[发明专利]一种电芯成型设备及电芯成型方法

说明书

技术领域

本发明涉及电池生产制造技术领域，具体涉及一种电芯成型设备及电芯成型方法。

背景技术

现有的电池制造领域内，如锂电池、聚合物及动力电池制造卷绕工艺中，电池的电芯包括隔膜和极片，通常是采用菱形卷针将极片与隔膜卷绕成菱形电芯。如附图1示出了目前所普遍采用的电芯加工装置，其中卷针为菱形结构，其具有第一外针1’、第一内针2’、第二外针3’、第二内针4’， 第一内针2’与第二内针4’相向运动时将隔膜与极片的端部夹紧，第一外针1’与第二外针3’相互远离而形成菱形结构，该菱形卷针旋转而卷绕形成菱形的电芯5’。 在电芯5’卷绕完成后，由下料机械手6’实现卷针自动下料与自动传送，并从卷针上自动卸料卷绕完成菱形裸电芯，在裸电芯组件运输过程中完成对裸电芯的预压成方形裸电芯，然后由下料机械手将方形裸电芯组件转移到设备外部拉带上，不良裸电芯自动卸料到不良品裸电芯收集处。

在上述电芯加工的过程中，卷绕步骤时需要采用电子凸轮控制技术，控制卷绕角速度变化使其达到恒线速度。然而，在卷绕的过程中因张力变化和动力滞后产生的凸轮曲线差异，影响了卷绕时卷针的角速度变化的差异和精度，在卷针转动实现卷绕过程中，极片及隔膜的张力不均匀，影响电芯的质量和产能。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的问题提供一种新型的电芯成型设备。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种电芯成型设备，包括卷绕单元，所述卷绕单元包括能够同步旋转的第一卷针、第二卷针、第一卷针座和第二卷针座，所述第一卷针座包括第一底座和能够滑动地设置在所述第一底座上的第一活动座，所述第二卷针座包括第二底座和能够滑动地设置在所述第二底座上的第二活动座，所述第一卷针固定设置在所述第一活动座上，所述第二卷针固定设置在所述第二活动座上，所述第一卷针和所述第二卷针相对设置，所述卷绕单元还包括用于驱动所述第一卷针和所述第二卷针同时做相向或相背运动的开针器，所述开针器能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述卷绕单元具有第一工作状态与第二工作状态，当所述卷绕单元处于第一工作状态时，所述开针器分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合，从而驱使所述第一活动座和所述第二活动座相互远离，使所述第一卷针和所述第二卷针相远离，所述第一卷针的外侧周面与所述第二卷针的外侧周面位于同一椭圆周上；当所述卷绕单元处于第二工作状态时，所述开针器与所述第一活动座和所述第二活动座之间的配合脱开，所述第一卷针和所述第二卷针在所述第一活动座和所述第二活动座的带动下相互靠近。

优选地，所述卷绕单元还包括用于驱使所述第一卷针和所述第二卷针绕转轴同步旋转的驱动装置，所述驱动装置包括电机和固定设置在所述电机活动端的轴套，所述轴套的中心轴线与所述转轴的中心轴线沿同一直线方向延伸，所述第一卷针座和所述第二卷针座均能够沿所述轴套的中心轴线延伸方向滑动地设置在所述轴套中。

进一步地，所述开针器能够沿所述轴套的中心轴线的延伸方向滑动地设置在所述轴套中，所述开针器包括相连接的配合部和操作部，所述配合部能够分别与所述第一活动座和所述第二活动座相配合或脱开配合，所述操作部伸出到所述轴套及所述电机的外部。

更进一步地，所述第一活动座和所述第二活动座对称设置在所述配合部的相对两侧。

进一步地，所述轴套中设有沿所述轴套的中心轴线方向延伸的第一滑轨和第二滑轨，所述卷绕单元还包括能够沿所述第一滑轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第一滑轨上的第一滑块、能够沿所述第二滑轨的长度延伸方向滑动地设置在所述第二滑轨上的第二滑块，所述第一底座固定设置在所述第一滑块上，所述第二底座固定设置在所述第二滑块上。

进一步地，所述卷绕单元还包括固定设置在所述第一底座上的第一拔针器和固定设置在所述第二底座上的第二拔针器。

优选地，所述卷绕单元还包括当所述开针器与所述第一活动座和所述第二活动座脱开配合后用于驱使所述第一活动座和所述第二活动座做相互靠近的运动的第一弹性件和第二弹性件。

优选地，所述电芯成型设备还包括用于夹持并搬运退针后的裸电芯的下料机械手。

优选地，所述电芯成型设备还包括用于对退针后的裸电芯进行整形的预成型装置。

本发明还提供一种电芯成型方法，采用如上述任一项所述的电芯成型设备加工，所述成型方法为：