專利名稱：一種方形電池卷繞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種方形電池巻繞裝置。
背景技術(shù)：
方形鋰電池制造過程中，一般需要通過電池巻繞裝置將正、負(fù)極片夾在具有絕緣 作用的兩層多孔性高分子隔膜之間，并經(jīng)過巻繞后形成電芯。如圖l和圖2所示，現(xiàn)有的方 形電池巻繞裝置通常包括上下重疊設(shè)置的兩片巻針l，二者通過針架2固定在轉(zhuǎn)軸3的端 部，巻繞過程時，首先將第一隔膜4穿過兩片巻針1之間，第二膈膜5放在兩片巻針1的底 部并與第一隔膜4形成夾角，接著通過熱融合隔膜連接技術(shù)使第一隔膜4和第二膈膜5的 端部融合連接。啟動電機(jī)使轉(zhuǎn)軸3逆時針旋轉(zhuǎn)后，正、負(fù)極片夾在第一隔膜4和第二膈膜5 之間，且隨其一同巻繞形成方形電池的電芯。如圖3所示，現(xiàn)有技術(shù)中有些電池巻繞裝置的 巻針1還可實現(xiàn)左、右錯位重疊設(shè)置。然而，現(xiàn)有的熱融合膈膜連接技術(shù)破壞了兩層膈膜連 接處的分子結(jié)構(gòu)，因此通過現(xiàn)有的電池巻繞裝置巻繞而成的電芯可能因正、負(fù)極片在膈膜 連接處的接觸而導(dǎo)致電池短路，進(jìn)而影響了方形電池的工作效率和使用壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、提 高電池穩(wěn)定性的方形電池巻繞裝置。 本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 —種方形電池巻繞裝置，包括基座、轉(zhuǎn)軸、針座、第一巻針和第二巻針，所述轉(zhuǎn)軸安 裝在基座上，所述第一巻針和第二巻針上下疊放，第一巻針和第二巻針之間形成用于放置 兩層隔膜的間隙，且所述第一巻針和第二巻針都通過所述針座安裝在所述轉(zhuǎn)軸的端部，還 包括第一隔膜壓板、第二隔膜壓板以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述第一隔膜壓板和第二隔膜壓板分別 位于所述間隙的上下兩側(cè)，且都與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。 還包括固定在基座上的切膜機(jī)構(gòu)，所述切膜機(jī)構(gòu)包括切刀，所述切刀與所述第一 巻針和第二巻針相平行。 所述針座包括第一針座和第二針座，所述第一巻針和第二巻針分別固定在第一針
座和第二針座上；所述第一針座和第二針座可活動地安裝在轉(zhuǎn)軸的端部，所述第一針座和
第二針座都與驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連，且在所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制下相互靠近或遠(yuǎn)離。 所述轉(zhuǎn)軸的端部具有平行設(shè)置的第一導(dǎo)向槽和第二導(dǎo)向槽，所述第一針座和第二
針座上分別設(shè)有第一固定塊和第二固定塊，所述第一固定塊和第二固定塊分別與所述第一
導(dǎo)向槽和第二導(dǎo)向槽分別形成移動副。 所述轉(zhuǎn)軸包括一個空腔，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)穿過所述空腔與所述第一針座和第二針座 相連。 所述第一隔膜壓板固定在所述第二針座上，且所述第一隔膜壓板和所述第一巻針 都位于所述間隙的上側(cè)；所述第二隔膜壓板固定在所述第一針座上，且所述第二膈膜壓板
3和所述第二巻針都位于所述間隙的下側(cè)。 所述第一巻針和第二巻針的相對側(cè)分別設(shè)有第一凹槽和第二凹槽，所述第一隔膜
壓板和第二隔膜壓板分別嵌設(shè)在所述第一凹槽和第二凹槽內(nèi)。 所述第一巻針或第二巻針的頂面為圓弧面。 所述第一巻針或第二巻針的頂面包括兩個圓弧過渡的斜面。 所述方形電池巻繞裝置還包括定位架，所述第一巻針和第二巻針的端部都設(shè)有用 于提高巻針剛度的定位塊，所述定位塊與所述定位架相配合。 本實用新型的有益效果是，本實用新型的方型電池巻繞裝置通過第一隔膜壓板和 第二隔膜壓板將兩層膈膜壓緊后進(jìn)行巻繞，其端部不需要采用加熱方式實現(xiàn)隔膜連接，有 效避免了隔膜分子結(jié)構(gòu)的破壞，降低了正、負(fù)電極在隔膜連接處相互接觸而發(fā)生電池短路 的可能性，因此提高了電池穩(wěn)定性以及使用壽命。 電池巻繞之前，本實用新型方形電池巻繞裝置還通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)控制第一巻針和第 二巻針向外張開，便于隔膜穿過巻針完成下料，以及電池巻繞完成時控制第一巻針和第二 巻針向內(nèi)靠近，使巻針脫離電池的內(nèi)周而容易脫模。 本實用新型方形電池巻繞裝置的第一巻針和第二巻針的頂面設(shè)置為圓弧面，便于 正、負(fù)極片和隔膜在電池巻繞過程中平整地貼合在第一巻針或第二巻針的外周，以保證巻 繞形成的電芯具有規(guī)則的形狀。

圖1為現(xiàn)有的方形電池巻繞裝置立體圖； 圖2為現(xiàn)有的方形電池巻繞裝置的巻針結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為現(xiàn)有的方形電池巻繞裝置的巻針錯位設(shè)置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實用新型的方形電池巻繞裝置立體圖； 圖5為兩層隔膜穿過第一巻針和第二巻針的示意圖； 圖6為第一隔膜壓板和第二膈膜壓板壓緊兩層隔膜的示意圖； 圖7為第一巻針和第二巻針的第一種具體實施方式
左視圖； 圖8為第一巻針和第二巻針的第二種具體實施方式
立體圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
進(jìn)行說明，然而并不限于以下具體實施方 式 如圖4和圖5所示，本實用新型方形電池巻繞裝置由基座13、轉(zhuǎn)軸12、第一巻針6、 第二巻針7、針座、第一隔膜壓板8、第二隔膜壓板9以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)14等組成。 安裝在基座13上的轉(zhuǎn)軸12可在電機(jī)的驅(qū)動下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，針座安裝在轉(zhuǎn)軸12的端 部，第一巻針6和第二巻針7上下疊放，二者之間具有一定的間隙用于放置第一隔膜4和第 二隔膜5。針座包括第一針座IO和第二針座11，第一巻針6通過螺釘?shù)染o固件固定在第一 針座10上，第二巻針7也通過螺釘?shù)染o固件固定在第二針座11上。第一隔膜壓板8和第 二隔膜壓板9分別位于所述間隙的上下兩側(cè)，二者可設(shè)置在第一巻針6和第二巻針7之間， 也可設(shè)置在第一巻針6和第二巻針7外側(cè)。第一隔膜壓板8和第二隔膜壓板9都與驅(qū)動機(jī)構(gòu)14相連，當(dāng)?shù)谝桓裟?和第二膈膜5穿過第一巻針6和第二巻針7之間即完成下料時， 第一隔膜壓板8和第二隔膜壓板9在驅(qū)動機(jī)構(gòu)14的控制下相互靠近，將第一隔膜4和第二 隔膜5壓緊。本實用新型電池巻繞裝置還包括固定在基座13上的切膜機(jī)構(gòu)16，用于切斷第 一隔膜4和第二膈膜5以實現(xiàn)正、負(fù)極片的正常入片和巻繞，該切膜機(jī)構(gòu)16包括一切刀，切 刀的延伸方向與第一巻針6和第二巻針7相平行便于切斷隔膜。 電池極片包括正極片和負(fù)極片，進(jìn)行電池巻繞時，首先將一張極片夾在第一隔膜4 和第二膈膜5之間。當(dāng)轉(zhuǎn)軸12帶動第一巻針6和第二巻針7逆時針旋轉(zhuǎn)至一定角度時，第 一巻針6與第一隔膜4之間形成一夾角，此時再將另一張極片伸入該夾角使之被巻入第一 隔膜4和第二膈膜5之間。本實用新型的方型電池巻繞裝置通過第一隔膜壓板8和第二隔 膜壓板9將第一隔膜4和第二膈膜5壓緊，結(jié)構(gòu)簡單，其端部不需要采用加熱方式實現(xiàn)隔膜 連接，有效避免了隔膜分子結(jié)構(gòu)的破壞，降低了正、負(fù)電極在隔膜連接處相互接觸而發(fā)生電 池短路的可能性，因此提高了電池穩(wěn)定性以及使用壽命。 為了方便下料，以及在完成電池巻繞以后實現(xiàn)順利脫模，本實用新型方形電池巻 繞裝置的第一巻針6和第二巻針7可在寬度方向相對運(yùn)動以調(diào)整兩者之間的距離。其具體 實施方式為第一針座10以及第二針座11都可活動地安裝在轉(zhuǎn)軸12的端部，且都與驅(qū)動 機(jī)構(gòu)14相連，可在驅(qū)動機(jī)構(gòu)14的控制下相互靠近或遠(yuǎn)離，從而使第一巻針6和第二巻針7 之間的距離縮小或增大，巻針的總寬度也相應(yīng)地減小或增加。將第一針座IO和第二針座11 安裝在轉(zhuǎn)軸12端部的一種具體實施方式
為轉(zhuǎn)軸12的端部具有平行設(shè)置的第一導(dǎo)向槽和 第二導(dǎo)向槽，第一針座IO和第二針座11與轉(zhuǎn)軸12相連的一端分別設(shè)有第一固定塊和第二 固定塊，第一固定塊和第二固定塊分別伸入第一導(dǎo)向槽和第二導(dǎo)向槽而形成移動副。 本實用新型可采用同一個驅(qū)動機(jī)構(gòu)14對第一隔膜壓板8、第二膈膜壓板9以及第 一針座IO和第二針座11的運(yùn)動進(jìn)行控制，也可采用不同的驅(qū)動機(jī)構(gòu)對其分別進(jìn)行控制。一 種優(yōu)選的實施方式中，轉(zhuǎn)軸12還包括一個空腔，驅(qū)動機(jī)構(gòu)14穿過空腔與第一針座10和第 二針座11相連，并對其運(yùn)動過程進(jìn)行控制。 一種具體實施方式
中，驅(qū)動機(jī)構(gòu)14包括連桿和 汽缸15，連桿的一端與汽缸15相連，另一端與兩根互成夾角的支桿連接，兩根支桿分別與 第一針座10和第二針座11上的第一固定塊和第二固定塊鉸接，當(dāng)汽缸15控制連桿在一定 的行程范圍內(nèi)沿軸向進(jìn)行伸、縮運(yùn)動時，兩根支桿之間夾角的大小相應(yīng)地發(fā)生變化，使第一 針座10和第二針座11分別在兩根支桿的帶動下相互靠近或遠(yuǎn)離，從而驅(qū)動第一巻針6和 第二巻針7夾緊或張開。 本實用新型一種優(yōu)選的實施方式中，第一隔膜壓板8也通過螺接等方式固定在第 二針座11上且與第一巻針6同位于所述間隙的上側(cè)，第二隔膜壓板9也固定在第一針座10 上且與第二巻針7同位于所述間隙的下側(cè)。由于第一巻針6和第二隔膜壓板9都固定在第 一針座10上形成一個整體，第二巻針7和第一隔膜壓板8都固定在第二針座11上形成一 個整體，當(dāng)?shù)谝会樧?0和第二針座11在驅(qū)動機(jī)構(gòu)14的控制下相互靠近或遠(yuǎn)離時，第一隔 膜壓板8和第二隔膜壓板9相互遠(yuǎn)離或靠近，將穿過第一巻針6和第二巻針7之間的兩層 隔膜松開或壓緊。如圖5和圖6所示，一種具體實施方式
中，第一隔膜壓板8和第二隔膜壓 板9的形狀都設(shè)置為長條狀，第一巻針6和第二巻針7的相對面分別設(shè)有第一凹槽和第二 凹槽，第一隔膜壓板8和第二隔膜壓板9分別嵌設(shè)在第一凹槽和第二凹槽內(nèi)，該結(jié)構(gòu)更加容 易壓緊隔膜使其不易發(fā)生脫離。
5[0033] 圖5為兩層隔膜穿過第一巻針6和第二巻針7的示意圖，第一巻針6和第二巻針7 在驅(qū)動機(jī)構(gòu)14的控制下相互靠近，同時第一隔膜壓板8和第二隔膜壓板9相互遠(yuǎn)離，使兩 者之間具有足夠的放料間隙，該狀態(tài)下，可使第一隔膜4和第二膈膜5穿過第一巻針6和第 二巻針7而完成下料。圖6為第一隔膜壓板8和第二膈膜壓板9壓緊兩層隔膜的示意圖， 第一巻針6和第二巻針7在驅(qū)動機(jī)構(gòu)14的控制下相對遠(yuǎn)離，同時第一隔膜壓板8和第二隔 膜壓板9相互靠近，最終將第一隔膜4和第二膈膜5壓緊，該狀態(tài)下，切斷隔膜后，可啟動電 機(jī)進(jìn)行電池巻繞。巻繞完成之后，通過驅(qū)動機(jī)構(gòu)14再次控制第一針座10和第二針座11相 對靠近，帶動第一巻針6和第二巻針7向內(nèi)靠近，同時第一隔膜壓板8和第二隔膜壓板9相 互遠(yuǎn)離而松開第一隔膜4和第二膈膜5，便于將巻繞后的電芯取出以完成卸料。 如圖5所示，第一巻針6和第二巻針7的頂面可都設(shè)置為規(guī)則的圓弧面，電池巻繞 過程中，正、負(fù)極片和兩層隔膜能夠平整地貼合在第一巻針6和第二巻針7的外周進(jìn)行巻 繞，以保證電芯巻繞形成規(guī)則的形狀。本實用新型的第一巻針6和第二巻針7的頂面還可 設(shè)置成其他規(guī)則的個性化形狀，例如圖7所示，第一巻針6和第二巻針7的頂面還可包括兩 個形成一夾角的斜面，兩個斜面之間呈圓弧過渡。 本實用新型方形電池巻繞裝置的第一巻針6、第二巻針7、第一隔膜壓板8和第二 隔膜壓板9可都采用優(yōu)質(zhì)合金鋼制成，剛度較高，并通過精細(xì)加工保證其規(guī)則的形狀，還采 用表面處理提高表面光潔度以提高電芯巻繞的整潔度。 如圖8所示，如果第一巻針6和第二巻針7較長，本實用新型方形電池巻繞裝置還 可進(jìn)一步包括定位架，第一巻針6和第二巻針7的端部還可設(shè)有用于提高巻針剛度的定位 塊17，該定位塊17與定位架相配合，使第一巻針6和第二巻針7在旋轉(zhuǎn)過程中保持穩(wěn)定，以 能夠滿足電池巻繞的剛度要求，因此顯著提高了方形電池的巻繞質(zhì)量。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能 認(rèn)定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視 為屬于本實用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種方形電池卷繞裝置，包括基座、轉(zhuǎn)軸、針座、第一卷針和第二卷針，所述轉(zhuǎn)軸安裝在基座上，所述第一卷針和第二卷針上下疊放，所述第一卷針和第二卷針之間形成用于放置兩層隔膜的間隙，且所述第一卷針和第二卷針都通過所述針座安裝在所述轉(zhuǎn)軸的端部，其特征在于還包括第一隔膜壓板、第二隔膜壓板以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述第一隔膜壓板和第二隔膜壓板分別位于所述間隙的上下兩側(cè)，且都與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于還包括固定在基座上的切膜機(jī)構(gòu)，所述切膜機(jī)構(gòu)包括切刀，所述切刀與所述第一巻針和第二巻針相平行。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述針座包括第一針座和第二針座，所述第一巻針和第二巻針分別固定在第一針座和第二針座上；所述第一針座和第二針座可活動地安裝在轉(zhuǎn)軸的端部，所述第一針座和第二針座都與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連，且在所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)的控制下相互靠近或遠(yuǎn)離。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸的端部具有平行設(shè)置的第一導(dǎo)向槽和第二導(dǎo)向槽，所述第一針座和第二針座上分別設(shè)有第一固定塊和第二固定塊，所述第一固定塊和第二固定塊分別與所述第一導(dǎo)向槽和第二導(dǎo)向槽分別形成移動副。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述轉(zhuǎn)軸包括一個空腔，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)穿過所述空腔與所述第一針座和第二針座相連。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述第一隔膜壓板固定在所述第二針座上，且所述第一隔膜壓板和所述第一巻針都位于所述間隙的上側(cè)；所述第二隔膜壓板固定在所述第一針座上，且所述第二膈膜壓板和所述第二巻針都位于所述間隙的
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述第一巻針和第二巻針的相對側(cè)分別設(shè)有第一凹槽和第二凹槽，所述第一隔膜壓板和第二隔膜壓板分別嵌設(shè)在所述第一凹槽和第二凹槽內(nèi)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述第一巻針或第二巻針的頂面為圓弧面。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述第一巻針或第二巻針的頂面包括兩個圓弧過渡的斜面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的方形電池巻繞裝置，其特征在于所述方形電池巻繞裝置還包括定位架，所述第一巻針和第二巻針的端部都設(shè)有用于提高巻針剛度的定位塊，所述定位塊與所述定位架相配合。
專利摘要本實用新型公開了一種方形電池卷繞裝置，包括基座、轉(zhuǎn)軸、針座、第一卷針和第二卷針，所述轉(zhuǎn)軸安裝在基座上，所述第一卷針和第二卷針上下疊放，所述第一卷針和第二卷針之間形成用于放置兩層隔膜的間隙，且所述第一卷針和第二卷針都通過所述針座安裝在所述轉(zhuǎn)軸的端部，還包括第一隔膜壓板、第二隔膜壓板以及驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述第一隔膜壓板和第二隔膜壓板分別位于所述間隙的上下兩側(cè)，且都與所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)相連。本實用新型的方型電池卷繞裝置通過第一隔膜壓板和第二隔膜壓板將兩層膈膜壓緊后進(jìn)行卷繞，有效避免了隔膜分子結(jié)構(gòu)的破壞，降低了正、負(fù)電極在隔膜連接處相互接觸而發(fā)生電池短路的可能性，因此提高了電池穩(wěn)定性以及使用壽命。
文檔編號H01M6/14GK201528015SQ20092013480
公開日2010年7月14日 申請日期2009年8月14日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月14日
發(fā)明者鐘國光 申請人:深圳市吉陽自動化科技有限公司