复合卷绕装置的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池制造技术领域，具体而言，涉及一种复合卷绕装置。


背景技术：

2.卷绕工序是实现电芯高效率制造的关键工序，目前市场上主要的技术方案是间断式的卷绕方式，整体效率低下。具体而言，现有的卷绕方式，在卷绕过程中极片、隔膜对应位置波动大，电芯整体对齐度较差，电芯卷绕转运过程中容易错位。此外，由于现有的极片和隔膜在卷绕前处于分离状态，导致隔膜单独输送，隔膜整体强度较低，导致极片、隔膜的张力控制较困难，设备提速困难。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种复合卷绕装置，其能够将极片和隔膜复合为一体后进行卷绕，避免在卷绕过程中极片、隔膜相对位置发生波动，保证了电芯整体对齐度较好，且不易错位，且复合后提高了复合料带的结构强度，使得张力控制较为容易，有利于设备提速。
4.本实用新型的实施例是这样实现的：
5.第一方面，本实用新型提供一种复合卷绕装置，包括极片放卷组件、隔膜放卷组件、极片切送片组件、复合组件和卷绕机构，所述极片放卷组件和所述隔膜放卷组件间隔设置，所述极片放卷组件用于放卷极片，所述隔膜放卷组件用于放卷隔膜，所述极片切送片组件设置在所述极片放卷组件的出料侧，用于对所述极片进行裁切，所述复合组件设置在所述隔膜放卷组件和所述极片切送片组件的出料侧，用于将所述隔膜和裁切后的所述极片复合为一体，并形成复合料带，所述卷绕机构设置在所述复合组件的出料侧，用于卷绕所述复合料带，并形成电芯。
6.在可选的实施方式中，所述复合卷绕装置还包括安装架，所述极片放卷组件和所述隔膜放卷组件间隔设置在所述安装架上，所述复合组件活动设置在所述安装架上，所述卷绕机构可转动地设置在所述安装架上。
7.在可选的实施方式中，所述复合组件包括复合壳体、第一复合辊和第二复合辊，所述复合壳体设置在所述安装架上，所述第一复合辊和所述第二复合辊相对设置在所述复合壳体内，并形成用于压合所述极片和所述隔膜的复合通道。
8.在可选的实施方式中，所述复合壳体内设置有加热元件，所述加热元件用于加热所述复合壳体，以使所述极片和所述隔膜热复合在一起，以形成所述复合料带。
9.在可选的实施方式中，所述复合组件还包括复合驱动件，所述复合驱动件设置在所述复合壳体内，并与所述第一复合辊传动连接，用于带动所述第一复合辊靠近或者远离所述第二复合辊，以调节所述复合通道的宽度。
10.在可选的实施方式中，所述极片放卷组件和所述隔膜放卷组件均为两个，两个所述隔膜放卷组件和两个所述极片放卷组件交错设置在所述安装架上，每个所述极片放卷组
件的出料侧均设置有所述极片切送片组件，每个所述极片切送片组件与所述卷绕机构之间均设置有所述复合组件。
11.在可选的实施方式中，所述复合卷绕装置还包括设置在所述安装架上的入料组件，所述入料组件设置在所述卷绕机构的入料侧，并位于两个所述复合组件的出料侧，用于对两个所述复合组件输出的所述复合料带进行压合，并将压合后的两个所述复合料带送入所述卷绕机构。
12.在可选的实施方式中，所述入料组件包括第一进料辊、第二进料辊和卷绕暂存辊，所述第一进料辊和所述第二进料辊相对设置在所述安装架上，且所述第二进料辊设置在所述卷绕机构的入料侧，所述第一进料辊设置在所述第二进料辊的入料侧，所述卷绕暂存辊设置在所述第一进料辊和所述第二进料辊之间，用于缓存所述复合料带。
13.在可选的实施方式中，所述卷绕机构包括卷绕头、卷针和切隔膜组件，所述卷绕头可转动地设置在所述安装架上，所述卷针设置在所述卷绕头上，用于卷绕所述复合料带，所述切隔膜组件设置在所述卷绕头上，用于切断所述复合料带中的所述隔膜。
14.在可选的实施方式中，所述安装架上还设置有第一中间过辊和第二中间过辊，所述第一中间过辊设置在所述极片切送片组件和所述复合组件之间，并位于所述隔膜放卷组件的出料侧，用于支撑所述隔膜和裁切后的所述极片，所述第二中间过辊设置在所述复合组件的出料侧，用于支撑所述复合料带。
15.本实用新型实施例的有益效果包括：
16.本实用新型提供的复合卷绕装置，将极片放卷组件和隔膜放卷组件间隔设置，极片切送片组件设置在极片放卷组件的出料侧，复合组件设置在隔膜放卷组件和极片切送片组件的出料侧，卷绕机构设置在复合组件的出料侧。在实际卷绕时，通过极片放卷组件放卷极片，通过隔膜放卷组件放卷隔膜，极片由极片放卷组件输送后由极片切送片组件进行裁切和送片，由隔膜放卷组件放卷的隔膜和经过裁切后的极片经过复合组件进行复合，从而复合为一体后形成复合料带，卷绕机构对复合料带进行卷绕后形成电芯。相较于现有技术，本实用新型提供的复合卷绕装置，通过增设复合组件对隔膜和极片进行复合，从而使得隔膜和极片复合为一体，并形成复合料带，将极片和隔膜复合为一体后进行卷绕，避免在卷绕过程中极片、隔膜相对位置发生波动，保证了电芯整体对齐度较好，且不易错位，且复合后提高了复合料带的结构强度，使得张力控制较为容易，有利于设备提速。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，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实用新型的某些实施例，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为本实用新型实施例提供的复合卷绕装置的结构示意图；
19.图2为图1中复合组件的结构示意图；
20.图3为图1中入料组件和卷绕机构在第一状态下的结构示意图；
21.图4为图1中入料组件和卷绕机构在第二状态下的结构示意图。
22.图标:
23.100
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复合卷绕装置；110
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极片放卷组件；130
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隔膜放卷组件；150
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极片切送片组件；160
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复合组件；161
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复合壳体；163
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第一复合辊；165
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第二复合辊；167
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复合驱动件；170
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卷绕机构；171
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卷绕头；173
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卷针；175
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切隔膜组件；177
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卷绕工位；179
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贴胶下料工位；180
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安装架；181
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第一中间过辊；183
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第二中间过辊；190
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入料组件；191
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第一进料辊；193
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第二进料辊；195
‑
卷绕暂存辊。
具体实施方式
24.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
25.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
26.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。
27.在本实用新型的描述中，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，或者是该实用新型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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。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。
28.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。
29.在本实用新型的描述中，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实用新型中的具体含义。
30.正如背景技术中所公开的，现有的卷绕工序，采用的是间断式的卷绕方式，这种间断式的卷绕方式，在卷绕过程中极片、隔膜的对应位置波动较大，容易出现错位现象，使得电芯整体的对齐度较差，在后续的卷绕过程中也容易出现错位。并且，由于极片和隔膜在进入卷针进行卷绕之前处于分散状态，导致隔膜单独受力输送，而隔膜整体的强度较低，导致极片、隔膜张力控制困难，而在加速阶段，隔膜受力增大，这种卷绕工艺使得设备难以提速。
31.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种复合卷绕装置，其能够将极片和隔膜复合为一体后进行卷绕，避免在卷绕过程中极片、隔膜相对位置发生波动，保证了电芯整体对齐度较好，且不易错位，且复合后提高了复合料带的结构强度，使得张力控制较为容易，
有利于设备提速。需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型的实施例中的特征可以相互结合。
32.第一实施例
33.请参照图1，本实施例提供了一种复合卷绕装置100，通过增设复合组件160，能够将极片和隔膜复合为一体后进行卷绕，避免在卷绕过程中极片、隔膜相对位置发生波动，保证了电芯整体对齐度较好，且不易错位，且复合后提高了复合料带的结构强度，使得张力控制较为容易，有利于设备提速。
34.本实施例提供的复合卷绕装置100，包括极片放卷组件110、隔膜放卷组件130、极片切送片组件150、复合组件160和卷绕机构170，极片放卷组件110和隔膜放卷组件130间隔设置，极片放卷组件110用于放卷极片，隔膜放卷组件130用于放卷隔膜，极片切送片组件150设置在极片放卷组件110的出料侧，用于对极片进行裁切，复合组件160设置在隔膜放卷组件130和极片切送片组件150的出料侧，用于将隔膜和裁切后的极片复合为一体，并形成复合料带，卷绕机构170设置在复合组件160的出料侧，用于卷绕复合料带，并形成电芯。
35.进一步地，复合卷绕装置100还包括安装架180，极片放卷组件110和隔膜放卷组件130间隔设置在安装架180上，复合组件160活动设置在安装架180上，卷绕机构170可转动地设置在安装架180上。复合卷绕装置100可以是卷绕机，安装架180为卷绕机的安装架180，通过将构成复合卷绕装置100的各个部件集成在同一安装板上，提高了集成度，降低了整体的占用空间，提高了生产的经济性。当然，此处构成复合卷绕装置100的各个部件也可以安装在不同设备上。
36.在本实施例中，极片放卷组件110和隔膜放卷组件130均为两个，两个隔膜放卷组件130和两个极片放卷组件110交错设置在安装架180上，每个极片放卷组件110的出料侧均设置有极片切送片组件150，每个极片切送片组件150与卷绕机构170之间均设置有复合组件160。具体地，两个极片放卷组件110中的一个用于输出正极片，另一个用于输出负极片，两个极片放卷组件110和两个隔膜放卷组件130交错设置，能够使得复合料带的构成为依次层叠的隔膜、负极片、隔膜、正极片。
37.在本实施例中，安装架180上还设置有第一中间过辊181和第二中间过辊183，第一中间过辊181设置在极片切送片组件150和复合组件160之间，并位于隔膜放卷组件130的出料侧，用于支撑隔膜和裁切后的极片，第二中间过辊183设置在复合组件160的出料侧，用于支撑复合料带。
38.参见图2，复合组件160包括复合壳体161、第一复合辊163和第二复合辊165，复合壳体161设置在安装架180上，第一复合辊163和第二复合辊165相对设置在复合壳体161内，并形成用于压合极片和隔膜的复合通道。具体地，复合壳体161固定设置在安装架180上，且复合壳体161的两侧开设有供极片和隔膜进出的开口，第一复合辊163和第二复合辊165相对设置，开口与复合通道导通并相对，使得极片和隔膜从一侧开口进入，并经过复合通道压合后形成复合料带，从另一侧开口输出。
39.在本实施例中，复合壳体161内设置有加热元件(图未示)，加热元件用于加热复合壳体161，以使极片和隔膜热复合在一起，以形成复合料带。具体地，加热元件可以是红外加热器件，能够使得复合壳体161内部处于过热状态，方便将极片和隔膜热复合为一体。当然，此处也可以采用其他复合方式将隔膜复合为一体，以形成一体式的复合料带，例如采用贴
附粘接剂或超声波复合等方式，此处对于极片和隔膜的复合方式在此不作具体限定。
40.进一步地，复合组件160还包括复合驱动件167，复合驱动件167设置在复合壳体161内，并与第一复合辊163传动连接，用于带动第一复合辊163靠近或者远离第二复合辊165，以调节复合通道的宽度。具体地，复合驱动件167为直线气缸，并带动第一复合辊163靠近或者远离第二复合辊165，从而能够调节复合通道的宽度，以保证热复合的效果。
41.需要说明的是，本实施例中第一复合辊163和第二复合辊165均能够实现自转，即第一复合辊163可转动地与复合驱动件167连接，其中第一复合辊163和第二复合辊165可以是主动自转，也可以在极片和隔膜的摩擦带动下从动自转。
42.进一步地，参见图3和图4，复合卷绕装置100还包括设置在安装架180上的入料组件190，入料组件190设置在卷绕机构170的入料侧，并位于两个复合组件160的出料侧，用于对两个复合组件160输出的复合料带进行压合，并将压合后的两个复合料带送入卷绕机构170。具体地，通过设置入料组件190，能够将形成的两个复合料带送入卷绕机构170，实现卷绕。
43.在本实施例中，入料组件190包括第一进料辊191、第二进料辊193和卷绕暂存辊195，第一进料辊191和第二进料辊193相对设置在安装架180上，且第二进料辊193设置在卷绕机构170的入料侧，第一进料辊191设置在第二进料辊193的入料侧，卷绕暂存辊195设置在第一进料辊191和第二进料辊193之间，用于缓存复合料带。具体地，第一进料辊191和第二进料辊193均为两个，两个第一进料辊191设置在两个第二进料辊193的上侧，卷绕暂存辊195设置在第一进料辊191和第二进料辊193之间，并能够在第一进料辊191和第二进料辊193的中心线的垂直方向上做往复运动，两个第一进料辊191用于接收两个复合料带，两个复合料带经过第一进料辊191后再滚动缠绕在卷绕暂存辊195上，卷绕暂存辊195通过一直线驱动气缸带动，以实现靠近或者远离第一进料辊191和第二进料辊193，卷绕暂存辊195靠近第一进料辊191和第二进料辊193时，能够实现复合料带向卷绕机构170的快速入料，当卷绕暂存辊195远离第一进料辊191和第二进料辊193时，能够拉长复合料带的缠绕空间，从而实现缓存功能，此时可以降速或者停止向卷绕机构170输送复合料带，以方便卷绕机构170切换工位。
44.卷绕机构170包括卷绕头171、卷针173和切隔膜组件175，卷绕头171可转动地设置在安装架180上，卷针173设置在卷绕头171上，用于卷绕复合料带，切隔膜组件175设置在卷绕头171上，用于切断复合料带中的隔膜。具体地，卷绕头171上具有上下分布的卷绕工位177和贴胶下料工位179，卷针173为两个，两个卷针173分别位于卷绕工位177和贴胶下料工位179，位于卷绕工位177的卷针173实现对复合料带的卷绕动作，并形成电芯，位于贴胶下料工位179的卷针173实现对电芯的贴胶和下料动作，并且随着卷绕头171的转动，两个卷针173在卷绕工位177和贴胶下料工位179之间切换，从而实现循环卷绕。
45.在本实施例中，切隔膜组件175具有避让位置和切割位置，当切隔膜组件175位于避让位置时，卷绕头171可以转动，以带动卷针173实现切换工位，当切隔膜组件175位于切割位置时，能够切断复合料带上的料带。具体地，切隔膜组件175设置在卷绕工位177和贴胶下料工位179的中部。
46.在本实施例中，卷绕头171的中部还设置有夹持辊，夹持辊用于在隔膜切断后对隔膜进行夹持。
47.本实施例提供的复合卷绕装置100，其工作原理如下：
48.两个极片放卷机构分别实现正极片和负极片的自动放卷，隔膜放卷机构实现隔膜的自动放卷，正极片和负极片分别通过对应的极片切送片组件150完成极片的裁切，再将裁切后的极片送入复合组件160。极片和隔膜经过第一中间过辊181后进入到复合箱体，在加热环境中的第一复合辊163和第二复合辊165的热压作用下，极片和隔膜复合为一体，其中正极片与隔膜复合，负极片与隔膜复合，两边的复合动作同时进行。复合组件160预先加温达到设定温度，同时提供的一定的压力使得正极片和隔膜、负极片和隔膜复合粘附在一起。复合后的复合料带通过第一进料辊191后由卷绕暂存辊195进行缓存，再通过第二进料辊193进入卷绕工位177，在卷绕工位177的卷针173上实现高速卷绕。
49.在电芯卷绕到一定长度后，切隔膜组件175退让至避让位置，卷绕头171旋转，两个卷针173切换位置，夹持辊夹持住复合料带。此时极片、隔膜持续放卷，卷绕暂存辊195开始远离第一进料辊191和第二进料辊193，开始储存前端来料，与此同时切隔膜组件175移动至切割位置并切断复合料带中的隔膜，切断后切隔膜组件175回复至避让位置。新切换至卷绕工位177的卷针173夹紧切断后的上段隔膜，此时卷绕暂存辊195开始进行速度匹配，同时卷针173开始旋转进行下个电芯的卷绕制作。而新切换至贴胶下料工位179的卷针173在贴胶下料工位179完成收尾贴胶后进行下料。
50.综上所述，本实施例提供的复合卷绕装置100，将极片放卷组件110和隔膜放卷组件130间隔设置，极片切送片组件150设置在极片放卷组件110的出料侧，复合组件160设置在隔膜放卷组件130和极片切送片组件150的出料侧，卷绕机构170设置在复合组件160的出料侧。在实际卷绕时，通过极片放卷组件110放卷极片，通过隔膜放卷组件130放卷隔膜，极片由极片放卷组件110输送后由极片切送片组件150进行裁切和送片，由隔膜放卷组件130放卷的隔膜和经过裁切后的极片经过复合组件160进行复合，从而复合为一体后形成复合料带，卷绕机构170对复合料带进行卷绕后形成电芯。相较于现有技术，本实用新型提供的复合卷绕装置100，通过增设复合组件160对隔膜和极片进行复合，从而使得隔膜和极片复合为一体，并形成复合料带，将极片和隔膜复合为一体后进行卷绕，避免在卷绕过程中极片、隔膜相对位置发生波动，保证了电芯整体对齐度较好，且不易错位，且复合后提高了复合料带的结构强度，使得张力控制较为容易，有利于设备提速。
51.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。