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CN103107354B - 芯轴式电池卷绕装置、卷绕方法及电池制作方法 - Google Patents

芯轴式电池卷绕装置、卷绕方法及电池制作方法 Download PDF

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Abstract

一种芯轴式电池卷绕装置，包括芯轴和辅助所述芯轴进行隔膜预卷的辅助卷针，所述辅助卷针用于与所述芯轴一起夹住隔膜，与所述芯轴同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴的外圈，卷绕至预定圈数后所述辅助卷针抽出。一种芯轴式电池卷绕方法，包括隔膜预卷、入极片和电芯卷绕的过程，预卷隔膜时，使用辅助卷针用于与芯轴一起夹住隔膜，与所述芯轴同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴的外圈，卷绕至预定圈数后抽出所述辅助卷针。一种电池制作方法，其中使用所述的芯轴式电池卷绕方法卷绕电芯。采用本发明进行芯轴卷绕，避免了热焊硬化的问题，保证了电池的安全性，简化了芯轴的制作，降低了成本。

Description

芯轴式电池卷绕装置、卷绕方法及电池制作方法
技术领域
本发明涉及电池制作领域，特别是涉及一种芯轴式电池卷绕装置、卷绕方法及电池制作方法。
背景技术
目前圆柱形电池结构形式主要有两种，一种是采用卷针卷绕方式制成，当卷绕完成后，卷针与卷芯分离；另外一种是采用芯轴卷绕方式，以芯轴为基础进行卷绕，卷绕完成后，芯轴留在电池内。对于芯轴式卷绕，目前均采用将隔膜热焊在芯轴上的起始卷绕方式，该方式要求芯轴上含有可以热熔的物质，这给制作芯轴增加了难度，且隔膜热焊在芯轴上会产生塑料硬化现象，对电池的安全性、容量都有一定的影响。 
发明内容
本发明的一个目的是针对现有芯轴式卷绕方式的不足，提供一种不需热焊的芯轴式电池卷绕装置。
另一目的是提供一种不需热焊的芯轴式电池卷绕方法。
另一目的是提供一种电池制作方法。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种芯轴式电池卷绕装置，包括芯轴和辅助所述芯轴进行隔膜预卷的辅助卷针，所述辅助卷针用于与所述芯轴一起夹住隔膜，与所述芯轴同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴的外圈，卷绕至预定圈数后所述辅助卷针抽出。
可进一步采用以下一些技术方案：
所述辅助卷针为半圆形。
所述预定圈数为1.25圈—1.75圈。
还包括辅助所述芯轴进行隔膜预卷的辅助压轮，所述辅助压轮用于压紧所述芯轴上的隔膜。
还包括用于插入所述芯轴的两端以固定所述芯轴的一对顶尖。
一种芯轴式电池卷绕方法，包括隔膜预卷、入极片和电芯卷绕的过程，预卷隔膜时，使用辅助卷针用于与芯轴一起夹住隔膜，与所述芯轴同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴的外圈，卷绕至预定圈数后抽出所述辅助卷针。
可进一步采用以下一些技术方案：
所述隔膜预卷包括以下步骤：
所述辅助卷针伸出，与所述芯轴一起夹住隔膜；
所述芯轴与所述辅助卷针同步旋转，带动隔膜缠绕在所述芯轴的外圈；
卷绕至预定圈数时，所述辅助卷针抽出，所述芯轴继续卷绕，完成隔膜预卷。
所述预定圈数为1.25圈—1.75圈。
所述辅助卷针为半圆形。
所述辅助卷针抽出前，伸出辅助压轮压住隔膜，完成隔膜预卷时，退回所述辅助压轮。
一种电池制作方法，包括根据所述的芯轴式电池卷绕方法卷绕电芯的步骤。
本发明的有益技术效果：
采用辅助卷针压紧隔膜进行隔膜预卷，代替现有技术中将隔膜热焊在芯轴上进行预卷，简化了芯轴的制作，降低了成本，且不会出现热焊硬化的问题，保证了电池的安全性。另外，本发明优选的实施例里，采用半圆形辅助卷针，在隔膜预卷至特定圈数时抽出辅助卷针，以及用辅助压轮辅助芯轴完成电芯的卷绕，这些措施均进一步改善卷绕效果，确保电芯的松紧度一致，提高电芯的品质。
附图说明
图1 芯轴式电芯示意图（不包括极耳）；
图2 本发明一种实施例的顶针固定芯轴式电芯示意图（不包括极耳）；图3 本发明一种实施例的卷绕元件位置关系图；
图4 本发明一种实施例的隔膜预卷示意图；
图5 本发明一种实施例的卷绕示意图；
图6 本发明一种实施例的三工位动作示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
参阅图3至图6，在一些实施例里，一种芯轴式电池卷绕装置包括芯轴1和辅助所述芯轴1进行隔膜10预卷的辅助卷针3，所述辅助卷针3用于与所述芯轴一起夹住隔膜，与所述芯轴1同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴1的外圈，卷绕至预定圈数后所述辅助卷针抽出。
优选地，所述辅助卷针3为半圆形。
优选地，所述预定圈数为1.25圈—1.75圈。
优选地，芯轴式电池卷绕装置还包括辅助压轮4，辅助压轮4用于压紧所述芯轴上的隔膜，从而辅助所述芯轴3进行隔膜。隔膜预卷时，可控制辅助压轮4伸出靠拢芯轴3，或从芯轴3处退回。
优选地，芯轴式电池卷绕装置还包括一对顶尖2，隔膜预卷前，可控制顶尖2插入所述芯轴3的两端以固定所述芯轴3。
参阅图3至图6，在一些实施例里，一种芯轴式电池卷绕方法，包括隔膜预卷、入极片和电芯卷绕的过程，预卷隔膜时，使用辅助卷针3用于与芯轴1一起夹住隔膜10，与所述芯轴1同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴的外圈，卷绕至预定圈数后抽出所述辅助卷针。 
优选地，所述隔膜预卷包括以下步骤：
所述辅助卷针伸出，与所述芯轴一起夹住隔膜；
所述芯轴与所述辅助卷针同步旋转，带动隔膜缠绕在所述芯轴的外圈；
卷绕至预定圈数时，所述辅助卷针抽出，所述芯轴继续卷绕，完成隔膜预卷。
优选地，所述预定圈数为1.25圈—1.75圈。
优选地，所述辅助卷针为半圆形。
优选地，所述辅助卷针抽出前，伸出辅助压轮4压住隔膜，完成隔膜预卷时，退回所述辅助压轮4。
辅助压4轮也可以是在辅助卷针抽出后，在继续卷绕隔膜前伸出并压住隔膜。
在一个具体实施例里，卷绕方法还包括在隔膜预卷后，实施入极片、电芯卷绕、隔膜切断、极片收尾以及电芯贴胶等步骤。
卷绕工作步骤具体可包括：
(1) 顶尖2插入芯轴1的两端，固定芯轴1；
(2) 辅助卷针3伸出，与芯轴一起夹住隔膜10；
(3) 芯轴1与辅助卷针3同步旋转，带动隔膜10缠绕在芯轴1的外圈；
(4) 卷绕至一定圈数，辅助压轮4伸出，压住隔膜10；
(5) 辅助卷针3抽出，芯轴1继续卷绕，收紧隔膜10；
(6) 辅助压轮4在达到收紧隔膜要求后退回，电芯继续进行卷绕。
优选地，卷绕方法优选包括三个工位，分别为第一工位20，第二工位30和第三工位40，步骤（1）在第一工位20完成，步骤（2）至步骤（6）在第二工位30完成。
优选地，在第二工位30进行隔膜预卷、极片预卷和卷绕，在第三工位40进行电芯的贴胶下料。
根据一些实施例，还提供一种电池制作方法，包括使用前述任一实施例的芯轴式电池卷绕方法卷绕电芯的步骤。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种芯轴式电池卷绕方法，包括隔膜预卷、入极片和电芯卷绕的过程，其特征在于，预卷隔膜时，使用辅助卷针用于与芯轴一起夹住隔膜，与所述芯轴同步旋转，将隔膜缠绕在所述芯轴的外圈，卷绕至预定圈数后抽出所述辅助卷针。
2.如权利要求1所述的芯轴式电池卷绕方法，其特征在于，所述隔膜预卷包括以下步骤：
所述辅助卷针伸出，与所述芯轴一起夹住隔膜；
所述芯轴与所述辅助卷针同步旋转，带动隔膜缠绕在所述芯轴的外圈；
卷绕至预定圈数时，预定圈数优选为1.25圈—1.75圈，所述辅助卷针抽出，所述芯轴继续卷绕，完成隔膜预卷。
3.如权利要求1所述的芯轴式电池卷绕方法，其特征在于，所述辅助卷针为半圆形。
4.如权利要求1至3任一项所述的芯轴式电池卷绕方法，其特征在于，所述辅助卷针抽出前，伸出辅助压轮压住隔膜，完成隔膜预卷时，退回所述辅助压轮。
5.一种电池制作方法，包括根据权利要求1至4任一项所述的芯轴式电池卷绕方法卷绕电芯的步骤。
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