專利名稱：一種電芯卷繞方法及設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，特指一種電芯卷繞方法及設(shè)備。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷發(fā)展，移動(dòng)設(shè)備如智能手機(jī)，筆記本電腦，攝像機(jī)以及EV(電動(dòng)汽車)等將得到越來越廣泛的應(yīng)用，從而 形成了對(duì)電池的大量需求。卷繞是電池生產(chǎn)過程中非常重要的工序，隨著科技的發(fā)展，卷繞工序的自動(dòng)化程度越來越高。在自動(dòng)化的卷繞過程中，必須對(duì)極片和隔離膜施加較大的拉力，以確保正極片和負(fù)極片以及隔離膜和正極片之間的整齊程度。然而，卷繞過程中的拉力會(huì)使隔離膜在走帶方向(Mechanical Direction, MD)被延長,卷繞結(jié)束后由于拉力的釋放,隔膜又會(huì)在MD方向產(chǎn)生一定的收縮，而極片在卷繞前后在MD方向長度變化很小，正是由于卷繞后電芯的隔離膜嚴(yán)重?cái)D壓極片，從而導(dǎo)致卷繞后的電芯在靜置過程中會(huì)發(fā)生變形。卷繞后的變形電芯結(jié)構(gòu)，即隔離膜嚴(yán)重?cái)D壓正極極片和負(fù)極極片。變形后的電芯不僅外觀差，還會(huì)存在容量低、循環(huán)性能差、自放電快等質(zhì)量問題。行業(yè)內(nèi)現(xiàn)有的改善卷繞后電芯變形的方法主要就是對(duì)卷繞前的隔膜進(jìn)行烘烤，使其在卷繞前充分收縮，但此方法主要用在手動(dòng)卷繞的生產(chǎn)中。由于自動(dòng)化連續(xù)卷繞使用的是成卷的隔膜，成卷的隔膜收縮及其困難，而且即使隔膜有一定程度收縮，由于自動(dòng)卷繞時(shí)拉力較大，隔離膜還會(huì)再次被延長，因而此方法很難應(yīng)用到自動(dòng)化連續(xù)卷繞生產(chǎn)中。現(xiàn)階段，自動(dòng)化卷繞后電芯變形的問題是行業(yè)內(nèi)的難題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的第一個(gè)目的在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種電芯卷繞方法，通過該方法可以改善自動(dòng)化連續(xù)卷繞出來的電芯的變形問題，進(jìn)而確保電芯的性能。為了實(shí)現(xiàn)第一個(gè)發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種新型的電芯卷繞方法，通過對(duì)卷繞前正負(fù)極片的加熱，可以使極片應(yīng)力充分釋放，卷繞時(shí)極片在拉力的作用下會(huì)有一定程度的延長，卷繞結(jié)束后，冷卻過程中極片可以隨隔離膜一同收縮，從而改善電芯的變形。作為本發(fā)明電芯卷繞方法的一種改進(jìn)，所述卷繞的步驟具體為第一步，極片及隔離膜備料將正極片、負(fù)極片和隔離膜制備成連續(xù)的卷料，并分別安裝在正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)和隔離膜送料機(jī)構(gòu)上；第二步，正極片和負(fù)極片的加熱啟動(dòng)電機(jī)及正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)，加熱正極片和負(fù)極片；第三步，卷繞將加熱后的正負(fù)極片和隔離膜卷繞成電芯，卷繞時(shí)，正極片和負(fù)極片受到的拉力大于隔離膜受到的拉力；第四步，冷卻將第三步所得電芯在室溫下自然冷卻。所述第二步中啟動(dòng)正極片加熱機(jī)構(gòu)、負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)之前可以同時(shí)啟動(dòng)正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)和隔離膜送料機(jī)構(gòu)，進(jìn)行邊卷繞邊加熱。
作為本發(fā)明電芯卷繞方法的一種改進(jìn)，所述正極片加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫度設(shè)置為80 130°C，負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫度設(shè)置為60 100°C。在保證隔離膜不受損傷的情況下，盡量讓極片的應(yīng)力釋放。作為本發(fā)明電芯卷繞方法的一種改進(jìn)，所述對(duì)正極片和負(fù)極片的加熱方式包括電阻加熱、紅外加熱和微波加熱。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電芯卷繞方法有以下優(yōu)勢(shì)
該方法通過對(duì)卷繞前正負(fù)極片的加熱，可以使極片應(yīng)力充分釋放，卷繞時(shí)極片在拉力的作用下會(huì)有一定程度的延長，卷繞結(jié)束后，冷卻過程中極片可以隨隔離膜一同收縮，從而改善電芯的變形。該方法簡單、實(shí)用，可應(yīng)用于自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)中。本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種電芯卷繞設(shè)備，通過該設(shè)備可以連續(xù)卷繞電芯，并可改善連續(xù)卷繞中電芯變形問題。該設(shè)備的技術(shù)方案如下一種電芯卷繞設(shè)備，該設(shè)備包括機(jī)架，設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的電機(jī)，分別與所述機(jī)架固定連接的正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)、隔離膜送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架還連接有正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)。本發(fā)明的工作原理通過加熱機(jī)構(gòu)對(duì)卷繞前正負(fù)極片的加熱，可以使其應(yīng)力充分釋放，卷繞時(shí)極片在拉力的作用下會(huì)有一定程度的延長，卷繞結(jié)束后，冷卻過程中極片可以隨隔離膜一同收縮，從而改善電芯的變形。所述正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)和隔離膜送料機(jī)構(gòu)上依次設(shè)置有正極片拉力調(diào)節(jié)軸、負(fù)極片拉力調(diào)節(jié)軸和隔離膜拉力調(diào)節(jié)軸，以調(diào)節(jié)卷繞過程中極片受到的拉力。所述正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)外殼上依次設(shè)置有正極片加熱機(jī)構(gòu)絕熱層和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)絕熱層，以防止熱量流失，使加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)溫度恒定。所述正極片加熱機(jī)構(gòu)包繞所述的正極片送料機(jī)構(gòu)；所述的負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)包繞所述負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)。所述正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)分別將整卷正極片和負(fù)極片容納其中，對(duì)整卷正極片和負(fù)極片同時(shí)進(jìn)行加熱，這樣操作效率較高。所述正極片加熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在正極片送料機(jī)構(gòu)與卷繞機(jī)構(gòu)之間；所述的負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)與卷繞機(jī)構(gòu)之間。所述正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)分別設(shè)置于整卷正極片和負(fù)極片之外，對(duì)卷繞前的單個(gè)正極片和負(fù)極片進(jìn)行加熱，這樣可以使極片受熱更加均勻。相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的電芯卷繞設(shè)備有以下優(yōu)勢(shì)—種電芯卷繞設(shè)備,該設(shè)備包括機(jī)架,設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的電機(jī),分別與所述機(jī)架固定連接的正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)、隔離膜送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)，該設(shè)備的特別之處在于所述機(jī)架還連接有正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)。該設(shè)備可以對(duì)卷繞前正負(fù)極片進(jìn)行加熱，使極片的應(yīng)力充分釋放，卷繞時(shí)極片在拉力的作用下會(huì)有一定程度的延長，之后再進(jìn)行卷繞。卷繞結(jié)束后，冷卻過程中極片可以隨隔離膜一同收縮，從而改善了電芯的變形。該設(shè)備操作簡便，加熱機(jī)構(gòu)簡易，便于大批量制造。


圖I為本發(fā)明中電芯卷繞設(shè)備實(shí)施例I示意圖。圖2為本發(fā)明中電芯卷繞設(shè)備實(shí)施例2示意圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明及其有益技術(shù)效果進(jìn)行詳細(xì)說明。實(shí)施例I請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明一種電芯卷繞設(shè)備，該設(shè)備包括機(jī)架I，設(shè)置在機(jī)架I內(nèi)的電機(jī)2，分別與所述機(jī)架固定連接的正極片送料機(jī)構(gòu)31、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)41、隔離膜送料機(jī)構(gòu)5、卷繞機(jī)構(gòu)6，還包括正極片加熱機(jī)構(gòu)32，負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42。正極片送料機(jī)構(gòu)31、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)41 、隔離膜送料機(jī)構(gòu)5分布于卷繞機(jī)構(gòu)6的周圍，以便于物料集中到一處，完成卷繞動(dòng)作。正極片送料機(jī)構(gòu)31、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)41、隔離膜送料機(jī)構(gòu)5上依次設(shè)置有正極片拉力調(diào)節(jié)軸30、負(fù)極片拉力調(diào)節(jié)軸40、隔離膜拉力調(diào)節(jié)軸50，此拉力調(diào)節(jié)軸可以控制卷繞過程中極片和隔離膜各自的拉力，以確保正極片和負(fù)極片以及隔離膜和正極片之間的整齊程度，可適當(dāng)加大極片卷繞時(shí)的拉力。正極片加熱機(jī)構(gòu)32和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42外殼依次設(shè)置有正極片加熱機(jī)構(gòu)絕熱層320和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)絕熱層420，此絕熱層的目的是防止熱量流失，使加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)溫度恒定。正極片加熱機(jī)構(gòu)32和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42的加熱方式是電阻加熱，此電阻的大小可根據(jù)溫度的要求適當(dāng)調(diào)節(jié)。所述正極片加熱機(jī)構(gòu)32包繞所述的正極片送料機(jī)構(gòu)31 ;所述的負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42包繞所述負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)41。正極片加熱機(jī)構(gòu)32和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42將整卷極片容納其中，對(duì)整卷極片同時(shí)進(jìn)行加熱。實(shí)施例2請(qǐng)參閱圖2，本發(fā)明一種電芯卷繞設(shè)備，正極片加熱機(jī)構(gòu)32和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42的加熱方式是紅外加熱。正極片加熱機(jī)構(gòu)32和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)42設(shè)置于整卷極片之外，對(duì)卷繞前的單個(gè)極片進(jìn)行加熱，這樣可以使極片受熱更加均勻。其它與實(shí)施例I相同，這里不再贅述。電芯卷繞方法的步驟具體為第一，極片及隔離膜備料，極片及隔離膜要制備成連續(xù)的卷料，以便于連續(xù)生產(chǎn)，然后安裝極片及隔離膜，安裝極片時(shí)，要根據(jù)極片走帶方向及拉力調(diào)節(jié)方式定向安裝；第二，啟動(dòng)電機(jī)及正負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)，正極片加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫度設(shè)置在80-130°C，負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫度設(shè)置在60-100°C，并保持半小時(shí)，確保加熱機(jī)構(gòu)溫度恒定；第三，卷繞，卷繞時(shí)要根據(jù)電芯的設(shè)置結(jié)構(gòu)確定極片及隔離膜的裁片長度，并適當(dāng)加大卷繞時(shí)對(duì)陰陽極片的拉力，使對(duì)陰陽極片的拉力大于對(duì)隔離膜的來歷。第四，卷繞后冷卻，卷繞后要將電芯在室溫下自然冷卻，使極片及隔離膜緩慢收縮，卷繞結(jié)束后，對(duì)電芯進(jìn)行外觀檢查。根據(jù)上述說明書的揭示和指導(dǎo)，本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還可以對(duì)上述實(shí)施方式進(jìn)行適當(dāng)?shù)淖兏托薷?。因此，本發(fā)明并不局限于上面揭示和描述的具體實(shí)施方式
，對(duì)本發(fā)明的一些修改和變更也應(yīng)當(dāng)落入本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術(shù)語，但這些術(shù)語只是為了方便說明，并不對(duì)本發(fā)明構(gòu)成任何限制。
權(quán)利要求
1.一種電芯卷繞方法，其特征在于，包括以下步驟 第一步，極片及隔離膜備料將正極片、負(fù)極片和隔離膜制備成連續(xù)的卷料，并分別安裝在正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)和隔離膜送料機(jī)構(gòu)上； 第二步，正極片和負(fù)極片的加熱啟動(dòng)正極片加熱機(jī)構(gòu)、負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)，加熱正極片和負(fù)極片； 第三步，卷繞將加熱后的正負(fù)極片和隔離膜卷繞成電芯，卷繞時(shí)，正極片和負(fù)極片受到的拉力大于隔離膜受到的拉力； 第四步，冷卻將第三步所得電芯在室溫下自然冷卻。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電芯卷繞方法，其特征在于所述第二步中啟動(dòng)正極片加熱機(jī)構(gòu)、負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)之前可以同時(shí)啟動(dòng)正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)和隔離膜送料機(jī)構(gòu)，進(jìn)行邊卷繞邊加熱。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電芯卷繞方法，其特征在于第二步所述正極片加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫度設(shè)置為80 130°C，負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)內(nèi)的溫度設(shè)置為60 100°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電芯卷繞方法，其特征在于所述對(duì)正極片和負(fù)極片的加熱方式包括電阻加熱、紅外加熱和微波加熱。
5.一種權(quán)利要求1-4任意一項(xiàng)所述電芯卷繞方法用設(shè)備，包括機(jī)架(1)，設(shè)置在機(jī)架(I)內(nèi)的電機(jī)(2)，分別與所述機(jī)架(I)固定連接的正極片送料機(jī)構(gòu)(31)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)(41)、隔離膜送料機(jī)構(gòu)(5)和卷繞機(jī)構(gòu)(6)，其特征在于所述機(jī)架(I)還連接有正極片加熱機(jī)構(gòu)(32)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)(42)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電芯卷繞方法用設(shè)備，其特征在于所述正極片送料機(jī)構(gòu)(31)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)(41)和隔離膜送料機(jī)構(gòu)(5)上依次設(shè)置有正極片拉力調(diào)節(jié)軸(30)、負(fù)極片拉力調(diào)節(jié)軸(40)和隔離膜拉力調(diào)節(jié)軸(50)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電芯卷繞方法用設(shè)備，其特征在于所述正極片加熱機(jī)構(gòu)(32)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)(42)外殼上依次設(shè)置有正極片加熱機(jī)構(gòu)絕熱層(320)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)絕熱層(420)。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電芯卷繞設(shè)備，其特征在于所述正極片加熱機(jī)構(gòu)(32)包繞所述的正極片送料機(jī)構(gòu)(31)； 所述的負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)(42)包繞所述負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)(41)。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種電芯卷繞設(shè)備，其特征在于所述正極片加熱機(jī)構(gòu)(32)設(shè)置在正極片送料機(jī)構(gòu)(31)與卷繞機(jī)構(gòu)(6)之間； 所述的負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)(42)設(shè)置在負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)(41)與卷繞機(jī)構(gòu)(6)之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電芯卷繞方法及設(shè)備，該方法通過對(duì)卷繞前正負(fù)極片的加熱，可以使極片應(yīng)力充分釋放，卷繞時(shí)極片在拉力的作用下會(huì)有一定程度的延長，卷繞結(jié)束后，冷卻過程中極片可以隨隔離膜一同收縮，從而改善電芯的變形。該設(shè)備包括機(jī)架，設(shè)置在機(jī)架內(nèi)的電機(jī)，分別與所述機(jī)架固定連接的正極片送料機(jī)構(gòu)、負(fù)極片送料機(jī)構(gòu)、隔離膜送料機(jī)構(gòu)、卷繞機(jī)構(gòu)，所述機(jī)架還連接有正極片加熱機(jī)構(gòu)和負(fù)極片加熱機(jī)構(gòu)。該技術(shù)方案的有益效果方法簡單、實(shí)用，可應(yīng)用于自動(dòng)化連續(xù)生產(chǎn)中；設(shè)備操作簡便，加熱機(jī)構(gòu)簡易，便于大批量制造。
文檔編號(hào)H01M10/04GK102683736SQ20121005771
公開日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者史冊(cè) 申請(qǐng)人:東莞新能源科技有限公司, 寧德新能源科技有限公司