CN113270630B - 卷针、电芯制造设备以及电芯制造方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种卷针、电芯制造设备以及电芯制造方法。卷针用于卷绕极片，卷针包括：卷针本体，包括第一卷绕面；调整件，被配置为安装于卷针本体并可同时沿卷针的轴向和卷针的径向移动，调整件包括第二卷绕面，第一卷绕面和第二卷绕面被配置为共同卷绕极片；致动件，被配置为驱动调整件移动，以改变第一卷绕面和第二卷绕面的相对位置，使得卷针的卷绕周长改变。本申请的卷针能够降低极耳发生错位的可能性或减小极耳的错位量。

Description

卷针、电芯制造设备以及电芯制造方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种卷针、电芯制造设备以及电芯制造方法。

背景技术

在动力电池生产过程中，需要使用卷绕设备将极片和隔膜卷绕成电芯。经过卷绕和预压定型后的电芯呈扁平状结构。然而，在卷绕过程中，极片的极耳存在错位的情况，导致成型后的电芯装入壳体后，极耳与其他结构件发生位置干涉。

发明内容

本申请提供一种卷针、电芯制造设备以及电芯制造方法，能够降低极耳发生错位的可能性或减小极耳的错位量。

一方面，本申请提出了一种卷针，用于卷绕极片，卷针包括：

卷针本体，包括第一卷绕面；

调整件，被配置为安装于卷针本体并可同时沿卷针的轴向和卷针的径向移动，调整件包括第二卷绕面，第一卷绕面和第二卷绕面被配置为共同卷绕极片；

致动件，被配置为驱动调整件移动，以改变第一卷绕面和第二卷绕面的相对位置，使得卷针的卷绕周长改变。

本申请实施例的卷针可以通过调整卷针本体和调整件的相对位置来调整卷针的卷绕周长。卷针的卷绕周长改变后，可以改变极片卷绕于卷针上的预定长度，从而可以调整卷绕于卷针的极片的极耳位置，有利于降低极耳发生错位的可能性或减小极耳的错位量，进而在卷绕成型的电芯装入壳体后，降低极耳与其他结构件发生位置干涉的可能性，有利于提高电池单体的安全性。

根据本申请的一个实施例，卷针本体包括容纳部，容纳部包括位于第一卷绕面的开口，通过开口将至少部分的调整件设置于容纳部，致动件被配置为驱动调整件伸出或退回容纳部。

卷针执行卷绕动作时会处于高速旋转状态，调整件位于容纳部内的设置方式，使得卷针本体可以在卷针的周向上对调整件形成限位约束，一方面，可以降低调整件因承受较大沿周向的作用力而在周向上发生位置偏移而导致卷针的卷绕周长未能达到预定调整值，从而导致未达到调整极耳的错位量的效果的可能性；另一方面，可以降低调整件因承受较大沿周向的作用力而与卷针本体脱离连接状态，从而导致两者发生分离的可能性。

根据本申请的一个实施例，卷针还包括导轨，导轨设置于容纳部，导轨沿卷针的轴向延伸并且与卷针的轴向相交设置，调整件可移动连接于导轨。

通过导轨连接卷针本体和调整件的设置方式，可以有利于提高调整件的移动稳定性，降低调整件移动过程出现瞬时冲击情况而导致调整件的位置出现偏差或者调整件冲击极片而导致极片自身出现裂纹的可能性。

根据本申请的一个实施例，容纳部包括与卷针的轴向相交设置的斜面，调整件设置于斜面。

根据本申请的一个实施例，致动件沿卷针的轴向可移动连接于卷针本体，沿卷针的轴向，致动件连接于调整件的一端，致动件被配置为对调整件施加沿卷针的轴向的驱动力。

致动件沿卷针的轴向移动时，可以驱动调整件同时沿卷针的轴向和卷针的径向移动，从而不需要额外设置结构件从卷针的径向上对调整件施加作用力，有利于减少零部件数量，提高卷针的结构紧凑性。

根据本申请的一个实施例，卷针还包括弹性件，弹性件用于连接卷针本体和调整件，弹性件被配置为压缩或拉伸以在卷针的轴向和/或卷针的径向上对调整件施加作用力。

在弹性件的弹性回复力作用下，调整件可以始终与致动件保持接触状态，有利于保证致动件向调整件传递动力的即时性，降低致动件沿卷针的轴向移动时未能即时将驱动力传递至调整件而导致调整件移动量出现误差的可能性，从而降低致动件的移动量达到预定量而调整件的移动量却未达到预定量，使得卷针的卷绕周长未被调整至预定值而导致极耳的错位量未被调整或调整值未达到预定值的可能性。

根据本申请的一个实施例，沿卷针的轴向，调整件包括相对的第一端部和第二端部；

其中，沿卷针的轴向，弹性件的至少部分位于第一端部和卷针本体之间，致动件连接于第二端部，调整件移动时压缩或释放弹性件，弹性件被配置为在调整件移动时，对调整件施加沿卷针的轴向的作用力；或者，

沿卷针的轴向，弹性件的至少部分位于第二端部和卷针本体之间，致动件连接于第二端部，调整件移动时拉伸或释放弹性件，弹性件被配置为在调整件移动时，对调整件施加沿卷针的轴向的作用力。

根据本申请的一个实施例，卷针本体包括第一半轴和第二半轴，第一半轴和第二半轴沿卷针的径向并排设置，至少一个调整件设置于第一半轴，和/或，至少一个调整件设置于第二半轴。

另一个方面，根据本申请提供一种电芯制造设备，其包括：

如上述实施例的卷针；

驱动装置，驱动装置被配置为通过致动件驱动调整件，以使调整件同时沿卷针的轴向和卷针的径向移动。

根据本申请的一个实施例，驱动装置包括底座、驱动器以及转接件，驱动器和转接件设置于底座，驱动器通过转接件驱动调整件。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括平移装置，平移装置包括轨道和伸缩组件，底座可移动连接于轨道，伸缩组件被配置为驱动底座沿轨道平移，以使转接件靠近或远离调整件。

根据本申请的一个实施例，电芯制造设备还包括极耳检测传感器和卷针角度测量仪，极耳检测传感器设置于卷针的上游，卷针角度测量仪被配置为当极耳检测传感器检测到第i个极耳进入卷针时，获取卷针对应的转动角度，其中i为大于等于1的整数。

又一个方面，根据本申请提供一种电芯制造方法，其包括：

提供卷针，卷针包括卷针本体、调整件和致动件，卷针本体包括第一卷绕面，调整件被配置为安装于卷针本体并可同时沿卷针的轴向和卷针的径向移动，调整件包括第二卷绕面，第一卷绕面和第二卷绕面被配置为共同卷绕极片，极片包括极耳，获取i个卷绕于卷针上的极耳中相邻极耳之间的错位量，其中，i≥2；

筛选错位量中的最大值，并根据最大值计算出卷针的卷绕周长调整量；

根据卷绕周长调整量，通过致动件驱动调整件移动，以改变第一卷绕面和第二卷绕面的相对位置，调整卷针的卷绕周长。

根据本申请的一个实施例，卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为最大值，Z为卷绕于卷针上的片材的圈数，K为极耳错位调整系数，并且0.2<K<1。

再一个方面，根据本申请提供一种电芯制造方法，其包括：

提供卷针，卷针包括卷针本体、调整件和致动件，卷针本体包括第一卷绕面，调整件被配置为安装于卷针本体并可同时沿卷针的轴向和卷针的径向移动，调整件包括第二卷绕面，第一卷绕面和第二卷绕面被配置为共同卷绕极片，极片包括极耳，获取第n个卷绕于卷针上的电芯中的相邻的极耳之间的错位量，其中，n≥1；

筛选错位量中的最大值；

基于最大值计算卷针的卷绕周长调整量；

根据卷绕周长调整量，通过致动件驱动调整件移动，以改变第一卷绕面和第二卷绕面的相对位置，调整卷针卷绕第n+1个电芯的卷绕周长。

根据本申请的一个实施例，卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为第n个电芯的错位量中的最大值，Z为卷绕于卷针上的片材的圈数，K为极耳错位调整系数，并且0.2<K<1。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例的电芯制造设备的结构示意图；

图2是本申请一实施例的电芯的结构示意图；

图3是本申请一实施例的极片的局部结构示意图；

图4是本申请一实施例的卷绕状态极片的局部结构示意图；

图5是本申请一实施例的卷针的结构示意图；

图6是图5所示实施例的卷针的局部剖视结构示意图；

图7是图5所示实施例的卷针的局部分解结构示意图；

图8是图5所示实施例的卷针卷绕电芯示意图；

图9是图5所示实施例的卷针的俯视结构示意图；

图10是图9所示实施例的卷针卷绕电芯示意图；

图11是本申请一实施例的电芯制造设备的局部结构示意图；

图12是本申请一实施例的电芯制造方法的流程示意图；

图13是本申请另一实施例的电芯制造方法的流程示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

1、电芯制造设备；

2、第一放卷装置；

3、第二放卷装置；

4、张力调节辊；

5、图像识别装置；

6、卷针；6a、卷绕区域；61、卷针本体；61a、第一卷绕面；61b、容纳部；61c、斜面；611、第一半轴；612、第二半轴；

62、调整件；62a、第二卷绕面；621、第一端部；622、第二端部；63、致动件；64、弹性件；65、导轨；

7、极片；71、极耳；

8、隔膜；

9、电芯；

10、驱动装置；101、底座；102、驱动器；103、转接件；

20、平移装置；201、轨道；202、伸缩组件；

30、极耳检测传感器；

40、卷针角度测量仪；

V、轴向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直，而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行，而是在误差允许范围之内。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：方体方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。

电池单体包括电芯和电解液，电芯由正极片、负极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的材质可以为PP或PE等。此外，电芯可以是卷绕式结构。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。

申请人发现电芯的极片的极耳存在错位的情况之后，对电池单体的结构和加工过程进行了分析和研究。申请人发现，电池单体的电芯在卷绕过程中，极片存在厚度大小波动或者卷绕张力波动，从而容易出现极耳错位的情况。申请人尝试采用通过调整极片厚度进行极耳位置调整，然而由于极片厚度主要受涂布、冷压工序以及反弹影响，因此在后续的卷绕工序通过凸点辊辊压极片调整极片厚度的方式，容易导致极片掉粉，从而影响电芯性能。申请人也尝试采用调整极片张力进行极耳位置调整，即通过调整极片的松紧程度来对极耳的位置进行调整。调节过程中，需要对极片进行大幅度的张力调节才能对极耳的位置进行微调整。然而，大幅度的张力调节会导致卷绕的电芯因张力不稳定而出现极片褶皱等问题，影响电芯性能和使用过程中的安全性。申请人还尝试采用调整极片上的极耳切割间距进行极耳位置调整。然而，由于极耳的模切工序和极片的卷绕工序属于不同的工序，无法形成闭环控制，因此采用极耳切割间距来进行极耳位置调整的方式具有局限性，效率低。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电芯制造设备的结构进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图11对本申请实施例进行描述。

参见图1和图2所示，本申请实施例的电芯制造设备1包括第一放卷装置2、第二放卷装置3、张力调节辊4、图像识别装置5以及卷针6。第一放卷装置2用于放置卷状的极片7。第二放卷装置3用于放置卷状的隔膜8。第一放卷装置2释放的极片7以及第二放卷装置3释放的隔膜8可以分别经过张力调节辊4。张力调节辊4被配置为调节极片7和/或隔膜8的张力。张力调节辊4能够使得极片7和隔膜8保持张紧状态，降低极片7或隔膜8以松垮状态进入卷针6而导致极片7或隔膜8发生褶皱的可能性。经过张力调节辊4的极片7和隔膜8进入卷针6而被卷针6卷绕。本申请实施例的极片7和隔膜8可以均为多个。极片7和隔膜8交替设置。卷针6将层叠设置的极片7和隔膜8形成的片材卷绕成电芯9。图像识别装置5可以用于检测隔膜8和极片7彼此是否沿卷针6的轴向V对齐。图像识别装置5可以是工业摄像机。

参见图3所示，极片7包括多个极耳71。极片7未卷绕状态下，即展开状态，多个极耳71沿极片7的长度方向间隔设置。参见图4所示，极片7卷绕状态下，相邻两个极耳71的位置出现错位，导致相邻两个极耳71沿卷针6的径向未对齐。卷针6的径向垂直于轴向V，即垂直于卷针6的转动轴线。

参见图5所示，本申请实施例的卷针6包括卷绕区域6a。该卷绕区域6a是沿卷针6自身轴向V具有预定宽度的区域。卷针6在卷绕区域6a上卷绕极片7和隔膜8。极片7和隔膜8在卷绕区域6a完成卷绕。

在一些实施例中，极耳71的错位量计算方法：默认实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71与标准电芯中第一个极耳71的标准位置相一致。获取实际卷绕的电芯9中的第i个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1，标准电芯中第i个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0。实际卷绕的电芯9中的第i个极耳71待进入卷针6时，卷绕于卷针6上的片材的外周长为Ci，计算第i个极耳71的错位量Xi：Xi=(P1-P0)Ci/360，其中，i≥2。需要说明的是，卷针6的实际转动角度P1是连续累积的，即实际转动角度P1是第i个极耳71进入卷针6时卷针6转动的总圈数与360°的乘积。

示例性地，实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1设为0°，而实际卷绕的电芯9中的第二个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1为360°。同时，标准电芯中的第一个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0设为0°，而标准电芯中的第二个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0为360°，则实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71和第二个极耳71彼此对齐无错位。

实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1设为0°，而实际卷绕的电芯9中的第二个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1为366°。同时，标准电芯中的第一个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0设为0°，而标准电芯中的第二个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0为360°，则实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71和第二个极耳71彼此会出现错位而未对齐。

本申请实施例提供一种卷针6。卷针6包括卷针本体61和调整件62。调整件62被配置为安装于卷针本体61并可同时沿卷针6的轴向V和卷针6的径向移动，以使得卷针6的卷绕周长改变。

需要说明的是，卷针6的卷绕周长指的是卷针6转动一圈时，卷针6可以卷绕预定长度的极片7，卷绕周长等于该预定长度。或者，从测量的角度，使用皮尺绕卷针6一圈所测得的数值即为卷针6的卷绕周长。卷针6的卷绕周长被改变后，相对应地，卷针6转动一圈时，卷针6可以卷绕的极片7的长度也发生改变。

本申请实施例中，调整件62可移动地连接于卷针本体61。调整件62和卷针本体61可以一同绕卷针6的转动轴线旋转，以共同配合卷绕极片7和隔膜8层叠形成的片材。片材卷绕于卷针本体61和调整件62各自朝外的表面上以形成筒状的卷绕的电芯9。片材与调整件62朝外的表面直接接触。卷针6的轴向V与卷针6的转动轴线延伸方向相同。

本申请实施例的卷针6可以通过调整卷针本体61和调整件62的相对位置来调整卷针6的卷绕周长。卷针6的卷绕周长改变后，可以改变极片7卷绕于卷针6上的预定长度，从而可以调整卷绕于卷针6的极片7的极耳71位置，有利于降低极耳71发生错位的可能性或减小极耳71的错位量，进而在卷绕成型的电芯9装入壳体后，降低极耳71与其他结构件发生位置干涉的可能性，有利于提高电池单体的安全性。

在一些实施例中，卷针6可以在卷绕过程中改变卷绕周长。若实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1设为0°，而实际卷绕的电芯9中的第二个极耳71待进入卷针6时卷针6的实际转动角度P1为366°。同时，标准电芯中的第一个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0设为0°，而标准电芯中的第二个极耳71待进入卷针6时卷针6的标准转动角度P0为360°，则实际卷绕的电芯9中的第二个极耳71滞后进入卷针6。如果不改变卷针6的卷绕周长，则实际卷绕的电芯9中的第一个极耳71和第二个极耳71彼此会出现错位而未对齐。如果通过移动调整件62而增大卷针6的卷绕周长，则卷针6转动同样角度时可以改善第二个极耳71滞后进入的情况，使得第二个极耳71和第一个极耳71对齐或者减小第二个极耳71和第一个极耳71之间的错位量。可以理解地，若第二个极耳71出现提前进入卷针6的情况，可以通过移动调整件62而减小卷针6的卷绕周长，则卷针6转动同样角度时可以改善第二个极耳71提前进入的情况，使得第二个极耳71和第一个极耳71对齐或者减小第二个极耳71和第一个极耳71之间的错位量。上述实施例仅是示例说明本申请的技术方案，并不限定本申请的保护范围。

在一些示例中，卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为i个卷绕于卷针6上的极耳71中相邻极耳71之间的错位量中的最大值，Z为卷绕于卷针6上的片材的圈数，K为极耳71错位调整系数，并且0.2<K<1。

在一些实施例中，卷针6可以在卷绕一个电芯9后改变卷绕周长，然后再卷绕下一个电芯9，以降低下一个电芯9的极耳71发生错位的可能性或减小极耳71的错位量。若上一电芯9出现极耳71错位的情况，可以在卷绕完成上一个电芯9之后，增大或减小卷针6的卷绕周长。然后使用完成调整的卷针6卷绕下一个电芯9，以使下一个电芯9的极耳71对齐或者减小极耳71之间的错位量。

在一些示例中，卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为第n个卷绕于卷针6上的电芯9中的相邻的极耳71之间的错位量中的最大值，Z为卷绕于卷针6上的片材的圈数，K为极耳71错位调整系数，并且n≥1，0.2<K<1。

在一些实施例中，卷针本体61整体呈柱状结构。卷针6的横截面形状可以是圆形、椭圆形、正多边形或菱形，从而对应地，卷绕后的电芯9呈圆筒状、椭圆筒状、正多边形筒状或菱形筒状。

在一些实施例中，参见图5和图6所示，调整件62被配置为同时沿卷针6的轴向V和径向移动，以使得卷针6的卷绕周长改变。

若极片7和隔膜8形成的片材卷绕于卷针6上，此时调整件62仅沿径向移动以增大卷针6的卷绕周长时，极片7仅受到沿卷针6周向的作用力，从而在该作用力作用下，极片7上涂覆的活性物质层自身不同区域容易发生错动而导致碎裂、掉粉。

本申请实施例的调整件62同时沿轴向V和径向移动，因此极片7同时受到沿卷针6周向的作用力和沿卷针6轴向V的作用力。沿卷针6轴向V的作用力可以增大极片7上涂覆的活性物质层的内部作用力，使得活性物质层自身不同区域不易发生错动，降低碎裂、掉粉的可能性。

需要说明的是，调整件62同时沿卷针6的轴向V和径向移动指的是调整件62受到外力作用被驱动时，自身位置可以沿轴向V和径向同步变化。

在一些实施例中，卷针本体61包括第一卷绕面61a。调整件62包括第二卷绕面62a。第一卷绕面61a和第二卷绕面62a被配置为共同卷绕极片7。卷针6还包括致动件63。致动件63被配置为驱动调整件62移动，以改变第一卷绕面61a和第二卷绕面62a的相对位置，使得卷针6的卷绕周长改变。

需要说明的是，致动件63指的是自身可以向其他结构件施加作用力以使该结构件受力发生运动。本实施例中，致动件63用于为调整件62提供驱动力。致动件63可以连接于卷针本体61，也可以与卷针本体61各自独立设置。卷针本体61的第一卷绕面61a是用于与极片7和隔膜8形成的片材发生接触并可以在接触区域为片材提供支承的外表面。卷针本体61的第一卷绕面61a的至少部分可以与极片7和隔膜8形成的片材发生接触。调整件62的第二卷绕面62a是用于与极片7和隔膜8形成的片材发生接触并可以在接触区域为片材提供支承的外表面。

卷针本体61的第一卷绕面61a靠近第二卷绕面62a的边缘和调整件62的第二卷绕面62a靠近第一卷绕面61a的边缘之间没有高度差时，卷针6的卷绕周长为最小值。

调整件62沿卷针6的轴向V和径向同时移动，使得第二卷绕面62a靠近第一卷绕面61a的边缘向外凸出于第一卷绕面61a靠近第二卷绕面62a的边缘时，卷针6的卷绕周长增大。调整件62凸出卷针本体61的程度越大，则卷针6的卷绕周长越大。

在一些实施例中，卷针6包括一个调整件62。或者，卷针6包括两个以上的调整件62。两个以上的调整件62沿卷针6的周向均匀分布。在需要改变卷针6的卷绕周长时，两个以上的调整件62同步移动。

在一些实施例中，参见图6所示，卷针6包括第一半轴611和第二半轴612。第一半轴611和第二半轴612沿径向并排设置。第一半轴611和第二半轴612可以彼此靠近或远离移动。在卷针6需要执行卷绕工作时，第一半轴611和第二半轴612彼此远离移动。隔膜8的头部放入第一半轴611和第二半轴612之间并被额外设置的内夹针（图中未示出）夹住。卷针6卷绕预定圈数的极片7和隔膜8后形成电芯9后，停止转动。然后第一半轴611和第二半轴612彼此靠近移动，使得卷针6与电芯9之间脱离紧贴状态，便于从卷针6上移走电芯9。

在一些示例中，至少一个调整件62设置于第一半轴611，和/或，至少一个调整件62设置于第二半轴612。

示例性地，参见图6所示，一个调整件62设置于第一半轴611，而另一个调整件62设置于第二半轴612。两个调整件62对称设置。

在一些实施例中，参见图6和图7所示，卷针本体61包括容纳部61b。容纳部61b包括位于第一卷绕面61a的开口。通过开口将至少部分的调整件62设置于容纳部61b。致动件63被配置为驱动调整件62伸出或退回容纳部61b。

通过致动件63驱动调整件62伸出容纳部61b时，可以增大卷针6的卷绕周长，而通过致动件63驱动调整件62退回容纳部61b时，可以减小卷针6的卷绕周长。

卷针6执行卷绕动作时会处于高速旋转状态，调整件62位于容纳部61b内的设置方式，使得卷针本体61可以在卷针6的周向上对调整件62形成限位约束，一方面，可以降低调整件62因承受较大沿周向的作用力而在周向上发生位置偏移而导致卷针6的卷绕周长未能达到预定调整值，从而导致未达到调整极耳71的错位量的效果的可能性；另一方面，可以降低调整件62因承受较大沿周向的作用力而与卷针本体61脱离连接状态，从而导致两者发生分离的可能性。

在一些示例中，沿轴向V，容纳部61b从卷针本体61的一个端部延伸至另一个端部。容纳部61b可以不贯穿卷针本体61的端面。示例性地，一个容纳部61b内设置一个调整件62。调整件62为一体结构的调整块。调整件62的形状与容纳部61b的形状相匹配。

在一些实施例中，卷针6还包括导轨65。导轨65设置于容纳部61b。导轨65沿轴向V延伸并且与轴向V相交设置。调整件62可移动连接于导轨65。导轨65沿轴向V延伸。致动件63对调整件62施加沿轴向V的驱动力时可以驱动调整件62沿导轨65移动。通过导轨65连接卷针本体61和调整件62的设置方式，可以有利于提高调整件62的移动稳定性，降低调整件62移动过程出现瞬时冲击情况而导致调整件62的位置出现偏差或者调整件62冲击极片7而导致极片7自身出现裂纹的可能性。

在一些示例中，调整件62与导轨65滑动连接。导轨65为直线滑轨。

在一些实施例中，容纳部61b包括与轴向V相交设置的斜面61c。调整件62设置于斜面61c。致动件63对调整件62施加沿轴向V的驱动力而驱动调整件62移动时，调整件62可以相对斜面61c移动。

在一些示例中，调整件62面向斜面61c的表面的至少部分与斜面61c直接接触，从而调整件62面向斜面61c的表面与斜面61c滑动配合。斜面61c以及调整件62面向斜面61c的表面可以为粗糙度较小的光滑表面，有利于降低两者之间的摩擦阻力。

在另一些示例中，在斜面61c上设置导轨65，而调整件62可移动连接于导轨65，从而有利于降低调整件62和斜面61c的加工制造难度。

在一些实施例中，致动件63沿轴向V可移动连接于卷针本体61。沿轴向V，致动件63连接于调整件62的一端。致动件63被配置为对调整件62施加沿轴向V的驱动力。本实施例中，致动件63和调整件62沿轴向V并排设置。致动件63沿轴向V移动时，可以驱动调整件62同时沿轴向V和径向移动，从而不需要额外设置结构件从径向上对调整件62施加作用力，有利于减少零部件数量，提高卷针6的结构紧凑性。

在一些示例中，致动件63靠近调整件62的端部抵压于调整件62面向致动件63的端面。调整件62沿轴向V和径向移动时，调整件62的端面始终与致动件63接触并且调整件62相对致动件63发生移动。

在一些示例中，导轨65或斜面61c面向致动件63倾斜设置。

在一些示例中，卷针本体61包括沿轴向V延伸的螺纹孔。螺纹孔连通容纳部61b并贯穿卷针本体61的端面。致动件63与螺纹孔螺纹连接。旋转致动件63时，致动件63可以沿轴向V进给。通过调整螺纹孔的螺距大小可以调整致动件63转动一圈时致动件63的进给量，从而可以调整调整件62伸出或缩回容纳部61b的位移量，有利于提高卷针6的卷绕周长的调整精度。

在一些实施例中，卷针6还包括弹性件64。弹性件64用于连接卷针本体61和调整件62。弹性件64被配置为压缩或拉伸以在轴向V和/或径向上对调整件62施加作用力。在弹性件64的弹性回复力作用下，调整件62可以始终与致动件63保持接触状态，有利于保证致动件63向调整件62传递动力的即时性，降低致动件63沿轴向V移动时未能即时将驱动力传递至调整件62而导致调整件62移动量出现误差的可能性，从而降低致动件63的移动量达到预定量而调整件62的移动量却未达到预定量，使得卷针6的卷绕周长未被调整至预定值而导致极耳71的错位量未被调整或调整值未达到预定值的可能性。

在一些示例中，沿卷针6的轴向V，调整件62包括相对的第一端部621和第二端部622。沿卷针6的轴向V，弹性件64的至少部分位于第一端部621和卷针本体61之间。致动件63连接于第二端部622。调整件62移动时压缩或释放弹性件64。弹性件64被配置为在调整件62移动时，对调整件62施加沿轴向V的作用力。致动件63顺时针旋转相对卷针本体61移动，推动调整件62向远离卷针本体61设置致动件63的端面移动时，调整件62压缩弹性件64以使弹性件64蓄积弹性势能。致动件63逆时针旋转相对卷针本体61移动，调整件62向靠近卷针本体61设置致动件63的端面移动时，调整件62释放弹性件64，弹性件64释放弹性势能可以推动调整件62移动。示例性地，参考图6所示出的位置，致动件63向左进给以推动调整件62向左移动时，调整件62压缩弹性件64以使弹性件64蓄积弹性势能。致动件63向右进给时，弹性件64释放弹性势能可以推动调整件62向右移动。

在一些示例中，调整件62包括相对的第一端部621和第二端部622。沿卷针6的轴向V，弹性件64的至少部分位于第二端部622和卷针本体61之间。致动件63连接于第二端部622。调整件62移动时拉伸或释放弹性件64。弹性件64被配置为在调整件62移动时，对调整件62施加沿卷针6的轴向V的作用力。致动件63顺时针旋转相对卷针本体61移动，推动调整件62远离卷针本体61设置致动件63的端面移动时，调整件62拉伸弹性件64以使弹性件64蓄积弹性势能。致动件63逆时针旋转相对卷针本体61移动，调整件62靠近卷针本体61设置致动件63的端面移动时，调整件62释放弹性件64，弹性件64释放弹性势能可以推动调整件62移动。

在一些实施例中，参见图8所示，调整件62位于容纳部61b内。第一卷绕面61a的边缘和第二卷绕面62a的边缘相互齐平。卷针6的卷绕周长为最小值。参见图9和图10所示，调整件62沿轴向V和径向移动后，调整件62的一部分凸出卷针本体61，增大了卷针6的卷绕周长。第二卷绕面62a的边缘高于第一卷绕面61a的边缘。

参见图11所示，本申请实施例还提供一种电芯制造设备1，其包括上述实施例的卷针6和驱动装置10。驱动装置10被配置为驱动调整件62同时沿轴向V和径向移动。

驱动装置10与卷针6可以各自独立设置。在需要对卷针6的卷绕周长进行调整时，驱动装置10移动至卷针6处，并通过对调整件62施加驱动力以使得调整件62沿轴向V和径向移动。

在一些实施例中，驱动装置10包括底座101、驱动器102以及转接件103。驱动器102和转接件103设置于底座101。驱动器102通过转接件103驱动调整件62。通过转接件103将驱动器102的输出动力传递至调整件62。在转接件103发生损坏或需要进行维护时，仅需将转接件103进行拆装操作，从而有利于降低维护难度和维护成本。

在一些示例中，卷针6包括致动件63。致动件63被配置为驱动调整件62移动，以改变卷针本体61的第一卷绕面61a和调整件62的第二卷绕面62a的相对位置，使得卷针6的卷绕周长改变。卷针本体61包括容纳部61b和沿轴向V延伸的螺纹孔。螺纹孔连通容纳部61b并贯穿卷针本体61的端面。致动件63与螺纹孔螺纹连接。旋转致动件63时，致动件63可以沿轴向V进给。在通过驱动装置10调整调整件62的位置时，驱动器102驱动转接件103旋转。转接件103的端部可以与致动件63连接，从而可以旋拧致动件63转动，以使致动件63可以沿轴向V进给。通过控制转接件103的旋转圈数，来控制致动件63的进给量，从而控制调整件62的移动量，最终控制卷针6的卷绕周长的调整量。示例性地，转接件103可转动连接于底座101。转接件103和驱动器102之间通过皮带或链条实现传动。

在一些实施例中，电芯制造设备1还包括平移装置20。平移装置20包括轨道201和伸缩组件202。底座101可移动连接于轨道201。伸缩组件202被配置为驱动底座101沿轨道201平移，以使转接件103靠近或远离调整件62。平移装置20可以提高底座101移动过程的平稳性。

在一些示例中，底座101可滑动连接于轨道201。轨道201为直线滑轨。

在一些实施例中，电芯制造设备1还包括极耳检测传感器30和卷针角度测量仪40。极耳检测传感器30设置于卷针6的上游。卷针角度测量仪40被配置为当极耳检测传感器30检测到第i个极耳71进入卷针6时，获取卷针6对应的转动角度，其中i为大于等于1的整数。设置极耳检测传感器30和卷针角度测量仪40，有利于提高卷针6转动角度测量精度，从而有利于提高卷针6的卷绕周长调整精度。

在一些示例中，极耳检测传感器30检测到第1个极耳71进入卷针6时，卷针角度测量仪40获取卷针6对应的转动角度计为0°。第2个极耳71进入卷针6时，卷针角度测量仪40获取卷针6对应的转动角度计为360°。第3个极耳71进入卷针6时，卷针角度测量仪40获取卷针6对应的转动角度计为720°，以此类推。

在一些示例中，极耳检测传感器30为光电传感器。卷针角度测量仪40包括电子式角度传感器。

参见图12所示，本申请实施例还提供一种电芯制造方法，其包括：

提供卷针6，卷针6包括卷针本体61、调整件62和致动件63，卷针本体61包括第一卷绕面61a，调整件62被配置为安装于卷针本体61并可同时沿卷针6的轴向V和卷针6的径向移动，调整件62包括第二卷绕面62a，第一卷绕面61a和第二卷绕面62a被配置为共同卷绕极片7，极片7包括极耳71，获取i个卷绕于卷针6上的极耳71中相邻极耳71之间的错位量，其中，i≥2；

筛选错位量中的最大值，并根据最大值计算出卷针6的卷绕周长调整量；

根据卷绕周长调整量，通过致动件63驱动调整件62移动，以改变第一卷绕面61a和第二卷绕面62a的相对位置，调整卷针6的卷绕周长。

本申请实施例的电芯制造方法，通过筛选出错位量中的最大值来对卷针6的卷绕周长进行调整的方式，可以有利于降低卷针6的卷绕周长调整难度，减少卷针6的卷绕周长调整次数，也有利于减小各个极耳71之间的错位量。本申请实施例的电芯制造方法，可以在电芯9的卷绕过程中，对卷针6的卷绕周长进行调整，以减小完成卷绕的电芯9中的相邻两个极耳71的错位量。

在一些实施例中，上述实施例的卷针6可以执行本实施例的电芯制造方法。

在一些实施例中，在电芯9的卷绕过程中，若第i个卷绕于卷针6上的极耳71中相邻极耳71之间出现错位，则对卷针6的卷绕周长进行调整，以减小第i+1个极耳71的错位量。

在一些实施例中，卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为最大值，Z为卷绕于卷针6上的片材的圈数，K为极耳71错位调整系数，并且0.2<K<1。

参见图13所示，本申请实施例还提供一种电芯制造方法，其包括：

提供卷针6，卷针6包括卷针本体61、调整件62和致动件63，卷针本体61包括第一卷绕面61a，调整件62被配置为安装于卷针本体61并可同时沿卷针6的轴向V和卷针6的径向移动，调整件62包括第二卷绕面62a，第一卷绕面61a和第二卷绕面62a被配置为共同卷绕极片7，极片7包括极耳71，获取第n个卷绕于卷针6上的电芯9中的相邻的极耳71之间的错位量，其中，n≥1；

筛选错位量中的最大值；

基于最大值计算卷针6的卷绕周长调整量；

根据卷绕周长调整量，通过致动件63驱动调整件62移动，以改变第一卷绕面61a和第二卷绕面62a的相对位置，调整卷针6卷绕第n+1个电芯9的卷绕周长。

本申请实施例的电芯制造方法，在上一个电芯9中，通过筛选出错位量中的最大值来对卷针6的卷绕周长进行调整的方式，可以有利于降低卷针6的卷绕周长调整难度，减少卷针6的卷绕周长调整次数，也有利于减小下一个电芯9中的各个极耳71之间的错位量。本申请实施例的电芯制造方法，可以在发现当前卷针6上卷绕的电芯9的极耳71出现错位时，对卷针6的卷绕周长进行调整，以减小卷针6卷绕的下一个电芯9中的相邻两个极耳71的错位量。

在一些实施例中，上述实施例的卷针6可以执行本实施例的电芯制造方法。

在一些实施例中，卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为第n个电芯9的错位量中的最大值，Z为卷绕于卷针6上的片材的圈数，K为极耳71错位调整系数，并且0.2<K<1。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (13)

1.一种卷针，用于卷绕极片，其特征在于，所述卷针包括：

卷针本体，包括第一卷绕面；

调整件，被配置为安装于所述卷针本体并可同时沿所述卷针的轴向和所述卷针的径向移动，所述调整件包括第二卷绕面，所述第一卷绕面和所述第二卷绕面被配置为共同卷绕所述极片；

致动件，被配置为驱动所述调整件移动，以改变所述第一卷绕面和所述第二卷绕面的相对位置，使得所述卷针的卷绕周长改变；

弹性件，用于连接所述卷针本体和所述调整件，所述弹性件被配置为压缩或者拉伸以在所述卷针的周向和/或卷针的径向上对所述调整件施加作用力。

2.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述卷针本体包括容纳部，所述容纳部包括位于所述第一卷绕面的开口，通过所述开口将至少部分的所述调整件设置于所述容纳部，所述致动件被配置为驱动所述调整件伸出或退回所述容纳部。

3.根据权利要求2所述的卷针，其特征在于，所述卷针还包括导轨，所述导轨设置于所述容纳部，所述导轨沿所述卷针的轴向延伸并且与所述卷针的轴向相交设置，所述调整件可移动连接于所述导轨。

4.根据权利要求2所述的卷针，其特征在于，所述容纳部包括与所述卷针的轴向相交设置的斜面，所述调整件设置于所述斜面。

5.根据权利要求3或4所述的卷针，其特征在于，所述致动件沿所述卷针的轴向可移动连接于所述卷针本体，沿所述卷针的轴向，所述致动件连接于所述调整件的一端，所述致动件被配置为对所述调整件施加沿所述卷针的轴向的驱动力。

6.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，沿所述卷针的轴向，所述调整件包括相对的第一端部和第二端部；

其中，沿所述卷针的轴向，所述弹性件的至少部分位于所述第一端部和所述卷针本体之间，所述致动件连接于所述第二端部，所述调整件移动时压缩或释放所述弹性件，所述弹性件被配置为在所述调整件移动时，对所述调整件施加沿所述卷针的轴向的作用力；或者，

沿所述卷针的轴向，所述弹性件的至少部分位于所述第二端部和所述卷针本体之间，所述致动件连接于所述第二端部，所述调整件移动时拉伸或释放所述弹性件，所述弹性件被配置为在所述调整件移动时，对所述调整件施加沿所述卷针的轴向的作用力。

7.根据权利要求1至4任一项所述的卷针，其特征在于，所述卷针本体包括第一半轴和第二半轴，所述第一半轴和所述第二半轴沿所述卷针的径向并排设置，至少一个所述调整件设置于所述第一半轴，和/或，至少一个所述调整件设置于所述第二半轴。

8.一种电芯制造设备，其特征在于，包括：

如权利要求1至7任一项所述的卷针；

驱动装置，所述驱动装置被配置为通过所述致动件驱动所述调整件，以使所述调整件同时沿所述卷针的轴向和所述卷针的径向移动。

9.根据权利要求8所述的电芯制造设备，其特征在于，所述驱动装置包括底座、驱动器以及转接件，所述驱动器和所述转接件设置于所述底座，所述驱动器通过所述转接件驱动所述调整件。

10.根据权利要求9所述的电芯制造设备，其特征在于，所述电芯制造设备还包括平移装置，所述平移装置包括轨道和伸缩组件，所述底座可移动连接于所述轨道，所述伸缩组件被配置为驱动所述底座沿所述轨道平移，以使所述转接件靠近或远离所述调整件。

11.根据权利要求9所述的电芯制造设备，其特征在于，所述电芯制造设备还包括极耳检测传感器和卷针角度测量仪，所述极耳检测传感器设置于所述卷针的上游，所述卷针角度测量仪被配置为当所述极耳检测传感器检测到第i个所述极耳进入所述卷针时，获取所述卷针对应的转动角度，其中i为大于等于1的整数。

12.一种电芯制造方法，其特征在于，包括：

提供卷针，所述卷针包括卷针本体、调整件和致动件，所述卷针本体包括第一卷绕面，所述调整件被配置为安装于所述卷针本体并可同时沿所述卷针的轴向和所述卷针的径向移动，所述调整件包括第二卷绕面，所述第一卷绕面和所述第二卷绕面被配置为共同卷绕极片，所述极片包括极耳，获取i个卷绕于所述卷针上的所述极耳中相邻所述极耳之间的错位量，其中，i≥2；

筛选所述错位量中的最大值，并根据所述最大值计算出所述卷针的卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为所述最大值，Z为卷绕于所述卷针上的片材的圈数，K为极耳错位调整系数，并且0.2<K<1；

根据所述卷绕周长调整量，通过所述致动件驱动所述调整件移动，以改变所述第一卷绕面和所述第二卷绕面的相对位置，调整所述卷针的卷绕周长。

13.一种电芯制造方法，其特征在于，包括：

提供卷针，所述卷针包括卷针本体、调整件和致动件，所述卷针本体包括第一卷绕面，所述调整件被配置为安装于所述卷针本体并可同时沿所述卷针的轴向和所述卷针的径向移动，所述调整件包括第二卷绕面，所述第一卷绕面和所述第二卷绕面被配置为共同卷绕极片，所述极片包括极耳，获取第n个卷绕于所述卷针上的电芯中的相邻的所述极耳之间的错位量，其中，n≥1；

筛选所述错位量中的最大值；

基于所述最大值计算所述卷针的卷绕周长调整量∆L：∆L=KX/Z，其中，X为第n个所述电芯的所述错位量中的所述最大值，Z为卷绕于所述卷针上的片材的圈数，K为极耳错位调整系数，并且0.2<K<1；

根据所述卷绕周长调整量，通过所述致动件驱动所述调整件移动，以改变所述第一卷绕面和所述第二卷绕面的相对位置，调整所述卷针卷绕第n+1个所述电芯的卷绕周长。

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