锂离子电池芯体卷绕设备的设计与分析.pdf

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1、机械设计与制造第1O期190MachineryDesign&Manufacture2o09年10月文章编号：l0叭一3997(20o9)1O—O190一O2锂离子电池芯体卷绕设备的设计与分析肖艳春赵庚张宇(河北工业大学机械学院，天津300l30)StructuraldesignandanalysisOftheinvOIutiOnequipmentfOrlithiumiOnbatteriesXIA0Yan—chun，ZHA0Geng，ZHANGYu(HebeiUniversity0ftechno1

2、0gy，Tianjin300130，China)●◇●<>●◇●<>●◇●◇●o●0●◇●<>●◇●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●◇●◇●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●<>●【摘要】介绍了一种用于生产锂离子电池芯体卷绕设备的机械结构，重点对卷绕设备极片送料机a构和芯体卷绕换位机构进行了设计和分析，同时对纸管机控制系统也做了介绍。◇关键词：锂离子电池；卷绕；机构；控制系统【Abstract】n，．0dceseccm

3、c玎ec(m，(Ⅱzd，eg“，nensednepr0uc0n(f¨m—0凡6r)，c0re，e0n￡ees帆d帆咖sQ厂epceedngmec肌sm(I厂6乱7nd，eq『上，，encm(zeznd，rn，p00，necc玎LD厂￡ec0re，，n凡zfenr0dceecon，lof9◇s8mQ厂p·Per『上6e．0：7Keywords：Litllium．ionbatterycore；winding；Mechanism；c0ntrolsystem、●<>●<=>●<：>●-：>●<=>●<-

4、：>●◇●‘．：>●◇●<：>●◇●<：>●<>●<：>●<>●<>●．<>●<：>●◇●<：>●◇●<：>●<>●=>●．<>●<=>●<：>●<：>●<：>●<=>●-：>●<：>●<：>●<>●：>●<：>●<：>●<>●中图分类号：TH132文献标识码：A1引言(3)芯体卷绕及换位机构：将前面送到的正负极片、隔膜卷绕成型为一定直径的芯体。锂离子电池以其重量轻、容量高、工作电压高、寿命长且无污(4)胶布贴封机构：为卷绕成型的芯体粘贴终止胶布。染等特J点在全球范围内得到普遍应用。但是锂离子电

5、池生产中的关(5)压紧切断机构：在卷绕时压紧芯体；在卷绕结束后将连续键设备—锂离子芯体卷绕设备，在我国仍以手工卷绕和半自动卷绕的胶布、隔膜切断。型为主。其制成品致密陡、使用寿命等指标比较低，难以满足生产和在整体结构设计中，关键环节是芯体卷绕换位和极片送料机生活需求。在广泛调研的基础上，对现有国内外锂离子电池卷绕设构的设计与分析，极片送料机构和芯体卷绕换位机构是纸管机能备进行了详细的分析、比较，并结合中国市场的市场需求，进行了一否连续精确送料、实现自动化的基础；各个模块之间的协调一致，种新型高效全

6、自动锂离子电池芯体卷绕设备的设计开发。是保证生产线正常工作的关键。2锂离子电池芯体卷绕设备的结构设计2．1芯体卷绕换位机构的设计与分析在对国内外同类产品调研的基础上对锂离子电池芯体卷绕经过国内外电池行业的卷绕设备的工艺流程和设备结构进设备的工艺流程进行了细分，把整体功能划分为隔膜放卷、极片行了大量的分析比较和论证，在此基础上提出了新的卷绕结构一送料、芯体卷绕及换位、终止胶布封贴、自动切断及自动下料等几双针换位卷绕机构，极大地提高了芯体卷绕的效率。双针换位卷个并联的功能模块。其结构，如图l所示。绕

7、结构是在单工位卷绕结构的基础上开发的一种新的卷绕结构，该结构设计有两个工位，每个工位都拥有独立的动力源和传动系统、卷绕装置。可以独立地完成卷绕、胶布封贴、退卷等功能。机构的示意图，如图2所示。当隔膜和极片料带到达A工位后，连接杆和A位卷针在A位气缸的驱动下伸出，卷针将料带夹住后，前端插入卷针支位板。A位卷绕电机得电后通过齿轮副驱动连接杆和A位卷针旋转一定圈数后，卷绕电机停止。A位限位气缸得到信号，限位块将旋转套顶住。上述动作完成后，换位电机得电通过旋转主轴驱动旋转换位图1锂离子电池自动卷绕机结构

8、示意图盘、凸轮盘旋转180。，A、B位的连接杆和卷针互换。A位已经卷成1．隔膜架2负极极片送料机构3．张力检测系统4．正极极片送料机构的芯体到达B工位，进行卷成芯体外围胶布的粘帖。同时，B位卷5．送料风箱6乳压辊7_A位卷针8．隔膜切断机构9换位轴lO肢布切断机构11-贝占胶布装置12．B位卷针13．芯体压紧装置针到达A位，成为新一轮的A位卷针，气缸驱动卷针伸出，进行(1)隔膜放卷机构：将隔膜料卷连续放出。芯体的卷绕。B位胶布封帖完成后卷针缩回，封贴完的芷=体从B(2)极片送料机构：它的功用是将