專利名稱：電池卷芯半自動卷繞機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制造二次電池的設(shè)備，特別是涉及卷繞電池巻芯的機(jī)器。34景豐支術(shù)鋰離子電池的卷芯質(zhì)量直接影響鋰離子電池的安全性、 一致性以及使用壽 命，因而鋰離子電池卷繞機(jī)在保證電池質(zhì)量方面起著非常重要的作用?，F(xiàn)有技術(shù)之電池卷芯 卷繞機(jī)包括手動卷繞機(jī)、全自動卷繞機(jī)和半自動卷繞機(jī)。手動卷繞機(jī)除卷繞釆用電動機(jī)驅(qū) 動外，其余工序如上隔膜、上極片和貼終止膠帶等都基本由人工完成。手動卷繞機(jī)雖然設(shè)備 投入成本低，但卷繞效率低，卷繞精度受人為因素影響大。全自動卷繞機(jī)的巻繞過程如上隔 膜、上極片和貼終止膠帶均為連續(xù)成巻上料，該設(shè)備效率髙，但成本也高，且對極片的要求 也非常高。而半自動巻繞機(jī)的極片由人工放入，隔膜裝在放巻裝置上自動連續(xù)送入，半自動 卷繞機(jī)相對全自動卷繞機(jī)，成本大為降低，相對手動巻繞機(jī)，巻繞精度和卷繞效率也大大提 高，如CN1874045所公開的電池巻芯半自動巻繞設(shè)備。該設(shè)備采用兩套卷針結(jié)構(gòu)，通過旋轉(zhuǎn) 回轉(zhuǎn)方式將卷繞機(jī)構(gòu)從穿針位換到抽針位，以保證隔膜連續(xù)。該半自動卷繞機(jī)巻繞換位機(jī)構(gòu) 由于采用回轉(zhuǎn)方式，結(jié)構(gòu)仍然較復(fù)雜，設(shè)備成本也較髙，可靠性欠佳。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于避免上述現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提出一種結(jié) 構(gòu)簡單、設(shè)備成本低和可靠性髙的電池巻芯半自動卷繞機(jī)。本發(fā)明解決所述技術(shù)問題可以通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)設(shè)計、使用一種電池卷芯半自動卷繞機(jī)，包括兩極片送料機(jī)構(gòu)、兩隔膜送料機(jī)抅、卷繞 換位機(jī)構(gòu)、巻針和卷繞電動機(jī)以及隔膜切刀和在穿針前用于夾緊隔膜的上、下兩壓塊，該隔 膜切刀和上、下兩壓塊均由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，所述巻繞電動機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)輸出端與所述 巻針連接；所述卷繞換位機(jī)抅包括本體、帶動所述卷針左右平移的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)和帶動所述 巻針前后伸縮的縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述巻繞電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)均安裝在所述本體上，所述橫向 驅(qū)動機(jī)構(gòu)與所述本體的一邊連接固定，所述縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)與本體的后端固定。作為本發(fā)明電池卷芯半自動巻繞機(jī)的進(jìn)一步改進(jìn)，還包括包扎膠帶送料機(jī)構(gòu)和膠帶切 刀，該膠帶送料機(jī)構(gòu)和和膠帶切刀均由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。作為本發(fā)明電池卷芯半自動巻繞機(jī)的又進(jìn)一步改進(jìn)，所述兩隔膜送料機(jī)構(gòu)的送出端與 上、下兩壓塊之間，還包括上、下兩導(dǎo)輥，該兩導(dǎo)輥分別由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。本發(fā)明電池卷芯半自動巻繞機(jī)在卷好一個電池巻芯后，切段隔膜之前，能將作為下一卷 芯的兩條隔膜的起點(diǎn)采用超聲波焊接或熱燙方式粘接在一起，這樣可使巻針穿入后隔膜便可 直接受力，再插入電極片后便可進(jìn)行卷繞，因此，節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中在插入第一電極片之前已經(jīng)巻繞在卷針上的至少兩層隔膜；具體結(jié)構(gòu)改進(jìn)的措施為如下兩種方式的任意一種。一、 所述隔膜切刀連接有加熱裝置，該加熱裝置給隔膜切刀加熱，并控制隔膜切刀的溫度在150 'C至25(TC之間，即采取熱燙方式將兩隔膜粘接在一起。二、所述上、下兩壓塊之任一個被 設(shè)計成超聲波焊接頭；即釆用超聲波焊接方式將兩隔膜粘接在一起。本發(fā)明電池卷芯半自動卷繞機(jī)中，所述各驅(qū)動機(jī)構(gòu)均為氣壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)。 本發(fā)明半自動巻繞機(jī)的卷繞換位機(jī)構(gòu)從穿針位到抽針位采用平移方式，且只需一套卷 針，同現(xiàn)有技術(shù)中的半自動巻繞機(jī)相比較，本發(fā)明的技術(shù)效果在于結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本低； 巻繞張力恒定，卷繞精度髙，用所巻繞的電池卷芯制作的電池一致性好；生產(chǎn)效率大約提高 了 3~4倍。


圖l是本發(fā)明電池卷芯半自動卷繞機(jī)整體結(jié)構(gòu)的主視示意圖；圖2是所述半自動巻繞機(jī)的巻繞換位機(jī)構(gòu)的俯視示意圖；圖3是所述卷繞換位機(jī)構(gòu)的主視示意圖；圖4是本發(fā)明卷繞機(jī)在穿針時的工作示意圖；圖5是本發(fā)明卷繞機(jī)在導(dǎo)入第一極片時的工作示意圖；圖6是本發(fā)明卷繞機(jī)在導(dǎo)入第二極片時的工作示意圖；圖7是本發(fā)明巻繞機(jī)在變換工位時的工作示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所示之最佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳述。 本發(fā)明電池卷芯半自動卷繞機(jī)，如圖1至圖3所示，包括兩極片送料機(jī)構(gòu)IO、 11、兩 隔膜送料機(jī)構(gòu)20、 21、卷繞換位機(jī)構(gòu)30、巻針40和卷繞電動機(jī)50以及隔膜切刀60和在穿 針前用于夾緊隔膜的上、下兩壓塊70、 71,該隔膜切刀60和上、下兩壓塊70、 71均由各自 的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，所述巻繞電動機(jī)50經(jīng)減速機(jī)構(gòu)51輸出端與所述卷針40連接；所述卷繞換 位機(jī)構(gòu)30包括本體31、帶動所述卷針40左右平移的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)32和帶動所述卷針40前 后伸縮的縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)33，所述巻繞電動機(jī)50和減速機(jī)構(gòu)51均安裝在所述本體31上，所 述橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)32與所述本體31的一邊連接固定，所述縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)33與本體31的后端 固定。本發(fā)明電池巻芯半自動巻繞機(jī)，如圖1所示，還包括包扎膠帶送料機(jī)構(gòu)80和膠帶切刀 81，該膠帶送料機(jī)構(gòu)80和和膠帶切刀81均由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，當(dāng)巻芯卷繞完之后，驅(qū) 動膠帶送料機(jī)構(gòu)80送進(jìn)膠帶以封住極片和隔膜的終止處，再驅(qū)動膠帶切刀81自動將膠帶切 斷，然后膠帶送料機(jī)構(gòu)80退出，如此往復(fù)。本發(fā)明電池卷芯半自動卷繞機(jī)中，如圖1和圖4至圖7所示，所述兩隔膜送料機(jī)構(gòu)20、 21的送出端與上、下兩壓塊70、 71之間，還包括上、下兩導(dǎo)輥90、 91,該兩導(dǎo)輥90、 91分 別由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。這樣上、下導(dǎo)輥90、 91和上、下兩壓塊70、 71—起作用于隔膜 以加大隔膜張力，使隔膜保持穩(wěn)定狀態(tài)而不會漂移浮動，從而保證被巻針夾持住的可靠性。本發(fā)明電池巻芯半自動卷繞機(jī)在巻好一個電池卷芯后，切段隔膜之前，能將作為下一卷 芯的兩條隔膜的起點(diǎn)采用超聲波焊接或熱燙方式粘接在一起，這樣可使卷針穿入后隔膜便可 直接受力，再插入電極片后便可進(jìn)行卷繞，因此，節(jié)省了現(xiàn)有技術(shù)中在插入第一電極片之前 已經(jīng)巻繞在卷針上的至少兩層隔膜；具體結(jié)構(gòu)改進(jìn)的措施為如下兩種方式的任意一種。一、 所述隔膜切刀60連接有加熱裝置，該加熱裝置給隔膜切刀60加熱，并控制隔膜切刀60的溫 度在15(TC至250t:之間，即采取熱燙方式將兩隔膜粘接在一起。二、所述上、下兩壓塊70、71中的任一個設(shè)計成超聲波焊接頭；即采用超聲波焊接方式將兩隔膜粘接在一起。超聲波焊 接和熱燙的具體實(shí)施均屬現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述，本發(fā)明電池卷芯半自動卷繞機(jī)中，各驅(qū)動機(jī)構(gòu)均為氣壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)，也可以是電機(jī)驅(qū)動機(jī) 構(gòu)，它們的控制屬現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述。本發(fā)明電池卷芯半自動卷繞機(jī)的兩隔膜送料機(jī)構(gòu)是放卷裝置，隔膜自動連續(xù)導(dǎo)入，而正、 負(fù)極片(即第一極片和第二極片)由人工放入。下面結(jié)合圖2至圖7詳細(xì)說明采用本發(fā)明電 池卷芯半自動卷繞機(jī)卷繞一個電池巻芯的工作過程一.隔膜放卷、穿針 ' 如圖4所示，第一條隔膜1和第二條隔膜2分別由各自的隔膜送料機(jī)構(gòu)20、 21同時放卷，開始卷繞第一個產(chǎn)品前，先令兩條隔膜的源頭粘接在一起送入巻繞機(jī)的上壓塊70和下壓塊71之間被夾緊，此時，第一條隔膜l與第二條隔膜2于源頭處相交成一夾角oc;此步驟中，使兩隔膜粘接在一起可以采用兩種方式 一是超聲波焊接方式，即將所述上 壓塊70和下壓塊71之任一個做成超聲波焊接頭。二是熱燙方式，具體是，加熱所述隔膜切 刀60，使其溫度足以將所述兩隔膜熱燙在一起，釆用熱燙方式時一般采用電阻加熱，隔膜切 刀60的溫度控制在攝氏150度至250度之間，即只要隔膜切刀60的溫度保證能使隔膜熔融 即可。超聲波焊接和熱燙的具體實(shí)施屬現(xiàn)有技術(shù)，此處不再贅述；為了使第一條隔膜1的狀態(tài)更加穩(wěn)定而便于被巻針40準(zhǔn)確可靠地夾持，當(dāng)所述兩隔膜 粘接在一起的源頭被上壓塊70和下壓塊71夾緊后，驅(qū)動一上導(dǎo)輥90下移壓住第一條隔膜1 以加大上導(dǎo)輥90與壓塊之間的隔膜張力；這樣使第一條隔膜l得以繃緊而不會漂移，方便被 卷針40準(zhǔn)確地夾持住，提高設(shè)備的加工精度和生產(chǎn)效率；如圖2所示，縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)33氣缸的活塞桿伸出，驅(qū)動卷針40伸出將所述第一條隔 膜1夾緊，使下半卷針穿在兩條隔膜之間，而上半卷針位于第一條隔膜l的上面，再使所述 上壓塊70和下壓塊71相對分離而松開所述兩條隔膜粘接在一起的源頭。二、導(dǎo)入第一極片和第二極片如圖5所示，將第一電極片3沿極片送料機(jī)構(gòu)10由人工導(dǎo)入，插入到下半巻針的下表面與第二條隔膜2之間，驅(qū)動卷針40翻轉(zhuǎn)而使巻針與所述第一條隔膜l形成一夾角p，然后 將第二電極片3沿極片送料機(jī)構(gòu)11由人工導(dǎo)入而插入到卷針與第一條隔膜l之間(參見圖6 所示)；本步驟中，在插入第二電極片3之前，包括一步驟驅(qū)動下導(dǎo)輥91上移頂上第二條隔 膜2以使其與第一條隔膜l貼合，所述上導(dǎo)輥90也同步向上移動；而且，所述第一電極片3 和第二電極片4在插入之前均預(yù)先按要求切斷成給定的長度，該給定的長度即為剛好能巻繞 成一個電池卷芯的長度。三、 卷繞成卷芯參見圖7，由卷繞電動機(jī)50驅(qū)動卷針40連續(xù)翻轉(zhuǎn)而使兩隔膜和兩電極片卷繞在兩卷 針上成為巻芯雛形，橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)32的氣缸軸縮緊，帶動卷針40并卷芯雛形移至上壓塊30 和下壓塊31的外側(cè)(沿圖2中箭頭B的指向)；所述包扎膠帶送料機(jī)構(gòu)80的驅(qū)動氣缸動作使 包扎膠帶5送出以封住極片和隔膜的卷繞終止處，然后膠帶切刀81的驅(qū)動氣缸動作，驅(qū)動膠 帶切刀81將包扎膠帶5切斷，電池巻芯巻繞完成被送入收料斗；四、 卷針換位巻芯卷繞完成后，縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)33的氣缸縮回將卷針4抽出(沿圖2中箭頭A的指 向)，橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)32的氣缸同時動作，氣缸軸伸出帶動卷針4水平移回(沿圖2中箭頭B 指向相反的方向)至穿針工位繼續(xù)下一巻芯的巻繞工序，如此往復(fù)。
權(quán)利要求
1. 一種電池卷芯半自動卷繞機(jī)，包括兩極片送料機(jī)構(gòu)(10、11)、兩隔膜送料機(jī)構(gòu)(20、21)、卷繞換位機(jī)構(gòu)(30)、卷針(40)和卷繞電動機(jī)(50)以及隔膜切刀(60)和在穿針前用于夾緊隔膜的上、下兩壓塊(70、71)，該隔膜切刀(60)和上、下兩壓塊(70、71)均由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，其特征在于所述卷繞電動機(jī)(50)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)(51)輸出端與所述卷針(40)連接；所述卷繞換位機(jī)構(gòu)(30)包括本體(31)、帶動所述卷針(40)左右平移的橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(32)和帶動所述卷針(40)前后伸縮的縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(33)，所述卷繞電動機(jī)(50)和減速機(jī)構(gòu)(51)均安裝在所述本體(31)上，所述橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(32)與所述本體(31)的一邊連接固定，所述縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(33)與本體(31)的后端固定。
2. 如權(quán)利要求l所述的電池卷芯半自動眷繞機(jī)，其特征在于還包括包扎膠帶送料機(jī)構(gòu)(80) 和膠帶切刀(81)，該膠帶送料機(jī)構(gòu)(80)和膠帶切刀(81)均由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。
3. 如權(quán)利要求l所述的電池卷芯半自動卷繞機(jī)，其特征在于所述兩隔膜送料機(jī)構(gòu)(20、 21) 的送出端與上、下兩壓塊(70、 71)之間，還包括上、下兩導(dǎo)輥(90、 91)，該兩導(dǎo)輥(90、 91)分別由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動。
4. 如權(quán)利要求l所述的電池卷芯半自動巻繞機(jī)，其特征在于所述隔膜切刀(60)連接有加 熱裝置，該加熱裝置給隔膜切刀(60)加熱，并控制隔膜切刀(60)的溫度在150匸至250 'C之間。
5. 如權(quán)利要求l所述的電池巻芯半自動卷繞機(jī)，其特征在于所述上、下兩壓塊(70、 71) 之任一個被設(shè)計成超聲波焊接頭。
6. 如權(quán)利要求1至3之任一項所述的電池巻芯半自動卷繞機(jī)，其特征在于所述各驅(qū)動機(jī)構(gòu) 均為氣壓驅(qū)動機(jī)構(gòu)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池卷芯半自動卷繞機(jī)，包括兩極片送料機(jī)構(gòu)(10、11)、兩隔膜送料機(jī)構(gòu)(20、21)、卷繞換位機(jī)構(gòu)(30)、卷針(40)和卷繞電動機(jī)(50)以及隔膜切刀(60)和在穿針前用于夾緊隔膜的上、下兩壓塊(70、71)，該隔膜切刀(60)和上、下兩壓塊(70、71)均由各自的驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動，卷繞電動機(jī)(50)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)(51)輸出端與卷針(40)連接；卷繞換位機(jī)構(gòu)(30)包括本體(31)、橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(32)和縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(33)，卷繞電動機(jī)(50)和減速機(jī)構(gòu)(51)安裝在本體(31)上，橫向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(32)與本體(31)的一邊側(cè)連接固定，縱向驅(qū)動機(jī)構(gòu)(33)與本體(31)的內(nèi)端固定。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備成本低但精度高，以及加工時節(jié)省隔膜而降低電池成本等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號H01M10/38GK101267049SQ200710073568
公開日2008年9月17日 申請日期2007年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月13日
發(fā)明者陽如坤, 駱承華 申請人:深圳市吉陽自動化科技有限公司