本发明属于新能源圆柱电池电芯卷绕,具体涉及一种新型卷绕工艺及卷绕装置。
背景技术:
1、在新能源圆柱电芯制备过程中无中心管,电芯在高倍率循环过程中会导致电芯内部褶皱,影响电芯的使用安全;而传统的方式添加中心管,大多数是钢制,虽然对中心管电芯内部起了一定的支撑作用,抑制电芯内部褶皱,但是在电池充放电过程中,电芯内部的气和热很难及时排出,也影响电池的浸润效果,影响电芯性能,导致电池不安全。
技术实现思路
1、本发明的目的是提供一种新型卷绕工艺及卷绕装置,通过在中心膜、上隔膜、正极片、下隔膜的内侧围绕一圈中心膜作为支撑结构,能够有效的增加电芯内部的支撑力,减少拔针抽芯不良异常,以有效的减少传统的中心管插钢针带来的电池充放电产生的热和气排出困难情况,增加电芯的浸润效果,增加电芯内部支撑作用,减少内部褶皱问题,增加电池安全,在新能源电池行业尤其是卷绕圆柱电池方向有较高的应用价值。
2、本发明采取的技术方案具体如下:
3、一种新型卷绕装置,包括机架,所述机架上安装有正极片放卷机构、负极片放卷机构、上隔膜放卷机构、下隔膜放卷机构、中心模放卷机构、压膜机构、中心膜裁断机构、膜片贴胶机构、卷针、极片裁断机构、极片贴胶机构和牵引机构;
4、所述中心模放卷机构用于对中心膜进行放卷;
5、所述正极片放卷机构用于对正极片进行放卷;
6、所述中心模放卷机构安装在正极片放卷机构和负极片放卷机构之间,所述负极片放卷机构用于对负极片进行放卷;
7、所述上隔膜放卷机构安装在正极片放卷机构和中心模放卷机构之间,所述上隔膜放卷机构用于对上隔膜进行放卷;
8、所述下隔膜放卷机构安装在负极片放卷机构远离中心模放卷机构的位置,所述下隔膜放卷机构用于对下隔膜进行放卷;
9、所述卷针用于对中心膜、上隔膜、正极片、下隔膜和负极片进行卷绕;
10、所述压膜机构安装在上隔膜放卷机构、中心模放卷机构和卷针之间,用于对上隔膜或中心膜进行定位;
11、所述中心膜裁断机构安装在第一膜片夹具和第二膜片夹具之间,用于对上隔膜或中心膜进行裁断;
12、所述膜片贴胶机构用于对上隔膜或中心膜进行贴胶处理;
13、所述极片裁断机构固定连接在机架上靠近卷针的位置,用于对中心膜、上隔膜、正极片、下隔膜和负极片进行裁断处理;
14、所述极片贴胶机构固定连接在机架上靠近卷针的位置,用于对上隔膜、正极片、下隔膜和负极片进行贴胶处理;
15、所述牵引机构用于将中心膜、上隔膜、正极片、下隔膜和负极片牵引至卷针,并牵引中心膜、上隔膜经过压膜机构、中心膜裁断机构和膜片贴胶机构。
16、进一步的,所述中心模放卷机构包括安装在机架上的中心膜放卷轴和中心膜输送辊,所述中心膜缠绕在中心膜放卷轴的外侧,且所述中心膜放卷轴放卷的中心膜绕过中心膜输送辊。
17、进一步的,所述正极片放卷机构包括安装在机架上且位于卷针一侧的正极片放卷轴、正极片接带平台、正极片反面瑕疵检测机构、正极片正面瑕疵检测机构、正极片放卷张力辊、贴胶设备和多个正极片输送辊,所述正极片缠绕在正极片放卷轴上,所述正极片放卷轴放卷的正极片依次绕过正极片放卷张力辊和多个正极片输送辊,且所述正极片放卷轴放卷的正极片依次经过正极片接带平台、正极片反面瑕疵检测机构、正极片正面瑕疵检测机构和贴胶设备;
18、所述负极片放卷机构包括安装在机架上且位于卷针另一侧的负极片放卷轴、负极片接带平台、负极片反面瑕疵检测机构、负极片正面瑕疵检测机构、负极片放卷张力辊和多个负极片输送辊,所述负极片缠绕在负极片放卷轴上,所述负极片放卷轴放卷的负极片依次绕过负极片放卷张力辊和多个负极片输送辊,且所述负极片放卷轴放卷的负极片依次经过负极片接带平台、负极片反面瑕疵检测机构、负极片正面瑕疵检测机构;
19、所述上隔膜放卷机构包括安装在机架上的上隔膜放卷轴、上隔膜张力辊和多个上隔膜输送辊,所述上隔膜缠绕在上隔膜放卷轴上,所述上隔膜放卷轴放卷的上隔膜依次绕过上隔膜张力辊和多个上隔膜输送辊;
20、所述下隔膜放卷机构包括安装在机架上的下隔膜放卷轴、下隔膜张力辊和多个下隔膜输送辊,所述下隔膜缠绕在下隔膜放卷轴上,所述下隔膜放卷轴放卷的下隔膜依次绕过下隔膜张力辊和多个下隔膜输送辊。
21、进一步的,所述压膜机构包括第一气缸、第一膜片夹具和第二膜片夹具,所述第一气缸固定连接在机架上且位于上隔膜放卷机构、中心模放卷机构和卷针之间的位置,所述第一气缸呈水平设置,且所述第一气缸的活塞杆固定连接有连接件,两个所述第一膜片夹具并列的固定连接在连接件上,所述第二膜片夹具固定连接在机架上且位于第一膜片夹具靠近卷针的位置。
22、进一步的,所述第一膜片夹具和第二膜片夹具均包括底板,所述第一膜片夹具的底板固定连接在连接件上,所述第二膜片夹具的底板固定连接在机架上,所述第一膜片夹具上固定连接有两个水平并列的第二气缸,两个所述第二气缸的活塞杆均固定连接有夹板。
23、进一步的,所述中心膜裁断机构包括两个固定连接在机架上呈水平并列的第三气缸,所述第三气缸呈水平设置,所述第三气缸位于第一膜片夹具和第二膜片夹具之间,两个所述第三气缸的活塞杆均固定连接有裁断刀具。
24、进一步的,所述膜片贴胶机构包括两个固定连接在机架上呈水平并列的第四气缸,所述第四气缸呈竖向设置,且两个所述第四气缸分别位于第二膜片夹具的两侧,两个所述第四气缸的活塞杆均固定连接有安装板,两个所述安装板上均固定连接有水平设置的第五气缸,所述第五气缸的活塞杆上固定连接有贴胶单元。
25、进一步的,所述中心膜的材质为pp或pet。
26、一种新型卷绕工艺,包括以下步骤:
27、s1:通过中心模放卷机构放卷中心膜,当中心膜放卷设定长度时,启动压膜机构对中心膜进行定位;
28、s2:启动中心膜裁断机构对中心膜进行裁断;
29、s3:启动压膜机构压紧隔膜和中心膜,再通过膜片贴胶机构两面贴高温胶,使得中心膜的末端和上隔膜的初始端粘接在一起;
30、s4:启动卷针对中心膜进行卷绕,直至中心膜卷绕一圈成型;
31、s5:启动卷针对与中心膜粘接在一起上隔膜进行卷绕,直至上隔膜卷绕2-3圈;
32、s6:启动牵引机构将负极片牵引至卷针处,并启动卷针卷绕负极片2-3圈;
33、s7:启动牵引机构将下隔膜牵引至卷针处,并启动卷针卷绕下隔膜2-3圈;
34、s8:启动牵引机构将正极片牵引至卷针处,并启动卷针卷绕下正极片;
35、s9:通过卷针持续对上隔膜、正极片、下隔膜、负极片进行卷绕,直至电芯卷绕成型;
36、s10:电芯卷绕完成后,卷针回退半圈或一圈,可以增加内部的支撑力,减少拔针抽芯不良异常;
37、s11:启动极片裁断机构对中心膜、上隔膜、正极片、下隔膜和负极片进行裁断处理;
38、s12:卷绕完成后,启动极片贴胶机构对卷绕成型的电芯外侧进行一圈包胶处理。
39、本发明取得的技术效果为:
40、本发明的一种新型卷绕工艺及卷绕装置通过在中心膜、上隔膜、正极片、下隔膜的内侧围绕一圈中心膜作为支撑结构,能够有效的增加电芯内部的支撑力,减少拔针抽芯不良异常,以有效的减少传统的中心管插钢针带来的电池充放电产生的热和气排出困难情况,增加电芯的浸润效果,增加电芯内部支撑作用,减少内部褶皱问题,增加电池安全,在新能源电池行业尤其是卷绕圆柱电池方向有较高的应用价值。
1.一种新型卷绕装置,其特征在于:包括机架,所述机架上安装有正极片放卷机构(100)、负极片放卷机构(200)、上隔膜放卷机构(300)、下隔膜放卷机构(400)、中心模放卷机构(500)、压膜机构(600)、中心膜裁断机构(700)、膜片贴胶机构(800)、卷针(1100)、极片裁断机构(1200)、极片贴胶机构(1300)和牵引机构;
2.根据权利要求1所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述中心模放卷机构(500)包括安装在机架上的中心膜放卷轴(501)和中心膜输送辊(502),所述中心膜缠绕在中心膜放卷轴(501)的外侧,且所述中心膜放卷轴(501)放卷的中心膜绕过中心膜输送辊(502)。
3.根据权利要求1所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述正极片放卷机构(100)包括安装在机架上且位于卷针(1100)一侧的正极片放卷轴(101)、正极片接带平台(103)、正极片反面瑕疵检测机构(104)、正极片正面瑕疵检测机构(105)、正极片放卷张力辊(106)、贴胶设备(107)和多个正极片输送辊(102),所述正极片缠绕在正极片放卷轴(101)上,所述正极片放卷轴(101)放卷的正极片依次绕过正极片放卷张力辊(106)和多个正极片输送辊(102),且所述正极片放卷轴(101)放卷的正极片依次经过正极片接带平台(103)、正极片反面瑕疵检测机构(104)、正极片正面瑕疵检测机构(105)和贴胶设备(107);
4.根据权利要求1所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述压膜机构(600)包括第一气缸(601)、第一膜片夹具(602)和第二膜片夹具(607),所述第一气缸(601)固定连接在机架上且位于上隔膜放卷机构(300)、中心模放卷机构(500)和卷针(1100)之间的位置,所述第一气缸(601)呈水平设置,且所述第一气缸(601)的活塞杆固定连接有连接件(603),两个所述第一膜片夹具(602)并列的固定连接在连接件(603)上,所述第二膜片夹具(607)固定连接在机架上且位于第一膜片夹具(602)靠近卷针(1100)的位置。
5.根据权利要求4所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述第一膜片夹具(602)和第二膜片夹具(607)均包括底板(604),所述第一膜片夹具(602)的底板(604)固定连接在连接件(603)上,所述第二膜片夹具(607)的底板(604)固定连接在机架上,所述第一膜片夹具(602)上固定连接有两个水平并列的第二气缸(605),两个所述第二气缸(605)的活塞杆均固定连接有夹板(606)。
6.根据权利要求4所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述中心膜裁断机构(700)包括两个固定连接在机架上呈水平并列的第三气缸(701),所述第三气缸(701)呈水平设置,所述第三气缸(701)位于第一膜片夹具(602)和第二膜片夹具(607)之间,两个所述第三气缸(701)的活塞杆均固定连接有裁断刀具(702)。
7.根据权利要求1所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述膜片贴胶机构(800)包括两个固定连接在机架上呈水平并列的第四气缸(801),所述第四气缸(801)呈竖向设置,且两个所述第四气缸(801)分别位于第二膜片夹具(607)的两侧,两个所述第四气缸(801)的活塞杆均固定连接有安装板(802),两个所述安装板(802)上均固定连接有水平设置的第五气缸(803),所述第五气缸(803)的活塞杆上固定连接有贴胶单元(804)。
8.根据权利要求1所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:所述中心膜的材质为pp或pet。
9.一种新型卷绕工艺,采用权利要求1-8中任一项所述的一种新型卷绕装置,其特征在于:包括以下步骤: