CN115351149A - 折极耳机构和圆柱电芯的极片结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种折极耳机构和圆柱电芯的极片结构。折极耳机构包括：支架；入料导向单元，所述入料导向单元包括抚平辊和导向块，在极片结构的走带方向上，所述导向块位于所述抚平辊的下游，所述抚平辊用于对所述极片结构的多个极耳进行抚平，所述导向块用于以渐变折弯方式将抚平后的所述多个极耳预折弯；对辊机构，安装在所述支架上，在所述极片结构的走带方向上，所述对辊结构位于所述入料导向单元的下游，所述对辊机构用于对预折弯后的所述多个极耳的折弯角度进行成型。上述折极耳机构，先通过抚平辊对极耳进行抚平，后再由导向块以渐变折弯方式将抚平后的极耳进行折弯，可以实现极耳折弯角度的平滑过渡，解决极耳翻折问题。

Description

折极耳机构和圆柱电芯的极片结构

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种折极耳机构和圆柱电芯的极片结构。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，对动力电池能量密度和倍率性能提出了更高的要求，46系列大圆柱是重要的突破方向，大圆柱的全极耳处理是目前行业的技术难点，主要处理方式有，第一全极耳通过揉平轮挤压揉平，第二极耳斜切后卷折。然而，斜切极耳高速卷折存在极耳翻折，插入极片内部，有造成电芯内短路风险。

发明内容

本发明提供一种折极耳机构和圆柱电芯的极片结构。

本发明的一种折极耳机构包括：

支架；

入料导向单元，所述入料导向单元包括抚平辊和导向块，在极片结构的走带方向上，所述导向块位于所述抚平辊的下游，所述抚平辊用于对所述极片结构的多个极耳进行抚平，所述导向块用于以渐变折弯方式将抚平后的所述多个极耳预折弯；

对辊机构，安装在所述支架上，在所述极片结构的走带方向上，所述对辊结构位于所述入料导向单元的下游，所述对辊机构用于对预折弯后的所述多个极耳的折弯角度进行成型。

上述折极耳机构，先通过抚平辊对极耳进行抚平，后再由导向块以渐变折弯方式将抚平后的极耳进行折弯，可以实现极耳折弯角度的平滑过渡，解决极耳翻折问题。

在某些实施方式中，所述导向块设有渐变斜坡，所述渐变斜坡用于使所述极耳渐变折弯。

在某些实施方式中，所述导向块的前端设有安装凹槽，所述安装凹槽的底壁连接所述渐变斜坡，所述抚平辊部分地容置在所述安装凹槽中。

在某些实施方式中，所述抚平辊的周向侧壁设置有吹气孔，所述吹气孔用于对所述极耳吹出向上气流以对所述极耳进行抚平或吹至正角度。

在某些实施方式中，所述对辊机构包括压辊单元和折弯辊单元，所述压辊单元包括可滚动的压辊，所述折弯辊单元包括可滚动的折弯辊，所述压辊与所述折弯辊用于共同夹持所述极片结构，所述折弯辊的一侧设有柔性折弯模块，所述柔性折弯模块用于对折弯后的所述极耳的折弯角度进行成型。

在某些实施方式中，所述压辊单元还包括调节组件，所述调节组件安装在所述支架上并连接所述压辊，所述调节组件用于调节所述压辊与所述折弯辊之间的间隙大小。

在某些实施方式中，所述折弯辊的周向侧壁设有负压气孔，所述负压气孔用于利用负压对所述极片结构进行除尘。

在某些实施方式中，所述柔性折弯模块包括导向杆、移动件和柔性斜坡，所述移动件可移动地设置在所述导向杆上，所述柔性斜坡的一端连接所述折弯辊的一侧，所述柔性斜坡的另一端连接所述移动件，所述移动件能够沿所述导向杆来回移动以调节所述柔性斜坡的倾斜角度。

在某些实施方式中，所述导向杆包括丝杆，所述移动件与所述丝杆螺纹连接，所述移动件上连接有手柄，所述手柄用于在被操作的情况下，带动所述移动件转动以使所述移动件在所述丝杆上来回移动。

在某些实施方式中，所述极片结构包括涂料区和极耳区，所述极耳区连接在所述涂料区的一侧，所述极耳区头部设有头部裁切区，其中，极片结构的极耳宽度4mm＜W＜8mm，极耳高度4mm＜H＜8mm，极耳根部高度1mm＜b＜2mm，极耳倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与所述极片结构的走带方向相反，成一钝角，极耳间隙2mm＜δ＜4mm，极耳根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm。

在某些实施方式中，所述折极耳机构还包括位置传感器，在所述极片结构的走带方向上，所述位置传感器位于所述入料导向单元的上游，所述位置传感器用于实时检测所述极耳的根部位置。

本发明的一种圆柱电芯的极片结构包括：

涂料区，和

极耳区，所述极耳区连接在所述涂料区的一侧，所述极耳区头部设有头部裁切区，所述极耳区设有多个极耳，所述极耳宽度4mm＜W＜8mm，所述极耳高度4mm＜H＜8mm，所述极耳根部高度1mm＜b＜2mm，所述极耳倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与所述极片结构的走带方向相反，成一钝角，极耳间隙2mm＜δ＜4mm，所述极耳根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm。

上述圆柱电芯的极片结构，通过极耳根部圆角设计、倾斜角度设计避免应力集中及避免极耳破损。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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方式，对在本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1是本发明的折极耳机构的立体示意图；

图2是本发明的折极耳机构的另一立体示意图；

图3是本发明的极片结构的结构示意图；

图4是图3中A部分的放大图；

图5是本发明的极片结构的另一立体示意图；

图6是图5中B部分的放大图；

图7是本发明的抚平辊和导向块的连接示意图；

图8是本发明的抚平辊和导向块的分开示意图；

图9是本发明的对辊机构的结构示意图；

图10是本发明的对辊机构的立体示意图；

图11是本发明的支架的结构示意图；

图12是本发明的压辊单元的立体示意图；

图13是本发明的压辊单元的截面示意图；

图14是本发明的折弯辊单元的立体示意图；

图15是本发明的折弯辊单元的截面示意图；

图16是图15中C部分的放大图；

图17是本发明的柔性折弯模块的截面图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施方式，实施方式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方式是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述，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发明的限制。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特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明的描述中，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。对在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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

请参图1至图8，本发明提出的一种折极耳机构100包括支架12、入料导向单元14和对辊机构16。

入料导向单元14包括抚平辊18和导向块20，在极片结构22的走带方向上(如图1和图2所示的单箭头方向)，导向块20位于抚平辊18的下游，抚平辊18用于对极片结构22的多个极耳24进行抚平，导向块20用于以渐变折弯方式将抚平后的多个极耳24预折弯。

对辊机构16安装在支架12上，在极片结构22的走带方向上，对辊机构16位于入料导向单元14的下游，对辊机构16用于对折弯后的多个极耳24的折弯角度进行成型。

上述折极耳机构100，先通过抚平辊18对极耳24进行抚平，后再由导向块20以渐变折弯方式将抚平后的极耳24进行折弯，可以实现极耳24折弯角度的平滑过渡，解决极耳24翻折问题。

具体地，在本发明中，极片结构22可以应用于圆柱电芯，极片结构22可以多极耳极片结构。请参图3至图6，极片结构22包括涂料区26和极耳区28。极耳区28头部设计有头部裁切区30，极耳24宽度4mm＜W＜8mm，极耳24高度4mm＜H＜8mm，极耳24根部高度1mm＜b＜2mm，极耳24倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与极片结构22的走带方向相反，成一钝角，极耳24间隙2mm＜δ＜4mm，极耳24根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm，极耳24经过折极耳机构100后折弯角度45°-75°，典型值为60°±5°。

头部裁切区30是设置在极片结构22的一端无极耳24的区域，头部裁切区30的长度可以预先设定，头部裁切区30的设置可以使得极片结构22被卷起时，极片结构22不会遮挡卷芯的中心孔。

支架12可以为框形支架，对辊机构16的辊可部分地位于框形支架12的空间中以对对辊机构16进行支撑安装。

在极片结构22的走带方向上，导向块20位于抚平辊18的下游，使得抚平辊18可以对极耳24先进行抚平，再利用导向块20对极耳24进行渐变折弯以对极耳24进行预折弯。所说的渐变折弯，是对极耳24的折弯角度进行平滑增大或无级增大的方式，以避免对极耳24突然折弯而折断极耳24。

在极片结构22的走带方向上，对辊机构16位于入料导向单元14的下游，使得对辊机构16可以对预折弯后的极耳24的折弯角度进行成型，例如，可以按需增大或减少极耳24的折弯角度，或保持不变。极耳24的折弯角度可以是极耳24所在平面相对于一基准面的角度，基准面可以是涂料区26所在平面，或其他参考平面。

在本发明中，请参图7和图8，导向块20设有渐变斜坡32，渐变斜坡32用于使极耳24渐变折弯。如此，可以实现极耳24折弯角度的渐变变化。

具体地，渐变斜坡32可以实现从入斜坡端至出斜坡端之间的斜面角度逐渐变化，例如，在入斜坡端的角度为0度或10度，出斜坡端的角度为70度，或75度等，也就是说，在入渐变斜坡32时，极耳24可以具有0度或10度，或0度至10度之间的折弯角度，当极耳24出渐变斜坡32时，极耳24可以具有70度或75度或70度至75度之间的折弯角度。在极耳24出渐变斜坡32后，极耳24会回弹一定角度，例如回弹10度至15度。也就是说，在进入对辊机构16前，极耳24的折弯角度会比极耳24从导向块20出来时的折弯角度小10-15度。

在本发明中，导向块20的前端设有安装凹槽34，安装凹槽34的底壁连接渐变斜坡32，抚平辊18部分地容置在安装凹槽34中。如此，可以实现抚平辊18与导向块20的无缝衔接。

具体地，抚平辊18可呈圆柱状，安装凹槽34呈圆弧形以与抚平辊18的外形相适应。当抚平辊18放置于安装凹槽34中时，可以实现抚平辊18与导向块20的无缝衔接。而且，抚平辊18的顶部的切线方向落在渐变斜坡32上，使得极耳24在经过抚平辊18后，能够直接搭在渐变斜坡32上，实现对极耳24的抚平和折弯的连续性。

在本发明中，抚平辊18的周向侧壁设置有吹气孔36，吹气孔36用于对极耳24吹出向上气流以对极耳24进行抚平。如此，可以对极耳24进行抚平，同时，避免划伤极耳24。

具体地，利用向上气流吹向极耳24对极耳24进行抚平，可以避免使用物件接触的方式对极耳24进行抚平而划伤极耳24。

抚平辊18可以包括套筒38和抚平辊滚轴40，套筒38内开设有滚轴安装孔42，抚平辊滚轴40安装在滚轴安装孔42中，抚平辊滚轴40开设有气管通道44，吹气孔36贯穿套筒38及抚平辊滚轴40，气管通道44与吹气孔36连通，气管通道44可以外接压缩空气提供气源，吹气孔36可以将翻折的极耳24吹平。所说的吹平可以是指折弯角度为0度，或折弯角度与0度之间的差值在设定范围。

在本发明中，吹气孔36用于对极耳24吹出向上气流以对极耳24吹至正角度。如此，可以使极耳24在进入导向块20时，能够具有一定的折弯角度。

具体地，正角度可以是指极耳24相对一基准面向上倾斜一角度。在本发明中，向上倾斜的角度可以是0度至10度之间。在一个例子中，向上倾斜的角度为10度，导向块20设置的渐变斜坡32可实现极耳24从10度渐变折弯至60度。

在本发明中，请参图9、图10、图12和图14，对辊机构16包括压辊单元46和折弯辊单元48，压辊单元46包括可滚动的压辊50，折弯辊单元48包括可滚动的折弯辊52，压辊50与折弯辊52用于共同夹持极片结构22，折弯辊52的一侧设有柔性折弯模块54，柔性折弯模块54用于对折弯后的极耳24的折弯角度进行调节。如此，可以实现对极耳24折弯角度进行成型。

具体地，请参图11至图15，支架12上开设有压辊中心轴孔56和折弯辊中心轴孔58，压辊50可通过压辊中心轴孔56安装在支架12上，折弯辊52通过折弯辊中心轴孔58安装在支架12上，位于压辊50下方，压辊50两端通过压辊轴承62与压辊中心轴64连接，压辊中心轴64两端安装在压辊中心轴孔56中。

压辊50可以绕压辊轴承62旋转，极片结构22过辊时压辊50是随动状态。折弯辊52两端通过折弯辊轴承66与折弯辊中心轴68连接。

柔性折弯模块54设置在折弯辊52右侧，折弯辊中心孔69直径大于折弯辊中心轴68直径，间隙配合，折弯辊52可以绕折弯辊轴承66旋转，极片结构22过辊时折弯辊52是随动状态。

在本发明中，压辊单元46还包括调节组件70，调节组件70安装在支架12上并连接压辊50，调节组件70用于调节压辊50与折弯辊52之间的间隙大小。如此，可以调节压辊50与折弯辊52之间的间隙大小。

具体地，压辊单元46还包括移动架72，移动架72两端与压辊中心轴64连接。调节组件70可以连接移动架72，通过移动移动架72来调节压辊50与折弯辊52之间的间隙大小来适应不同厚度的极片结构22。例如，正极片结构和负极片结构的厚度不同，通过调节组件70的调节，使得压辊50与折弯辊52之间的间隙大小适应正极片结构或负极片结构。

在本发明中，调节组件70包括多个(两个或多于两个)调节件74，调节件74可以是千分尺，多个千分尺沿压辊50的轴向排列。支架12上设有千分尺安装孔76，千分尺安装在千分尺安装孔76中，并且轴端与移动架72连接。在图12中，共计3个千分尺均布在移动架72顶端，可以精确控制移动架72上下移动，进而控制压辊中心轴64在压辊中心轴孔56中上下移动，精确调节压辊50与折弯辊52之间的间隙大小。可以理解，调节组件70也可以包括单个调节件74，或其他类型的调节件74，例如气缸等。

在本发明中，折弯辊52的周向侧壁设有负压气孔78，负压气孔78用于利用负压对极片结构22进行除尘。如此，可以避免粉尘进入电芯内部而造成电芯内短路风险。

具体地，折弯辊52两端通过折弯辊轴承66与折弯辊中心轴68连接，折弯辊中心轴68的中心设置负压气管通道80，折弯辊52的周向侧壁设置有负压气孔78，负压气孔78与负压气管通道80连通。负压气管通道80可以外接负压气源提供负压。负压气孔78的设置可以解决极片结构22过辊时摩擦产生的粉尘，降低电芯内短路风险。

在本发明中，柔性折弯模块54包括导向杆82、移动件84和柔性斜坡86，移动件84可移动地设置在导向杆82上，柔性斜坡86的一端连接折弯辊52的一侧，柔性斜坡86的另一端连接移动件84，移动件84能够沿导向杆82来回移动以调节柔性斜坡86的倾斜角度。如此，可以实现对柔性斜坡86的倾斜角度的调节，进而实现对极耳24的折弯角度可调，解决极耳24根部撕裂问题。

具体地，请结合图16和图17，当移动件84向左移动时，柔性斜坡86的另一端向左移动，使得柔性斜坡86的倾斜角度增大。当移动件84向右移动时，柔性斜坡86的另一端向右移动，使得柔性斜坡86的倾斜角度减少。柔性斜坡86的倾斜角度45°＜β＜75°。

极耳24经柔性斜坡86折弯后，极耳24具有的折弯角度与柔性斜坡86的倾斜角度相同，所说的相同，可以是完全相同，或两者之间的差值在设定范围内，或在误差范围内，实现对极耳24折弯角度的成型。

在本发明中，导向杆82包括丝杆，移动件84与丝杆螺纹连接，移动件84上连接有手柄88，手柄88用于在被操作的情况下，带动移动件84转动以使移动件84在丝杆上来回移动。如此，可以方便移动件84位置的调节。

具体地，移动件84可以包括移动环90、斜坡轴承92和螺母滑块94，移动环90和螺母滑块94分别连接斜坡轴承92的外圈和内部，手柄88可以设置在螺母滑块94上，螺母滑块94与丝杆通过螺纹连接。折弯辊52的右侧设有固定环96，柔性斜坡86的一端固定在固定环96，柔性斜坡86的另一端固定在移动环90。当操作人员操作手柄88绕丝杆旋转时，手柄88带动螺母滑块94在丝杆上旋转，进而螺母滑块94可以沿着丝杆的轴向左右移动，实现对柔性斜坡86倾斜角度的调节。

在本发明中，极片结构22包括涂料区26和极耳区28，极耳区28连接在涂料区26的一侧，极耳区28头部设有头部裁切区30，极耳24宽度4mm＜W＜8mm，极耳24高度4mm＜H＜8mm，极耳24根部高度1mm＜b＜2mm，极耳24倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与极片结构22的走带方向相反，成一钝角，极耳24间隙2mm＜δ＜4mm，极耳24根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm。如此，通过极耳24根部圆角设计、倾斜角度设计避免应力集中及避免极耳24破损。

具体地，在本发明中，极耳24宽度4mm＜W＜8mm，极耳24宽度W可以是4.1mm、5mm、6mm、7.9mm或4mm至8mm之间的其他数值。

在本发明中，极耳24高度4mm＜H＜8mm，极耳24高度H可以是4.1mm、5mm、6mm、7.9mm或4mm至8mm之间的其他数值。

在本发明中，极耳24根部高度1mm＜b＜2mm，极耳24根部高度b可以是1.1mm、1.3mm、1.5mm、1.9mm或1mm至2mm之间的其他数值。

在本发明中，极耳24倾斜角度15°＜α＜30°，极耳24倾斜角度α可以是15.5°、16°、17°、19°、20°、23°、25°、27°、29°、29.5°或15°至30°之间的其他数值。

极耳24倾斜方向与极片结构22的走带方向相反，成一钝角，例如，请结合图3和图4，极片结构22的走带方向是向前，极耳24倾斜方向是向后，极片结构22的走带方向和极耳24倾斜方向之间形成一钝角。极耳24倾斜方向与极片结构22的走带方向相反，使极耳24中部先过辊，避免极耳24尾部先过辊而碰撞破损。

在本发明中，极耳24间隙2mm＜δ＜4mm，极耳24间隙δ可以是2.1mm、3mm、3.5mm、3.9mm或2mm至4mm之间的其他数值。

在本发明中，极耳24根部圆角1mm＜R1＜3mm，极耳24根部圆角R1可以是1.1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、2.9mm或1mm至3mm之间的其他数值。极耳24根部圆角R1可以是指极耳24根部前边的圆角。

在本发明中，极耳24根部圆角1mm＜R2＜3mm，极耳24根部圆角R2可以是1.1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、2.9mm或1mm至3mm之间的其他数值。极耳24根部圆角R2可以是指极耳24根部后边的圆角。R1与R2可以相等，也可以不相等，在此不作具体限定。极耳24根部采用圆角设计，避免产生应力集中。

在本发明中，极耳24经过折极耳机构100后的折弯角度45°-75°。如此，极耳24的折弯角度合适。

具体地，极耳24经过折极耳机构100后的折弯角度可以是45°、46°、50°、55°、60°、65°、70°、74°、75°或45°-75°之间的其他数值。

极耳24经过折极耳机构100后的折弯角度可以通过导向块20和柔性斜坡86来调节。具体地，极耳24从导向块20出来的折弯角度比柔性斜坡86大10-15度。极耳24从导向块20出来后，会存在折弯角度回弹，极耳24从导向块20出来后，极耳24的折弯角度会减少10-15度。通过设置导向块20出斜坡端的角度比柔性斜坡86大10-15度，使得极耳24能够更平滑地从导向块20过渡至柔性斜坡86。可以自动调节柔性斜坡86的角度，实时调节极耳24的折弯角度。

在本发明中，抚平辊18可以是胶辊，其表面可以镀特氟龙(Teflon)，抚平辊18与极耳24接触的部位的表面粗糙度Ra＝0.8，导向块20的材质可以是聚醚醚酮(PEEK)，其表面可以镀特氟龙(Teflon)，导向块20与极耳24接触的部位的表面粗糙度Ra＝0.8，压辊50可以是胶辊。折弯辊52可以是铝辊。柔性斜坡86的材质可以是弹性胶，柔性斜坡86具有一定弹性，其与极耳24接触的部位的表面粗糙度Ra＝0.8。

在本发明中，极耳24的折弯点高出极耳24根部0.5mm-1.2mm。如此，可以保证极耳24不易折断。

具体地，为了保证良好的折弯效果及不易折断极耳24，极耳24的折弯点高出极耳24根部0.5mm-1.2mm，即极耳24的折弯点比极耳24根部高L为0.5mm-1.2mm，如图4所示，折弯点在点划线上。点划线表示压辊50边缘。压辊50可以和折弯辊52对齐。

极耳24的折弯点比极耳24根部高0.5mm-1.2mm，可以是极耳24的折弯点比极耳24根部高0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.2mm或0.5mm-1.2mm之间的其他数值。

在本发明中，折极耳机构100还包括位置传感器98，在极片结构22的走带方向上，位置传感器98位于入料导向单元14的上游，位置传感器98用于实时检测极耳24的根部位置。如此，可以检测极耳24的根部位置，方便实时纠偏极片结构22位置。

具体地，为了保证良好的折弯效果，极耳24的折弯点高度为高出极耳24根部0.5-1.2mm，如图4所示，折弯点在点划线上。点划线表示压辊50边缘。压辊50可以和折弯辊52对齐。可以通过调节压辊50边缘位置，实时调节极耳24折弯点。

在折弯过程中，极片的位置可能偏离原来设定的位置。通过设置位置传感器98，可以实时检测极耳24的根部位置。当极耳24的根部7位置偏离设定位置，可以通过移动机构来对极片结构22的位置进行调节，以纠偏极片结构22的左右位置，避免产生应力集中，造成极耳24根部撕裂。

在本发明中，极耳24的根部位置比极耳24的折弯点低0.5mm-1.2mm时为极片的设定位置。当位置传感器98检测到极耳24的根部位置偏离上述距离范围时，即可以认为，极片偏离设定位置。

在本发明中，位置传感器98包括光纤传感器，光纤传感器包括光发射器97和光接收器95，光发射器97和光接收器95分别布置在极片结构22的上下两侧，通过对光纤传感器的位置进行标定，使得极片结构22在设定位置时，光接收器95能够接收到光发射器97发射的并经两个极耳24之间的间隙穿过的光，此时，极片结构22输送时，光接收器95能够输出一定周期的脉冲信号。当极片结构22偏离设定位置时，光接收器95没有输出脉冲信号，或输出的脉冲信号周期变大或变少。

可以理解，位置传感器98也可以包括相机，通过相机拍摄的极片结构22图像和参考物图像，来分析得到极片根部位置，进而得到极片是否偏离设定位置的结果。参考物可以是折极耳机构100的部件，或其他参考物，在此不作具体限定。

本发明提供的一种圆柱电芯的极片结构22包括：

涂料区26，和

极耳区28，极耳区28连接在涂料区26的一侧，极耳区28头部设有头部裁切区30，极耳24宽度4mm＜W＜8mm，极耳24高度4mm＜H＜8mm，极耳24根部高度1mm＜b＜2mm，极耳24倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与极片结构22的走带方向相反，成一钝角，极耳24间隙2mm＜δ＜4mm，极耳24根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm。

上述圆柱电芯的极片结构22，通过极耳24根部圆角设计、倾斜角度设计避免应力集中及避免极耳24破损。

在本发明中，极耳24的折弯角度为45°-75°。如此，极耳24的折弯角度合适。

在本发明中，极耳24的折弯角度为60°±5°。如此，极耳24的折弯角度更合适。

具体地，极耳24经过折极耳机构100后的折弯角度可以是55°、56°、57°、58°、59°、60°、61°、62°、63°、64°、65°或55°-65°之间的其他数值。

综上，本发明的折极耳机构100及极片结构22至少可以实现以下效果：

1、采用抚平辊18周向设计吹气孔36，从下方吹向极耳24，保证极耳24角度＞0°，抚平辊18和导向块20无缝衔接，避免极耳24尾部碰撞翻折，采用导向块20的渐变斜坡32实现平滑过渡，极耳24角度例如可从10°渐变至60°，解决极耳24翻折问题。

2、本发明极耳24根部采用圆角设计，折弯点距离极耳24根部0.5mm-1.2mm，避免产生应力集中，极耳24倾斜方向与极片结构22的走带方向相反，使极耳24中部先过辊，避免极耳24尾部先过辊碰撞破损，折弯角度可通过柔性斜坡86调节，解决极耳24根部撕裂问题。

3、本发明可采用千分尺精确调节对辊(压辊50与折弯辊52之间的)间隙大小，折弯辊52周向设计负压气孔78，负压除尘，解决极片结构22过辊时摩擦产生的粉尘，降低电芯内短路风险。

尽管已经示出和描述了本发明的技术方案，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些技术方案进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种折极耳机构，其特征在于，包括：

支架(12)；

入料导向单元(14)，所述入料导向单元(14)包括抚平辊(18)和导向块(20)，在极片结构(22)的走带方向上，所述导向块(20)位于所述抚平辊(18)的下游，所述抚平辊(18)用于对所述极片结构(22)的多个极耳(24)进行抚平，所述导向块(20)用于以渐变折弯方式将抚平后的所述多个极耳(24)预折弯；

对辊机构(16)，安装在所述支架(12)上，在所述极片结构(22)的走带方向上，所述对辊结构位于所述入料导向单元(14)的下游，所述对辊机构(16)用于对预折弯后的所述多个极耳(24)的折弯角度进行成型。

2.根据权利要求1所述的折极耳机构，其特征在于，所述导向块(20)设有渐变斜坡(32)，所述渐变斜坡(32)用于使所述极耳(24)渐变折弯。

3.根据权利要求2所述的折极耳机构，其特征在于，所述导向块(20)的前端设有安装凹槽(34)，所述安装凹槽(34)的底壁连接所述渐变斜坡(32)，所述抚平辊(18)部分地容置在所述安装凹槽(34)中。

4.根据权利要求1所述的折极耳机构，其特征在于，所述抚平辊(18)的周向侧壁设置有吹气孔(36)，所述吹气孔(36)用于对所述极耳(24)吹出向上气流以对所述极耳(24)进行抚平或吹至正角度。

5.根据权利要求1所述的折极耳机构，其特征在于，所述对辊机构(16)包括压辊单元(46)和折弯辊单元(48)，所述压辊单元(46)包括可滚动的压辊(50)，所述折弯辊单元(48)包括可滚动的折弯辊(52)，所述压辊(50)与所述折弯辊(52)用于共同夹持所述极片结构(22)，所述折弯辊(52)的一侧设有柔性折弯模块(54)，所述柔性折弯模块(54)用于对折弯后的所述极耳(24)的折弯角度进行成型。

6.根据权利要求5所述的折极耳机构，其特征在于，所述压辊单元(46)还包括调节组件(70)，所述调节组件(70)安装在所述支架(12)上并连接所述压辊(50)，所述调节组件(70)用于调节所述压辊(50)与所述折弯辊(52)之间的间隙大小。

7.根据权利要求5所述的折极耳机构，其特征在于，所述折弯辊(52)的周向侧壁设有负压气孔(78)，所述负压气孔(78)用于利用负压对所述极片结构(22)进行除尘。

8.根据权利要求5所述的折极耳机构，其特征在于，所述柔性折弯模块(54)包括导向杆(82)、移动件(84)和柔性斜坡(86)，所述移动件(84)可移动地设置在所述导向杆(82)上，所述柔性斜坡(86)的一端连接所述折弯辊(52)的一侧，所述柔性斜坡(86)的另一端连接所述移动件(84)，所述移动件(84)能够沿所述导向杆(82)来回移动以调节所述柔性斜坡(86)的倾斜角度。

9.根据权利要求8所述的折极耳机构，其特征在于，所述导向杆(82)包括丝杆，所述移动件(84)与所述丝杆螺纹连接，所述移动件(84)上连接有手柄(88)，所述手柄(88)用于在被操作的情况下，带动所述移动件(84)转动以使所述移动件(84)在所述丝杆上来回移动。

10.根据权利要求1所述的折极耳机构，其特征在于，所述极片结构(22)包括涂料区(26)和极耳区(28)，所述极耳区(28)连接在所述涂料区(26)的一侧，所述极耳区(28)头部设有头部裁切区(30)，其中，极片结构(22)的极耳(24)宽度4mm＜W＜8mm，极耳(24)高度4mm＜H＜8mm，极耳(24)根部高度1mm＜b＜2mm，极耳(24)倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与所述极片结构(22)的走带方向相反，成一钝角，极耳(24)间隙2mm＜δ＜4mm，极耳(24)根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm。

11.根据权利要求1所述的折极耳机构，其特征在于，所述折极耳机构(100)还包括位置传感器(98)，在所述极片结构(22)的走带方向上，所述位置传感器(98)位于所述入料导向单元(14)的上游，所述位置传感器(98)用于实时检测所述极耳(24)的根部位置。

12.一种圆柱电芯的极片结构，其特征在于，包括：

涂料区(26)，和

极耳区(28)，所述极耳区(28)连接在所述涂料区(26)的一侧，所述极耳区(28)头部设有头部裁切区(30)，所述极耳区(28)设有多个极耳(24)，所述极耳(24)宽度4mm＜W＜8mm，所述极耳(24)高度4mm＜H＜8mm，所述极耳(24)根部高度1mm＜b＜2mm，所述极耳(24)倾斜角度15°＜α＜30°，倾斜方向与所述极片结构(22)的走带方向相反，成一钝角，极耳(24)间隙2mm＜δ＜4mm，所述极耳(24)根部圆角1mm＜R1＜3mm，1mm＜R2＜3mm。

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