卷针组件、卷绕装置和卷绕方法与流程

本发明涉及卷绕，尤其是涉及一种卷针组件、卷绕装置和卷绕方法。

背景技术：

1、相关技术中，对于卷绕式电极组件而言，通常需要使用卷绕装置将极片和隔膜卷绕以形成电极组件。其中，卷绕装置利用卷针组件对极片和隔膜进行卷绕，卷针组件卷绕完成后，将极片和隔膜自卷针组件上取下，由于缺少支撑，电极组件会因自身重力的影响难以维持原有的形状，电极组件的上部容易出现垮塌，导致极片容易打皱，影响电极组件的可靠性和安全性。

技术实现思路

1、本发明提出一种卷针组件、卷绕装置和卷绕方法，可以在卷材自卷针组件上取下后提高其维持自身形状的能力和形状稳定性，降低卷材出现垮塌的概率，卷材为电极组件时，可以降低极片发生打皱的概率。

2、第一方面，本发明实施例提供一种卷针组件，包括：第一卷针，第一卷针包括沿第一方向相对设置且能沿第一方向相对移动的两个第一子卷针，每个第一子卷针内形成有容纳腔，容纳腔贯穿第一子卷针在第二方向上的两侧壁以分别形成配合口；第二卷针，第一卷针沿第二方向的两侧分别设有第二卷针，每个第二卷针能相对第一子卷针运动，卷针组件被配置为能在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态，第二卷针的外周壁与第一子卷针的外周壁处于同一预设柱面；在第二状态，第二卷针位于预设柱面内侧且第二卷针的至少部分通过对应配合口伸入容纳腔内，以使第二状态下卷针组件在第二方向上的宽度小于第一状态下卷针组件在第二方向上的宽度，第一方向、第二方向与卷针组件的轴向两两垂直。

3、上述技术方案中，通过设置第一卷针包括两个沿第一方向相对设置且能沿第一方向相对移动的第一子卷针，且卷针组件能在第一状态和第二状态之间切换，第二状态下卷针组件在第二方向上的宽度小于第一状态下卷针组件在第二方向上的宽度，以使第二状态下第二卷针可以并未支撑卷材的对应部分，同时能为第一卷针对卷材进行拉伸时对卷材进行避让，使得卷材在自卷针组件上取下之前、卷针组件可以对卷材进行至少一次拉伸，使得卷材趋于扁平，从而使得卷材自卷针组件上取下后，提升卷材维持自身形状的能力和形状稳定性，降低卷材因重力等出现垮塌的概率，提升卷材的可靠性；而且，第一子卷针可以为第二卷针提供运动避让空间，便于实现卷针组件在第一状态和第二状态之间的顺利切换，同时有利于节省卷针组件在其轴向上的占用空间。如果卷材为电极组件，则可以改善隔膜翻折、极片打皱等可靠性问题，提升电极组件的安全性。

4、在一些实施例中，在第一状态，第二卷针位于第一子卷针外。

5、上述技术方案中，通过设置在第一状态下第二卷针位于第一子卷针外，便于在满足第二卷针对卷材支撑作用的前提下，在一定程度上可以减小第二卷针的体积和占用空间，有利于减小第一状态下第二卷针对第一卷针内部空间的占用，在卷针组件切换至第二状态时，有利于第二卷针充分利用第一卷针内部空间；尤其对于第二状态为多个且多个第二状态分别为第一档至第n档时，上述设置有利于适当增加第二状态的数量。

6、在一些实施例中，至少一个第二卷针包括两个沿第一方向间隔设置的第二子卷针，在第一状态，第二子卷针的外周壁与第一子卷针的外周壁均处于预设柱面；在第二状态，第二子卷针的至少部分伸入对应容纳腔内以使第二子卷针位于预设柱面内侧。

7、上述技术方案中，通过设置至少一个第二卷针包括两个沿第一方向间隔设置的第二子卷针，便于使得两个第二子卷针之间的间隔空间可以为卷材提供穿设空间，以便实现卷材的固定。

8、在一些实施例中，至少一个第一子卷针的朝向另一个第一子卷针的一侧壁形成有避让口，避让口与容纳腔和对应两个配合口分别连通，以适于避让对应第二子卷针。

9、上述技术方案中，通过设置避让口，可以为卷针组件在第一状态和第二状态之间切换时第二子卷针的切换运动提供避让，有利于进一步扩大卷针组件在第一状态和第二状态之间切换时为第二卷针提供的运动空间，则在一定程度上可以适当减小两个第二子卷针在第一方向上的间距，以适应提升第二子卷针的外周壁在卷针组件周向上占预设柱面的占比，从而提升第一状态下第二卷针的外周壁对卷材在周向上的支撑范围。

10、在一些实施例中，容纳腔内设有分隔件，分隔件与容纳腔的相对两侧壁分别相连，以将容纳腔分隔为两个沿第二方向依次设置的腔室，两个腔室分别与两个第二卷针对应。

11、上述技术方案中，通过在容纳腔内设置分隔件，以将容纳腔分隔为两个腔室，从而在满足第二状态下第二卷针的容纳需求的前提下，提升容纳腔的结构稳定性，提升卷针组件的结构可靠性。

12、在一些实施例中，卷针组件具有沿第二方向延伸的中心线，两个第一子卷针分别设于中心线在第一方向上的两侧；和/或，至少一个第二卷针的两个第二子卷针分别设于中心线在第一方向上的两侧。

13、上述技术方案中，通过设置两个第一子卷针分别设于中心线在第一方向上的两侧、和/或、第二卷针的两个第二子卷针分别设于中心线在第一方向上的两侧，可以使得两个第一子卷针之间的间隔区域与第二卷针的两个第二子卷针之间的间隔区域相对或错位设置，以便将卷材通过两个第二子卷针之间的间隔区域穿设至两个第一子卷针之间的间隔区域，便于进行后续夹持、或后续继续穿设。

14、在一些实施例中，卷针组件还包括：两个相对设置的夹持件，两个夹持件能相对运动以夹持卷材，两个夹持件分别对应设于两个第一子卷针。

15、上述技术方案中，通过设置夹持件，以便通过夹持件夹持卷材，实现卷材的固定，从而实现卷材在卷针组件外周壁上的卷绕；此外，由于夹持件的设置，可以在对卷材进行夹持固定时，第一子卷针的位置可以无需改变，即使得第一子卷针的位置相对固定，便于使得第一状态下、预设柱面相对固定，从而有利于降低在第一状态和第二状态下对第二卷针的位置要求，且在卷绕过程中，可以无需调节第一子卷针的位置，有利于简化卷针组件的卷绕步骤。

16、在一些实施例中，两个第一子卷针的外周壁相背设置，每个第一子卷针的外周壁分别形成有凹槽，两个第一子卷针的凹槽沿卷针组件的径向相背设置。

17、上述技术方案中，通过在每个第一子卷针的外周壁分别设置凹槽，以便与下料组件提供插配空间，以便实现卷材与卷针组件的分离，进行下一步工序；同时由于两个凹槽沿卷针组件的径向相背设置，可以使得两个下料组件沿径向相对设置，便于在取下卷材后直接对卷材进行拉伸以进一步趋于扁平，且卷材受力较为均衡，降低卷材变形风险。

18、在一些实施例中，第二卷针在卷针组件的横截面内运动，以使卷针组件在第一状态和第二状态之间切换。

19、上述技术方案中，通过设置第二卷针在卷针组件的横截面内运动，以使卷针组件在第一状态和第二状态之间切换，可以减小第二卷针在上述状态切换时所需的运动空间，节省卷针组件工作所需的占用空间。

20、在一些实施例中，至少一个第二卷针沿第二方向可相对第一卷针移动。

21、上述技术方案中，通过设置至少一个第二卷针沿第二方向可相对第一卷针移动，有利于简化上述至少一个第二卷针的运动方式，同时可以进一步减小卷针组件在第一状态和第二状态之间切换的过程中上述至少一个第二卷针所需的运动空间。

22、在一些实施例中，第二状态为多个且分别为第一档至第n档，自第一档至第n档，卷针组件在第二方向上的宽度减小。

23、上述技术方案中，通过设置多个第二状态分别为第一档至第n档，且自第一档至第n档，卷针组件在第二方向上的宽度减小，以在提升卷材自卷针组件取下后其形状稳定性的同时，可以适应不同卷材的对拉伸次数、扁平程度等的不同需求。

24、第二方面，本发明实施例提供一种卷绕装置，包括上述的卷针组件、第一驱动机构和第二驱动机构，第一驱动机构用于驱动卷针组件绕其中心轴线转动，第二驱动机构用于驱动至少一个第一子卷针沿第一方向移动。

25、上述技术方案中，由于卷绕装置采用上述的卷针组件，且卷针组件可以在卷材自卷针组件上取下后提高其维持自身形状的能力和形状稳定性，从而卷绕装置可以降低卷材出现垮塌的概率，提升卷材的使用可靠性；如果卷材为电极组件，则可以改善隔膜翻折、极片打皱等可靠性问题，提升电极组件的安全性。

26、在一些实施例中，在第一状态，第二卷针位于第一子卷针外；卷绕装置还包括：第三驱动机构，第三驱动机构用于驱动第二卷针沿第二方向相对第一卷针移动，以使卷针组件在第一状态和第二状态之间切换。

27、上述技术方案中，第二卷针的运动方式简单，可以进一步减小卷针组件在第一状态和第二状态之间切换的过程中第二卷针所需的运动空间。

28、第三方面，本发明实施例提供一种卷绕方法，卷针组件包括第一卷针和第二卷针，第一卷针包括两个沿第一方向相对设置且能沿第一方向相对移动的第一子卷针，每个第一子卷针内形成有容纳腔，容纳腔贯穿第一子卷针在第二方向上的两侧壁以分别形成配合口，第一卷针沿第二方向的两侧分别设有第二卷针，每个第二卷针能相对第一子卷针运动，卷针组件被配置为能在第一状态和第二状态之间切换，在第一状态，第二卷针的外周壁与第一子卷针的外周壁处于同一预设柱面；在第二状态，第二卷针位于预设柱面内侧且第二卷针的至少部分通过对应配合口伸入容纳腔内，以使第二状态下卷针组件在第二方向上的宽度小于第一状态下卷针组件在第二方向上的宽度，第一方向、第二方向与卷针组件的轴向两两垂直，卷绕方法包括：卷针组件以第一状态卷绕卷材至满足预设条件，卷针组件对卷材进行至少一次拉伸，在拉伸过程中，卷针组件切换至第二状态，且增大两个第一子卷针在第一方向的距离。

29、上述技术方案中，在将卷材自卷针组件上取下之前、卷针组件对卷材进行至少一次拉伸，可以在卷材自卷针组件上取下后提高其维持自身形状的能力和形状稳定性，从而卷绕方法可以降低卷材出现垮塌的概率，提升卷材的使用可靠性；如果卷材为电极组件，则可以改善隔膜翻折、极片打皱等可靠性问题，提升电极组件的安全性。