一種新型卷針結構的製作方法
2023-09-22 11:27:45
專利名稱：一種新型卷針結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及到一種鋰離子電池芯巻繞設備中的巻針結構。
背景技術：
現有的電池芯巻繞技術， 一般採用手工巻繞、半自動、全自動設備生 產。自動巻繞設備以其質量穩定、效率高日益引起生產廠家的重視和青 睞。現有的電池晶片式自動巻繞裝置包括機架、巻繞機構、隔膜機構、
極片上料機構、貼膠機構、下料機構以及電氣控制部分；鋰離子電池的巻
芯一般由正、負極片和兩層隔膜按照一定的次序與巻針一起巻繞成巻，最 後貼付終止膠帶而成。巻繞機構中，巻針在巻繞電機及傳動機構的作用下
可以轉動，用以巻繞；現有的巻針採用兩片式結構，其中的一片巻針可以 相對於另一片巻針縱向前後移動，用以穿針和抽針；兩片巻針中間有縫 隙，穿針時隔膜從縫隙中穿過，與巻針一起巻繞，抽針時巻針從巻芯 (正、負極片與隔膜巻繞在一起後的產品)中抽出，巻針與巻芯分離。巻 好的巻芯進入下一步貼膠程序。
實用新型內容
本實用新型要解決的技術問題是提供一種新型的巻針結構，該新型巻 針結構還適用於大容量的動力電池或聚合物電池巻芯的巻繞生產。
為解決上述技術問題，本實用新型提供如下的技術方案 一種新型巻 針結構，包括主板、面板、針芯、頂針和針柄；
所述主板包括主板安裝部和從主板安裝部縱向延伸的兩主板臂部，主
板臂部間有空隙；面板包括面板安裝部和從面板安裝部縱向延伸的兩面板 臂部，面板臂部間有空隙；針芯包括針芯安裝部、從針芯安裝部縱向延伸 的兩夾持部和位於夾持部前端的針芯頭部；頂針包括固定部、突起部和設 於突起部中央的倒錐形孔；所述主板、面板和針芯層疊設置，針芯位於主
板和面板之間形成的凹槽內，且兩針芯頭部縱向上突出於主板和面板，兩 夾持部橫向相向突出於主板和面板，兩針芯間具有空隙；主板、面板和針 芯通過針柄安裝在機架的旋轉軸上，與頂針間可相向移動；頂針安裝於與 機架相對設置的旋轉軸上。
由以上方案可見，本實用新型電池巻繞機的巻針採用單個夾臂式結 構，將隔膜、正、負極片夾在巻針的兩臂間進行巻繞，利用頂針控制巻針 的夾緊/鬆開，特別適用於大容量的動力電池以及聚合物電池巻芯的巻繞 生產。
圖1為本實用新型主板的結構示意圖； 圖2為本實用新型面板的結構示意圖； 圖3為本實用新型針芯的結構示意圖； 圖4為本實用新型組裝後的整體結構示意圖； 圖5為圖4中A-A線的剖視放大示意圖； 圖6為本實用新型第三實施例的結構示意圖。 以下結合各圖及最佳實施例對本實用新型作進一步說明。
具體實施方式
第一實施例
如圖4所示，本實用新型巻針結構包括由主板l、面板2、針芯3、針 柄4組成的巻針和頂針5，頂針5包括固定部50、突起部51和設於突起 部51中央的倒錐形孔52。為了便於描述，將巻針的出針方向定義為前， 縱向即為巻針的軸線方向。參照圖l，本實施例中主板l為單片一體式結 構，包括主板安裝部10和從主板安裝部10縱向延伸的兩主板臂部11，兩 主板臂部ll間具有空隙，主板1大致呈U形，在兩主板臂部ll的前端分 別設有主板彈性部件安裝槽13。參照圖2，面板2也為單片一體式結構，
包括面板安裝部20和從面板安裝部20縱向延伸的兩面板臂部21，面板臂 部21間也具有空隙，面板2也呈U形。參照圖3，針芯3為分體式結構， 有兩片，包括針芯安裝部30、從針芯安裝部30延伸的夾持部31和位於夾 持部31前端的針芯頭部32，在夾持部31前端即靠近針芯頭部32位置處 也設有針芯彈性部件安裝槽33，與主板臂部11上彈性部件安裝槽13的位 置相對應。
同時參照圖4和圖5，本實用新型巻針組裝時，主板l、面板2和針 芯3層疊設置，針芯3位於主板1和面板2之間形成的凹槽內，且兩針芯 頭部32縱向上突出於主板1和面板2，兩夾持部31橫向相向突出於主板 1和面板2，三者通過螺釘結構固定。在主板1和針芯3的彈性部件安裝 槽13、 33處設有彈性部件6，本實施例中的彈性部件6採用彈簧。自然狀 態下，彈性部件6使針芯3相互分離，兩針芯3之間具有空隙。巻針組裝 後通過針柄4安裝在電池巻繞機機架的旋轉軸(未圖示)上，頂針5也安 裝於與機架相對設置的旋轉軸(未圖示)上，巻針可沿其軸線方向移動。
當電池巻繞機工作時，隔膜和正、負極片分別從隔膜料巻和極片運送 板運至巻繞機構前，隔膜和正、負極片送入巻針針芯3之間的空隙內，巻 針沿其軸線向靠近頂針5的方向移動，出針，針芯頭部32伸入頂針5的 倒錐形孔52內，由於倒錐形孔52的斜面作用，使兩針芯3向夾緊方向靠 攏，將隔膜和正、負極片夾緊，開始巻繞。巻繞完畢後，巻針沿遠離頂針 5的方向移動，抽針，針芯頭部32從倒錐形孔52中退出，且巻針從巻好 的巻芯中抽離，巻芯進入下一步加工工序。
第二實施例
本實用新型巻針結構更進一步的技術方案是，針芯3是分別通過兩個 連杆7和銷釘8連接並沿巻針軸線可移動地安裝於主板1上，在針芯3和 主板1的安裝部10內底壁之間設有一頂塊9。頂塊9底部設有固定孔 90，在頂塊9與主板安裝部10內底壁之間設有彈性構件91，本實施例中 的彈性構件91為彈簧。彈性構件91 一端固定於主板安裝部10內底壁
上，另一端設於頂塊固定孔90內，頂塊9在彈性構件91作用力下可以沿 巻針軸線移動。在針芯3的安裝部30端部還設有一滾子槽34，滾子槽34 內設有滾子35，頂塊9可以抵在滾子35上。
當巻針出針時，針芯頭部32伸入頂針5的倒錐形孔52內，頂針5將 針芯3頂住，針芯3受倒錐形孔52的斜面作用，在向夾緊方向靠攏的同 時向後移動並抵在頂塊9上，彈性構件91受壓產生的彈性力作用於頂塊9 上，使頂塊9克服頂針5的力將針芯3向前推，巻針與頂針5實現完全配 合，隔膜和正、負極片被夾緊，然後開始巻繞。巻繞完畢後，巻針抽針， 從巻好的巻芯中抽離，巻芯進入下一步加工工序。
第三實施例
此外，為了更方便抽針，本實用新型還有另一種實施方式，如圖6所 示，即在採用前述實施例的基礎上，主板1還包括主板頭部12，巻針組裝 好後，在沿巻針軸線的方向上，主板l位於前面的橫向寬度小於任意位於 其後面的相應的橫向寬度。頂針5的突起部51相對著巻針的一端設有導 引斜面53 (如圖4所示)。當巻針出針時，隔膜、正、負極片送入巻針針 芯3的空隙內，針芯3的頭部32伸入頂針5的倒錐形孔52內，針芯3夾 緊；同時，主板1的頭部12順著頂針5的導引面53前移，主板l被撐開 (如圖6中虛線所示)，開始巻繞。抽針時，隨著巻針的後移，主板l的 頭部12不再被頂針5的突起部51支撐，恢復原狀，由於巻針軸線方向 上，主板l前端的橫向寬度小於後端的橫向寬度，呈前小後大形狀，更易 於從巻芯中退出來。
當然，本實用新型的技術構思並不僅限於上述實施例，還可以依據本 實用新型的構思得到許多不同的具體方案，例如，主板和面板也可以採用 分體式結構，針芯也可以採用一體式結構；主板、面板和針芯都可以採用 具有一定彈性的材料製成；諸如此等改變以及等效變換均應包含在權利要 求所述的範圍之內。
權利要求1、一種新型卷針結構，其特徵在於包括主板、面板、針芯、頂針和針柄；所述主板包括主板安裝部和從主板安裝部縱向延伸的兩主板臂部，主板臂部間有空隙；面板包括面板安裝部和從面板安裝部縱向延伸的兩面板臂部，面板臂部間有空隙；針芯包括針芯安裝部、從針芯安裝部縱向延伸的兩夾持部和位於夾持部前端的針芯頭部；頂針包括固定部、突起部和設於突起部中央的倒錐形孔；所述主板、面板和針芯層疊設置，針芯位於主板和面板之間形成的凹槽內，且兩針芯頭部縱向上突出於主板和面板，兩夾持部橫向相向突出於主板和面板，兩針芯間具有空隙；主板、面板和針芯通過針柄安裝在機架的旋轉軸上，與頂針間可相向移動；頂針安裝於與機架相對設置的旋轉軸上。
2、 根據權利要求1所述的新型巻針結構，其特徵在於所述主板為單片式結構，從主板安裝部延伸的兩主板臂部和主板安裝 部一體製成。
3、 根據權利要求l所述的新型巻針結構，其特徵在於所述面板為單片式結構，從面板安裝部延伸的兩面板臂部和面板安裝 部一體製成。
4、 根據權利要求l所述的新型巻針結構，其特徵在於 所述針芯可縱向移動地安裝於主板上；還包括一頂塊和彈性構件，所述頂塊底部設有固定孔，頂塊設於針芯 和主板安裝部底壁之間，彈性構件一端固定於主板安裝部上，另一端設於 頂塊固定孔內。
5、 根據權利要求l所述的新型巻針結構，其特徵在於 所述針芯為兩片分體式結構。
6、 根據權利要求5所述的新型巻針結構，其特徵在於還包括兩個連杆，所述針芯分別通過前述連杆和銷釘連接，可縱向移 動地安裝於主板上；還包括一頂塊和彈性構件，所述頂塊底部設有固定孔，頂塊設於針芯 和主板安裝部底壁之間，彈性構件一端固定於主板安裝部上，另一端設於 頂塊固定孔內。
7、 根據權利要求4或5所述的新型巻針結構，其特徵在於所述針安裝部後端還設有滾子槽，滾子槽內設有滾子，頂塊與滾子相 接觸。
8、 根據權利要求l所述的新型巻針結構，其特徵在於所述主板臂部前端設有主板彈性部件安裝槽，在針芯夾持部前端相應 位置處也設有針芯彈性部件安裝槽，主板與針芯間設有位於前述安裝槽內 的彈性部件。
9、 根據權利要求l所述的新型巻針結構，其特徵在於所述主板還包括設於主板臂部前端的主板頭部，在巻針軸線的方向上，主板位於前面的橫向寬度小於任意位於其後面的相應的橫向寬度；所述頂針的突起部相對著巻針的一端設有導引斜面。
專利摘要一種新型卷針結構，包括主板、面板、針芯、頂針和針柄；主板包括主板安裝部和從主板安裝部縱向延伸的兩主板臂部，主板臂部間有空隙；面板包括面板安裝部和從面板安裝部縱向延伸的兩面板臂部，面板臂部間有空隙；針芯包括針芯安裝部、從針芯安裝部縱向延伸的兩夾持部和位於夾持部前端的針芯頭部；頂針包括固定部、突起部和設於突起部中央的倒錐形孔；主板、面板和針芯層疊設置，針芯位於主板和面板之間形成的凹槽內，且兩針芯頭部縱向上突出於主板和面板，兩夾持部橫向相向突出於主板和面板，兩針芯間具有空隙；主板、面板和針芯通過針柄安裝在機架的旋轉軸上，與頂針間可相向移動；頂針安裝於與機架相對設置的旋轉軸上。
文檔編號H01M10/40GK201185209SQ20072006017
公開日2009年1月21日 申請日期2007年11月27日 優先權日2007年11月27日
發明者馮鏡超, 嚴 張, 張衛東 申請人:珠海華冠電子科技有限公司