旋转电机154可以分别带动转塔本体151做伸缩运动和旋转运动，伸缩电机153和旋转电机154中的一者安装在安装部件152上，另一者与其传动连接，并与转塔本体151连接。比如，伸缩电机153安装在安装部件152上，旋转电机154与伸缩电机153传动连接，伸缩电机153可以带动旋转电机154转动，转塔本体151的运动为伸缩电机153与旋转电机154的复合运动；也就是说，转塔本体151既可以旋转，又可以伸缩，从而使得卷绕更加方便，有利于提升卷绕效率。
48.进一步地，安装部件152可以包括第一安装板1523、第二安装板1524和连接柱1525，第一安装板1523和第二安装板1524相对，并均与连接柱1525连接，第一安装板1523、连接柱1525和第二安装板1524围成安装腔室1521，第一安装板1523上设置有上述的开口1522，转塔本体151能够从开口1522处伸出。此外，还可以设置导向柱，该导向柱与旋转电机154的安装板滑动连接，旋转电机154的安装板与伸缩电机153传动连接，即该安装板可以做伸缩运动，导向柱可以限制安装板的伸缩方向，从而限制转塔本体151的伸缩路径。
49.请参阅图7，在可选的实施方式中，吸尘模块160可以包括负压腔体161和超声除尘部件162，负压腔体161用于吸附待除尘杂质，超声除尘部件162安装于负压腔体161内，用于对杂质进行超声波处理。在本实施例中，吸尘模块160采用超声负压式除尘机构，该机构非接触干式内循环式超声除尘，可适应于凹凸面、曲面等无死角吸尘，旋转气体自带超声波可消除界面效应，流体自带等离子体，可消除静电影响。
50.请参阅图8和图9，在可选的实施方式中，出胶辊压模块170可以包括真空吸附辊171、出胶辊172和压紧辊173，真空吸附辊171与出胶辊172辊压配合，出胶辊172与压紧辊173辊压配合，压紧辊173与转塔模块150辊压配合。真空吸附辊171可以对卷绕部分进行真空吸附，出胶辊172可以对尾部进行喷胶粘接，从而可以有效解决现有技术中贴胶带的不良影响。
51.在可选的实施方式中，电池卷绕装置100还可以包括隔膜切刀180，隔膜切刀180包括两组，分别用于切割上隔膜和下隔膜。
52.在可选的实施方式中，电池卷绕装置100还可以包括下料机构190，下料机构190与转塔模块150相邻，用于将卷好的电芯进行压芯下料。
53.请结合参阅图1至图9，本发明实施例提供的电池卷绕装置100：正极极片放卷模块110用于放卷正极极片，负极极片放卷模块120用于放卷负极极片，上隔膜放卷模块130用于
放卷上隔膜，下隔膜放卷模块140用于放卷下隔膜，放卷的正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜通过转塔模块150相互卷绕。吸尘模块160用于对正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜进行吸尘、静电除尘处理，以除尘消除静电。出胶辊压模块170用于将隔膜与卷芯压紧和对隔膜进行喷胶处理。在本发明实施例中，可以实现对电芯卷绕，从而避免叠片工艺存在的问题。同时，在本发明实施例中，吸尘模块160和出胶辊压模块170可以实现静电除尘且使正极极片、负极极片、上隔膜和下隔膜辊压紧密，从而有利于提高电池性能和安全性。本发明实施例可以提高电池性能和安全性，并且卷绕工艺的步骤简单、便于生产和制造。
54.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。