[实用新型]圆柱形电池卷绕机构和卷绕设备

说明书

技术领域

本实用新型涉及电池制造设备，特别是涉及一种圆柱形电池卷绕机构和卷绕设备。

背景技术

圆柱形锂离子电池的制作方式主要有卷绕式，卷绕式电池主要是将电池的正、负极片夹在有绝缘作用的多孔性高分子隔膜之间，通过机器上的卷针卷绕而成。如图1所示，现有通用方式是用两片卷针对接合并夹住隔膜，再插入正负极片，实现卷绕。然而，当电池的外径达到60～100mm、长度达到200～300mm时，这种卷绕方式就会因为卷针刚性不足，导致卷出的电池成圆锥形；同时，由于隔膜宽度增加，如图2所示，用现有的刀片切断隔膜很难实现；此外，卷绕完成后拔针困难。综合以上问题，可能就无法生产合格的产品。

发明内容

本实用新型的主要目的就是针对现有技术的不足，提供一种圆柱形电池卷绕机构和卷绕设备，能消除因卷针刚性不足而带来的问题，同时在卷绕完成后容易拔针。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种圆柱形电池卷绕机构，包括卷绕头组件，其特征在于，所述卷绕头组件包括主动部分、随动部分以及耦合到所述主动部分的旋转驱动单元，所述主动部分和所述随动部分以可相对靠拢或远离以顶紧或松开卷芯的方式设置，所述主动部分具有用于卡住所述卷芯的一端以带动所述卷芯旋转的卡合部，所述随动部分具有与所述卷芯的另一端紧密接触以可随所述卷芯旋转的接合部。

优选地

所述卡合部为六边形，所述卷芯的相应端具有与所述卡合部适配的六边形凹孔。

所述接合部为前端带锥的细长圆柱形，所述卷芯的相应端具有供所述接合部插紧的圆孔。

还包括与所述卷绕头组件配合设置的焊隔膜组件，所述焊隔膜组件包括电焊接片和耦合到所述电焊接片的焊接片驱动单元，所述电焊接片具有锯齿形的圆弧缺口，焊接点位于锯齿的顶端。

所述焊接片为由单片材料折弯而成的双层片，所述圆弧缺口位于折弯位置，所述双层片中间夹装有绝缘且耐高温的隔板。

还包括与所述卷绕头组件配合设置的隔膜夹紧组件，所述隔膜夹紧组件包括上、下夹紧件和耦合到所述上、下夹紧件的夹紧件驱动单元，所述上、下夹紧件经配置分别从所述卷芯所在位置的斜上方和斜下方相对运动以夹紧隔膜。

还包括与所述卷绕头组件配合设置的切隔膜组件，所述切隔膜组件包括通电时发热的切割丝、张紧地安装所述切割丝的支架以及耦合到所述支架的支架驱动单元。

所述切隔膜组件还包括弹簧，所述切割丝通过所述弹簧安装在所述支架上。

还包括与所述卷绕头组件配合设置的隔膜夹紧组件，所述隔膜夹紧组件包括上、下夹紧件和耦合到所述上、下夹紧件的夹紧件驱动单元，所述上、下夹紧件经配置分别从所述卷芯所在位置的斜上方和斜下方相对运动以夹紧隔膜。

一种圆柱形电池卷绕设备，其特征在于，圆柱形电池卷绕机构和与所述圆柱形电池卷绕机构配合使用的绝缘刚性卷芯，所述圆柱形电池卷绕机包括卷绕头组件，其包括主动部分、随动部分以及耦合到所述主动部分的旋转驱动单元，所述主动部分和所述随动部分以可相对靠拢或远离以夹紧或松开所述卷芯的方式设置，所述主动部分具有用于卡住所述卷芯的一端以带动所述卷芯旋转的卡合部，所述随动部分具有与所述卷芯的另一端紧密接触以可随所述卷芯旋转的接合部。

本实用新型有益的技术效果是：

根据本实用新型的圆柱形电池卷绕机构和设备，其中卷绕头组件包括主动部分、随动部分以及耦合到主动部分的旋转驱动单元，主动部分和随动部分以可相对靠拢或远离以顶紧或松开卷芯的方式设置，主动部分具有用于卡住卷芯的一端以带动卷芯旋转的卡合部，随动部分具有与卷芯的另一端紧密接触以可随所述卷芯旋转的接合部，这样，通过卷绕头组件带动卷芯旋转，在卷芯上卷绕正、负极片和隔膜而制成内部具有卷芯的电池电芯。卷芯采用绝缘材料，如具有所需刚性的塑料卷芯。与传统方案使用细长卷针实现卷绕、卷好之后抽针的方式相比，本实用新型在当电池的尺寸较大时例如外径达到60～100mm、长度达到200～300mm时，不会因为细长卷针刚性不足而导致卷出的电池变形，并且在卷绕完成后并不需要抽出卷芯，从而有效地解决了大圆柱形电池卷绕时卷针刚性不足、拔针困难的问题，很好地实现圆柱形电池尤其是尺寸较大的圆柱形电池的卷绕工艺。

附图说明

图1展示了现有圆柱形电池卷绕机构；

图2展示了现有机构的隔膜切断方式；

图3展示了本实用新型一种实施例的卷绕结构组装；

图4展示了本实用新型一种实施例的卷绕头组件；

图5展示了本实用新型一种实施例的卷绕主动部分；

图6展示了本实用新型一种实施例的焊隔膜和切隔膜组件组装图；