电池隔膜卷膜的制造方法

xiaoxiao2020-8-1  6

电池隔膜卷膜的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开一种电池隔膜卷膜机,该卷膜机包含:动力输出模组,其输出旋转动力;传动模组,其机械连接转动动力模组的输出端,传送转动动力模组输出的旋转动力;卷绕模组,其机械连接传动模组的输出端,接收传动模组传送的旋转动力进行旋转,对固定在卷绕模组上的隔膜进行卷绕;气动控制模组,其气路连接所述的卷绕模组,控制卷绕模组夹紧固定或放松隔膜。本实用新型采用机械夹与交错式卷爪对隔膜进行卷绕,使得卷绕速度更快、操作更方便,产品品质得到了有效保障;设备的安装调试非常方便,使系统的整体性能更加安全可靠,有利于实现人工叠片所需隔膜的批量生产,提高隔膜生产效率。
【专利说明】电池隔膜卷膜机

【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种用于隔膜定长卷绕的设备,具体涉及一种电池隔膜卷膜机。

【背景技术】
[0002]隔膜是锂电池关键的内层组件之一,它直接影响电池的容量、循环以及安全性能等特性,性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要的作用。隔膜的主要作用是使电池的正、负极分隔开来,防止两极接触而短路,此外还具有能使电解质离子通过的功能。
[0003]针对非常规型号的电芯生产,其隔膜亦需要人工计长裁切,操作起来极为不便,这就带来了生产效率低、计量长度不精确、生产过程中易造成隔膜损伤等问题。因此需要采用一种隔膜定长卷绕设备,可以实现隔膜等带状材料的自动计长卷绕,并尽量便于操作,从而提高生产效率,保障产品品质。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种电池隔膜卷膜机,提高隔膜生产效率、保障隔膜裁切质量,操作方便,安全可靠。
[0005]为实现上述目的,本实用新型提供一种电池隔膜卷膜机,其特点是,该卷膜机包含:
[0006]动力输出模组,其输出旋转动力;
[0007]传动模组,其机械连接转动动力模组的输出端,传送转动动力模组输出的旋转动力;
[0008]卷绕模组,其机械连接传动模组的输出端,接收传动模组传送的旋转动力进行旋转,对固定在卷绕模组上的隔膜进行卷绕;
[0009]气动控制模组,其气路连接所述的卷绕模组,控制卷绕模组夹紧固定或放松隔膜。
[0010]上述转动动力模组包含:电机座和固定在电机座中的电机,电机的输出端通过转轴连接传动模组,向传动模组输出旋转动力。
[0011]上述传动模组包含:
[0012]传动轴,其输出端机械连接卷绕模组;
[0013]齿轮组,其输入端机械连接转动动力模组的输出,通过齿轮传输转动动力模组输出的旋转动力至传动轴,通过传动轴传输至卷绕模组。
[0014]上述传动模组还包含:轴承座和设置在轴承座中的轴承;传动轴串设在轴承中。
[0015]上述传动轴中空设有中心孔,气动控制模组连接至卷绕模组的气路设置在传动轴的中心孔中。
[0016]上述卷绕模组包含:
[0017]卷爪,其用于夹紧固定或放松隔膜;卷爪处于夹紧状态时,随着卷爪转动隔膜卷绕在卷爪上;
[0018]滑轨平行机械夹,其机械连接卷爪,并气路连接气动控制模组,气动控制模组气路控制滑轨平行机械夹带动卷爪夹紧固定或放松隔膜;
[0019]机械夹座,其机械连接传动模组的输出端与滑轨平行机械夹,接收传动模组传输的旋转动力传输至滑轨平行机械夹,带动滑轨平行机械夹和卷爪旋转。
[0020]上述卷爪包含一对U型爪,每个U型爪包含有卷轴安装座,以及安装在卷轴安装座上的卷轴和锁紧轴;一对U型爪以交错式结构组合成卷爪。
[0021]上述气动控制模组包含:
[0022]气动开关,其气路连接至所述卷绕模组,气路控制卷绕模组夹紧或张开隔膜;
[0023]调压过滤器,其气路连接气动开关,接收并压缩外界空气后输入气动控制模组的气路。
[0024]上述气动控制模组包含有:
[0025]气动开关,其气路连接至所述卷绕模组,气路控制卷绕模组夹紧或张开隔膜;
[0026]调压过滤器,其气路连接气动开关,接收并压缩外界空气后输入气动控制模组的气路;
[0027]旋转接头,其机械连接传动模组的传动轴,用于气动控制模组中非旋转的气路与旋转的传动轴之间的衔接;旋转接头进气端气路连接气动开关,出气端与传动轴的中心孔气路连接;气动开关通过旋转接头与传动轴的中心孔与卷绕模组气路连接;
[0028]旋转接头座,旋转接头设置在旋转接头座中。
[0029]上述卷膜机还包含电路控制系统,电路控制系统包含:
[0030]电机驱动器,其输出端电路连接动力输出模组,驱动动力输出模组的启动或关闭;
[0031]控制电路,其输出端电路连接电机驱动器,控制电机驱动器驱动动力输出模组的启动或关闭。
[0032]本实用新型设备上电、卷爪自动寻找原点后,将装在放卷轴上的隔膜一头牵引至锁紧轴,通过气动开关操作使压缩空气通过旋转接头驱动锁紧轴开合来锁紧隔膜,电路控制系统的电机驱动器按照预设速度和距离进行旋转;电机通过传动模组拖动卷爪旋转,实现隔膜在卷轴上的卷绕;当达到预先设定的卷绕长度后,电机停转,隔膜在裁切后通过压缩空气驱动机械夹动作使卷轴闭合、锁紧轴张开,方便取出;将裁切后的隔膜转入下一工序。
[0033]本实用新型电池隔膜卷膜机和现有技术相比,其优点在于,本实用新型采用机械夹与交错式卷爪对隔膜进行卷绕,使得卷绕速度更快、操作更方便,产品品质得到了有效保障;同时,设备的安装调试非常方便,现场操作亦非常人性化,使系统的整体性能更加安全可靠,有利于实现人工叠片所需隔膜的批量生产,提高隔膜生产效率;
[0034]本实用新型通过电路控制系统采用三相步进系统进行精确定位,提高隔膜生产效率。

【专利附图】

【附图说明】
[0035]图1为本发明电池隔膜卷膜机的结构示意图;
[0036]图2为本发明电池隔膜卷膜机的传动轴的结构示意图;
[0037]图3为本发明电池隔膜卷膜机的卷爪的U型爪结构示意图。

【具体实施方式】
[0038]以下结合附图,进一步说明本发明的具体实施例。
[0039]如图1所示,本发明公开了一种锂电池隔膜卷膜机的实施例,该卷膜机包含:动力输出模组、传动模组、卷绕模组和气动控制模组。
[0040]动力输出模组用于输出旋转动力。
[0041]传动模组机械连接转动动力模组的输出端,传送转动动力模组输出的旋转动力。
[0042]卷绕模组机械连接传动模组的输出端,接收传动模组传送的旋转动力进行旋转,对固定在卷绕模组上的隔膜进行卷绕。
[0043]气动控制模组气路连接卷绕模组,控制卷绕模组夹紧固定或放松电池隔膜。
[0044]转动动力模组包含:电机座和固定在电机座中的电机12,电机12的输出端通过转轴连接传动模组,向传动模组输出旋转动力。其中电机12可以采用电机或伺服电机,由相应的驱动器进行驱动。
[0045]传动模组包含:轴承座4、轴承5、传动轴6和齿轮组7。
[0046]齿轮组7包含有若干相互咬合联动的齿轮,转动动力模组的电机12输出旋转动力的转轴串设在齿轮组7输入轮中,通过齿轮联动传输至齿轮组7的输出轮。
[0047]本实施例中,齿轮组7包含有两副齿轮7,该两副齿轮应咬合完好,齿轮比可以为或不为1:1,只要满足转速和转矩要求即可。
[0048]传动轴6串设在齿轮组7输出轮中,电机12通过齿轮组7传输旋转动力,带动传动轴6旋转。
[0049]传动轴6还串设在轴承5中,传动轴6可在轴承5中顺畅转动。轴承5设置于轴承座4中,轴承座4用于支撑轴承5和传动轴6。
[0050]传动轴6的一端机械连接卷绕模组,将电机12输出的旋转动力通过自身旋转传动至卷绕模组。
[0051]卷绕模组包含:卷爪1、滑轨平行机械夹2和机械夹座3。
[0052]卷爪I用于夹紧固定或放松电池隔膜。卷爪I处于夹紧状态时,随着卷爪I转动隔膜卷绕在卷爪I上。
[0053]滑轨平行机械夹2机械连接所述卷爪1,并气路连接气动控制模组,由气动控制模组气路控制滑轨平行机械夹2带动卷爪I夹紧固定或放松隔膜。
[0054]机械夹座3机械连接传动模组的输出端,即通过安装座与传动模组的传动轴6机械连接,机械夹座3由传动轴6带动旋转。滑轨平行机械夹2固定连接在机械夹座3上,电机12输出的旋转动力通过传动模组传输至机械夹座3,机械夹座3带动滑轨平行机械夹2和卷爪I以预设的速度和长度进行旋转和定位。
[0055]气动控制模组包含有:旋转接头8、旋转接头座9、调压过滤器10和气动开关11。
[0056]气动开关11气路连接至所述卷绕模组的滑轨平行机械夹2,通过气动开关11处对气路的通断控制,气路控制卷绕模组夹紧或张开隔膜。
[0057]其中,滑轨平行机械夹2与气动开关11在常开或者常闭的选择上不受限制,只要配套使用满足要求即可。气动开关11采用为脚踏阀或电磁阀,当气动开关11采用电磁阀时,可采用按钮控制。
[0058]调压过滤器10气路连接气动开关11,用于接收并压缩外界空气后输入至气动控制模组的气路,为气动控制模组提供气动控制的气体,同时调节气压大小,滤除压缩空气中水分。
[0059]旋转接头8机械连接传动模组的传动轴6,用于气动控制模组中非旋转的气路与旋转的传动轴6之间的衔接。
[0060]旋转接头8设置在旋转接头座9中。
[0061]如图3所示,传动轴6中空设有中心孔,气动控制模组连接至卷绕模组的气路设置在传动轴6的中心孔中,从而使气动控制模组输出的压缩空气可通过传动轴6的中心孔传输并进入滑轨平行机械夹2。传动轴6的中心孔的孔径小于等于传动轴6最小直径的1/2,以保证传动轴6本身的强度。
[0062]旋转接头8进气端固定于旋转接头座9上,旋转接头座9的进气端装有接头,可连接气管,通过气管与气动开关11气路连接。旋转接头8的出气端通过气管与传动轴6的中心孔气路连接。气动开关11通过旋转接头8与传动轴6的中心孔与卷绕模组气路连接,在气动开关11的控制下,从而实现经过调压过滤器10的压缩空气通过旋转接头8与传动轴6的中心孔最终进入滑轨平行机械夹2,实现对卷爪I开合的控制。
[0063]如图3并结合图1所示,卷爪I采用金属或非金属材料,应有一定的强度,不易变形。卷爪I由两副U型爪以交错式结构组合而成,每副U型爪包含有卷轴安装座101,以及安装在卷轴安装座101上的卷轴102和锁紧轴103。进一步的,卷爪I的两副U型爪也可采用一体式加工而成。
[0064]卷轴安装座101采用C形结构,两端各带有内牙螺孔用于固定卷轴102和锁紧轴103,卷轴安装座101后端有凸出板可固定于滑轨平行机械夹2上。卷轴102和锁紧轴103具有一定的强度,防止变形。
[0065]卷轴102用于将电池隔膜卷在卷轴102上,表面光滑,不会对电池隔膜造成损伤。
[0066]锁紧轴103用于在卷绕前锁紧隔膜,锁紧轴103上穿有橡胶套管以增大摩擦力,该橡胶套管表面足够光滑,不会对电池隔膜造成损伤。
[0067]在滑轨平行机械夹2的驱动下,卷爪I的两副U型爪上的卷轴102与锁紧轴101分别对应张开或闭合,
[0068]两副U型爪的卷轴102闭合与锁紧轴101张开应有足够的行程空间,避免设备间碰撞;两副U型爪的锁紧轴101对应闭合时应刚好贴合。
[0069]本实用新型公开的电池隔膜卷膜机还包含电路控制系统,电路控制系统包含:电机驱动器和控制电路。
[0070]电机驱动器输出端电路连接动力输出模组,用于驱动动力输出模组的电机12启动或关闭;
[0071]控制电路输出端电路连接电机驱动器,该控制电机用于驱动器驱动动力输出模组的启动或关闭。
[0072]本实用新型电池隔膜卷膜机的工作流程包含以下步骤:
[0073]步骤1、打开设备电源和气源,等待设备开机自动找原点后,将放置在卷轴上的隔膜一端牵引至锁紧轴103,控制气动开关11使锁紧轴103张开,将隔膜穿过锁紧轴103后,通过气动开关11控制锁紧轴103闭合,隔膜被锁紧。
[0074]步骤2、预设卷膜长度和卷膜速度等参数后,启动电机12运行,卷轴102卷绕隔膜,达到设定长度后自动停止运行;若运行中出现隔膜褶皱,即暂停电机12旋转,再通过电机驱动控制控制电机12反转倒车,将出现褶皱的隔膜处理好后,再通过电机驱动控制电机12启动,隔膜卷绕长度与设定长度一致。
[0075]步骤3、卷绕隔膜完成后,对隔膜进行裁切,完成裁剪后,再次控制气动开关11使锁紧轴103张开、卷轴102闭合,取下卷绕完成的隔膜。
[0076]步骤4、控制卷轴102达到起点位置,重复上述步骤I至3,完成下一份隔膜的生产。
[0077]尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。
【权利要求】
1.一种电池隔膜卷膜机,其特征在于,该卷膜机包含: 动力输出模组,其输出旋转动力; 传动模组,其机械连接所述转动动力模组的输出端,传送转动动力模组输出的旋转动力; 卷绕模组,其机械连接所述传动模组的输出端,接收传动模组传送的旋转动力进行旋转,对固定在卷绕模组上的隔膜进行卷绕; 气动控制模组,其气路连接所述的卷绕模组,控制卷绕模组夹紧固定或放松隔膜。
2.如权利要求1所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述转动动力模组包含:电机座和固定在电机座中的电机(12),电机(12)的输出端通过转轴连接传动模组,向传动模组输出旋转动力。
3.如权利要求1所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述传动模组包含: 传动轴(6),其输出端机械连接卷绕模组; 齿轮组(7),其输入端机械连接转动动力模组的输出,通过齿轮传输转动动力模组输出的旋转动力至传动轴(6 ),通过传动轴(6 )传输至卷绕模组。
4.如权利要求3所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述传动模组还包含:轴承座(4)和设置在轴承座(4)中的轴承(5);所述传动轴(6)串设在轴承(5)中。
5.如权利要求3所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述传动轴(6)中空设有中心孔,气动控制模组连接至卷绕模组的气路设置在传动轴(6)的中心孔中。
6.如权利要求1所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述卷绕模组包含: 卷爪(1),其用于夹紧固定或放松隔膜;卷爪(I)处于夹紧状态时,随着卷爪(I)转动隔膜卷绕在卷爪(I)上; 滑轨平行机械夹(2),其机械连接所述卷爪(1),并气路连接气动控制模组,气动控制模组气路控制滑轨平行机械夹(2)带动卷爪(I)夹紧固定或放松隔膜; 机械夹座(3),其机械连接所述传动模组的输出端与滑轨平行机械夹(2),接收传动模组传输的旋转动力传输至滑轨平行机械夹(2),带动滑轨平行机械夹(2)和卷爪(I)旋转。
7.如权利要求6所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述卷爪(I)包含一对U型爪,每个U型爪包含有卷轴安装座(101 ),以及安装在卷轴安装座(101)上的卷轴(102)和锁紧轴(103);一对U型爪以交错式结构组合成卷爪(I )。
8.如权利要求1所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述气动控制模组包含: 气动开关(11),其气路连接至所述卷绕模组,气路控制卷绕模组夹紧或张开隔膜; 调压过滤器(10),其气路连接气动开关(11),接收并压缩外界空气后输入气动控制模组的气路。
9.如权利要求5所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述气动控制模组包含有: 气动开关(11),其气路连接至所述卷绕模组,气路控制卷绕模组夹紧或张开隔膜; 调压过滤器(10),其气路连接气动开关(11),接收并压缩外界空气后输入气动控制模组的气路; 旋转接头(8),其机械连接传动模组的传动轴(6),用于气动控制模组中非旋转的气路与旋转的传动轴(6)之间的衔接;旋转接头(8)进气端气路连接气动开关(11),出气端与传动轴(6)的中心孔气路连接;气动开关(11)通过旋转接头(8)与传动轴(6)的中心孔与卷绕模组气路连接; 旋转接头座(9),旋转接头(8)设置在旋转接头座(9)中。
10.如权利要求1所述的电池隔膜卷膜机,其特征在于,所述卷膜机还包含电路控制系统,电路控制系统包含: 电机驱动器,其输出端电路连接动力输出模组,驱动动力输出模组的启动或关闭; 控制电路,其输出端电路连接电机驱动器,控制电机驱动器驱动动力输出模组的启动或关闭。
【文档编号】H01M2/14GK204243116SQ201420695182
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月19日 优先权日:2014年11月19日
【发明者】陈银柱, 杜传伟, 李宾 申请人:上海航天电源技术有限责任公司

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