电芯卷绕导向入料装置和卷绕机的制作方法

1.本实用新型涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电芯卷绕导向入料装置和卷绕机。


背景技术：

2.目前动力锂电池生产过程，主要通过卷绕机卷绕正负极片和隔离膜形成电芯，电芯在进入卷针卷绕之前，有可能会发生极耳翻折现象，从而影响电芯卷绕效果。
3.进一步地，出现了极耳导向抚平机构，其能够保证极片上的极耳能够以一种不翻折的自由状态卷到卷针上，保证卷绕电芯的质量。然而，经发明人调研发现，目前的卷绕机的极耳导向机构只能做成固定式的，卷绕过程中电芯变大，极片料线改变会导致导向片刮伤极耳，影响电芯卷绕质量。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电芯卷绕导向入料装置和卷绕机，其能够避免导向抚平时刮伤极耳，保证了电芯卷绕的质量。
5.本实用新型的实施例是这样实现的：
6.第一方面，本实用新型提供一种电芯卷绕导向入料装置，包括正极入料辊、负极入料辊、正极导向片、负极导向片和卷针，所述正极入料辊与所述卷针间隔设置，用于向所述卷针输送正极片，所述负极入料辊与所述卷针间隔设置，用于向所述卷针输送负极片，所述卷针用于卷绕所述正极片和所述负极片并形成电芯；
7.所述正极导向片设置在所述卷针的正极片入料处，用于对所述正极片进行导向，并对所述正极片上的正极极耳进行抚平，且所述正极导向片的端部能够靠近或者远离所述卷针，并用于与所述正极片的入卷点相切；
8.所述负极导向片设置在所述卷针的负极片入料处，用于对所述负极片进行导向，并对所述负极片上的负极极耳进行抚平，且所述负极导向片的端部能够靠近或者远离所述卷针，并用于与所述负极片的入卷点相切。
9.在可选的实施方式中，所述电芯卷绕导向入料装置还包括安装板，所述正极入料辊、所述负极入料辊和所述卷针两两间隔地设置在所述安装板上，所述正极导向片设置在所述安装板上，并能够相对所述安装板转动，以带动所述正极导向片的端部靠近或者远离所述卷针；所述负极导向片活动设置在所述安装板上，并能够相对所述安装板作直线往复运动，以带动所述负极导向片的端部靠近或者远离所述卷针。
10.在可选的实施方式中，所述正极导向片的一端设置有正极驱动件，所述正极导向片的另一端用于与所述正极片的入卷点相切，所述正极驱动件连接在所述安装板上，用于带动所述正极导向片转动，以使所述正极导向片的另一端靠近或者远离所述卷针。
11.在可选的实施方式中，所述负极导向片的一端设置有承载架，所述承载架上设置有负极驱动件，所述负极导向片的另一端用于与所述负极片的入卷点相切，所述负极驱动
件连接在所述安装板上，用于带动所述承载架和所述负极导向片作直线往复运动，以使所述负极导向片的另一端靠近或者远离所述卷针。
12.在可选的实施方式中，所述承载架上还设置有连杆机构，所述负极导向片的一端铰接在所述承载架上，所述连杆机构与所述负极导向片连接，用于调节所述负极导向片与所述承载架之间的夹角。
13.在可选的实施方式中，所述连杆机构包括调节气缸，所述调节气缸的一端与所述负极导向片铰接，另一端与所述承载架连接，用于带动所述负极导向片相对所述承载架转动。
14.在可选的实施方式中，所述安装板上还设置有正极吹气件，所述正极吹气件与所述正极导向片相对设置，并与所述正极导向片形成供所述正极片穿过的正极吹气通道，所述正极吹气件用于朝向所述正极导向片吹气，以防止所述正极片的正极极耳翻折。
15.在可选的实施方式中，所述安装板上还设置有负极吹气件，所述负极吹气件与所述负极导向片相对设置，并与所述负极导向片形成供所述负极片穿过的负极吹气通道，所述负极吹气件用于朝向所述负极导向片吹气，以防止所述负极片的负极极耳翻折。
16.在可选的实施方式中，所述正极导向片上用于与所述正极片接触的一侧表面涂覆有正极绝缘层；所述负极导向片上用于与所述负极片接触的一侧表面涂覆有负极绝缘层。
17.第二方面，本实用新型提供一种卷绕机，包括正极放卷机构、负极放卷机构和如前述实施方式任一项所述的电芯卷绕导向入料装置，所述正极放卷机构设置在所述正极入料辊的上游，用于提供正极片，所述负极放卷机构设置在所述负极入料辊的上游，用于提供负极片。
18.本实用新型实施例的有益效果包括：
19.本实用新型提供了一种电芯卷绕导向入料装置，通过将正极导向片活动设置在卷针的正极片入料处，用于对正极片进行导向，并对正极片上的正极极耳进行抚平，且正极导向片的端部能够靠近或者远离卷针，并用于与正极片的入卷点相切，通过采用活动设置的正极导向片，使得正极导向片的端部处于活动状态，并且随着电芯直径的增大而进行调整，始终保证与正极片的入卷点相切，避免了刮伤正极极耳。同时，通过将负极导向片活动设置在卷针的负极片入料处，用于对负极片进行导向，并对负极片上的负极极耳进行抚平，且负极导向片的端部能够靠近或者远离卷针，并用于与负极片的入卷点相切，通过采用活动设置的负极导向片，使得负极导向片的端部处于活动状态，并且随着电芯直径的增大而进行调整，始终保证与负极片的入卷点相切，避免了刮伤负极极耳。相较于现有技术，本实用新型提供的电芯卷绕导向入料装置，能够避免导向抚平时刮伤极耳，保证了电芯卷绕的质量。
附图说明
20.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。
21.图1为本实用新型第一实施例提供的电芯卷绕导向入料装置的结构示意图；
22.图2为本实用新型第一实施例提供的电芯卷绕导向入料装置在起卷时的结构示意
图；
23.图3为本实用新型第一实施例提供的电芯卷绕导向入料装置在收卷时的结构示意图。
24.图标:
25.100-电芯卷绕导向入料装置；110-正极入料辊；120-负极入料辊；130-正极导向片；131-正极驱动件；140-负极导向片；141-承载架；143-负极驱动件；145-连杆机构；150-卷针；160-安装板；170-正极吹气件；180-负极吹气件；200-正极片；300-负极片。
具体实施方式
26.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。
27.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。
28.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。
29.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。
30.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。
31.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。
32.正如背景技术中所公开的，现有的极耳抚平机构，通常采用的是固定直板的构型，其直接贴合在极片的表面，对极片入料进行抚平动作。然而，在卷绕过程中，随着极片卷绕的进行，电芯的直径随之增大，入卷料线随之变化，极片料线的改变则可能会导致导向片刮伤极耳。
33.为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新型的电芯卷绕导向入料装置，其正极导向片和负极导向片均可以随极片料线的改变同步跟随变化导向，使得正负极片在入卷
前都能够有效防止极耳翻折，并且避免了刮伤极耳，提高了产品质量。
34.第一实施例
35.请参照图1至图3，本实施例提供了一种电芯卷绕导向入料装置100，其能够在入卷前对正极片200和负极片300进行导向和抚平动作，并且能够避免导向抚平时刮伤极耳，保证了电芯卷绕的质量。
36.本实施例提供的电芯卷绕导向入料装置100，包括正极入料辊110、负极入料辊120、正极导向片130、负极导向片140和卷针150，正极入料辊110与卷针150间隔设置，用于向卷针150输送正极片200，负极入料辊120与卷针150间隔设置，用于向卷针150输送负极片300，卷针150用于卷绕正极片200和负极片300并形成电芯；正极导向片130设置在卷针150的正极片200入料处，用于对正极片200进行导向，并对正极片200上的正极极耳进行抚平，且正极导向片130的端部能够靠近或者远离卷针150，并用于与正极片200的入卷点相切；负极导向片140设置在卷针150的负极片300入料处，用于对负极片300进行导向，并对负极片300上的负极极耳进行抚平，且负极导向片140的端部能够靠近或者远离卷针150，并用于与负极片300的入卷点相切。
37.在本实施例中，正极导向片130和负极导向片140均为板状结构，其中正极导向片130的下端与正极片200的入卷点相切，从而保证了对正极片200的导向和抚平作用；负极导向片140的下端与负极片300的入卷点相切，从而保证了对负极片300的导向和抚平作用。
38.需要说明的是，本实施例中正极片200的入卷点，指的是正极片200卷绕在卷针150上的切入点，负极片300的入卷点，指的是负极片300卷绕在卷针150上的切入点，此处正极片200的入卷点和负极片300的入卷点，均是指的是形成的电芯的外周圆上的一切点，即正极片200与电芯之间的切点和负极片300与电芯之间的切点。
39.进一步地，电芯卷绕导向入料装置100还包括安装板160，正极入料辊110、负极入料辊120和卷针150两两间隔地设置在安装板160上，正极导向片130设置在安装板160上，并能够相对安装板160转动，以带动正极导向片130的端部靠近或者远离卷针150；负极导向片140活动设置在安装板160上，并能够相对安装板160作直线往复运动，以带动负极导向片140的端部靠近或者远离卷针150。
40.在本实施例中，正极入料辊110和负极入料辊120均安装在卷针150的上侧，且正极入料辊110设置在右侧，负极入料辊120设置在左侧，正极片200和负极片300均由卷针150的左侧向下卷绕，正极入料辊110和负极入料辊120分别用于正极片200和负极片300的入料。
41.在本实施例中，正极导向片130的一端设置有正极驱动件131，正极导向片130的另一端用于与正极片200的入卷点相切，正极驱动件131连接在安装板160上，用于带动正极导向片130转动，以使正极导向片130的另一端靠近或者远离卷针150。具体地，正极驱动件131为步进电机，该步进电机设置在安装板160上，正极导向片130的一端与步进电机连接，并且在步进电机的带动下转动，从而能够带动正极导向片130沿正极片200的料线运动，保证正极导向片130对正极片200进行导向和抚平的同时不会对极耳施加过大的压力而刮伤极耳。
42.在本实用新型其他较佳的实施例中，正极导向片130的一端也可以铰接在安装板160上，并通过一扭簧连接，另一端同样与正极片200的入卷点相切，扭簧向正极导向片130施加靠在正极片200上的弹力，且该弹力在一定范围内呈线性，使得随着电芯直径的增加，能够自然地推动正极导向片130转动，其同样能够保证正极导向片130的下端始终与正极片
200的入卷点相切，并且避免了刮伤极耳。
43.在本实施例中，负极导向片140的一端设置有承载架141，承载架141上设置有负极驱动件143，负极导向片140的另一端用于与负极片300的入卷点相切，负极驱动件143连接在安装板160上，用于带动承载架141和负极导向片140作直线往复运动，以使负极导向片140的另一端靠近或者远离卷针150。具体地，负极驱动件143为驱动电机，该驱动电机设置在安装板160上，承载架141与该驱动电机传动连接，并能够在该驱动电机带动下做直线往复运动，二者之间的传动结构可以是皮带，也可以是链条，即将驱动电机的旋转驱动力转换为直线驱动力，从而带动承载架141直线运动，对于其具体传动连接结构，在此不作具体限定。
44.需要说明的是，本实施例中负极驱动件143带动承载架141和负极导向片140运动的方向与负极片300的输送方向相垂直，并且负极导向片140的下端始终切合在负极片300的入卷点，从而保证导向和抚平效果。
45.在本实施例中，承载架141上还设置有连杆机构145，负极导向片140的一端铰接在承载架141上，连杆机构145与负极导向片140连接，用于调节负极导向片140与承载架141之间的夹角。具体地，负极导向片140的顶端铰接在承载架141的端部，并且在连杆机构145的调节下，能够相对安装板160转动，从而对负极导向片140的初始导向抚平位置进行调节，保证负极导向片140的下端始终切合在负极片300的入卷点。
46.在本实施例中，连杆机构145可以包括调节气缸，调节气缸的一端与负极导向片140铰接，另一端与承载架141连接，用于带动负极导向片140相对承载架141转动。具体地，调节气缸的一端与负极导向片140的中部位置铰接，另一端与承载架141铰接，从而通过调节气缸的伸缩作用，能够带动负极导向片140相对其顶端的铰接点转动，实现导向角度的调整。当然，此处调节气缸也可以用油缸或者电动推杆等其他调节件替代。
47.在本实施例中，安装板160上还设置有正极吹气件170，正极吹气件170与正极导向片130相对设置，并与正极导向片130形成供正极片200穿过的正极吹气通道，正极吹气件170用于朝向正极导向片130吹气，以防止正极片200的正极极耳翻折。具体地，正极吹气件170和正极导向片130分设在正极片200的两侧，正极吹气件170用于吹出压缩气体，使得正极片200以及正极极耳始终受到朝向正极导向片130方向的压力，从而避免正极极耳朝内翻折，进一步保证了正极片200卷绕的质量。
48.在本实施例中，安装板160上还设置有负极吹气件180，负极吹气件180与负极导向片140相对设置，并与负极导向片140形成供负极片300穿过的负极吹气通道，负极吹气件180用于朝向负极导向片140吹气，以防止负极片300的负极极耳翻折。具体地，负极吹气件180和负极导向片140分设在负极片300的两侧，负极吹气件180用于吹出压缩气体，使得负极片300和负极极耳始终受到朝向负极导向片140方向的压力，从而避免负极极耳朝内翻折，进一步保证了负极片300卷绕的质量。
49.需要说明的是，此处正极吹气件170和负极吹气件180均为多孔吹气设备，其能够通过多个吹气孔吹出均匀的气柱，从而形成气幕，作用在正极片200或负极片300上能够避免正极极耳或负极极耳朝内翻折，而朝外翻折的极耳则通过正极导向片130和负极导向片140进行抚平，保证了卷绕的质量。
50.在本实施例中，正极导向片130上用于与正极片200接触的一侧表面涂覆有正极绝
缘层；负极导向片140上用于与负极片300接触的一侧表面涂覆有负极绝缘层。具体地，正极绝缘层和负极绝缘层的材料一致，其中正极导向片130和负极导向片140可以是金属，并在表面涂覆有铁氟龙或麦拉膜片(mylar膜)等不导电的镀层材料，从而在起到绝缘隔离的同时，同时起到缓冲的作用，进一步避免刮伤极耳。
51.综上所述，本实施例提供的电芯卷绕导向入料装置100，通过将正极导向片130活动设置在卷针150的正极片200入料处，用于对正极片200进行导向，并对正极片200上的正极极耳进行抚平，且正极导向片130的端部能够靠近或者远离卷针150，并用于与正极片200的入卷点相切，通过采用活动设置的正极导向片130，使得正极导向片130的端部处于活动状态，并且随着电芯直径的增大而进行调整，始终保证与正极片200的入卷点相切，避免了刮伤正极极耳。同时，通过将负极导向片140活动设置在卷针150的负极片300入料处，用于对负极片300进行导向，并对负极片300上的负极极耳进行抚平，且负极导向片140的端部能够靠近或者远离卷针150，并用于与负极片300的入卷点相切，通过采用活动设置的负极导向片140，使得负极导向片140的端部处于活动状态，并且随着电芯直径的增大而进行调整，始终保证与负极片300的入卷点相切，避免了刮伤负极极耳。相较于常规的卷绕导向入料结构，本实施例能够在保证对极片进行导向和抚平的同时，避免刮伤极耳，有效避免了极耳翻折，保证了电芯的卷绕质量。
52.第二实施例
53.本实施例提供了一种卷绕机，包括电芯卷绕导向入料装置100，其中电芯卷绕导向入料装置100的基本结构和原理及产生的技术效果和第一实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考第一实施例中相应内容。
54.本实施例提供的卷绕机，包括正极放卷机构、负极卷绕机构和电芯卷绕导向入料装置100，电芯卷绕导向入料装置100，包括正极入料辊110、负极入料辊120、正极导向片130、负极导向片140和卷针150，正极入料辊110与卷针150间隔设置，用于向卷针150输送正极片200，负极入料辊120与卷针150间隔设置，用于向卷针150输送负极片300，卷针150用于卷绕正极片200和负极片300并形成电芯；正极导向片130设置在卷针150的正极片200入料处，用于对正极片200进行导向，并对正极片200上的正极极耳进行抚平，且正极导向片130的端部能够靠近或者远离卷针150，并用于与正极片200的入卷点相切；负极导向片140设置在卷针150的负极片300入料处，用于对负极片300进行导向，并对负极片300上的负极极耳进行抚平，且负极导向片140的端部能够靠近或者远离卷针150，并用于与负极片300的入卷点相切。正极放卷机构设置在正极入料辊110的上游，用于提供正极片200，负极放卷机构设置在负极入料辊120的上游，用于提供负极片300。
55.在本实施例中，卷绕机还包括常规的切极耳机构和隔膜放卷机构等，其具体结构可参考现有的卷绕机。
56.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。