电芯卷针及卷绕机论文和设计-黄早鸣

全文摘要

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，提供一种电芯卷针及卷绕机，电芯卷针，包括相互贴合的第一卷针与第二卷针，第一卷针包括第一卷针柄、第一针头以及第一安装座，第二卷针包括第二卷针柄、第二针头及第二安装座，第一针头上设有第一倾斜面，第二针头上设有第二倾斜面，第二倾斜面与第一倾斜面不完全贴合，第一卷针柄与第二卷针柄贴合形成卷针本体，第一安装座与第二安装座贴合。本实用新型中，在第一针头上设置第一倾斜面，在第二针头上设置第二倾斜面，第一倾斜面与第二倾斜面不完全贴合，不完全贴合的两倾斜面使卷绕过程中卷针受到的挤压力具有释放间隙，降低隔膜与卷针的摩擦力，避免卷针将隔膜抽出及烫孔不良现象。

主设计要求

1.一种电芯卷针，包括相互贴合的第一卷针与第二卷针，所述第一卷针包括第一卷针柄、设于所述第一卷针柄一端的第一针头以及设于所述第一卷针柄另一端的第一安装座，所述第二卷针包括第二卷针柄、设于所述第二卷针柄一端的第二针头及设于所述第二卷针柄另一端的第二安装座，其特征在于：所述第一针头上设有第一倾斜面，所述第二针头上设有第二倾斜面，所述第二倾斜面与所述第一倾斜面不完全贴合，所述第一卷针柄与所述第二卷针柄贴合形成卷针本体，所述第一安装座与所述第二安装座贴合。

设计方案

2.根据权利要求1所述的电芯卷针，其特征在于：所述第一倾斜面由所述第一针头与所述第一卷针柄连接的一端向另一端倾斜延伸而成，所述第一倾斜面不完全占据所述第一针头，所述第二倾斜面由所述第二针头与所述第二卷针柄连接的一端倾斜延伸至另一端的端部形成，所述第一倾斜面的面积大于所述第二倾斜面的面积。

3.根据权利要求2所述的电芯卷针，其特征在于：所述第一针头远离所述第一卷针柄的一端呈圆柱状，所述圆柱的端部呈圆锥体状。

4.根据权利要求1所述的电芯卷针，其特征在于：所述卷针本体的横截面呈圆形，且所述卷针本体各横截面处圆的直径相同。

5.根据权利要求4所述的电芯卷针，其特征在于：所述第一卷针柄的横截面为大半圆，所述第二卷针柄的横截面为小半圆，所述大半圆与所述小半圆围合形成所述圆形。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电芯卷针，其特征在于：所述第一安装座包括第一安装柄，所述第一安装柄的一端轴向设有第一安装槽，所述第一卷针柄的一端固定于所述第一安装槽内，所述第一安装柄沿其长度方向设有第一安装孔；所述第二安装座包括第二安装柄，所述第二安装柄的一端轴向设有第二安装槽，所述第二卷针柄的一端固定于所述第二安装槽内，所述第一安装柄沿其长度方向设有第二安装孔。

7.根据权利要求6所述的电芯卷针，其特征在于：所述第一安装座还包括与所述第一安装槽位于同一侧且沿所述第一安装柄外壁面环设的第一限位板，所述第一限位板上设有第一卡槽，所述第二安装座还包括与所述第二安装槽位于同一侧且沿所述第二安装柄外壁面环设的第二限位板，所述第二限位板上设有第二卡槽，所述第一限位板与所述第二限位板围合形成截面呈圆形的限位板。

8.根据权利要求1所述的电芯卷针，其特征在于：所述第一卷针的内壁面与外壁面均涂覆有不粘涂层；所述第二卷针的内壁面与外壁面均涂覆有不粘涂层。

9.根据权利要求8所述的电芯卷针，其特征在于：所述不粘涂层为类金钢石镀膜。

10.一种卷绕机，包括卷绕机本体，其特征在于：所述卷绕机本体上安装有如权利要求1至9中任一项所述的电芯卷针。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其提供一种电芯卷针及卷绕机。

背景技术

在电池制作时，在绕车间需要将裁切的正负极片通过卷绕机卷绕成卷芯。卷绕完成的卷芯中心孔由卷针的结构决定，目前常用的卷针头部采用分叉式，即是卷针头部的两半卷针都进行切削，中间是镂空的，卷绕过程以及卷针抽出时被夹紧的隔膜保持同一状态，故卷绕完成的卷芯的中心孔中间会有一层隔膜，然后利用烫孔机构，将孔中间的隔膜推向孔壁进而不妨碍装配的负极耳与钢壳点焊。

由于卷绕完成的卷芯角度是变化的，而烫孔针的倾斜面是固定的，所以烫孔插入过程中烫孔针直接插到中心孔隔膜上，就造成烫孔不良；且烫孔针加热效率低，烫孔针表面温度无法满足工艺要求，导致卷芯中心孔的隔膜容易反弹影响负极点焊异常，造成卷芯和点焊针报废。

而且因为卷针两半圆柱卷针的相对大小差异不大，在卷绕过程中受到的挤压较大，加大卷针抽出时隔膜与卷针的摩擦力，造成中心孔处隔膜随卷针被抽出，造成卷芯报废。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯卷针及卷绕机，旨在解决现有技术中卷针在卷绕时易将隔膜抽出造成报废的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种电芯卷针，包括相互贴合的第一卷针与第二卷针，所述第一卷针包括第一卷针柄、设于所述第一卷针柄一端的第一针头以及设于所述第一卷针柄另一端的第一安装座，所述第二卷针包括第二卷针柄、设于所述第二卷针柄一端的第二针头及设于所述第二卷针柄另一端的第二安装座，所述第一针头上设有第一倾斜面，所述第二针头上设有第二倾斜面，所述第二倾斜面与所述第一倾斜面不完全贴合，所述第一卷针柄与所述第二卷针柄贴合形成卷针本体，所述第一安装座与所述第二安装座贴合。

进一步地，所述第一倾斜面由所述第一针头与所述第一卷针柄连接的一端向另一端倾斜延伸而成，所述第一倾斜面不完全占据所述第一针头，所述第二倾斜面由所述第二针头与所述第二卷针柄连接的一端倾斜延伸至另一端的端部形成，所述第一倾斜面的面积大于所述第二倾斜面的面积。

进一步地，所述第一针头远离所述第一卷针柄的一端呈圆柱状，所述圆柱的端部呈圆锥体状。

进一步地，所述卷针本体的横截面呈圆形，且所述卷针本体各横截面处圆的直径相同。

进一步地，所述第一卷针柄的横截面为大半圆，所述第二卷针柄的横截面为小半圆，所述大半圆与所述小半圆围合形成所述圆形。

进一步地，所述第一安装座包括第一安装柄，所述第一安装柄的一端轴向设有第一安装槽，所述第一卷针柄的一端固定于所述第一安装槽内，所述第一安装柄沿其长度方向设有第一安装孔；所述第二安装座包括第二安装柄，所述第二安装柄的一端轴向设有第二安装槽，所述第二卷针柄的一端固定于所述第二安装槽内，所述第一安装柄沿其长度方向设有第二安装孔。

进一步地，所述第一安装座还包括与所述第一安装槽位于同一侧且沿所述第一安装柄外壁面环设的第一限位板，所述第一限位板上设有第一卡槽，所述第二安装座还包括与所述第二安装槽位于同一侧且沿所述第二安装柄外壁面环设的第二限位板，所述第二限位板上设有第二卡槽，所述第一限位板与所述第二限位板围合形成截面呈圆形的限位板。

进一步地，所述第一卷针的内壁面与外壁面均涂覆有不粘涂层；所述第二卷针的内壁面与外壁面均涂覆有不粘涂层。

进一步地，所述不粘涂层为类金钢石镀膜。

本实用新型还提供了一种卷绕机，包括卷绕机本体，所述卷绕机本体上安装有上述的电芯卷针。

本实用新型的有益效果：

本实用新型中，在第一卷针的第一针头上设置第一倾斜面，在第二卷针的第二针头上设置第二倾斜面，第一倾斜面与第二倾斜面不完全贴合，不完全贴合的两倾斜面使卷绕过程中卷针受到的挤压力具有释放间隙，降低隔膜与卷芯的摩擦力，且在卷绕完成后卷针抽出的过程中，被夹在第一倾斜面与第二倾斜面之间的隔膜会顺着倾斜面被挤压到中心孔的内壁，避免卷针将隔膜抽出及烫孔不良现象。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的电芯卷针结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电芯卷针中第一卷针的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电芯卷针中第二卷针的结构示意图；

其中，图中各附图标记：

10-第一卷针；11-第一卷针柄；12-第一针头；121-第一倾斜面；122-第一针头的一端；123-圆锥体；13-第一安装座；131-第一安装柄；132-第一安装槽；133-第一安装孔；134-第一限位板；135-第一卡槽；20-第二卷针；21-第二卷针柄；22-第二针头；221-第二倾斜面；23-第二安装座；231-第二安装柄；232-第二安装槽；233-第二安装孔；234-第二限位板；235-第二卡槽；30-卷针本体。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参考图1至图3，本实用新型实施例提供的一种电芯卷针，包括相互贴合的第一卷针10与第二卷针20。第一卷针10包括第一卷针柄11、设于第一卷针柄11一端的第一针头12以及设于第一卷针柄11另一端的第一安装座13，第二卷针20包括第二卷针柄21、设于第二卷针柄21一端的第二针头22及设于第二卷针柄21另一端的第二安装座23，第一针头12上设有第一倾斜面121，第二针头22上设有第二倾斜面221，第二倾斜面221与第一倾斜面121不完全贴合，第一卷针柄11与第二卷针柄21贴合形成卷针本体30，第一安装座13与第二安装座23贴合。

本实施例中，在第一卷针10的第一针头12上设置第一倾斜面121，在第二卷针20的第二针头22上设置第二倾斜面221，第一倾斜面121与第二倾斜面221不完全贴合，不完全贴合的两倾斜面使卷绕过程中卷针受到的挤压力具有释放间隙，降低隔膜与卷针的摩擦力，且在卷绕完成后卷针抽出的过程中，被夹在第一倾斜面121与第二倾斜面221之间的隔膜会顺着倾斜面被挤压到中心孔的内壁，避免卷针将隔膜抽出及烫孔不良现象。

具体地，参照图2，第一倾斜面121由所述第一针头12与第一卷针柄11连接的一端向另一端倾斜延伸而成，第一倾斜面121不完全占据第一针头12，即是第一倾斜面121未完全延伸至第一针头12的另一端。参照图3，第二倾斜面221由第二针头22与第二卷针柄21连接的一端倾斜延伸至另一端的端部形成，第一倾斜面121的面积大于第二倾斜面221的面积。再参照图1，可以看出，由于第一倾斜面121的面积大于第二倾斜面221的面积，这样保证第二倾斜面221不完全贴合于第一倾斜面121上。

进一步地，第一针头12远离第一卷针柄11的一端122呈圆柱状，圆柱状的端部为圆锥体123。第一针头12的此端部未被切削，保留完整的圆柱与圆锥体123的组合体。这样，当第一卷针10执行插入时不仅可以降低损伤隔膜的风险，且方便将第一针头12插入外部支撑支座，使卷针卷绕过程中降低抖动。

本实施例中，卷针本体30的横截面呈圆形，且卷针本体30各横截面处圆的直径相同。即是第一卷针柄11与第二卷针柄21贴合拼接后的卷针本体30呈圆柱状。这样，当卷针本体30夹紧隔膜后卷针本体30横截面近似呈圆形，这样有益于保证卷绕生产出来卷芯的圆度。

本实施例中，第一卷针柄11横截面为大半圆，第二卷针柄21的横截面为小半圆，二者拼接后围合形成完整的圆形。采用这种设置，第一卷针柄11的横截面中心与圆心之间具有偏心距，第二卷针柄21的横截面中心与圆心之间同样具有偏心距，这样，才能保证当第一针头12与第二针头22夹紧隔膜后，第一卷针柄11与第二卷针柄21围合后横截面近似为圆形，这样卷针在抽出时隔膜可沿第一倾斜面121被推向中心孔内壁，然后再经过圆柱外壁面紧压到内壁上，从而降低抽隔膜与烫孔不良的产生。若不设置偏心距，第一针头12与第二针头22夹紧隔膜后，第一卷针柄11与第二卷针柄21围合后横截面则不为圆形，从而不便于卷针抽出，且会造成烫孔不良。

本实施例中，第一安装座13包括第一安装柄131，第一安装柄131的一端轴向设有第一安装槽132，第一卷针柄11的一端固定于第一安装槽132内，第一卷针柄11的一端固定于第一安装槽132内，第一安装柄131沿其长度方向设有第一安装孔133；第二安装座23包括第二安装柄231，第二安装柄231的一端轴向设有第二安装槽232，第二卷针柄21的一端固定于第二安装槽232内，第一安装柄131沿其长度方向设有第二安装孔233。通过第一安装孔133与第二安装孔233分别将第一安装座13与第二安装座23固定于卷绕装置对应的固定位上。

进一步地，第一安装座13还包括与第一安装槽132位于同一侧且沿第一安装柄131外壁面环设的第一限位板134，第一限位板134上设有第一卡槽135，第二安装座23还包括与第二安装槽232位于同一侧且沿第二安装柄231外壁面环设的第二限位板234，第二限位板234上设有第二卡槽235，第一限位板134与第二限位板234围合形成截面呈圆形的限位板。通过限位板的限位作用，保证第一卷针10和第二卷针20安装到正确位置，并且将主轴的扭矩传送到第一卷针10和第二卷针20上并随之转动。

进一步地，第一卷针10的内壁面与外壁面均涂覆有不粘涂层(图中未示出)；第二卷针20的内壁面与外壁面均涂覆有不粘涂层(图中未示出)。具体地，所述不粘涂层为类金刚石镀膜。不粘涂层使得第一卷针10的内壁面、外壁面以及第二卷针20的内壁面、外壁面更光滑、高耐磨性、抗粘结性，减小卷针抽出时的摩擦力，消除卷针抽出时的摩擦静电，避免将隔膜抽出，提高产品的合格率。

本实用新型实施例还提供了一种卷绕机(图中未示出)，包括卷绕机本体，所述卷绕机本体上安装上述的电芯卷针。在卷绕机本体上安装电芯卷针，这样在卷绕电芯时，降低抽隔膜的同时，避免抽隔膜不良卷芯通过下一工序转到装配车间，这样避免负极点焊出现点焊打火虚焊情况，减少负极点焊针的报废，而且调试机器、换点焊针、烫孔针均需要浪费1-1.5小时，也提高了工作效率。

本实施例中，采用上述电芯卷针的卷绕机的工作过程为：执行插入工序时,由于第二针头22的第二倾斜面221延伸到端部，第二卷针20插入时不易造成原材料的变形或损伤；第一卷针10插入后主轴旋转把隔膜紧紧附着到第一卷针柄11的内表面，然后第二卷针20执行插入动作，将隔膜紧紧夹在第一卷针柄11与第二卷针柄21之间；卷绕完成后，执行退卷针工序时，第二卷针20先退出，由于第一卷针10与第二卷针20的第一倾斜面121与第二倾斜面221存在间隙，隔膜与卷针外表面应力可以部分释放，降低摩擦力减少中心孔隔膜被抽出的风险；再执行第一卷针10退出工序，由于第一卷针10的第一针头12具有第二倾斜面221，且端部为圆柱体和圆锥体的组合体，第一卷针10被抽出时隔膜可沿第二倾斜面221被推向中心孔内壁，然后再由圆柱体紧压到内壁上，这样可以降低抽隔膜与烫孔不良的产生。由于本申请实施例中的电针卷芯取消了传统卷针上的间隙平台，减少了卷针本身的磨损，保证了模具寿命，同时也减小了对锂离子电池产品的损伤，提升了锂离子电池产品。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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