本實(shí)用新型涉及卷繞式疊片電池技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置。
背景技術(shù):
隨著石油危機(jī)和環(huán)境污染的加劇,人們逐漸將目光投向清潔能源領(lǐng)域,具有工作電壓高、能量密度大、循環(huán)壽命長、環(huán)保無污染的鋰二次電池倍受關(guān)注,已被廣泛運(yùn)用在電腦、手機(jī)、電動(dòng)汽車等不同領(lǐng)域,在生活中逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。
二次電池主要是由具有正極極片、隔膜、負(fù)極極片結(jié)構(gòu)的電極組件構(gòu)成,電極組件可分為卷繞式組件和疊片式組件。卷繞式組件的制備方法如下:先將電極活性材料均勻涂覆在作為集流體的金屬箔上,經(jīng)過干燥、碾壓、分切工序分別得到具有期望寬度的帶狀正極極片和負(fù)極極片,在隔膜被放置在正、負(fù)極極片之間的狀態(tài)下進(jìn)行卷繞。疊片式組件是先得到指定寬度和長度的正、負(fù)極極片,并用隔膜將二者隔離,即按著正極極片/隔膜/負(fù)極極片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行連續(xù)層疊。
然而,常規(guī)電極組件存在如下問題:卷繞式電極組件,由于電極組件的截面是圓形或橢圓形,在電池的充放電期間,電極的膨脹和收縮可能會(huì)導(dǎo)致電極之間的間隙不均勻,從而造成電池性能下降;雖然卷繞式電極組件適用于圓柱形電池,但當(dāng)其運(yùn)用到角型或袋型電池時(shí),就會(huì)出現(xiàn)極片易在彎折處斷裂、電極活性材料脫落、空間利用率低等缺陷;該電極組件正面與側(cè)面的張力不一致,會(huì)導(dǎo)致內(nèi)部反應(yīng)不均勻;同時(shí)還有極片較長、電池內(nèi)阻大,不利于大倍率充放電,比功率小等缺點(diǎn)。疊片式電極組件,該電極組件的制備過程復(fù)雜,需要大量時(shí)間和精力來執(zhí)行順序堆疊過程,不易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化操作,生產(chǎn)效率低;極片需要沖切,產(chǎn)生的邊料和斷面較多,易刺穿隔膜,造成電池內(nèi)部短路等。
為了解決上述問題,已經(jīng)研制出了一種卷繞式疊片電極組件,其是卷繞式電極組件和疊片式電極組件的結(jié)合體。卷繞式疊片電極組件的制備過程如下:將具有預(yù)定尺寸的若干個(gè)正極極片、雙側(cè)涂膠粘性隔膜、負(fù)極極片按著粘性隔膜被放置在正、負(fù)極極片之間的狀態(tài)下進(jìn)行熱壓處理,得到單體電極組件;將單體電極組件按順序依次放置在單側(cè)涂膠的粘性隔膜上進(jìn)行卷繞,就得到了卷繞式疊片電極組件。卷繞式疊片電極組件在繼承了卷繞式電極組件易于機(jī)械化操作和疊片電極組件內(nèi)阻小、利于大倍率充放電、尺寸靈活的優(yōu)點(diǎn)基礎(chǔ)上,也極大的彌補(bǔ)了二者的缺陷。目前卷繞式疊片電極組件的卷繞方式仍然類似于卷繞式電極組件:纏繞夾具夾持第一個(gè)單體電極組件并旋轉(zhuǎn),使得各單體電極組件在被隔膜隔離的狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)依次堆疊,直到完成一個(gè)周期的卷繞。
然而,上述卷繞方式存在兩個(gè)顯著缺陷:一、纏繞夾具有上、下兩塊夾板,與每塊夾板上、下面相接觸的分別是單體電極組件、隔膜的表面,由于不同材料間的摩擦系數(shù)不同,每塊夾板在抽出過程中上、下表面的摩擦力也不相同,從而導(dǎo)致卷芯受力不均而發(fā)生變形;當(dāng)料帶的卷繞張力過大時(shí),還會(huì)出現(xiàn)夾板難以抽出的現(xiàn)象。二、由于料帶的張力不易控制,上述卷繞方式所生產(chǎn)卷芯的截面易呈現(xiàn)橢圓形,致使單體電極組件之間的空隙較大,接觸不緊密。上述兩個(gè)顯著缺陷都會(huì)導(dǎo)致最終的電池性能變差。
因此,急需一種能夠同時(shí)克服上述各種缺陷、提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的在于提供一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置,該裝置在連續(xù)的卷繞附著有單體電極組件的單側(cè)涂膠粘性隔膜時(shí),不僅能實(shí)現(xiàn)料帶的間歇供給、自動(dòng)翻轉(zhuǎn),保證了卷芯內(nèi)部的隔膜張力均勻,而且每卷繞依次就會(huì)在卷芯表面施壓依次,確保單體電極組件的堆疊更加緊密,即使在長期使用后仍具有良好的性能表型,極大地提高了生產(chǎn)效率。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
一種用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置,包括用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)、用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)、用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)、用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、用于對(duì)卷芯表面施壓以使單體電極組件堆疊緊密的施壓機(jī)構(gòu)、用于將卷繞完畢后的卷芯頂出作業(yè)位的頂出機(jī)構(gòu)、以及用于傳送被頂出的卷芯的傳送機(jī)構(gòu)。送料機(jī)構(gòu)位于張力機(jī)構(gòu)與吸附裁切機(jī)構(gòu)之間。施壓機(jī)構(gòu)位于吸附裁切機(jī)構(gòu)的上方。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)位于吸附裁切機(jī)構(gòu)一端的上方。頂出機(jī)構(gòu)和傳送機(jī)構(gòu)分別位于吸附裁切機(jī)構(gòu)的兩側(cè)。本實(shí)用新型所述的用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置,是一種可實(shí)現(xiàn)料帶或卷芯自動(dòng)翻轉(zhuǎn),且卷繞一次就能在卷芯表面施壓一次的設(shè)備。
進(jìn)一步的,所述用于使料帶保持一定張力的張力機(jī)構(gòu)包括對(duì)稱設(shè)置在料帶上下兩側(cè)的上張力滾輪和下張力滾輪。通過上、下張力滾輪夾持料帶,兩滾輪由料帶運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力而被動(dòng)異向旋轉(zhuǎn)。張力機(jī)構(gòu)的作用是:用于夾持由單體電極組件、單側(cè)涂膠粘性隔膜組成的料帶,使料帶運(yùn)動(dòng)時(shí)保持一定的張力,為后續(xù)的間歇送料創(chuàng)造條件,便于料帶的導(dǎo)入。
進(jìn)一步的,所述用于夾持料帶或卷芯且實(shí)現(xiàn)間歇供給的送料機(jī)構(gòu)包括送料導(dǎo)軌、與送料導(dǎo)軌滑動(dòng)配合的送料滑塊、與送料滑塊一側(cè)相連的送料搖桿、與送料搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)配合的送料曲柄、與送料滑塊另一側(cè)相連的滑塊框架、設(shè)置在滑塊框架內(nèi)的送料滾輪、貫穿安裝在送料滾輪中的滾輪支撐軸、分別通過軸承與滾輪支撐軸的兩端轉(zhuǎn)動(dòng)配合的兩個(gè)底塊、連接在底塊上方且從滑動(dòng)框架頂部穿出的導(dǎo)桿、以及設(shè)置在滑塊框架下端一側(cè)的送料導(dǎo)板;所述送料滾輪與底塊之間連接有扭轉(zhuǎn)彈簧;所述導(dǎo)桿套設(shè)有連接在滑塊框架頂部內(nèi)側(cè)壁與底塊頂部之間的壓縮彈簧;所述導(dǎo)桿與滑塊框架的頂部間隙配合。本實(shí)用新型中的送料機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型為曲柄滑塊形式,料帶位于送料導(dǎo)板與送料滾輪之間。所述壓縮彈簧保證了送料滾輪與料帶、卷芯的緊密接觸。所述扭轉(zhuǎn)彈簧可使送料滾輪在轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后自動(dòng)鎖死,無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。送料機(jī)構(gòu)通過壓縮彈簧和扭轉(zhuǎn)彈簧可使送料導(dǎo)板、送料滾輪能夠僅僅夾持料帶及卷芯,以按照一定時(shí)間間隔將卷芯送至作業(yè)位,且每次可保持固定的傳送距離。
在送料機(jī)構(gòu)中,送料曲柄作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),并通過送料搖桿帶動(dòng)送料滑塊沿送料導(dǎo)軌移動(dòng)。開始卷繞時(shí),料帶初端緊緊吸附在吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面,送料滑塊位于吸附裁切機(jī)構(gòu)、張力機(jī)構(gòu)之間并逐漸向吸附裁切機(jī)構(gòu)的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)運(yùn)動(dòng)到吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面時(shí),送料滑塊上的送料滾輪由于扭轉(zhuǎn)彈簧鎖死而無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn),送料導(dǎo)板位于料帶、吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面之間,從而阻斷吸附裁切機(jī)構(gòu)對(duì)料帶的吸附作用,使二者脫離,此時(shí)送料滾輪和送料導(dǎo)板緊緊夾持料帶,繼續(xù)運(yùn)動(dòng)而將其送至翻轉(zhuǎn)工位。由于送料滾輪上配有壓縮彈簧,使得送料滾輪與送料導(dǎo)板之間的高度任意可調(diào),從而可實(shí)現(xiàn)二者對(duì)卷繞過程中對(duì)應(yīng)的任意厚度卷芯進(jìn)行夾持。
進(jìn)一步的,所述用于吸附料帶并在卷繞完畢后切斷料帶使料帶與卷芯脫離的吸附裁切機(jī)構(gòu)包括吸附裁切機(jī)構(gòu)主體、開設(shè)在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體上的若干個(gè)均勻分布的吸孔、開設(shè)在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體上的刀槽、安裝在刀槽內(nèi)的刀片以及設(shè)置在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體一側(cè)的鉸鏈內(nèi)耳。所述吸孔始終處于吸氣狀態(tài),當(dāng)料帶經(jīng)過時(shí)會(huì)被牢牢吸附,吸孔起到了固定料帶、便于后續(xù)卷繞的作用。當(dāng)完成電池制作對(duì)應(yīng)一個(gè)周期的卷繞后,吸附裁切機(jī)構(gòu)主體邊緣的刀片就會(huì)迅速動(dòng)作來切斷料帶,實(shí)現(xiàn)卷芯與料帶的分離。
進(jìn)一步的,所述用于翻轉(zhuǎn)料帶或卷芯的翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)包括翻轉(zhuǎn)板、活動(dòng)連接在翻轉(zhuǎn)板一端的翻轉(zhuǎn)夾頭、設(shè)置在翻轉(zhuǎn)板另一端的鉸鏈外耳、與鉸鏈外耳端部相連的翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿、貫穿安裝在翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上的翻轉(zhuǎn)滑塊、以及與翻轉(zhuǎn)滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)配合的翻轉(zhuǎn)曲柄;所述翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿為L型,包括第一導(dǎo)桿部和第二導(dǎo)桿部,第一導(dǎo)桿部的一端與鉸鏈外耳相連,另一端與第二導(dǎo)桿部的端部相連。本實(shí)用新型中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型為擺動(dòng)導(dǎo)桿形式。當(dāng)吸附裁切機(jī)構(gòu)夾持料帶、卷芯到達(dá)翻轉(zhuǎn)工位時(shí),翻轉(zhuǎn)夾頭向下動(dòng)作,夾持住料帶及卷芯,完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后,翻轉(zhuǎn)夾頭再向上動(dòng)作,松開料帶及卷芯。翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿的底部與吸附裁切機(jī)構(gòu)的邊緣通過鉸鏈連接,料帶及卷芯經(jīng)翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后落在吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面。翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)與送料機(jī)構(gòu)相配合,實(shí)現(xiàn)了料帶的連續(xù)、自動(dòng)卷繞。
翻轉(zhuǎn)工位在翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上,送料滾輪與送料導(dǎo)板夾持料帶、卷芯最終也只能運(yùn)動(dòng)到翻轉(zhuǎn)工位,此時(shí)翻轉(zhuǎn)工位與吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面之間的夾角達(dá)到最大且大于180度,同時(shí)翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿上對(duì)應(yīng)的翻轉(zhuǎn)夾頭向下閉合,夾持料帶、卷芯。然后,送料滾輪與送料導(dǎo)板隨送料滑塊經(jīng)過吸附裁切機(jī)構(gòu)朝張力機(jī)構(gòu)方向運(yùn)動(dòng),當(dāng)翻轉(zhuǎn)工位繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到與吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面相平行處時(shí),即翻轉(zhuǎn)工位與吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面之間的夾角為180度,吸附裁切機(jī)構(gòu)再次吸附料帶。利用該翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的急回特性,翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿可實(shí)現(xiàn)料帶、卷芯的快速翻轉(zhuǎn),翻轉(zhuǎn)完畢后,翻轉(zhuǎn)夾頭向上打開,使料帶、卷芯落至吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面,從而完成卷繞動(dòng)作。
當(dāng)完成電池制作對(duì)應(yīng)一個(gè)周期的卷繞后,送料機(jī)構(gòu)夾持卷芯將其送至翻轉(zhuǎn)工位,此時(shí)送料機(jī)構(gòu)反向運(yùn)動(dòng),經(jīng)過吸附裁切機(jī)構(gòu)時(shí)翻轉(zhuǎn)工位與吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面之間的夾角為180度,此時(shí)料帶的兩端分別由翻轉(zhuǎn)夾頭、吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面吸孔固定,吸附裁切機(jī)構(gòu)邊緣的刀片開始動(dòng)作并切斷料帶,使其與卷芯分離。
進(jìn)一步的,所述用于對(duì)卷芯表面施壓以使單體電極組件堆疊緊密的施壓機(jī)構(gòu)包括施壓平板、連接在施壓平板頂部的施壓導(dǎo)桿、套設(shè)在施壓導(dǎo)桿上且與施壓導(dǎo)桿滑動(dòng)配合的壓塊、連接在壓塊底部與施壓平板頂部之間的施壓彈簧、連接在壓塊側(cè)壁上的施壓滑塊、貫穿安裝在施壓滑塊中且與施壓滑塊滑動(dòng)配合的施壓導(dǎo)軌、連接在施壓滑塊側(cè)壁上的施壓搖桿、以及與施壓搖桿轉(zhuǎn)動(dòng)配合的施壓曲柄。
本實(shí)用新型中的施壓機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)類型為曲柄滑塊行駛。完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后,施壓滑塊向下運(yùn)動(dòng),對(duì)料帶及卷芯的表面進(jìn)行施壓,料帶及卷芯每翻轉(zhuǎn)依次,其表面就會(huì)被施壓一次。當(dāng)翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)夾持料帶、卷芯完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后,料帶、卷芯會(huì)落至吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面,此時(shí)施壓機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)的施壓滑塊沿施壓導(dǎo)軌向卷芯方向運(yùn)動(dòng),由于施壓平板通過壓縮彈簧與施壓滑塊連接,施壓平板最終會(huì)接觸卷芯表面并進(jìn)行擠壓,卷芯厚度隨卷繞次數(shù)的增加而增大,壓縮彈簧的最終變形量也不斷增加,施壓平板對(duì)卷芯的壓力也會(huì)逐漸變大。本實(shí)用新型的施壓機(jī)構(gòu)可實(shí)現(xiàn)每卷繞一次而自動(dòng)施壓一次的效果,保證了單體電極組件堆疊的緊密性,同時(shí)施壓彈簧可保證所施壓力的均勻增大,避免了剛性施壓條件下施壓平板對(duì)單體電極組件的破壞。
進(jìn)一步的,所述用于將卷繞完畢后的卷芯頂出作業(yè)位的頂出機(jī)構(gòu)包括控制電機(jī)以及與控制電機(jī)的輸出軸相連的頂桿。施壓完畢后,控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)頂桿動(dòng)作,將卷芯從工作位頂出至傳送機(jī)構(gòu)上,為下一周期的卷繞留下空間。
進(jìn)一步的,所述用于傳送被頂出的卷芯的傳送機(jī)構(gòu)包括傳送帶以及與傳送帶傳動(dòng)配合的傳送輪。
當(dāng)完成電池制作對(duì)應(yīng)一個(gè)周期的卷繞并施壓結(jié)束以后,施壓平板隨施壓滑塊朝遠(yuǎn)離卷芯的方向運(yùn)動(dòng),此時(shí)頂出機(jī)構(gòu)中由控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)的頂桿迅速動(dòng)作,將卷芯從吸附裁切機(jī)構(gòu)的表面頂出至傳送機(jī)構(gòu)的傳送帶上,由傳送帶將其送至下一工站。
由以上技術(shù)方案可知,本實(shí)用新型在連續(xù)的卷繞附著有單體電極組件的單側(cè)涂膠粘性隔膜時(shí),不僅能實(shí)現(xiàn)料帶的間歇供給、自動(dòng)翻轉(zhuǎn),保證了卷芯內(nèi)部的隔膜張力均勻,而且每卷繞依次就會(huì)在卷芯表面施壓依次,確保單體電極組件的堆疊更加緊密,即使在長期使用后仍具有良好的性能表型,極大地提高了生產(chǎn)效率。
附圖說明
圖1是本實(shí)用新型中單體電極組件示例性結(jié)構(gòu)的典型視圖;
圖2是本實(shí)用新型中單體電極組件在單側(cè)涂膠粘性隔膜上排列粘結(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3是利用本實(shí)用新型裝置將料帶、卷芯進(jìn)行自動(dòng)卷繞的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4是本實(shí)用新型中張力機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5a是本實(shí)用新型中送料機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5b是圖5a中A部的放大結(jié)構(gòu)示意圖;
圖6是本實(shí)用新型中吸附裁切機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖7是本實(shí)用新型中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8a是本實(shí)用新型中施壓機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8b是圖8a中B部的放大結(jié)構(gòu)示意圖(未包含施壓曲柄和施壓導(dǎo)軌);
圖9是本實(shí)用新型中頂出機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10是本實(shí)用新型中傳送機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明:
圖1和圖2是本實(shí)用新型中單體電極組件及其在單側(cè)涂膠粘性隔膜上排列粘結(jié)的示例性結(jié)構(gòu)典型視圖。單體電極組件104是由若干層正極極片100、雙側(cè)涂膠粘性隔膜101、負(fù)極極片102經(jīng)熱壓工藝得到的,圖1示出了適用于本實(shí)用新型裝置的單體電極組件對(duì)應(yīng)的三種典型單元結(jié)構(gòu),分別是正極極片/粘性隔膜/負(fù)極極片、正極極片/粘性隔膜/負(fù)極極片/粘性隔膜/正極極片、負(fù)極極片/粘性隔膜/正極極片/粘性隔膜/負(fù)極極片。單體電極組件可以包含若干個(gè)上述單元結(jié)構(gòu),本實(shí)用新型不限制各典型單元結(jié)構(gòu)的層數(shù)和數(shù)量。
圖2示出了單體電極組件104在單側(cè)涂膠粘性隔膜103上的卷繞過程,單體電極組件在單側(cè)涂膠粘性隔膜上的排列具有方向性,以圖2所示單體電極組件為例進(jìn)行說明,正極極片在上的定義為A型單體電極組件(單體電極組件100),負(fù)極極片在上的定義為B型單體電極組件(單體電極組件102),A、B型單體電極組件需要交錯(cuò)分布。本說明書中將單體電極組件104粘結(jié)在單側(cè)涂膠粘性隔膜103上所形成的帶狀物料稱為料帶105,隨著卷繞的進(jìn)行,卷芯106的厚度也會(huì)不斷增加。
圖3是利用本實(shí)用新型裝置將料帶、卷芯進(jìn)行自動(dòng)卷繞的結(jié)構(gòu)示意圖,本實(shí)用新型所述的用于卷繞式疊片電池自動(dòng)卷繞的裝置包括張力機(jī)構(gòu)110、送料機(jī)構(gòu)120、吸附裁切機(jī)構(gòu)130、翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)140、施壓機(jī)構(gòu)150、頂出機(jī)構(gòu)160和傳送機(jī)構(gòu)170。
圖4是本實(shí)用新型中張力機(jī)構(gòu)110的結(jié)構(gòu)示意圖,張力機(jī)構(gòu)110包括上張力滾輪111和下張力滾輪112,二者夾持料帶105,由料帶105運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力驅(qū)動(dòng)而作被動(dòng)旋轉(zhuǎn)。張力機(jī)構(gòu)110的作用是使料帶105保持一定的張力,便于后續(xù)料帶105的間歇供給。
圖5a和5b是本實(shí)用新型中送料機(jī)構(gòu)120的結(jié)構(gòu)示意圖,送料機(jī)構(gòu)120包括送料曲柄121、送料搖桿122、送料滑塊123和送料導(dǎo)軌124,送料滑塊123上還配有送料導(dǎo)板125、送料滾輪126、壓縮彈簧127、扭轉(zhuǎn)彈簧128、底塊129、導(dǎo)桿1210、滑塊框架1211及滾輪支撐軸1212。送料曲柄121繞定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)并通過送料搖桿122驅(qū)動(dòng)送料滑塊123在送料導(dǎo)軌124上運(yùn)動(dòng),其中送料導(dǎo)軌124被完全固定。料帶105被夾持在送料導(dǎo)板125和送料滾輪126之間,送料滾輪126通過扭轉(zhuǎn)彈簧128與底塊129固連,滾輪支撐軸1212與底塊129是通過軸承連接的,因此,送料滾輪126可作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);底塊129通過壓縮彈簧127與滑塊框架1211固連,導(dǎo)桿1210固連在底塊129上且導(dǎo)桿1210可沿滑塊框架1211上下移動(dòng),因此,送料滾輪126可實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng),送料滾輪126與送料導(dǎo)板125之間的間距實(shí)現(xiàn)了可調(diào),從而可夾持不同厚度的料帶、卷芯。
初始運(yùn)動(dòng)時(shí),送料滑塊123靠近張力機(jī)構(gòu)110,隨送料曲柄121的旋轉(zhuǎn)而逐漸向吸附裁切機(jī)構(gòu)130的方向運(yùn)動(dòng),此時(shí)依靠壓縮彈簧127的作用使得送料滾輪126與料帶105緊密接觸,隨著運(yùn)動(dòng)的繼續(xù),送料滾輪126受其與料帶105之間的摩擦力作用而作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),同時(shí)受扭轉(zhuǎn)彈簧128提供的反向力矩的阻礙作用。當(dāng)送料滾輪126運(yùn)動(dòng)到吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面時(shí),扭轉(zhuǎn)彈簧128鎖死而使送料滾輪126無法繼續(xù)旋轉(zhuǎn),此時(shí)送料滾輪126可緊緊夾持料帶105并隨送料滑塊123的繼續(xù)運(yùn)動(dòng)而將其送至翻轉(zhuǎn)工位,這也是送料滑塊123所能運(yùn)動(dòng)到的最遠(yuǎn)距離,此后送料滑塊123開始作反向運(yùn)動(dòng),即向張力機(jī)構(gòu)110的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后,卷芯106會(huì)落至吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面,送料滑塊123重新從初始位置運(yùn)動(dòng)到該處時(shí),可夾持卷芯106而重復(fù)上述運(yùn)動(dòng)。
圖6是本實(shí)用新型中吸附裁切機(jī)構(gòu)130的結(jié)構(gòu)示意圖,吸附裁切機(jī)構(gòu)130包括吸附裁切機(jī)構(gòu)主體、設(shè)置在吸附裁切機(jī)構(gòu)主體表面的若干個(gè)均勻分布的吸孔131、開設(shè)在吸附裁切機(jī)構(gòu)上的刀槽132、安裝在吸附裁切機(jī)構(gòu)中的刀片以及設(shè)置在吸附裁切機(jī)構(gòu)一側(cè)的鉸鏈內(nèi)耳133。吸孔131始終處于吸氣狀態(tài),可緊緊吸附料帶105,當(dāng)送料機(jī)構(gòu)120運(yùn)動(dòng)到此處時(shí),送料導(dǎo)板125的底面與吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面相接觸,阻斷了吸孔131對(duì)料帶105的吸附作用,送料導(dǎo)板125的長度可以保證送料滾輪126夾持料帶105或卷芯106向翻轉(zhuǎn)工位運(yùn)動(dòng)時(shí)都無法吸附料帶。當(dāng)送料滑塊123向初始位置回撤并經(jīng)過吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面后,吸孔131可再次吸附料帶105,為料帶105或卷芯106的翻轉(zhuǎn)創(chuàng)造了條件。當(dāng)完成電池制作對(duì)應(yīng)一個(gè)周期的卷繞后,此時(shí)在吸孔131再次吸附料帶105以后,刀槽132里的刀片會(huì)迅速彈起,切斷料帶105并快速彈下,實(shí)現(xiàn)了卷芯與料帶的分離。
圖7是本實(shí)用新型中翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)140的結(jié)構(gòu)示意圖,翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)140包括翻轉(zhuǎn)曲柄141、翻轉(zhuǎn)滑塊142和翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿143;其中翻轉(zhuǎn)導(dǎo)桿143上還配有翻轉(zhuǎn)板144、翻轉(zhuǎn)夾頭145和鉸鏈外耳146,翻轉(zhuǎn)板144的表面即為翻轉(zhuǎn)工位147。鉸鏈外耳146與鉸鏈內(nèi)耳133是通過銷釘連接,由于吸附裁切機(jī)構(gòu)130是被固定的,因此翻轉(zhuǎn)板144可隨翻轉(zhuǎn)曲柄141的定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而發(fā)生擺動(dòng)。
當(dāng)送料滑塊123將料帶105或卷芯106送至翻轉(zhuǎn)工位147時(shí),翻轉(zhuǎn)夾頭145會(huì)迅速閉合將其夾持,此時(shí)翻轉(zhuǎn)工位147與吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面之間的夾角稍大于180度,這也是兩者之間的最大夾角,隨著運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,該夾角逐漸減小且送料滑塊123在向初始位置回撤,當(dāng)減小到180度時(shí),吸孔131剛好能再次吸附料帶105。由于擺動(dòng)導(dǎo)桿具有急回特性,翻轉(zhuǎn)板144會(huì)迅速完成翻轉(zhuǎn)動(dòng)作,此時(shí)翻轉(zhuǎn)工位147與吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面之間的夾角達(dá)到最小,翻轉(zhuǎn)夾頭145快速彈開使得料帶105或卷芯106落至吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面。翻轉(zhuǎn)夾頭145保持彈開狀態(tài)直到送料滑塊123將料帶105或卷芯106再次送至翻轉(zhuǎn)工位147時(shí)才會(huì)閉合。
圖8a和8b是本實(shí)用新型中施壓機(jī)構(gòu)150的結(jié)構(gòu)示意圖,施壓機(jī)構(gòu)150包括施壓曲柄151、施壓搖桿152、施壓滑塊153和施壓導(dǎo)軌154;其中施壓滑塊153上還配有施壓平板155、施壓彈簧156、施壓導(dǎo)桿157和壓塊158。壓塊158與施壓滑塊153固連,施壓導(dǎo)桿157與施壓平板155固連,施壓平板155又通過施壓彈簧156與壓塊158固連,且施壓導(dǎo)桿157可沿壓塊158上下移動(dòng),因此,施壓平板155可實(shí)現(xiàn)沿施壓導(dǎo)軌154方向的上下運(yùn)動(dòng)。
每完成一次翻轉(zhuǎn)動(dòng)作后,施壓平板155就會(huì)對(duì)卷芯106進(jìn)行一次施壓,卷芯106的厚度隨著卷繞次數(shù)的增加而增大,施壓彈簧156的最終變形量也在逐漸變大,卷芯106所受到的壓力也不斷增大。本實(shí)用新型的施壓機(jī)構(gòu)150不僅能夠確保卷繞時(shí)各單體電極組件104接觸緊密,而且柔性施力又避免了對(duì)單體電極組件104造成結(jié)構(gòu)破壞。
圖9是本實(shí)用新型中頂出機(jī)構(gòu)160的結(jié)構(gòu)示意圖,頂出機(jī)構(gòu)160包括控制電機(jī)161和頂桿162。當(dāng)完成電池制作對(duì)應(yīng)一個(gè)周期的卷繞并施壓完畢后,受控制電機(jī)161驅(qū)動(dòng)的頂桿162迅速彈出,由于此時(shí)卷芯106已與料帶105分離,因此卷芯106會(huì)被推離吸附裁切機(jī)構(gòu)130的表面,為下一周期的卷繞騰出空間。
圖10是本實(shí)用新型中傳送機(jī)構(gòu)170的結(jié)構(gòu)示意圖,傳送機(jī)構(gòu)170包括傳送輪171和傳送帶172,傳送輪171驅(qū)動(dòng)傳送帶172運(yùn)動(dòng)。被頂桿162頂出的卷芯106落在傳送帶172上并由其帶至后續(xù)工站。
綜上所述,本實(shí)用新型可實(shí)現(xiàn)基于卷繞式疊片電池制作對(duì)應(yīng)料帶、卷芯的自動(dòng)卷繞,不僅能實(shí)現(xiàn)不同厚度料帶、卷芯的夾持,而且每卷繞一次就能施壓一次,保證了堆疊的位置精確性和接觸緊密性。本實(shí)用新型裝置可大大提高卷繞質(zhì)量并具有良好的操作性、安全性。
以上所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述,并非對(duì)本實(shí)用新型的范圍進(jìn)行限定,在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)精神的前提下,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進(jìn),均應(yīng)落入本實(shí)用新型權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。