一种电芯制成拉膜机构的制作方法

1.本实用新型涉及锂离子动力电池制造领域，特别指一种用于自动化电芯叠片制成的电芯制成拉膜机构。


背景技术：

2.锂电池lithium battery是指电化学体系中含有锂包括金属锂、锂合金和锂离子、锂聚合物的电池。锂电池大致可分为两类：锂金属电池和锂离子电池。锂电池是一种充电电池，它主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作。一般采用含有锂元素的材料作为电极的电池，是现代高性能电池的代表。随着国家大力推动新能源发展，各行各业对锂离子动力电池的需求日益增长，锂离子动力电池的组成结构中电芯是其核心部件，电芯一般由正负极片相互交错叠合而成。电芯组成结构包括上下交错叠合的多片正负极片，正负极片之间通过隔膜进行隔离绝缘。目前国内技术比较先进的锂电池设备主要掌握在国外设备供应商手中，国内高端锂电叠片设备目前主要依靠进口。
3.锂离子电池的电芯一般由正负极片交错叠合后形成，同时在正负极片之间还需要插入绝缘隔膜。目前电芯的制成工艺根据隔膜插入工艺不同包括带状叠片和单片叠两种方式，即叠片时采用连续的隔膜和单片隔膜叠片。对于带状叠片工艺，叠片时正负极片轮换地放置在叠片平台上，带状的隔膜在叠片平台上方来回循环拉动，在正极片或负极片叠好后覆盖在正极片或负极片的表面，再将隔膜裁断；该种叠片方式，叠片过程中带状隔膜张紧并被来回拉动，内部存在应力，在裁断后隔膜表面会出现起皱等情况，影响电芯质量。对于单片叠工艺，叠片前先将隔膜裁断为单片结构，正负极片叠放后将单片的隔膜叠放在正极片或负极片表面实现叠片，该种叠片工艺需要多次取隔膜叠隔膜，导致叠片效率低下，为保证每次叠片位置精度，叠合前还需对隔膜进行对位，叠片位置精度难以有效保证。
4.针对上述带状叠片工艺，在进行自动化叠片设计过程中，存在以下技术难点问题需要解决：在拉膜过程中还需要实时检测隔膜内部的张力，以便实时监控隔膜表面张紧度或平整度；由前述记载可知，拉膜机构的夹持点为带动隔膜带左右移动覆膜的执行点（与隔膜接触点），因此在夹持点处检测隔膜覆膜过程中的实时拉力最为准确；现有的拉膜张力检测方式包括沿叠片平台左右方向可自由活动的两组拉膜组件，通过弹簧提供的驱动力先驱动两组拉膜组件左右夹紧隔膜后，两组拉膜组件左右拉膜时，隔膜带对两组拉膜组件的反作用力驱动拉膜组件沿叠片平台左右方向移动，从而通过设置在拉膜组件外侧的压力感应器检测拉膜时隔膜对拉膜组件的反作用力。该种直线推动检测隔膜张力的方式首先受到拉膜组件直线平移时的摩擦力影响，另外由于弹簧的弹力处于变化状态，其给拉膜组件的作用力也影响隔膜张力检测精度，因此，对于隔膜张力的检测精准度不高。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种采用可旋转式拉膜方式，克服直线检测摩擦力及弹簧力的影响，极大地提高了检测精度，且通过拉膜角
度实时检测协同主牵引功能，通过检测的拉膜角度反馈实现精准放膜的电芯制成拉膜机构。
6.本实用新型采取的技术方案如下：一种电芯制成拉膜机构，包括拉膜支板、拉膜旋转件、张力检测件、角度检测件及拉膜辊，其中，上述拉膜支板竖直连接在拉膜直线动力部件上；上述拉膜旋转件可转动地连接在拉膜支板上；上述张力检测件设置在拉膜旋转件的上部外侧，并朝拉膜支板方向水平延伸，直至其检测端部接触拉膜支板，拉膜旋转件的下部拉动隔膜带左右运动过程中，受隔膜带反作用力而旋转时抵住拉膜支板，拉膜支板对张力检测件的反作用力经张力检测件实时检测；上述角度检测件设置在拉膜旋转件上，以便实时检测拉膜旋转件受隔膜带反作用力而旋转的角度；上述拉膜辊可转动地设置在拉膜旋转件的下部，隔膜带经拉膜辊从其左右两侧夹紧，且拉膜时隔膜带的反作用力传递至拉膜辊，拉膜辊将力传递至拉膜旋转件。
7.优选的，所述拉膜旋转件包括拉膜转座及拉膜转轴，其中，上述拉膜转轴沿隔膜带宽度方向可转动地设置在拉膜支板的下部；上述拉膜转座连接在拉膜转轴上，拉膜转座的下部设有辊支座，辊支座的下部设有安装空间；上述拉膜辊沿隔膜宽度方向可转动地设置在安装空间内。
8.优选的，所述张力检测件包括检测支座、检测气缸及张力检测器，其中，上述检测支座设置在拉膜转座的侧壁上，并竖直向上延伸；上述检测气缸沿垂直于检测支座方向垂直设置在检测支座的一侧侧壁上，且输出端穿过检测支座延伸至检测支座的另一侧。
9.优选的，所述张力检测器沿检测气缸设置方向连接在检测气缸的输出端上，且其检测端部延伸并靠近拉膜支板的侧壁。
10.优选的，所述角度检测件包括角度检测器，角度检测器设置在上述拉膜转轴的端部，并随拉膜转轴旋转而检测拉膜转轴拉膜过程中的旋转角度。
11.本实用新型的有益效果在于：
12.本实用新型针对现有技术存在的缺陷和不足自主研发设计了一种采用可旋转式拉膜方式，克服直线检测摩擦力及弹簧力的影响，极大地提高了检测精度，且通过拉膜角度实时检测协同主牵引功能，通过检测的拉膜角度反馈实现精准放膜的电芯制成拉膜机构。本实用新型独创性地采用可旋转式结构，以拉膜支板作为连接载体，拉膜支板的底部可转动地设置有拉膜旋转轴，以拉膜旋转轴作为支轴，拉膜转座连接在拉膜旋转轴上，并绕其自由转动，拉膜转座的上部侧壁上设有向上延伸至拉膜支板外侧的检测支座，检测支座与拉膜支板的外侧壁之间留有安装间隙，该安装间隙内内沿垂直于拉膜支板外侧壁方向水平设有张力检测器；张力检测器的外侧设有检测气缸。拉膜转座的下部通过辊支座沿隔膜带宽度方向水平可转动地设置有拉膜辊；隔膜带从两组拉膜组件的拉膜辊之间的间隙空间穿过。当两组拉膜组件带动中间的隔膜带在叠片平台上方左右直线移动覆膜时，隔膜带对拉膜辊的反作用力传动至拉膜辊并推动拉膜辊和拉膜转座旋转，拉膜旋转座旋转时带动其上的检测支座及张力检测器从外侧靠近拉膜支板，张力检测器的检测端头压紧拉膜支板的外侧壁，通过拉膜支板外侧壁反馈的作用力至张力检测器，从而实时检测从隔膜带传递过来的作用力；该种转动式检测相比于传统的直线滑动式检测，规避了直线滑动过程中的接触摩擦力，降低了摩擦力对检测精度的干扰作用；且相比于现有技术中通过不稳定的弹簧提供拉膜组件压膜力，弹簧弹力的可变化性也影响检测张力值的情况，通过检测气缸输出一
个恒定的作用力给拉膜转座，以使两组拉膜组件的拉膜辊在拉膜过程中能够压紧隔膜，从而在保证拉膜正常进行的同时，有效现有技术中减少了压隔膜时变化的压力对检测张力精度的影响，有效地提升了检测张力的精准度。
附图说明
13.图1为本实用新型的立体结构示意图之一。
14.图2为本实用新型的立体结构示意图之二。
15.图3为本实用新型的立体结构示意图之三。
具体实施方式
16.下面将结合附图对本实用新型作进一步描述：
17.如图1至图3所示，本实用新型采取的技术方案如下：一种电芯制成拉膜机构，包括拉膜支板810、拉膜旋转件、张力检测件、角度检测件及拉膜辊818，其中，上述拉膜支板810竖直连接在拉膜直线动力部件上；上述拉膜旋转件可转动地连接在拉膜支板810上；上述张力检测件设置在拉膜旋转件的上部外侧，并朝拉膜支板810方向水平延伸，直至其检测端部接触拉膜支板810，拉膜旋转件的下部拉动隔膜带左右运动过程中，受隔膜带反作用力而旋转时抵住拉膜支板810，拉膜支板810对张力检测件的反作用力经张力检测件实时检测；上述角度检测件设置在拉膜旋转件上，以便实时检测拉膜旋转件受隔膜带反作用力而旋转的角度；上述拉膜辊818可转动地设置在拉膜旋转件的下部，隔膜带经拉膜辊818从其左右两侧夹紧，且拉膜时隔膜带的反作用力传递至拉膜辊818，拉膜辊818将力传递至拉膜旋转件。
18.拉膜旋转件包括拉膜转座814及拉膜转轴815，其中，上述拉膜转轴815沿隔膜带宽度方向可转动地设置在拉膜支板810的下部；上述拉膜转座814连接在拉膜转轴815上，拉膜转座814的下部设有辊支座817，辊支座817的下部设有安装空间；上述拉膜辊818沿隔膜宽度方向可转动地设置在安装空间内。
19.张力检测件包括检测支座813、检测气缸811及张力检测器812，其中，上述检测支座813设置在拉膜转座814的侧壁上，并竖直向上延伸；上述检测气缸811沿垂直于检测支座813方向垂直设置在检测支座813的一侧侧壁上，且输出端穿过检测支座813延伸至检测支座813的另一侧。
20.张力检测器812沿检测气缸811设置方向连接在检测气缸811的输出端上，且其检测端部延伸并靠近拉膜支板810的侧壁。
21.角度检测件包括角度检测器816，角度检测器816设置在上述拉膜转轴815的端部，并随拉膜转轴815旋转而检测拉膜转轴815拉膜过程中的旋转角度。
22.进一步，本实用新型设计了一种采用可旋转式拉膜方式，克服直线检测摩擦力及弹簧力的影响，极大地提高了检测精度，且通过拉膜角度实时检测协同主牵引功能，通过检测的拉膜角度反馈实现精准放膜的电芯制成拉膜机构。本实用新型独创性地采用可旋转式结构，以拉膜支板作为连接载体，拉膜支板的底部可转动地设置有拉膜旋转轴，以拉膜旋转轴作为支轴，拉膜转座连接在拉膜旋转轴上，并绕其自由转动，拉膜转座的上部侧壁上设有向上延伸至拉膜支板外侧的检测支座，检测支座与拉膜支板的外侧壁之间留有安装间隙，该安装间隙内内沿垂直于拉膜支板外侧壁方向水平设有张力检测器；张力检测器的外侧设
有检测气缸。拉膜转座的下部通过辊支座沿隔膜带宽度方向水平可转动地设置有拉膜辊；隔膜带从两组拉膜组件的拉膜辊之间的间隙空间穿过。当两组拉膜组件带动中间的隔膜带在叠片平台上方左右直线移动覆膜时，隔膜带对拉膜辊的反作用力传动至拉膜辊并推动拉膜辊和拉膜转座旋转，拉膜旋转座旋转时带动其上的检测支座及张力检测器从外侧靠近拉膜支板，张力检测器的检测端头压紧拉膜支板的外侧壁，通过拉膜支板外侧壁反馈的作用力至张力检测器，从而实时检测从隔膜带传递过来的作用力；该种转动式检测相比于传统的直线滑动式检测，规避了直线滑动过程中的接触摩擦力，降低了摩擦力对检测精度的干扰作用；且相比于现有技术中通过不稳定的弹簧提供拉膜组件压膜力，弹簧弹力的可变化性也影响检测张力值的情况，通过检测气缸输出一个恒定的作用力给拉膜转座，以使两组拉膜组件的拉膜辊在拉膜过程中能够压紧隔膜，从而在保证拉膜正常进行的同时，有效现有技术中减少了压隔膜时变化的压力对检测张力精度的影响，有效地提升了检测张力的精准度。
23.本实用新型的实施例只是介绍其具体实施方式，不在于限制其保护范围。本行业的技术人员在本实施例的启发下可以作出某些修改，故凡依照本实用新型专利范围所做的等效变化或修饰，均属于本实用新型专利权利要求范围内。