CN109301339A - 电芯卷绕工艺 - Google Patents

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文明
杜涛
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Abstract

本发明涉及电池制造技术领域，具体公开一种电芯卷绕工艺，包括：提供至少两卷原材料，每卷所述原材料包括一个放料卷筒和缠绕在所述放料卷筒上的基本单元，所述基本单元包括依次叠合的第一电极片、第一隔离膜、第二电极片和第二隔离膜；将所述放料卷筒固定在放料辊上，将电芯卷针固定在卷绕机构，然后将基本单元的自由端叠合并固定在所述电芯卷针上；启动卷绕机构的驱动电机进行收料以使多层基本单元同时缠绕在电芯卷针上，快速卷绕形成所需要的电芯结构。本发明提供的电芯卷绕工艺，可以提高电芯的生产效率。

Description

电芯卷绕工艺
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种电芯卷绕工艺。
背景技术
电芯，一般指单个含有正、负极的电化学电芯，一般不直接使用。电芯区别于电池含有保护电路和外壳，不可以直接使用。
锂离子二次充电电池的组成是这样的：电芯+保护电路板。充电电池去除保护电路板就是电芯了。电芯是充电电池中的蓄电部分。电芯的质量直接决定了充电电池的质量。
一般地，电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯三种。通常手机电池采用的为铝壳电芯，蓝牙等数码产品多采用软包电芯，笔记本电脑的电池采用圆柱电芯的串并联组合。
电芯的卷绕速度决定了电池的生产效率，因此，需要一种工艺，可以通过提高电芯的卷绕速度进而提高生产效率。
发明内容
本发明的一个目的在于，提供一种电芯卷绕工艺，可以提高电芯的生产效率。
为达以上目的，本发明提供一种电芯卷绕工艺，包括：
提供至少两卷原材料，每卷所述原材料包括一个放料卷筒和缠绕在所述放料卷筒上的基本单元，所述基本单元包括依次叠合的第一电极片、第一隔离膜、第二电极片和第二隔离膜；
将所述放料卷筒固定在放料辊上，将电芯卷针固定在卷绕机构上，然后将基本单元的自由端叠合并固定在所述电芯卷针上；
启动卷绕机构的驱动电机进行收料以使多层基本单元同时缠绕在电芯卷针上，形成所需的电芯结构，然后裁断第一隔离膜和第二隔离膜，形成一个独立电芯。
作为一种优选的实施方式，所述第一隔离膜和第二隔离膜均为连续的绝缘隔离膜。
作为一种优选的实施方式，所述第一电极片包括若干间隔设置的负极片。
作为一种优选的实施方式，所述第二电极片包括若干间隔设置的正极片。
作为一种优选的实施方式，所述提供至少两卷原材料包括：
在第一隔离膜和第二隔离膜上制作若干等间隔设置的定位线；
根据设计需求和调试获得第一电极片和第二电极片的所需长度；
根据所述所需长度裁切出第一电极片和第二电极片；
将第一电极片、第一隔离膜、第二电极片和第二隔离膜热压复合，使所述第一隔离膜上的定位线与第二隔离膜上的定位线对齐、所述第一电极片位于隔离膜上的定位线之后某一设定距离以及所述第二电极片位于隔离膜上的定位线之后的另一设定距离处，并保证极片隔膜的对齐性良好，隔膜间隔长于极片长度，可用隔膜收尾。
本发明的有益效果在于：提供一种电芯卷绕工艺，通过设置多个基本单元同时向一个电芯卷针放料，电芯卷针可以菱形、椭圆形及圆形卷针等，即可实现电芯的快速卷绕，从而可以提高电芯的生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的一些实施例，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的电芯卷绕工艺的示意图；
图2为本发明实施例提供的基本单元的结构示意图。
图中：
1、原材料；101、放料卷筒；102、基本单元；1021、第一电极片；1022、第一隔离膜；1023、第二电极片；1024、第二隔离膜；1025、定位线；
2、电芯卷针。
具体实施方式
为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。
此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本发明的限制。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1～图2所示，本实施例提供一种电芯卷绕工艺，其特征在于，包括：
S10：提供至少两卷原材料1，每卷所述原材料1包括一个放料卷筒101 和缠绕在所述放料卷筒101上的基本单元102，所述基本单元102包括依次叠合的第一电极片1021、第一隔离膜1022、第二电极片1023和第二隔离膜1024；优选地，原材料1的卷数为2卷、3卷、4卷甚至更多。
具体地，S10可以包括：
S101：在第一隔离膜1022和第二隔离膜1024上制作若干等间隔设置的定位线1025；
S102：根据设计需求计算和调试获得第一电极片1021和第二电极片1023 的所需长度；
S103：根据所述所需长度裁切出第一电极片1021和第二电极片1023；
S104：将第一电极片1021、第一隔离膜1022、第二电极片1023和第二隔离膜1024热压复合，使所述第一隔离膜1022上的定位线1025与第二隔离膜1024上的定位线1025对齐、所述第一电极片位于隔离膜上的定位线之后某一设定距离以及所述第二电极片位于隔离膜上的定位线之后的另一设定距离处，并保证极片隔膜的对齐性良好，隔膜间隔长于极片长度，可用隔膜收尾
具体地，现有技术的卷绕工艺一般是卷绕完成后进行热压复合这个过程的，在隔离膜的两侧贴上电极片，然后通过卷绕使电极片在进行卷绕的同时与隔离膜实现固定，这对卷绕速度提出了较高的工艺要求，而且固定效果不佳、固定速度较慢。与现有技术的最大区别在于，本实施例提供的电芯卷绕工艺先将第一电极片1021和第二电极片1023通过热压的方式复合到展开的隔离膜上，然后再将复合好的第一电极片1021、第一隔离膜1022、第二电极片1023和第二隔离膜1024卷起来，形成基本单元102，由于固定过程是热压完成的，卷成基本单元102的过程只是一个普通的卷料过程，所以这样的操作方式工艺要求低、工作效率高。
S20：将所述放料卷筒101固定在放料辊上，将电芯卷针2固定在卷绕机构上，然后将基本单元102的自由端叠合并固定在所述电芯卷针2上。
S30：启动卷绕机构的驱动电机进行收料以使多层基本单元102同时缠绕在电芯卷针2上，然后裁断第一隔离膜1022和第二隔离膜1024，然后在定位线1025处裁断两个隔离膜，形成一个电芯，然后可以进入下一步工序，例如再次进行热压复合等。
具体地，由于一层基本单元102已经包含了两层电极片，所以当同时有2 个基本单元102固定在电芯卷针2上时，电芯卷针2每转动一圈，卷针上的电极片层数就达到了4层(两层正极片和两层负极片)；当同时有3个基本单元102固定在电芯卷针2上时，电芯卷针2每转动一圈，卷针上的电极片层数就达到了6层(三层正极片和三层负极片)，如此类推，本实施例提供的卷绕方法可以极大的提高电芯的生产效率。如果以2个原材料1进行送料卷绕，制作相同卷数的电芯，则电芯卷针2只需旋转原有的一半的圈数，其生产效率将达到原有的2倍。如果以3个原材料1进行送料卷绕，针对相同卷数的电芯，其卷绕只需旋转原有圈数的1/3，即卷绕效率提升为3倍；如果以4个原材料1进行送料卷绕，同理，其生产效率将达到4倍。
于本实施例中，所述第一隔离膜1022和第二隔离膜1024均为连续的绝缘隔离膜。具体地，隔离膜为连续状态可以作为电极片的运输载体。
于本实施例中，所述第一电极片1021包括若干间隔设置的负极片，所述第二电极片1023包括若干间隔设置的正极片。当然，也可以使所述第一电极片1021包括若干间隔设置的正极片，所述第二电极片1023包括若干间隔设置的负极片。具体地，间隔设置的电极片是为了配合叠片工艺，本实施例提供的电芯的卷绕工艺能实现异形电芯的生产，叠片和卷绕结合能实现高效率的电芯工艺生产。
于本实施例中，第一电极片1021和第二电极片1023间隔设置。卷绕电芯时，电芯卷针2把每段极片卷为一个电芯，然后裁断隔膜形成一个独立的电芯(无需裁断极片，不会产生金属粉尘刺穿隔膜)，极片是预先裁好的，避免了极片送入电芯卷针2容易出现翻折等缺陷问题。
本发明提出了将正极片和负极片复合在隔离膜上以组成基本单元102，然后通过卷绕设备进行装配成型，控制没相邻涂层物料的电极片的自由端的位置，就可以可实现电芯的快速装配，实现电芯的高效生产。同时也避免了在卷绕工位的极片裁切后引起粉尘污染导致隔膜短路和极耳送料引起的极片翻折等问题。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (5)

1.一种电芯卷绕工艺，其特征在于，包括：
提供至少两卷原材料(1)，每卷所述原材料(1)包括一个放料卷筒(101)和缠绕在所述放料卷筒(101)上的基本单元(102)，所述基本单元(102)包括依次叠合的第一电极片(1021)、第一隔离膜(1022)、第二电极片(1023)和第二隔离膜(1024)；
将所述放料卷筒(101)固定在放料辊上，将电芯卷针(2)固定在卷绕机构上，然后将基本单元(102)的自由端叠合并固定在所述电芯卷针(2)上；
启动卷绕机构的驱动电机进行收料以使多层基本单元(102)同时缠绕在电芯卷针(2)上，形成所需的电芯结构后裁断第一隔离膜(1022)和第二隔离膜(1024)，形成一个独立的电芯。
2.根据权利要求1所述的电芯卷绕工艺，其特征在于，
所述第一隔离膜(1022)和第二隔离膜(1024)均为连续的绝缘隔离膜。
3.根据权利要求1所述的电芯卷绕工艺，其特征在于，
所述第一电极片(1021)包括若干间隔设置的负极片。
4.根据权利要求3所述的电芯卷绕工艺，其特征在于，
所述第二电极片(1023)包括若干间隔设置的正极片。
5.根据权利要求4所述的电芯卷绕工艺，其特征在于，所述提供至少两卷原材料(1)包括：
在第一隔离膜(1022)和第二隔离膜(1024)上制作若干等间隔设置的定位线(1025)；
根据设计需求计算第一电极片(1021)和第二电极片(1023)的所需长度；
根据所述所需长度裁切出第一电极片(1021)和第二电极片(1023)；
将第一电极片(1021)、第一隔离膜(1022)、第二电极片(1023)和第二隔离膜(1024)热压复合，使所述第一隔离膜(1022)上的定位线(1025)与第二隔离膜(1024)上的定位线(1025)对齐、所述第一电极片(1021)位于第一隔离膜(1022)上的两相邻定位线(1025)之间以及所述第二电极片(1023)位于第二隔离膜(1024)上的两相邻定位线(1025)之间。
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