一種鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的制作方法

本發明涉及鋰電池生產技術領域，具體為一種鋰電池極片輥壓自動換卷裝置。

背景技術：

鋰電池的正負極極片輥壓是生產鋰電池的一個重要環節，其目的是將鋰電池用正負極材料進行壓實，增大電池的放電容量，減小內阻，提高鋰電池的利用率。正負極制造完成的最后一個工位便是電池極片的輥壓成型。

在放卷裝置中，未輥壓的電池極片纏繞在氣脹軸上，氣脹軸加氣后將極片徑向撐緊以待輥壓。收卷裝置中，將輥壓后的電池極片纏繞在氣脹軸上以存放輥壓完成的極片。現有的自動放卷與自動收卷裝置都是人工將加工完的氣脹軸或輥壓后的極片從安全夾頭中卸下，再相應更換上氣脹軸及未輥壓的極片。傳統的這種換卷方法有很多不足之處：首先過多依賴人工，勞動強度大；其次，在換卷過程中很容易造成電池極片的污染；最后，由于裝置原因，在工人換卷過程中，氣脹軸與安全夾頭的頻繁接觸碰撞很容易產生細小的金屬粉末，極易粘附到極片上，造成電池性能降低，嚴重時還會造成電池報廢并帶來危險。因此提供一種解決上述問題并可自動更換收放卷的裝置成為現有技術中亟待解決的問題。

技術實現要素：

針對現有技術的不足，本發明擬解決的技術問題是，提供一種鋰電池極片輥壓自動換卷裝置。該裝置可有效減少在極片輥壓過程中的對極片造成的污染，提高鋰電池質量并可降低工人勞動力，提高鋰電池制備中的自動化。

本發明解決所述技術問題的技術方案是，提供一種鋰電池極片輥壓自動換卷裝置，包括機架總成、推車總成和油壓夾頭；所述機架總成和推車總成安裝于地面上；其特征在于該裝置還包括氣脹軸組件和左端氣缸總成；所述左端氣缸總成和油壓夾頭安裝于機架總成上；所述氣脹軸組件安放于推車總成上；

所述氣脹軸組件包括左端套筒、氣脹軸和右端套筒；所述左端套筒的一端開有與氣脹軸的軸端相配合的右方形內孔，左端套筒固定在氣脹軸的一端；左端套筒的另一端具有圓錐孔，中部外表面開有圓環槽；所述右端套筒的一端開有與氣脹軸的軸端相配合的左方形內孔，右端套筒固定在氣脹軸的另一端；右端套筒的另一端開有螺紋線；螺紋線與油壓夾頭配合；

所述左端氣缸總成包括螺桿、導軌、底板、氣缸支撐座、卡爪、定位圓錐頂尖和氣缸；所述螺桿、導軌、底板和氣缸支撐座組成絲杠；所述氣缸固定安裝于氣缸支撐座上；所述氣缸的輸出軸上安裝有至少兩個卡爪，卡爪端部與左端套筒的圓環槽配合；氣缸同側端部中心位置安裝有定位圓錐頂尖，定位圓錐頂尖與左端套筒的圓錐孔配合。

與現有技術相比，本發明有益效果在于：

(1)極片更換卷由推車總成運輸與支撐，代替了現有的人工方式；

(2)氣脹軸組件分別與左端氣缸總稱和油壓夾頭的定位、夾緊和旋轉的工作通過推車與機架總成來完成，以完成輥壓工作，此方法可同時在鋰電池極片輥壓的收卷和放卷中得以實用，有效減少在傳統換卷過程中所造成的極片污染，提高生產效率。

(3)氣脹軸組件兩端分別應用左端套筒和右端套筒與左端氣缸總稱和油壓夾頭連接，將原有的氣脹軸組件兩端的方形結構改變成圓形，使得并在換卷過程中氣脹軸與安全夾頭的接觸碰撞大幅減少，故本裝置不再使用安全夾頭。

附圖說明

圖1為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的整體結構軸測示意圖；

圖2為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的整體結構主視示意圖；

圖3為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的氣脹軸組件和推車總成軸測示意圖；

圖4為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的左端氣缸總成軸測示意圖；

圖5為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的氣脹軸軸端示意圖；

圖6為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的左端套筒結構示意圖；

圖7為本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的一種實施例的右端套筒結構示意圖；(圖中：1、氣脹軸組件；1.1、左端套筒；1.11、右方形內孔；1.12、圓錐孔；1.13、圓環槽；1.2、氣脹軸；1.3、右端套筒；1.31、左方形內孔；1.32、螺紋線；2、左端氣缸總成；2.1、螺桿；2.2、導軌；2.3、底板；2.4、氣缸支撐座；2.5、卡爪；2.6、定位圓錐頂尖；2.7、氣缸；3、機架總成；3.1、左端氣缸支撐板；3.2、機架體；3.3、地腳；3.4、定位板；3.5、油壓夾頭支撐板；4、推車總成；4.1、V型架；4.2、支撐板；4.3、交叉板；4.4、軌道；4.5、交叉板支座；4.6、車輪；4.7、滾動輪；4.8、升降氣缸；4.9、車推手；4.10、定位鐵棒；4.11、推車底板；5、油壓夾頭)

具體實施方式

下面給出本發明的具體實施例。具體實施例僅用于進一步詳細說明本發明，不限制本申請權利要求的保護范圍。

本發明提供了一種鋰電池極片輥壓自動換卷裝置(簡稱換卷裝置，參見圖1-7)，包括氣脹軸組件1、左端氣缸總成2、機架總成3、推車總成4和油壓夾頭5；所述機架總成3和推車總成4安裝于地面上；所述左端氣缸總成2和油壓夾頭5安裝于機架總成3上；所述氣脹軸組件1安放于推車總成4上；

所述氣脹軸組件1包括左端套筒1.1、氣脹軸1.2和右端套筒1.3；所述氣脹軸1.2的中部為圓柱體，兩端為方形軸端；在極片輥壓的過程中，氣脹軸1.2用于極片的收放；所述左端套筒1.1的一端開有與氣脹軸1.2的方形軸端相配合的右方形內孔1.11，通過過盈連接固定在氣脹軸1.2的一端；左端套筒1.1的另一端具有圓錐孔1.12，中部外表面開有圓環槽1.13；所述右端套筒1.3的一端開有與氣脹軸1.2的方形軸端相配合的左方形內孔1.31，通過過盈連接固定在氣脹軸1.2的另一端；右端套筒1.3的另一端開有螺紋線1.32；螺紋線1.32與油壓夾頭5配合，用于增加摩擦力；

所述左端套筒1.1和右端套筒1.3均是圓柱體結構；

所述左端氣缸總成2包括螺桿2.1、導軌2.2、底板2.3、氣缸支撐座2.4、卡爪2.5、定位圓錐頂尖2.6和氣缸2.7；所述螺桿2.1、導軌2.2、底板2.3和氣缸支撐座2.4組成絲杠，螺桿2.1的一端安裝有電機；所述氣缸2.7固定安裝于氣缸支撐座2.4上；所述氣缸2.7的輸出軸上安裝有至少兩個卡爪2.5，本實施例是3個，卡爪2.5端部與左端套筒1.1的圓環槽1.13配合；氣缸2.7同側端部中心位置安裝有定位圓錐頂尖2.6，定位圓錐頂尖2.6與左端套筒1.1的圓錐孔1.12配合；當定位圓錐頂尖2.6與左端套筒1.1的圓錐孔定位連接后，氣缸2.7夾緊時，卡爪2.5可與左端套筒1.1的圓環槽相嚙合，將左端套筒1.1卡牢，使得左端套筒1.1定位精準；電機旋轉使得絲杠帶動氣缸2.7沿x軸方向移動；以氣脹軸組件的軸向為x軸方向，并以垂直于x軸的水平方向為y軸方向，以垂直于xy平面的方向為z軸方向。

所述機架總成3包括左端氣缸支撐板3.1、機架體3.2、地腳3.3、定位板3.4和油壓夾頭支撐板3.5；所述地腳3.3上安裝有機架體3.2，保證整體裝置與地面平齊；所述左端氣缸支撐板3.1安裝于機架體3.2上，左端氣缸支撐板3.1上端與左端氣缸總成2的底板2.3連接；所述定位板3.4固定在機架體3.2上，用于推車總成4的定位；所述油壓夾頭支撐板3.5安裝在機架體3.2上，油壓夾頭支撐板3.5上端安裝有油壓夾頭5；

所述推車總成4包括V型架4.1、支撐板4.2、交叉板4.3、軌道4.4、交叉板支座4.5、車輪4.6、滾動輪4.7、升降氣缸4.8、車推手4.9、定位鐵棒4.10和推車底板4.11；所述軌道4.4安裝于地面上，車輪4.6與軌道4.4配合，車輪4.6可在軌道4.4上沿導軌鋪設方向移動；所述車輪4.6安裝于推車底板4.11上；所述交叉板4.3的上端與支撐板4.2下端連接，下端分別與交叉板支座4.5和滾動輪4.7連接組成差減機構，升降氣缸4.8安裝在交叉板4.3上，通過升降氣缸4.8帶動支撐板4.2升降來控制氣脹軸組件1的高度；所述差減機構安裝于推車底板4.11上；所述定位鐵棒4.10安裝于推車底板4.11前端；車推手4.9安裝于推車底板4.11前端后端；所述V型架4.1安裝在支撐板4.2上，V型架4.1用以定位氣脹軸組件1，人工抬放氣脹軸組件1時，避免將V型架4.1與左端套筒1.1的圓錐孔或與右端套筒1.3的螺紋線相接觸；

所述油壓夾頭5的一端安裝有三爪液壓卡盤，與具有螺紋線1.32的右端套筒1.3的端部配合夾緊，螺紋線能夠增加摩擦力；油壓夾頭5的另一端安裝有旋轉電機，能夠帶動氣脹軸組件1旋轉。

本發明鋰電池極片輥壓自動換卷裝置的工作原理和工作流程是：以氣脹軸組件的軸向為x軸方向，并以垂直于x軸的水平方向為y軸方向，以垂直于xy平面的方向為z軸方向。

以本發明中放卷工作為例，在未放上氣脹軸組件1前，氣缸2.7處于其左端極限位置，卡爪2.5為松開狀態，油壓夾頭5的夾頭為松開狀態。推車總成4中的差減機構位于其豎直方向的下極限位置。

左端氣缸總成2只可沿x軸方向移動，所以要在卡爪2.5與油壓夾頭5夾緊左端套筒1.1與右端套筒1.3前，需將氣脹軸組件1通過推車總成4沿y軸與z軸移動至相應位置。首先，人工將已纏繞有待輥壓極片的氣脹軸組件1抬放至V型架4.1上，左端套筒1.1和右端套筒1.3用V型架4.1支撐。然后人工移動推車總成4沿軌道4.4至機架總成3前端，令推車總成4前端的定位鐵棒4.10頂住定位板3.4，便可保證氣脹軸組件1沿y軸方向定位。之后，通過推車總成4中的差減機構帶動V型架4.1上的氣脹軸組件1升到與左端氣缸總成2和油壓夾頭5的中軸線位置，完成氣脹軸組件1的z軸定位。接著，氣缸2.7通過絲杠由其左端位置向右移動，期間，定位圓錐頂尖2.6會頂住左端套筒1.1的圓錐孔1.12，推動氣脹軸組件1在V型架4.1上向右滑動至相應位置并停止移動，油壓夾頭5工作將右端套筒1.3夾緊。此時，左端氣缸總成2與油壓夾頭5將氣脹軸組件1夾住。最后，推車總成4退出，放卷完成后輥壓機由油壓夾頭5旋轉放卷并開始輥壓工作。此過程卡爪2.5不工作。

當放卷工作完成，極片全部完成輥壓，氣脹軸組件1需卸下時，將推車總成4推到合適位置，完成推車總成4前端的定位鐵棒4.10接觸定位板3.4的定位工作，通過推車總成4中的差減機構帶動V型架4.1上升至指定高度，此時，V型架4.1已與氣脹軸組件1中的左端套筒1.1和右端套筒1.3相接觸。油壓夾頭5的夾頭松開，左端氣缸總成2通過帶動卡爪2.5夾緊左端套筒1.1的圓環槽，并通過絲杠傳動拉動氣脹軸組件1沿V型架4.1沿x軸向左移動至一適當位置后松開卡爪2.5，然后通過絲杠傳動繼續向左移動至其左端極限位置。此時，放卷完成的氣脹軸組件1已全部由V型架4.1支撐，然后推車總成4的差減機構向下移動，組后推車總成4退出，完成一整套放卷機構的換卷工作。

本發明未述及之處適用于現有技術。