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负极连续卷绕设备及锂电池卷绕方法

文献发布时间:2024-04-18 19:53:33


负极连续卷绕设备及锂电池卷绕方法

技术领域

本发明涉及锂电池卷绕技术领域,尤其涉及负极连续卷绕设备及锂电池卷绕方法。

背景技术

相关技术中,锂电池电芯是通过卷绕机将负极片料带、上隔膜料带,正极片料带,下隔膜料带依次卷绕形成,同时,卷绕机的工作方式直接影响到锂电池电芯的生产质量和生产效率。

相关技术中,现有的锂电池的卷绕方式中,负极片料带和正极片料带入料时间长,需要设置多个投料设备完成正、正极片的投料,同时,现有的卷绕方式,需要先进行预卷,也就是至少预卷隔膜一圈,采用预卷的方式,预卷时间长,且造成隔膜的浪费;再者,现有的卷绕方式不能进行连续卷绕,卷绕效率低。

针对相关技术中锂电池电芯卷绕入料时间长、预卷消耗卷绕时间,造成卷绕效率低的问题,尚缺少较佳技术方案。

发明内容

有鉴于此,有必要提供一种负极连续卷绕设备及锂电池卷绕方法,以至少解决相关技术中锂电池电芯卷绕入料时间长、预卷消耗卷绕时间,造成卷绕效率低的问题。

第一方面,本申请实施例提供一种负极连续卷绕设备,包括垂直所述负极连续卷绕设备的面板设置的卷绕机构、围绕所述卷绕机构依次设置的投料机构、隔膜推辊机构、夹持机构及切断机构,其中,所述投料机构,用于将正极片料带投料至所述卷绕机构的卷针,并在投料至所述卷针的所述正极片料带的长度达到预设长度时,将所述正极片料带裁断;所述隔膜推辊机构,用于将连续放料的第一隔膜料带推顶至贴紧于沿所述卷针的卷绕通道进行连续放料走带的负极片料带,其中,所述卷绕通道内还穿设有连续走带的第二隔膜料带,所述第一隔膜料带推顶至贴紧所述负极片料带后,所述第一隔膜料带、所述负极片料带和所述第二隔膜料带层叠贴紧组成穿针于所述卷绕通道的第一料带,所述负极片料带包括多片间隔排列且以贴胶片连接的负极片;所述夹持机构,设于所述卷绕机构和所述切断机构之间,包括两个相对设置的对夹辊,两个所述对夹辊用于对夹穿过所述卷绕通道、两个所述对夹辊并输送至所述切断机构的所述第一料带;所述切断机构,用于将所述第一料带自对应的所述贴胶片处切断,以裁切为第一膜材;所述卷绕机构,用于对穿针于所述卷绕通道且由所述夹持机构夹持的所述第一膜材和投料至所述卷针的所述正极片料带进行卷绕。

第二方面,本申请实施例提供一种锂电池卷绕方法,利用第一方面所述的负极连续卷绕设备进行卷绕,所述卷绕方法包括:

S1、在位于卷绕位的所述卷针转动至下料处过程中,利用所述卷针向前牵拉连续放料的所述第一隔膜料带、所述负极片连续料带和所述第二隔膜料带;

S2、通过所述隔膜推辊机构将连续放料的所述第一隔膜料带推顶至贴紧于连续放料走带所述负极片料带,其中,所述第一隔膜料带、所述负极片料带和所述第二隔膜料带层叠贴紧组成所述第一料带,所述负极片料带包括多片间隔排列并以贴胶片连接的负极片;

S3、位于卷绕位的所述卷针伸出,所述第一料带连续穿过所述卷针的所述卷绕通道;

S4、利用所述夹持机构在所述第一料带穿入所述卷绕通道并穿出后,将完成穿针的所述第一料带夹紧,其中,所述夹持机构所夹紧的位置位于对应的所述负极片的头部;

S5、利用位于下料处的所述卷针对穿针的所述第一料带进行牵拉和所述夹持机构对所述第一料带进行夹紧,并利用所述切断机构将所述第一料带自对应的所述贴胶片处切断,以裁切为所述第一膜材;

S6、利用所述投料机构将所述正极片料带投料至位于卷绕位的所述卷针的所述卷绕通道内;

S7、利用所述夹持机构维持夹紧所述负极片的头部,并通过位于卷绕位的所述卷针对穿针于该卷针的所述卷绕通道内的所述第一膜材和投料至该卷针的所述正极片料带进行卷绕,以卷绕锂电池,其中,在投料至对应所述卷针的所述卷绕通道内的所述正极片料带的长度达到预设长度时,利用所述投料机构将所述正极片料带裁断。

与现有技术相比,本申请实施例提供的负极连续卷绕设备及锂电池卷绕方法,采用隔膜推辊机构将第一隔膜料带推顶至贴紧负极片料带,并将负极片料带层叠在第一隔膜料带和第二隔膜料带之间,在卷绕时由卷针夹住负极片和隔膜进行直接卷绕,无需隔膜预卷,节省隔膜头部预卷的时间,提高卷绕效率,降低卷绕电芯的成本;同时,通过将负极片料带采用以贴胶片连接相邻的负极片的方式,在采用切断机构裁断时,自贴胶片处进行裁切,通过贴胶片对裁切中的负极片进行保护,避免负极片头部产生毛刺;通过本申请实施例的负极连续卷绕设备,解决了相关技术中的锂电池电芯卷绕入料时间长、预卷消耗卷绕时间,造成卷绕效率低的问题,实现了负极连接卷绕、降低设备成本及提高卷绕效率的有益效果。

附图说明

图1为本申请实施例卷绕的锂电池的示意图;

图2为本申请实施例的负极连续卷绕设备卷绕的示意图;

图3为本申请实施例的负极连续卷绕设备的穿针的示意图;

图4为本申请实施例的负极连续卷绕设备的平面示图;

图5为本申请实施例的负极投料机构的立体示图;

图6为本申请实施例的负极投料机构的正视图;

图7为本申请实施例的投料机构的立体示图;

图8为本申请实施例的隔膜推辊机构的立体示图;

图9为本申请实施例的负极连续卷绕设备隔膜切断示意图;

图10为本申请实施例的切断机构的立体示图;

图11为本申请实施例的卷绕示意图;

图12为本申请实施例的卷绕机构的立体示图。

附图标记:

01、正极片料带;02、正极片;03、第一隔膜料带;04、负极片料带;05、第二隔膜料带;06、第一料带;07、贴胶片;08、负极片;09、第一膜材;10、第一隔膜;11、第二隔膜;12、负极片连续料带;13、胶片料带;

100、面板;

200、卷绕机构;21、卷针;201、卷绕通道;22、隔膜导辊;23、极片定辊;24、公转组件;25、卷绕底座;26、基体座;27、基体转盘;

300、投料机构;31、安装板;32、第一直线滑轨;33、第一滑座;34、第二滑座;35、第一传动组件;36、第二传动组件;37、送片夹组件;38、第二极片裁切组件;370、第一驱动气缸;371、第一安装板;372、第一固定块;373、第一导柱;374、第一活动块;375、压辊;376、定送片夹;377、动压辊;378、动送片夹;379、联动块;381、第二切刀底座;382、固定切刀;383、第一刀座;384、第二导柱;385、动刀座;386、切刀压板;387、第二驱动气缸;

400、隔膜推辊机构;41、底板;42、第三直线导轨;43、随动板;44、第三传动组件;45、推膜辊;

500、夹持机构;51、对夹辊;

600、切断机构;61、安装底板;62、第四直线导轨;63、裁切座;64、第四传动组件;65、裁切单元;66、辅助压辊单元;67、可调螺母;651、切刀压辊;652、隔膜切刀;661、下压辊;

700、正极片放卷机构;71、放卷辊单元;72、从动导料辊;

800、第一隔膜放卷机构;

900、第二隔膜放卷机构;

110、负极供料机构;120、负极片放卷机构;130、裁断贴胶机构;131、第一极片裁切组件;132、贴备胶组件;133、第一切刀底座;134、滚珠丝杆;135、上刀座;136、第一导柱;137、弹性件;138、上压刀;139、第一驱动单元;140、裁切刀;141、第二驱动单元;142、贴胶单元;143、备胶单元;144、第一支座;145、贴胶滑动座;146、导杆;147、真空吸附贴胶刀;148、贴胶驱动单元;149、第二支座;150、胶纸放卷单元;151、压胶纸单元;152、裁胶纸单元;153、压胶驱动单元;154、压块;155、裁切驱动单元;156、真空裁切刀。

具体实施方式

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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做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。

需要说明的是,当组件被称为“装设于”另一个组件,它可以直接装设在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件,它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件,它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1至图12,本申请实施例的负极连续卷绕设备,包括垂直负极连续卷绕设备的面板100设置的卷绕机构200、围绕卷绕机构200依次设置的投料机构300、隔膜推辊机构400、夹持机构500及切断机构600,其中,

投料机构300,用于将正极片料带01投料至卷绕机构200的卷针21,并在投料至卷针21的正极片料带01的长度达到预设长度时,将正极片料带01裁断,以裁切出预设长度的正极片02。

在本实施例中,投料机构300投料时,是将正极片料带01投料至位于卷绕位的卷针21的卷绕通道201内,而当投料的正极片料带01的长度达到预设长度时,会将正极片料带01的前端部分裁断,使裁切出的部分以正极片02的方式存在;在本实施例中,正极片料带01裁断的时刻可以是锂电池完成卷绕的时刻,也可以是在卷绕中;无论是卷绕中裁断,还是卷绕完成后裁断,在锂电池完成卷绕时,投料机构300会以裁断处为正极片料带01的头部,重新向位于卷绕位的卷针21投料正极片料带01。

隔膜推辊机构400,用于将连续放料的第一隔膜料带03推顶至贴紧于沿对应的卷针21的卷绕通道201进行连续放料走带的负极片料带04,其中,卷绕通道201内还穿设有连续走带的第二隔膜料带05,第一隔膜料带03推顶至贴紧负极片料带04后,第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05层叠贴紧组成穿针于卷绕通道201的第一料带06,负极片料带04包括多片间隔排列且以贴胶片07连接的负极片08。

在本实施例中,在隔膜推辊机构400顶推第一隔膜料带03之前,完成卷绕的卷针21会在从卷绕位转动至下料处的过程中,牵引第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05移动,此时,在上一时刻位于下料处的卷针21会转动到卷绕位;在本实施例中,参考图2和图3,第二隔膜料带05和负极片料带04走带时,会处于竖向向下行走,或者,隔膜推辊机构400推顶第一隔膜料带03贴紧负极片料带04时,会使第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05层叠,并处于竖向向下的状态,如此,当转动至卷绕位的卷针21沿其轴向方向伸出时,层叠的第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05穿入卷针21的卷绕通道201内,进而完成隔膜(包括第一隔膜和第二隔膜)和负极片08的穿针。

在本实施例中,在第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05穿过卷绕通道201而完成穿针后,卷针21会夹住第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05。

夹持机构500,设于卷绕机构200和切断机构600之间,包括两个相对设置的对夹辊51,两个对夹辊51用于对夹穿过卷绕通道201以及两个对夹辊51并输送至切断机构600的第一料带。

在本实施例中,位于卷绕位的卷针21转动至下料处的过程中,牵拉对应的第一料带穿过卷绕通道201,当卷针21转动至下料处时,两个对夹辊51夹住第一料带靠近处于卷绕位的卷针21的一端。

切断机构600,用于将第一料带06自对应的贴胶片07处切断,以裁切为第一膜材09。

在本实施例中,负极片料带04是多片负极片08通过贴胶片07胶粘在一起所形成的,负极片08的长度是匹配卷绕需求的,为了避免直接焊切负极片08而造成负极片08的首尾产生毛刺,本实施例中,在切断机构600将第一料带06裁切成第一膜材09时,是以每个贴胶片07为裁切线的,通过将贴胶片07裁断,在实现负极片08裁切的同时,对应的负极片08的首尾两端不会产生毛刺,进而实现以贴胶片07进行保护,提高锂电池的安全性;同时,为确保贴胶片07稳定连接相邻两片负极片08,在本实施例中,在相邻两片负极片08的两面均贴有贴胶片07。

卷绕机构200,用于对穿针于卷绕通道201且由夹持机构500夹持的第一膜材09和投料至卷针21(对应位于卷绕通道201的入口)的正极片料带01进行卷绕。

在本实施例中,负极片料带04以贴胶片07为裁切线进行切断以及第一隔膜料带03和第二隔膜料带05被切断,卷针21同时夹住负极片08、第一隔膜10及第二隔膜11并开始旋转,此时,隔膜推辊机构400退回原位,夹持机构500将负极片08、第一隔膜10及第二隔膜11压住,以使负极片08、第一隔膜10及第二隔膜11沿旋转方向的反向贴紧包住卷针21,进而防止负极片08的头部打折,卷针21旋转设定圈数后,成型出锂电池。

在本实施例中,正极片料带01在卷绕开始时,以投料至位于卷绕位的卷针21的卷绕通道201内,卷绕开始后,正极片料带01会跟随向前投料,在正极片料带01投料至预设长度或卷绕的正极片料带01的长度达到预设长度时,投料机构300会将正极片料带01自预设长度分界处裁断,使被裁切出的部分以正极片02的方式存在。

上述负极连续卷绕设备中,采用隔膜推辊机构400将第一隔膜料带03推顶至贴紧负极片料带04,并将负极片料带04层叠在第一隔膜料带03和第二隔膜料带05之间,在卷绕时由卷针21夹住负极片08和隔膜(对应第一隔膜10和第二隔膜11)进行直接卷绕,无需隔膜预卷,节省隔膜头部预卷的时间,提高卷绕效率,降低卷绕电芯的成本;同时,通过将负极片料带04采用以贴胶片07连接多个负极片08的方式,在采用切断机构600裁断时,自贴胶片07处进行裁切,通过贴胶片07对裁切中的负极片08进行保护,避免负极片08头部产生毛刺;通过本申请实施例的负极连续卷绕设备,解决了相关技术中的锂电池电芯卷绕入料时间长、预卷消耗卷绕时间,造成卷绕效率低的问题,实现了负极连接卷绕、降低设备成本及提高卷绕效率的有益效果。

需要说明的是,在本实施例中,当投料机构300将正极片料带01投料至卷针21,该卷针21已经完成对应的入片穿针,也就是实现锂电池卷绕的第一料带06及第一膜材09已经处于卷针21的卷绕通道201内,此时,切断机构600通过配合卷针21及夹持机构500对第一料带06的夹紧以及配合位于下料处的另一个卷针21对第一膜材09的牵拉,已将穿针的第一料带06自对应的贴胶片07处裁断,同时,夹持机构500保持对裁断出的第一膜材的头部的夹持,投料机构300投送下一个正极片02时,就可以直接进行卷绕,以此来实现负极连续卷绕。

需要进一步说明的是,本申请实施例中,负极片08在第一隔膜10和第二隔膜11之间,在由阴极到阳极方向卷绕成型时,可以由卷针21夹住负极片08、第一隔膜10和第二隔膜11直接卷绕,节省隔膜预卷至少一圈的长度,降低电芯成本;贴胶片07处可与第一隔膜10和第二隔膜11在卷绕处同时裁断,实现负极片的连续卷绕,并节省负极片投料机构,降低设备成本;在本实施例中,负极片08和第一隔膜10及第二隔膜11可以同时卷绕,节省隔膜预卷时间,提高卷绕效率,同时,负极连续卷绕,大幅降低辅助时间,提高卷绕效率。

为了实现辅助穿针时确保走带路径不变,避免与其他机构干涉,参考图2和图3,在其中一些实施例中,卷针21(处于卷绕位的卷针21)的旁侧还设有多个导辊,导辊包括隔膜导辊22和极片定辊23,其中,

隔膜导辊22用于辅助连续走带的第二隔膜料带05穿入卷绕通道201。

在本实施例中,隔膜导辊22设于位于卷绕位的卷针21的卷绕通道201的上方,第二隔膜料带05走带绕过隔膜导辊22时,第二隔膜料带05被竖向向下导入卷绕通道201。

极片定辊23用于辅助连续走带的负极片料带04穿入卷绕通道201。

在本实施例中,极片定辊23相对隔膜导辊22设置,并相对卷绕通道201的入口呈一定的倾斜角度,如此,使的负极片料带04穿入卷绕通道201之前,固定其走带路径。

为了实现完整的负极连续卷绕,参考图2至图12,在其中一些实施例中,负极连续卷绕设备还包括正极片放卷机构700、第一隔膜放卷机构800、第二隔膜放卷机构900和负极供料机构110,正极片放卷机构700与投料机构300对接,第一隔膜放卷机构800和第二隔膜放卷机构900分别设置在负极供料机构110两侧,第二隔膜放卷机构900在设置位置上还位于投料机构300和负极供料机构110之间,并与卷针21(位于卷绕位)对接,第一隔膜放卷机构800与隔膜推辊机构400对接,负极供料机构110与位于卷绕位的卷针21对接,其中,

正极片放卷机构700,用于将正极片料带01放卷至投料机构300。

投料机构300,用于将正极片料带01投料至卷绕机构200的卷针21,并在投料至卷针21的正极片料带01的长度达到预设长度时,将正极片料带01裁断,以裁切出预设长度的正极片02。

在本实施例中,正极片02连续投料是指将正极片02投料至位于卷绕位的卷针21的卷绕通道201内。

第一隔膜放卷机构800,用于将第一隔膜料带03连续放卷至隔膜推辊机构400。

第二隔膜放卷机构900,用于将第二隔膜料带05连续放卷至卷绕机构200对应的卷针21(位于卷绕位的卷针21)的卷绕通道201内。

负极供料机构110,包括负极片放卷机构120和裁断贴胶机构130,负极片放卷机构120用于将负极片连续料带12放卷至裁断贴胶机构130,以及将负极片料带04依次送料至隔膜推辊机构400和位于卷绕处的卷针21的卷绕通道201内,裁断贴胶机构130用于将负极片连续料带12按预设长度进行裁切,以及在先后裁切出的负极片间隔排列后,通过裁切出的贴胶片07将相邻的负极片08进行连接,以连接为负极片料带04。

在本实施例中,裁断贴胶机构130在对负极片连续料带12进行裁切时,是负极片放卷机构120放卷至裁断贴胶机构130的负极片连续料带12的长度达到预设长度后进行裁断,以裁切出当前的负极片08,该当前的负极片08会向前流转,并在与前一个裁切出的负极片08间隔一定缝隙后,通过裁切出的贴胶片07与前一个负极片08连接,该当前的负极片08与前一个负极片08连接并继续向前流转一段时间后,会相对后一个负极片08间隔一定的缝隙,当后一个负极片08被裁切出后,继续通过裁切出的贴胶片07与当前的负极片08进行连接,如此,首位相连,形成本申请实施例中负极片料带04。

隔膜推辊机构400,用于将连续放料的第一隔膜料带03推顶至贴紧于沿位于卷绕位处的卷针21的卷绕通道201进行连续放料走带的负极片料带04,其中,卷绕通道201内还穿设有连续走带的第二隔膜料带05,第一隔膜料带03推顶至贴紧负极片料带04后,第一隔膜料带03、负极片料带04和第二隔膜料带05层叠贴紧组成穿针于卷绕通道201的第一料带06,负极片料带04包括多片间隔排列且以贴胶片07连接的负极片08。

夹持机构500,设于卷绕机构200和切断机构600之间,包括两个相对设置的对夹辊51,两个对夹辊51用于对夹穿过卷绕通道201以及两个对夹辊51并输送至切断机构600的第一料带。

切断机构600,用于将第一料带自对应的贴胶片07处切断,以裁切为第一膜材09。

卷绕机构200,用于对穿针于卷绕通道201且由夹持机构500夹持的第一膜材09和投料至卷针21(投入卷针21的卷绕通道201内)的正极片料带01进行卷绕。

为实现对正极片料带01、第一隔膜料带03、负极片连续料带12、第二隔膜料带05放卷,参考图4,在其中一些实施例中,正极片放卷机构700、第一隔膜放卷机构800、第二隔膜放卷机构900及负极片放卷机构120均包括设于负极连续卷绕设备的面板100上的放卷辊单元71和多个从动导料辊72,多个从动导料辊72沿设定的放卷方向设置,其中,对应的放卷辊单元71用于通过配合对应的多个从动导料辊72的导引,以对应放卷正极片料带01、第一隔膜料带03、第二隔膜料带05及负极片连续料带12其中之一。

需要理解的是,本申请实施例中的正极片放卷机构700、第一隔膜放卷机构800、第二隔膜放卷机构900及负极片放卷机构120包括但不限于附图所示的放卷机构,满足将对应的料带放卷出并将对应的料带输送至与之对接的机构的正极片放卷机构700、第一隔膜放卷机构800、第二隔膜放卷机构900及负极片放卷机构120均可用于本申请实施例对应的放卷机构。而对应的放卷机构所涉及的具体结构,并不构成对本申请实施例的正极片放卷机构700、第一隔膜放卷机构800、第二隔膜放卷机构900及负极片放卷机构120的限定。

为实现裁切出负极片08并将裁切出的多片间隔排列的负极片08采用贴胶片07进行连接,以生成负极片料带04,参考图4、图5和图6,在其中一些实施例中,裁断贴胶机构130包括第一极片裁切组件131和与第一极片裁切组件131对接的贴备胶组件132,其中,

第一极片裁切组件131包括垂直面板100设置的第一切刀底座133,第一切刀底座133通过滚珠丝杆134连接上刀座135,上刀座135通过第一导柱136和弹性件137与上压刀138连接,上刀座135还与设于第一切刀底座133上的第一驱动单元139传动连接,第一切刀底座133还设有传动连接裁切刀140的第二驱动单元141,裁切刀140还相对上压刀138正对设置,其中,第一驱动单元139传动上压刀138朝向由第二驱动单元141驱动移动的裁切刀140移动,以将穿过第一极片裁切组件131的负极片连续料带12按预设长度进行裁切,以先后裁切出负极片08;在本实施例中,第一驱动单元139和第二驱动单元141包括但不限于驱动气缸、直线电机,应当理解,满足传动上压刀138朝向裁切刀140移动的第一驱动单元139均满足本申请实施例的使用需求,均不构成对本申请实施例中的第一驱动单元139的限定,同时,满足传动裁切刀140朝向上压刀138移动的第二驱动单元141也满足本申请实施例的使用需求,也不构成对本申请实施例的第二驱动单元141的限定。

贴备胶组件132包括两个正对设置的贴胶单元142和两个正对设置的备胶单元143,其中,

每个贴胶单元142均包括与面板100固接的第一支座144,第一支座144的桁板上挂设能够滑动移动的贴胶滑动座145,贴胶滑动座145通过导杆146连接真空吸附贴胶刀147,真空吸附贴胶刀147还与设于贴胶滑动座145上的贴胶驱动单元148传动连接,其中,贴胶滑动座145带动真空吸附贴胶刀147置于与备胶单元143正对,配合贴胶驱动单元148传动真空吸附贴胶刀147朝向被裁切出的负极片08移动,以真空吸附固定备胶单元143输送至真空吸附贴胶刀147的贴胶片07,以及通过由对应的备胶单元143所裁切出的贴胶片07将间隔排列的负极片08中相邻的负极片08进行胶贴连接,以连接成负极片料带04。

在本实施例中,贴胶滑动座145带动真空吸附贴胶刀147置于与备胶单元143正对是指贴胶滑动座145带动真空吸附贴胶刀147移动至位于备胶单元143所放卷的胶片料带13移动方向的正前方,也就是备胶单元143在实现对胶片料带13进行放卷并裁切出贴胶片07后,贴胶片07会置于对应的真空吸附贴胶刀147上;此后,处于裁切出的负极片08上方和下方的贴胶驱动单元148会传动对应的真空吸附贴胶刀147朝向两片被间隔一定间隙的负极片08移动,以对两片负极片08进行正、反面贴胶纸。

每个备胶单元143均包括与面板100固接的第二支座149,第二支座149上设有依次设置的胶纸放卷单元150、压胶纸单元151及裁胶纸单元152,其中,

胶纸放卷单元150用于将胶片料带13朝向压胶纸单元151和裁胶纸单元152放卷;

压胶纸单元151的压胶驱动单元153通过传动与之连接的压块154朝向放卷的胶片料带13移动,以压紧胶片料带13移动并使放卷的胶片料带13停止输送;

裁胶纸单元152的裁切驱动单元155通过传动与之传动连接的真空裁切刀156朝向胶片料带13进刀,配合贴胶单元142的真空吸附贴胶刀147的真空吸附固定和压胶纸单元151对胶片料带13的压紧,以裁切出对应的贴胶片07。

在本实施例中,裁断贴胶机构130对负极片连续料带12裁断后进行粘胶,相邻的两片负极片08的间隔缝隙处用贴胶片07连接和保护,防止负极片08形成毛刺,如此,可以确保电芯安全可靠性。

可以理解,在本实施例中,裁断贴胶机构130就是将负极片连续料带12按预设长度裁断,为了保证能够连续的上料,需要将裁断出的相邻两片负极片08正对的两端用贴胶片07粘住,进而形成负极片料带04,再粘住之前,需要将裁断出的相邻两片负极片08拉开一定的间隙,如此使得,在切断机构600对第一料带06进行切断时,切断机构600切断的是贴胶片07,而并非负极片08,如此,避免在负极片08上形成裁切毛刺;同时,为满足连续上料的稳定性和裁切过程中对负极片08进行保护,对裁剪后的负极片08的正反面进行贴胶。

为实现将正极片料带01的投料,参考图2至图4及图7,在其中一些实施例中,投料机构300包括与面板100连接的安装板31,安装板31上设有沿其长度方向延伸的第一直线滑轨32,第一直线滑轨32上设有第一滑座33和第二滑座34,安装板31上还设有与第一滑座33传动连接的第一传动组件35和与第二滑座34传动连接的第二传动组件36,第一滑座33上设有送片夹组件37,第二滑座34上设有与送片夹组件37活动对接的第二极片裁切组件38,其中,

第一传动组件35传动第一滑座33带动送片夹组件37朝向第二极片裁切组件38,以使送片夹组件37夹持正极片料带01朝向第二极片裁切组件38移动,以向第二极片裁切组件38送片,同时,第二传动组件36传动第二滑座34带动第二极片裁切组件38朝向处于卷绕位的卷针21移动,以向位于卷绕位的卷针21投送正极片料带01,并在投送的正极片料带01的长度到达预设长度时,对正极片料带01进行切断,进而裁切出预设长度的正极片02。

在本实施例中,满足传动第一滑座33沿第一直线滑轨32滑动的第一传动组件35均适合本申请实施例的第一传动组件,例如:第一传动组件35可以是滚珠丝杆模组,还可以是丝杆滑台模组;满足传动第二滑座34沿第一直线滑轨32滑动的第二传动组件36均适合本申请实施例的第二传动组件,例如:第二传动组件36可以是滚珠丝杆模组,还可以是丝杆滑台模组。

参考图7,送片夹组件37包括与第一滑座33滑动连接的第一安装板371,第一安装板371宽度方向的一侧设有第一固定块372,第一固定块372通过第一导柱373连接正对第一固定块372设置的第一活动块374,第一固定块372正对第一活动块374的端面上设有压辊375,第一固定块372厚度方向的侧端面固设有朝向第二极片裁切组件38伸出的定送片夹376,第一活动块374上设有在设置位置上与压辊375正对的动压辊377,第一活动块374还固接与定送片夹376正对设置的动送片夹378,第一导柱373远离第一活动块374的一端与联动块379连接,联动块379还与设于第一安装板371的第一驱动气缸370传动连接。

在本实施例中,第一驱动气缸370传动第一活动块374带动动压辊377和动送片夹378分别朝向压辊375和定送片夹376移动,以对应夹持放卷的正极片料带01,配合第一传动组件35传动第一滑座33带动送片夹组件37朝向第二极片裁切组件38,以将正极片料带01朝向第二极片裁切组件38输送。

在本实施例中,送片夹组件37夹持正极片料带01朝向第二极片裁切组件38输送过程中,第二极片裁切组件38也沿正极片料带01投料方向移动,也就是第二极片裁切组件38在正极片料带01投料未达到预设长度时,第二极片裁切组件38辅助进行投料,当正极片料带01投料至预设长度时,送片夹组件37停止进行输送正极片料带01,第二极片裁切组件38则加速移动至对应的裁切位置,以将正极片料带01裁断,以裁切出预设长度的正极片02。

参考图7,第二极片裁切组件38包括第二滑座34固接的第二切刀底座381,第二切刀底座381上固设用于安装固定切刀382的第一刀座383,第二切刀底座381通过第二导柱384连接与第一刀座383正对设置的动刀座385,动刀座385与固定切刀382正对的位置上设有切刀压板386,动刀座385还与设于第二切刀底座381的侧壁的第二驱动气缸387传动连接。

在本实施例中,第二驱动气缸387传动动刀座385带动切刀压板386相对固定切刀382移动,将投料至位于卷绕位的卷针21的正极片料带01的长度达到预设长度时,将正极片料带01裁断,以使正极片料带01前端部分裁切为预设长度的正极片02,实现在投料至卷针21的正极片料带01的长度达到预设长度时,将正极片料带01裁断。

为实现将第一隔膜料带03推顶至贴紧于连续放料走带的负极片料带04,参考图2至图4、图8和图11,在其中一些实施例中,隔膜推辊机构400包括与面板100连接的底板41,底板41上设有沿底板41的长度方向延伸的第三直线导轨42,两个间隔设置的第三直线导轨42上跨设随动板43,随动板43与设于两个第三直线导轨42之间的第三传动组件44传动连接,随动板43上还设有垂直随动板43设置的推膜辊45,其中,第三传动组件44传动随动板带动推膜辊沿第三直线导轨42滑动,以顶推第一隔膜料带03。

在本实施例中,满足传动随动板43沿第三直线导轨42滑动的第三传动组件44均适合本申请实施例的第三传动组件,例如:第三传动组件44可以是滚珠丝杆模组,还可以是丝杆滑台模组。

在本实施例中,第一隔膜料带03、负极片料带04及第二隔膜料带05由推膜辊45的作用,连续穿过卷针21的卷绕通道201,同时,推膜辊45将第一隔膜料带03与负极片料带04推至贴紧,方便第一隔膜料带03、负极片料带04及第二隔膜料带05穿针。

为实现将第一料带06自对应的贴胶片07处切断,参考图2、图4、图9和图10,在其中一些实施例中,切断机构600包括与面板100固接的安装底板61,安装底板61上设有至少一个沿安装底板61的长度方向延伸的第四直线导轨62,第四直线导轨62的滑块上挂设裁切座63,裁切座63还与设于安装底板61上的第四传动组件64传动连接,裁切座63匹配第四直线导轨62延伸方向的一侧设有裁切单元65和辅助压辊单元66,辅助压辊单元66垂直裁切座63设置并与裁切座63固接,裁切单元65垂直裁切座63设置并与裁切座63活动连接,裁切单元65还通过可调螺母67与辅助压辊单元66活动连接,其中,

可调螺母67,用于旋调裁切单元65与辅助压辊单元66的间距,以使裁切单元65的切刀压辊651与辅助压辊单元66的下压辊661按预设间距顶压第一料带06;

第四传动组件64,用于传动裁切座63带动辅助压辊单元66和裁切单元65沿第四直线导轨62移动,以通过裁切单元65的隔膜切刀652对由切刀压辊651和下压辊661顶压的第一料带06进行裁断。

在本实施例中,满足传动裁切座63沿第四直线导轨62滑动的第四传动组件64均适合本申请实施例的第四传动组件,例如:第四传动组件64可以是驱动气缸,还可以是直线电机。

在本实施例中,切断机构600通过隔膜切刀652对第一料带06进行裁断时,还需要通过配合位于卷绕位的卷针21、夹持机构500及位于卷绕位转动至下料处的另一个卷针21对第一料带06两端的牵拉及固定,使的隔膜切刀652对准第一料带06设置贴胶片07的位置处进行焊切裁断,在本申请实施例中,焊切裁断的方式包括但不限于冷焊切裁断、热焊切裁断。

为实现对锂电池的卷绕以及辅助对隔膜的切断,参考图2与图4及图11和图12,在其中一些实施例中,卷绕机构200包括公转组件24,公转组件24包括固设在卷绕底座25上的基体座26,基体座26上通过轴承(附图未显示)装配有基体转盘27,基体转盘27嵌套设置两个能够沿基体转盘27的轴向方向插拔的卷针21,基体转盘27还与第五驱动组件(附图未显示)传动连接,其中,

第五驱动组件,用于传动基体转盘27相对基体座26公转,并带两个卷针21交替在卷绕位和下料处之间转动。

在本实施例中,附图未显示的第五驱动组件并不构成对本申请实施例的卷绕机构200的不清楚限定,可以理解,卷绕机构200可以采用本领域中任一种完成锂电池卷绕的卷绕机构,只需满足其设定两个能够沿基体转盘27的轴向方向插拔的卷针21即可实现本申请实施例的卷绕。

卷针21在随基体转盘27转动至卷绕位时,沿基体转盘27的轴向方向伸出,以使由转动至下料处的卷针21向前牵拉的第一膜材09和投料至卷针21的正极片02进行穿针,并在第一膜材09和正极片02穿针至卷针21的卷绕通道201及切断机构600将第一膜材09切断后,配合夹持机构500对第一膜材09的夹紧,在卷绕位对第一膜材09和正极片02进行卷绕;卷针21还在随基体转盘27转动至下料处时,沿基体转盘27的轴向方向退针而进行脱料。

本申请实施例还提供一种锂电池卷绕方法,利用上述实施例中的负极连续卷绕设备进行卷绕,该卷绕方法包括如下步骤:

步骤S1、在位于卷绕位的卷针转动至下料处过程中,利用卷针向前牵拉连续放料的第一隔膜料带、负极片连续料带和第二隔膜料带;

步骤S2、通过隔膜推辊机构将连续放料的第一隔膜料带推顶至贴紧于连续放料走带负极片料带,其中,第一隔膜料带、负极片料带和第二隔膜料带层叠贴紧组成第一料带,负极片料带包括多片间隔排列并以贴胶片连接的负极片;

步骤S3、位于卷绕位的卷针伸出,第一料带连续穿过卷针的卷绕通道;

步骤S4、利用夹持机构在第一料带穿入卷绕通道并穿出后,将完成穿针的第一料带夹紧,其中,夹持机构所夹紧的位置位于对应的负极片的头部;

步骤S5、利用位于下料处的卷针对穿针的第一料带进行牵拉和夹持机构对第一料带进行夹紧,并利用切断机构将第一料带自对应的贴胶片处切断,以裁切为第一膜材;

步骤S6、利用投料机构将正极片料带投料至位于卷绕位的卷针的所述卷绕通道内;

步骤S7、利用夹持机构维持夹紧负极片的头部,并通过位于卷绕位的卷针对穿针于该卷针的卷绕通道内的第一膜材和投料至该卷针的正极片料带进行卷绕,以卷绕锂电池,其中,在投料至对应卷针的卷绕通道内的正极片料带的长度达到预设长度时,利用投料机构将正极片料带裁断。

在本实施例中,采用隔膜推辊机构将第一隔膜料带推顶至贴紧负极片料带,并将负极片料带层叠在第一隔膜料带和第二隔膜料带之间,在卷绕时由卷针夹住负极片和隔膜进行直接卷绕,无需隔膜预卷,节省隔膜头部预卷的时间,提高卷绕效率,降低卷绕电芯的成本;同时,通过将负极片料带采用以贴胶片连接多个负极片的方式,在采用切断机构裁断时,自贴胶片处进行裁切,通过贴胶片对裁切中的负极片进行保护,避免负极片头部产生毛刺;再者,卷针旋转时,由于第一隔膜、负极片及第二隔膜的一端被夹持机构夹住,会使第一隔膜、负极片及第二隔膜沿旋转方向的反向贴紧包住卷针,防止头部打折。

需要说明的是,在本实施例中,将裁断出的相邻两片负极片正对的两端用贴胶片粘住,进而形成负极片料带,负极片的头尾有贴胶片保护,解决负极片产生毛刺和极片掉粉问题,提升电芯安全性;负极片位于第一隔膜和第二隔膜之间,由负极到正极方向卷绕成型时,可以由卷针夹住负极片、第一隔膜和第二隔膜直接卷绕,节省隔膜头部预卷至少一圈的长度,降低电芯成本;负极片、第一隔膜和第二隔膜在卷针处同时裁断,实现阳极连续卷绕,采用投料机构将裁切出预设长度的正极片连续投料至卷针,实现负极的连续卷绕。

对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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06120116338078