CN115483455B - 电芯制造装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电芯制造装置及其方法，电芯包括极片和隔膜，电芯制造装置包括：卷针，被配置为将极片和隔膜卷绕形成电芯，电芯具有位于电芯内侧的卷绕起始圈，卷针的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽；压辊组件，被配置为在卷针转动至开口槽与压辊组件相对的位置时将至少部分隔膜压入至少一个开口槽内，以形成卷绕起始圈中隔膜的冗余长度。本申请提供的电芯制造装置及其方法，旨在解决电芯极片存在的打皱问题，降低或者避免电芯析锂现象的发生。

Description

电芯制造装置及其方法

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电芯制造装置及其方法。

背景技术

随着锂电行业的飞速发展，动力电芯的生产效率要求越来越高，并且生产成本需要大幅降低。而卷绕由于效率高成本低的特点，被广泛应用于方形锂离子电芯的生产过程。然而，电芯在卷绕成型的过程中，由于卷绕时的受力问题会导致电芯品质下降，甚至导致锂电芯的安全问题。

发明内容

本申请提供一种电芯制造装置及其方法，旨在解决电芯由于卷绕导致的电芯品质下降问题，提高电芯的安全性能。

一方面，根据本申请实施例提出了一种电芯制造装置，电芯包括极片和隔膜，电芯制造装置包括：卷针，被配置为将极片和隔膜卷绕形成电芯，电芯具有位于电芯内侧的卷绕起始圈，卷针的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽；压辊组件，被配置为在卷针转动至开口槽与压辊组件相对的位置时将至少部分隔膜压入至少一个开口槽内，以形成卷绕起始圈中隔膜的冗余长度。

电芯制造装置包括卷针以及压辊组件，卷针用于卷绕极片以及隔膜形成电芯，由于卷针的外周面上设置有开口槽，当卷针卷绕隔膜至与压辊组件相对的位置时，通过压辊组件能够将至少部分隔膜压入至少一个开口槽内，在开口槽内形成位于成型电芯内侧的卷绕起始圈的中隔膜的冗余长度。卷绕起始圈的隔膜长度加长，使得当极片以及隔膜卷绕完成并将卷绕的整体从卷针取下时，通过卷绕起始圈的隔膜的冗余长度能够充分释放隔膜在卷绕时的张力，避免在电芯卸料预定型过程中隔膜因张力过大拉伸后又出现的回缩问题，进而避免卷绕起始圈的隔膜因收缩引发的极片滑移问题，解决电芯的极片的打皱问题，从而降低或者避免电芯析锂的现象发生。并且还能够使电芯拐角的不同极性的极片之间的间隙维持在合格稳定的水平范围内。提高了电芯产品的品质，从而提高了电芯的安全性能。

根据本申请实施例的一个方面，压辊组件包括第一压辊部件以及第二压辊部件，第一压辊部件被配置为将部分隔膜压入开口槽，第二压辊部件被配置为与第一压辊部件分别和卷针的外周面的接触时，且第二压辊部件以及第一压辊部件各自与外周面接触位置之间的距离大于或等于开口槽的宽度。

压辊组件采用第一压辊部件以及第二压辊部件的配合形式能够满足卷绕起始圈的冗余长度的形成。同时，第一压辊部件以及第二压辊部件能够实现开口槽两侧单独分开压隔膜功能，以实现隔膜压入卷针的开口槽而极片不压入，将卷绕起始圈加长让张力充分释放的同时，避免极片冗余导致的极片打皱风险。

根据本申请实施例的一个方面，第一压辊部件包括第一压辊，第二压辊部件包括第二压辊，第一压辊的半径小于或等于卷针的半径。

通过使得第一压辊的半径小于卷针的半径，能够利于第一压辊将隔膜压入开口槽内，保证卷绕起始圈中隔膜的冗余长度的形成。

根据本申请实施例的一个方面，第一压辊的半径大于或等于第二压辊的半径。

通过使得第一压辊的半径大于或等于第二压辊的半径，既能够保证第一压辊对隔膜向开口槽内的压入需求以及第二压辊对压入开口槽内的隔膜的保持。同时，在保证第二压辊的性能要求的基础上可以将第二压辊做的尽量小，既能够降低成本，同时能够减小压辊组件整体的占用面积，并避免第一压辊以及第二压辊之间产生干涉。

根据本申请实施例的一个方面，第一压辊和/或第二压辊为包胶辊。

第一压辊和/或第二压辊采用包胶辊，能够杜绝产生金属离子，提高耐压测试良率。

根据本申请实施例的一个方面，第一压辊的半径随冗余长度的增大而减小。能够利于第一压辊对隔膜的辊压作用，利于卷绕起始圈中隔膜的冗余长度的形成。

根据本申请实施例的一个方面，第一压辊部件还包括转轴，第一压辊围绕转轴转动，第一压辊与转轴之间设置有单向轴承。

通过设置转轴以及单向轴承，既能够保证第一压辊在与卷针抵接时与二者之间的极片及隔膜滚动接触，同时能够保证对隔膜的压紧作用，避免因压不住隔膜影响卷绕起始圈的隔膜的冗余长度。

根据本申请实施例的一个方面，第一压辊部件还包括第一驱动部，第一驱动部连接第一压辊，第一驱动部被配置为驱动第一压辊移动，以使第一压辊与卷针的外周面抵接、将隔膜压入开口槽或者与卷针分离。

通过设置第一驱动部，能够有效的控制第一压辊向靠近卷针或者远离卷针的方向移动，实现将隔膜压入开口槽形成冗余长度，或者使得第一压辊与卷针分离，避免将极片压入开口槽内。

根据本申请实施例的一个方面，第一驱动部为弹性驱动装置。

通过使得第一驱动部采用弹性驱动装置，能够使得第一压辊在与卷针接触时，压力在弹性驱动装置的作用下可以微调且能够自适应，以避免第一压辊与卷针的开口槽的侧壁之间硬性碰撞导致隔膜以及极片压伤。

根据本申请实施例的一个方面，第二压辊部件还包括第二驱动部，第二驱动部连接第二压辊，第二驱动部被配置为驱动第二压辊移动，以与卷针的外周面抵接或者与卷针分离。

通过设置第二驱动部，能够按需控制第二压辊向卷针所在处或者向远离卷针所在方向运行，以配合第一驱动部共同作用，保证隔膜被压入开口槽内的冗余长度的保持。

根据本申请实施例的一个方面，第二驱动部为液压驱动装置。能够按需驱动第二压辊的位置，同时能够保证在对第二压辊驱动时的稳定性。

根据本申请实施例的一个方面，压辊组件还包括动力部件，动力部件包括动力装置以及丝杆装置，动力装置通过丝杆装置驱动第一压辊部件和第二压辊部件在靠近卷针的位置和远离卷针的位置之间移动。

通过设置动力部件，可以同步为第一压辊部件以及第二压辊部件提供安装位置，同时能够通过同一动力部件驱动第一压辊部件以及第二压辊部件运动，实现对第一压辊部件以及第二压辊部件的位置进行粗调，节约动力源。

另一方面，根据本申请实施例提出了一种电芯制造方法，包括：

提供电芯制造装置，电芯制造装置包括卷针以及压辊组件，卷针的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽；

初始卷绕步骤，控制卷针卷绕隔膜，当卷针卷绕至开口槽与压辊组件相对的位置时，压辊组件推顶隔膜至少部分伸入至少一个开口槽形成隔膜的冗余长度，卷针继续卷绕形成包覆卷针外周面设置的卷绕起始圈；

入料步骤，入料极片，并使得极片通过隔膜层叠绝缘设置；

二次卷绕步骤，控制卷针继续卷绕隔膜和极片，并控制压辊组件在预定时间段内保持抵接卷针的外周面，使得卷绕起始圈中的隔膜保持冗余长度。

本申请实施例提供的电芯制造方法，采用上述各实施例提供的电芯制造装置，使得在初始卷绕步骤中，可以通过卷针卷绕隔膜，当卷针卷绕至开口槽与压辊组件相对的位置时，压辊组件推顶隔膜的至少部分伸入一个开口槽形成隔膜100的冗余长度，当执行入料步骤以及二次卷绕步骤后，能够使得卷绕起始圈中的隔膜始终保持冗余长度，使得当极片以及隔膜卷绕完成并将卷绕的整体从卷针取下时，通过卷绕起始圈的冗余长度能够充分释放隔膜在卷绕时的张力，从而避免在电芯卸料预定型过程中隔膜因张力过大拉伸后出现的回缩问题，进而避免卷绕起始圈的隔膜因收缩引发的极片滑移问题，解决电芯的极片的打皱问题，降低或者避免电芯析锂的现象发生。并且还能够使电芯拐角的不同极性的极片之间的间隙维持在合格稳定的水平范围内。

根据本申请实施例的一个方面，卷针包括相对设置的第一半轴以及第二半轴，第一半轴与第二半轴之间形成间隙，第一半轴以及第二半轴上分别设置有开口槽，至少一个开口槽的开口方向与间隙的延伸方向之间的夹角为0°～50°；

初始卷绕步骤包括：

将隔膜的自由端由间隙穿过并形成超出卷针的外周面的预留部；

设置预留部的长度，使得预留部完全覆盖其中一个开口槽，且当卷针卷绕至开口槽面向压辊组件时，压辊组件推顶隔膜至少部分伸入各开口槽，形成隔膜的冗余长度。

通过上述设置，能够有效的保证卷绕起始圈隔膜的冗余长度更长，并且能够保证隔膜的起始端被压紧，进而保证电芯在生产过程中的稳定性能。

根据本申请实施例的一个方面，压辊组件包括第一压辊部件以及第二压辊部件，第一压辊部件被配置为将部分隔膜压入开口槽，第二压辊部件被配置为与第一压辊部件分别和卷针的外周面的接触，且第二压辊部件以及第一压辊部件各自与外周面接触位置之间的距离大于或等于开口槽的宽度；并且，开口槽包括第一开口槽和第二开口槽；

二次卷绕步骤包括：

在第一压辊部件将隔膜压入第一开口槽后，控制卷针继续卷绕隔膜和极片，并同时控制第一压辊部件持续抵接卷针的外周面，待第一压辊部件邻近第二开口槽的第一边缘，控制第二压辊部件与第二开口槽的第二边缘接触并随后控制第一压辊部件与卷针分离；待第一开口槽越过第一压辊部件后，控制第一压辊部件与卷针抵接并随后控制第二压辊部件与卷针分离。

通过上述控制，能够保证压辊组件在极片入料后，第一压辊部件以及第二压辊部件能够交替压在卷针上，既能够通过第一压辊部件保证卷绕起始圈中隔膜的冗余长度的形成，同时，还能够通过第一压辊部件以及第二压辊部件交替配合，实现压入开口槽内的冗余长度的保持。

根据本申请实施例的一个方面，二次卷绕步骤还包括：待隔膜和极片的首圈卷绕完成后，控制第一压辊部件以及第二压辊部件均与卷针分离。

根据本申请实施例的一个方面，还包括再次卷绕步骤，在完成二次卷绕步骤之后进行再次卷绕步骤，再次卷绕步骤中，控制第一压辊部件以及第二压辊部件均与卷针分离，并且卷针的转速大于在二次卷绕步骤中的卷针的转速。

通过上述设置，能够保证电芯的生产要求，同时能够按需控制卷针的转速，能够保证隔膜的冗余长度的形成，同时能够提高电芯的生产效率。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是现有技术中电芯制造装置在使用时隔膜的受力示意图；

图2是本申请一个实施例的电芯制造装置的结构示意图；

图3是本申请一个实施例的压辊组件的结构示意图；

图4是本申请一个实施例的电芯制造装置的局部结构示意图；

图5是本申请一个实施例的电芯制造方法的流程示意图；

图6至图11是本申请一个实施例的电芯制造方法各步骤对应的结构示意图；

图12至图15是本申请一个实施例的电芯制造方法中卸料定型步骤的结构示意图。

其中：

10-卷针；11-第一半轴；12-第二半轴；13-开口槽；13a-第一开口槽；13b-第二开口槽；13c-第一边缘；13d-第二边缘；14-间隙；

20-压辊组件；21-第一压辊部件；211-第一压辊；212-第一驱动部；213-转轴；214-单向轴承；22-第二压辊部件；221-第二压辊；222-第二驱动部；

23-动力部件；231-动力装置；232-丝杆装置；232a-丝杆；232b-连接件；232c-导向件；232d-支撑板；

100-隔膜；100a-卷绕起始圈；100b-冗余长度；110-预留部；101-上隔膜；102-下隔膜；

200-极片；

300-电芯；

400-夹具。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本申请造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

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。

在本申请的描述中，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”、“附接”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，可以是两个元件内部的连通。对于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申请中的具体含义。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

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。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体。

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，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。

多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。在一些诸如电动汽车等的大功率应用场合，电池的应用包括三个层次：电池单体、电池模块和电池包。随着技术的发展，电池模块这个层次可以被省略，也即，直接由电池单体形成电池包。这一改进使得电池系统的重量能量密度、体积能量密度得到提升的同时零部件数量显著下降。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。

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。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为PP或PE等。

电芯可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请旨在解决电芯卷绕式成型方法中的一些问题，提出了改进的成型装置，进而对提高电芯的成型品质，并提高电池的安全性能。

申请人在注意到完成卷绕并经过预压定型工序的电芯，在使用过程中，其首圈部分存在析锂问题。申请人对电芯的自身结构以及加工过程进行研究分析，卷绕电芯时，首先在卷针上固定隔膜，电芯的阴阳极片入料时，需要利用与隔膜之间的摩擦力带入卷针，此时隔膜需要额外克服阴极极片的张力、阳极极片的张力、过辊阻力，隔膜会受这些力的合力的而受到过大的拉伸。并且，进一步研究分析后，申请人发现电芯卷绕完后，需要使用下料组件夹持住电芯并将电芯从卷针上取下，此时，内圈的隔膜由于实际受力远大于设定的隔膜卷绕张力，因此，内圈隔膜在脱离卷针后会出现收缩，过度的收缩变形会进一步引发极片打皱及内圈拐角间隙偏大问题，从而导致析锂问题。这样就影响了电芯的产品质量，析锂现象甚至将导致电池的安全问题。

如图1所示，电芯制造过程中需要两张隔膜，包括上隔膜101和下隔膜102。上隔膜101与卷针10之间入料阴阳极片之一，比如阳极极片。上隔膜101与下隔膜102之间入料阴阳极片的另一极片，比如阴极极片。此时，卷绕起始圈100a中的下隔膜102张力F1＝f1+F2，其中f1为下隔膜102的过辊阻力，F2为下隔膜102与极片200之间的摩擦张力。上隔膜101张力F3＝f2+F4，其中f2为上隔膜101的过辊阻力，F4为上隔膜101与极片200之间的摩擦张力。由此可见，隔膜100卷绕起始圈受力实际远大于设定的隔膜在卷绕时的过辊张力，因此电芯的隔膜100会受到过大的拉伸，而卸料后会出现过大的收缩，进而引发上述一系列问题。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电芯制造装置的结构进行改进，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15对本申请实施例进行描述。

如图1至图3所示，本申请实施例提供的电芯制造装置，其中电芯包括极片200和隔膜100。电芯制造装置包括卷针10以及压辊组件20。卷针10被配置为将极片200和隔膜100卷绕形成电芯，电芯具有位于电芯内侧的卷绕起始圈100a，卷针10的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽13。压辊组件20被配置为在卷针10转动至开口槽13与压辊组件20相对的位置时将至少部分隔膜100压入至少一个开口槽13内，以形成卷绕起始圈100a中隔膜100的冗余长度100b。

本申请实施例提供的电芯制造装置，是用于将电池单体的极片和隔膜卷绕成电芯的制造装置。卷绕成型的电芯可以包括极性相反的两个极片，其中一个极片为阳极极片，另一个极片为阴极极片，隔膜100是设置于两个极片之间的绝缘体，两极片之间的隔膜100的数量可以为两层，每个极片200与其中一个隔膜100对应并层叠。例如，从卷绕的轴线由内向外，分别按照阳极极片、上隔膜101、阴极极片、下隔膜102的顺序设置并卷绕。当然按照实际工艺和产品结构的变化，还可以分别按照阴极极片、上隔膜101、阳极极片、下隔膜102的顺序设置并卷绕，本申请对此并不做特别的限定。

卷针10是为极片200和隔膜100提供卷绕表面的装置。其具有一定的宽度，对应于卷绕的极片200和隔膜100的宽度，可以视工艺和产品结构需求，卷针10的宽度大于或等于或小于极片200和隔膜100的宽度。卷针10在卷绕轴线方向的横截面，可以是圆形、菱形、椭圆或其他形状等，本申请也不对此作出特别的限定，以圆柱形卷针为例进行说明。可选地，卷针10可以包括入料固定结构，例如在本申请中，参见图2，卷针10包括沿卷针10的直径方向贯穿两端外周面的间隙14，隔膜100从该间隙14穿过后开始卷绕。当然，也可以采用其他的固定结构，本申请对此并不做特别的限定。

卷针10的外周面为环绕卷针10卷绕的轴线设置的环形面，当卷针10在卷绕轴线方向的横截面为圆形时，卷针10的外周面为圆环形。当卷针10在卷绕轴线方向的横截面为椭圆形时，卷针10的外周面为椭圆环形。

卷绕起始圈100a是指，在电芯的卷绕成型过程中，在卷针10卷绕初始阶段，隔膜100在卷针10上卷绕第一圈的部分。也可以说卷绕起始圈是隔膜100在卷针10上形成的与卷针10外周面直接接触的部分，其包围卷针10的外周面设置，该卷绕起始圈100a仅包括隔膜，阳极极片以及阴极极片并未入料，卷绕起始圈100能够避免入料后的阳极极片以及阴极极片与卷针10的外周面直接接触。

可选地，由图2可以看出，隔膜100的卷绕起始圈100a为隔膜100的自由端由间隙14插入并贯穿卷针10，其自由端在卷针10开始转动后，搭接并覆盖图2中卷针右侧的开口槽13。与此同时，随着卷针10的转动，隔膜100由图2中的间隙14伸出，并覆盖卷针10左侧的开口槽13。继续转动并卷绕，当隔膜100至少完全覆盖卷针10的表面时，在极片100入料前，形成本申请中的卷绕起始圈100a。也就是说，本申请中，卷绕起始圈100a为极片入料前隔膜100的卷绕结构。

开口槽13设置于卷针10的外周面，可以由卷针10的至少部分外周面向卷针10的内部凹陷形成，用于在电芯卷绕成型后，可以插入卸料夹具，以方便卸料。开口槽13沿卷针10的卷绕轴线贯穿卷针10的外周面，可选地，开口槽13平行于卷绕轴线设置。开口槽13的宽度由卷针10的周长、极片200的宽度等因素决定。当极片200的宽度越大，卸料夹具贯穿电芯的距离越长，在保证夹具刚性的前提下，卸料夹具需要更粗，则开口槽13的宽度就需设置得更宽。

开口槽13在卷针10的卷绕轴线方向的横截面形状不限，例如可以是弧线、曲线、多边形等。设置的开口槽13的数量可以为两个，并且可选地，两个开口槽13均在圆形卷针10的直径方向，以使得在卸料夹具的夹持下电芯的受力均匀，避免出现夹持受力不均导致的残次品问题。当然，也可以是夹具的结构形式，设置多于两个开口槽13，例如三个、四个甚至更多个，以在电芯的周向方向多点均匀地分布夹持力。多个开口槽13在卷针10的周向上间隔分布相邻两个开口槽13之间的夹角可以相同，使得卸料夹持各点受力均匀；当然，相邻两个开口槽13之间的夹角也可以视具体情况而不同，例如受到某些工艺和结构的限制，需要不均匀受力的情况。本申请以圆形卷针10，设置有两个在直径方向相对设置的开口槽13为例，参见图2，对本申请的方案进行具体说明。

压辊组件20为一系列完成卷绕动作的辊组合形成，按照其功能，可以包括入料辊、卷绕辊、压力辊、张紧辊、惰性辊以及其他相关功能的辊。辊的形状、大小、转动速度以及空间排布方式，视实现功能的具体受力情况而定。本申请中，为配合卷针10完成电芯的卷绕成型，设置了完成相关功能的压辊组件20，以解决申请人在制造电芯过程中所发现的问题。

本申请中，压辊组件20的至少部分外周面可以与隔膜100和/或极片200接触，在卷绕起始圈100a的形成过程中，向隔膜100提供沿卷针10的径向方向朝向圆心的作用力，使得至少部分隔膜被压入开口槽13内，压入开口槽13内的隔膜，其长度由压入的辊的直径或形状决定。由于在结构和形式上，已经形成了“压入”槽内的状态，相比于未压入的状态，即隔膜100直接以直线形式横跨开口槽13，压入开口槽13后的隔膜长度比横跨开口槽13的长度要长，两者之差，形成在卷绕起始圈100a中的隔膜的冗余长度。

卷针10转动至开口槽13的位置与压辊组件20的位置相对应时，即驱动压辊组件20靠近卷针10的外表面，并能够将隔膜10压入开口槽13的位置。当压辊组件20为如图2所示的沿水平方向设置，卷针10转动一个预定角度的过程中，压辊组件20被驱动为水平地靠近卷针10，并且在卷针10转动该预定角度时，压辊组件20可以将隔膜压入相应的开口槽13。该预定角度可以为间隙14的直径方向与两个开口槽13的直径方向之间的夹角，也可以是图2中间隙14的卷绕端和开口槽13与间隙14的近端之间的圆弧夹角。该预定角度值不做具体数值限制，可以是20°、30°等等，只要使得当压辊组件20在作用于隔膜100和/或极片200时，能够将隔膜100至少部分压入相应的开口槽13内形成隔膜100的冗余长度即可。

并且，开口槽13为电芯的卸料夹具作用处，当形成方壳电池的电芯后，电芯在夹具的作用下拉伸形成类似方形的电芯形状，并进行后续的压制工艺等。因此，开口槽13所处位置即为卷绕电芯的拐角处，拐角处的隔膜本身还会受到卸料后成型的拉伸应力等。本申请在开口槽13处设置卷绕起始圈100a的隔膜100的冗余长度，能有效解决电芯拐角处的拉伸应力问题。

本申请实施例提供的电芯300制造装置，充分利用了卷针10的外周面上设置的卸料开口槽13，当卷针10卷绕隔膜100至开口槽13与压辊组件20相对的位置时，通过压辊组件20能够将部分隔膜100压入至少一个开口槽13内，在开口槽13内形成位于成型电芯300内侧的卷绕起始圈100a的冗余长度100b。使得卷绕起始圈100a中的隔膜100长度加长，当极片200以及隔膜100卷绕完成并将卷绕的电芯从卷针10取下时，通过卷绕起始圈100a的冗余长度100b能够充分释放隔膜100在卷绕时的张力，从而避免在电芯卸料预定型过程中隔膜100因张力过大拉伸后出现的回缩打皱问题，进而避免卷绕起始圈100a的隔膜100因收缩引发的极片滑移和打皱问题。并且还能够使电芯拐角的不同极性的极片200之间的间隙14维持在合格稳定的水平范围内。

如图2以及图3所示，作为一种可选地实施方式，压辊组件20包括第一压辊部件21以及第二压辊部件22，第一压辊部件21被配置为将部分隔膜100压入开口槽13，第二压辊部件22被配置为与第一压辊部件21分别和卷针10的外周面的接触时，第二压辊部件22与第一压辊部件21各自与卷针10的外周面接触位置之间的距离大于或等于开口槽13的宽度。

第一压辊部件21以及第二压辊部件22可以为分体式结构，二者可以连接于不同的结构体，以可以分别控制，在不同的时间与卷针10接触。当然，在有些示例中，第一压辊部件21以及第二压辊部件22也可以连接于同一结构体，在局部设置分别控制的结构，这样既可以实现压辊组件20的整体性，也可以实现各压辊部件的独立功能性。

第一压辊部件21与第二压辊部件22彼此的结构可以相同，当然，在有些示例中，第一压辊部件21以及第二压辊部件22可以采用不同的结构形式，只要能够保证开口槽13两侧单独分开压隔膜100功能需求均可。

压辊组件20采用第一压辊部件21以及第二压辊部件22的配合形式能够满足卷绕起始圈100a的冗余长度100b的形成，而并不形成极片200的冗余长度。因此，在卷绕起始圈100a形成后，极片200入料，开始与隔膜100一起卷绕，当第一次卷绕至第一个开口槽和第二个开口槽时，需要第一压辊部件21与第二压辊部件22配合与卷针10的外表面接触，保持在开口槽13内的隔膜100的冗余长度，而不受极片200卷绕的影响。也就是可以设置两个压辊部件的压辊卷针10接触的点之间的距离基本与开口槽13的宽度一致，或者稍大于开口槽13的宽度，来实现第一压辊部件21以及第二压辊部件22在开口槽13两侧单独分别压住隔膜100和极片200的功能，以实现极片200的入料卷绕的首圈中，保持隔膜100被压入卷针10的开口槽13而卷绕的极片200不被压入，将卷绕起始圈100a中隔膜100加长让张力充分释放的同时，避免极片冗余导致的极片打皱风险。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电芯制造装置，第一压辊部件21包括第一压辊211，第二压辊部件22包括第二压辊221，第一压辊211的半径小于或等于卷针10的半径。

第一压辊部件21和第二压辊部件22分别通过第一压辊211和第二压辊221与卷针10保持预定的接触状态或预定的距离，接触力的大小或者距离的大小视入料物的材料、厚度以及目标卷绕厚度、受力情况等而定。本申请中，第一压辊211和第二压辊221可以是圆柱形压辊，绕圆柱形中心轴线转动，形成对卷针10的均匀的压辊动作。当然，第一压辊211和第二压辊221也可以是其他形状的压辊，视具体的压辊需要而定。当卷针10转动时，将极片200和隔膜100平整地卷绕在卷针10的外周面。本申请以压辊与卷针10进行对物料的卷绕状态，称为压辊与卷针的接触状态，以压辊不参与物料的卷绕状态，称为压辊与卷针的远离状态。

设置第一压辊211的半径等于卷针10的半径，就可以保证在开口槽13处，隔膜100相比于正常的压辊工序，形成一定的冗余长度；可选地，可以设置第一压辊211的半径小于卷针10的半径，以能够更多地将隔膜100压入开口槽13内，以形成更长的冗余长度。所需冗余长度的大小视隔膜100的受力大小而定，具体由上文所述。在一些可选地实施例中，参见图3，第一压辊211的半径大于或者等于第二压辊221的半径。

本申请中，第一压辊211需要将预定长度的隔膜100压入开口槽13中，第二压辊221需要能够当第一压辊211在开口槽13的一个端口压住物料的同时，在开口槽13的另一端压住物料保持与卷针10的接触状态，这样两个压辊的配合动作，可以保持卷绕起始圈100a中的隔膜100在开口槽13内的冗余长度，又能使得极片200的卷绕直接越过开口槽13而不被压入。因此，通过设置第一压辊211的半径大于或等于第二压辊221的半径，既能够使得第一压辊211对卷针10保持接触状态，同时，可以将第二压辊221做的尽量小，既能够降低成本，同时能够减小压辊组件20整体的占用面积，并避免第一压辊211以及第二压辊221之间产生干涉。

在一些可选地实施例中，第一压辊211的半径根据冗余长度100b而调整，冗余长度100b越长，可以设置第一压辊211的半径越小。使得第一压辊211能够伸入开口槽13内的深度的范围越大，满足卷绕起始圈100a内隔膜100的冗余长度100b需求。

如图4所示，示例性的，第一压辊211的半径以及第一压辊211向开口槽13的压入深度可以根据待压入开口槽13内的隔膜100的冗余长度100b设置。例如：第一压辊211压入时的状态如图4所示，设定第一压辊211中心到开口槽13的切边距离为d，压辊半径为r，卷针10半径为R，槽口宽度为L，槽口处对应隔膜100压入冗余量为X，则有式(1)：

本申请实施例提供的电芯300制造装置，可以根据式(1)设置相应的第一压辊211的半径和/或第一压辊211向开口槽13沿着卷针10的径向方向朝向卷针10的圆心的压入深度。

在一些可选地实施例中，第一压辊部件21还包括转轴213，第一压辊211围绕转轴213转动，第一压辊211与转轴213之间设置有单向轴承214。

第一压辊211安装于转轴213，与转轴213通过单向轴承214配合。单向轴承214为在一个方向可以自由转动，而在另一个方向上锁死或者阻力很大的轴承。由于卷绕电芯时，卷绕起始圈100a的隔膜100有较大的张力，使用单向轴承214可以保持隔膜100的位置，避免隔膜100回缩。进一步地，在本申请实施例中，由于在卷绕起始圈100a中设置了隔膜100的冗余长度100b，在隔膜100卷绕张力的作用下，设置单向轴承214就更显得很有必要，因为此时如果设置双向轴承，隔膜100在双向力的作用下可以移动，将导致隔膜100回缩，在开口槽13处，将导致冗余长度被消除。

通过设置转轴213以及单向轴承214，既能够保证第一压辊211在与卷针10抵接时与二者之间的极片200及隔膜100滚动接触，同时能够保证对隔膜100的压紧作用，避免因压不住隔膜100影响卷绕起始圈100a的隔膜100的冗余长度100b。

在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯制造装置，第一压辊部件21还包括第一驱动部212，第一驱动部212连接第一压辊211，第一驱动部212被配置为驱动第一压辊211移动，以使第一压辊211与卷针10的外周面抵接、将隔膜100压入开口槽13或者与卷针10分离。

第一驱动部212用于向第一压辊211提供向靠近卷针10或者远离卷针10方向运动的动力，第一驱动部212可以采用可伸缩的结构或者能够将转动转换为直线运动的结构，只要能够满足第一压辊211向靠近卷针10或者远离卷针10的方向移动需求均可。

本申请实施例提供的电芯制造装置，通过设置第一驱动部212，能够有效的控制第一压辊211向靠近卷针10或者远离卷针10的方向移动，实现将隔膜100压入开口槽13形成冗余长度100b，或者使得第一压辊211与卷针10分离，避免将极片200压入开口槽13内。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电芯制造装置，其第一驱动部212可以采用弹性驱动装置。

弹性驱动装置可以在外力的作用下在至少一个方向上具有可拉伸或者可压缩量，使得第一压辊211在进入开口槽13或者脱离开口槽13时能够避免与开口槽13的侧壁之间硬性碰撞。可选地，如图3所示，第一驱动部212为弹簧，当第一压辊部件21的第一压辊211被驱动靠近卷针10时，第一压辊211接触卷针10的外周面后，进一步压缩弹簧，使得弹簧处于压缩状态，保持一定的辊压力。当卷针10进一步转动至开口槽13的位置时，在弹簧回复力的作用下，第一压辊211被压入开口槽13内，使得隔膜100被压入开口槽13而形成冗余长度。一些可选地实施例中，弹性驱动装置包括弹簧、橡胶体中的一者，只要能够满足第一驱动部212的弹性需求均可。

通过使得第一驱动部212采用弹性驱动装置，能够使得第一压辊211在与卷针10接触时，压力在弹性驱动装置的作用下可以微调且能够自适应开口槽13的形状而将隔膜100压入开口槽13，以避免第一压辊211与卷针10的开口槽13的侧壁之间硬性碰撞导致隔膜100以及极片200压伤。

在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的第二压辊221还包括第二驱动部222，第二驱动部222连接第二压辊221，第二驱动部222被配置为驱动第二压辊221移动，以与卷针10的外周面抵接或者与卷针10分离。

第二驱动部222用于向第二压辊221提供向靠近卷针10或者远离卷针10方向运动的动力，第二驱动部222可以采用可伸缩的结构或者能够将转动转换为直线运动的结构，只要能够满足第二压辊221向靠近卷针10或者远离卷针10的方向移动均可。

通过设置第二驱动部222，能够按需控制第二压辊221向卷针10所在处或者向远离卷针10所在方向运行。并且，第一压辊211和第二压辊221分别设置有独立的第一驱动部212和第二驱动部222，既可以彼此独立移动，还可以相互配合作用，保证隔膜100被压入开口槽13内的冗余长度100b的保持。

在一些可选地实施例中，第二驱动部222可以采用伸缩缸的形式，示例性地，第二驱动部222可以采用液压驱动装置，如液压缸等形式，能够按需驱动第二压辊221的位置，同时能够保证在对第二压辊221驱动时的稳定性。可以理解的是，第二驱动部222件采用液压驱动装置只是一种可选地示例，在有些实施例中，也可以使得第二驱动部222采用气压驱动装置或者电动驱动装置，只要能够满足对第二压辊221的驱动需求均可。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电芯制造装置，压辊组件20还包括动力部件23，动力部件23驱动第一压辊部件21和第二压辊部件22在靠近卷针10的位置和远离卷针10的位置之间移动。

动力部件23用于向第一压辊部件21和第二压辊部件22提供向靠近卷针10或者远离卷针10方向运动的动力，动力部件23可以采用可伸缩的结构或者能够将转动转换为直线运动的结构，只要能够满足第一压辊部件21和第二压辊部件22向靠近卷针10或者远离卷针10的方向移动均可。

一些可选地实施例中，动力部件23包括动力装置231以及丝杆装置232，动力装置231通过丝杆装置232驱动第一压辊部件21和第二压辊部件22向靠近卷针10的位置和远离卷针10的位置之间移动。动力部件23采用上述形式，结构简单，且利于对第一压辊部件21以及第二压辊部件22的控制。

动力装置231用于向丝杆装置232提供运行的动力，丝杆装置232用于将动力装置231的动能转换为第一压辊部件21以及第二压辊部件22的直线运动。

一些可选地实施例中，动力装置231可以包括驱动电机，丝杆装置232可以包括丝杠232a、连接件232b以及导向件232c，丝杠232a通过联轴器与动力装置231的输出轴连接。连接件232b分别与丝杠232a以及导向件232c配合，当丝杠232a转动时，连接件232b在丝杠232a的驱动下以及导向件232c的引导下能够沿着丝杠232a的长度方向移动，进而带动第一压辊部件21以及第二压辊部件22向靠近滚针或者向远离卷针10的方向移动，保证与卷针10之间的配合需求。

可选地，当动力装置231包括驱动电机时，其可以采用伺服电机，可以精确控制第一压辊部件21以及第二压辊部件22的移动量，保证隔膜100在开口槽13内冗余长度100b的数值要求。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电芯制造装置，连接件232b包括与丝杠232a配合的丝母以及与丝母连接的安装板，第一压辊部件21以及第二压辊部件22连接于安装板背离动力装置231的一侧。

在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯300制造装置，其动力部件23还包括支撑板232d，支撑板232d与连接件232b间隔设置并用于支撑丝杠232a。

通过设置动力部件23，可以同步为第一压辊部件21以及第二压辊部件22提供安装位置，同时能够通过同一动力部件23驱动第一压辊部件21以及第二压辊部件22运动，实现对第一压辊部件21以及第二压辊部件22的位置进行粗调，节约动力源。

作为一种可选地实施方式，本申请实施例提供的电芯制造装置，其第一压辊211以及第二压辊221的至少一者可以采用包胶辊。

由于金属辊会产生金属粒子，将会导致耐压测试不良比例明显升高问题，而采用包胶辊能够杜绝产生金属离子，提高耐压测试良率。

如图2至图11所示，另一方面，本申请实施例提供一种电芯制造方法，包括如下步骤：

S100、提供电芯制造装置，电芯制造装置包括卷针10以及压辊组件20，卷针10的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽13。

S200、初始卷绕步骤，控制卷针10卷绕隔膜100，当卷针10卷绕至开口槽13与压辊组件20相对的位置时，压辊组件20推顶隔膜100至少部分伸入至少一个开口槽13形成隔膜100的冗余长度100b，卷针10继续卷绕形成包覆卷针10外周面设置的卷绕起始圈100a。

S300、入料步骤，入料极片200，并使得极片200通过隔膜100层叠绝缘设置。

S400、二次卷绕步骤，控制卷针10继续卷绕隔膜100和极片200，并控制压辊组件20在预定时间段内保持抵接卷针10的外周面，使得卷绕起始圈100a中的隔膜100保持冗余长度100b。

在步骤S100中，提供的电芯制造装置可以是上述任意实施例的电芯制造装置，如图2至图10各实施例所示的电芯制造装置。

在步骤S200中，将隔膜100的起始端与卷针10配合，例如可以是将其起始的自由端与卷针10固定，也可以是将其自由端穿过卷针10的间隙14。控制卷针10转动，使得隔膜100在卷针10的外周面卷绕。

并且，在该步骤中，卷针10转动的角度的角度值不做具体数值限制，只要使得当压辊组件20在作用于隔膜100时，能够将隔膜100至少部分压入相应的开口槽13内的角度范围均可。在该步骤200中，形成了卷绕起始圈100a中的隔膜100的冗余长度。

在步骤S300中，可以使得极性相反的阳极极片以及阴极极片入料并分别与相应的隔膜100接触。相邻极片之间设置隔膜100，保持极片之间的绝缘。在该步骤300中，入料极片后，卷针10开始保持4层物料的持续卷绕。

在步骤S400中，在卷绕完卷绕起始圈100a后，控制卷针10继续卷绕入料后的极片200以及隔膜100，压辊组件20在卷针10转动至开口槽13的相应位置时，保持抵接卷针10的外周面。具体的抵接时间不做具体限制，可以根据卷针10的转速、卷针10转动的角度设置，例如可以是卷绕起始圈100a卷绕完成后，隔膜100以及极片200同时卷绕的首圈在卷绕时控制压辊组件20保持抵接卷针10的外周面，能够保证卷针10继续卷绕时卷绕起始圈100a中的隔膜100保持冗余长度100b即可。

本申请实施例提供的电芯制造方法，采用上述各实施例提供的电芯制造装置，使得在初始卷绕步骤S200中，可以通过卷针10卷绕隔膜100，当卷针10卷绕至开口槽13与压辊组件20相对的位置时，压辊组件20推顶隔膜100的至少部分伸入一个开口槽13形成隔膜100的冗余长度100b，当执行入料步骤S300以及二次卷绕步骤S400后，能够使得卷绕起始圈100a中的隔膜100始终保持冗余长度100b，使得当极片200以及隔膜100卷绕完成并将卷绕的整体从卷针10取下时，通过卷绕起始圈100a的冗余长度100b能够充分释放隔膜100在卷绕时的张力，从而避免在电芯300卸料预定型过程中隔膜100因张力过大拉伸后出现的回缩问题，进而避免卷绕起始圈100a的隔膜100因收缩引发的极片200滑移问题，解决电芯300的极片的打皱问题，降低或者避免电芯300析锂的现象发生。并且还能够使电芯300拐角的不同极性的极片200之间的间隙14维持在合格稳定的水平范围内。

在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯300制造方法，提供的电芯制造装置，其卷针10包括相对设置的第一半轴11以及第二半轴12，第一半轴11与第二半轴12之间形成间隙14，第一半轴11以及第二半轴12上分别设置有开口槽13，至少一个开口槽13的开口方向与间隙14的延伸方向之间的夹角为0°～50°之间的任意数值时，步骤S200包括：

将隔膜100的自由端由间隙14穿过并形成超出卷针10的外周面的预留部110，形成如图6所示形式。

第一半轴11和第二半轴12可以是半圆形截面的柱体，两个半轴的直径面保持预定的距离并相对设置，该预定的距离形成间隙14。间隙14可以作为隔膜100卷绕的初始固定装置。

开口槽13的开口方向为开口槽13位于卷针10外周面的两个端点之间的连线的中点与卷针10的圆心连线的方向。间隙14的延伸方向为间隙14的一端与卷针10的外周面的两个端点之间的连线的中点，与间隙14的另一端与卷针10的外周面的两个端点之间的连线的中点形成的连线的方向。

开口槽13的开口方向与间隙14的延伸方向之间的夹角为0°～50°；可选地，夹角为10°～45°；更可选地，夹角为20°～40°。该夹角决定了隔膜100在卷绕起始圈100a中，隔膜100的自由端穿过间隙14后的长度。为使隔膜100的自由端在卷针10转动后，保持与卷针10的外周面之间的一定的摩擦力，从而将隔膜100初步保持在卷针10的外周面上，并且抵抗初始的慢速卷绕中的隔膜100的张力而不发生滑移。并且，设置预留部110的长度，使得预留部110完全覆盖其中一个邻近的开口槽13，且当卷针10卷绕至开口槽13面向压辊组件20时，压辊组件20推顶隔膜100至少部分伸入各开口槽13，形成隔膜100的冗余长度100b，形成如图7以及图8所示形式。

本申请实施例提供的电芯300制造方法，通过上述设置，能够有效的保证卷绕起始圈100a隔膜100的冗余长度100b更长，并且能够保证隔膜100的起始端具有足够的摩擦力抵抗隔膜100的卷绕张力并被压紧，进而保证电芯300在生产过程中的稳定性能。

可选地，如图9至图11所示，在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯制造方法，当压辊组件20包括第一压辊部件21以及第二压辊部件22，第一压辊部件21被配置为将部分隔膜100压入开口槽13，第二压辊部件22被配置为与第一压辊部件21分别和卷针10的外周面的接触，且第二压辊部件22以及第一压辊部件21各自与外周面接触位置之间的距离大于或等于开口槽13的宽度时，可以使得开口槽13包括第一开口槽13a和第二开口槽13b，且步骤S400包括：

如图9以及图10所示，在第一压辊部件21将隔膜100压入第一开口槽13a后，控制卷针10继续卷绕隔膜100和极片200，并同时控制第一压辊部件21持续抵接卷针10的外周面，形成如图9所示形式。

如图10以及图11所示，待第一压辊部件21邻近第二开口槽13b的第一边缘13c，控制第二压辊部件22与第二开口槽13b的第二边缘13d接触并随后控制第一压辊部件21与卷针10分离。

待第一开口槽13a越过第一压辊部件21后，控制第一压辊部件21与卷针10抵接并随后控制第二压辊部件22与卷针10分离。

本申请实施例提供的电芯300制造方法，通过上述控制，能够保证压辊组件20在极片200入料后，第一压辊部件21以及第二压辊部件22能够交替压在卷针10上，既能够通过第一压辊部件21保证卷绕起始圈100a中隔膜100的冗余长度100b的形成，同时，还能够通过第一压辊部件21以及第二压辊部件22交替配合，实现压入开口槽13内的冗余长度100b的保持。

在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯制造方法，二次卷绕步骤S200还包括：待隔膜100和极片200的首圈卷绕完成后，控制第一压辊部件21以及第二压辊部件22均与卷针10分离。

所提及隔膜100和极片200的首圈是指：卷绕起始圈100a卷绕完成后放入极片200，极片200以及隔膜100在卷针10上卷绕第一圈的部分形成首圈。或者说，卷针10预先卷绕N圈隔膜100，然后两极片200进入卷针10被卷针10卷绕，此时，两极片200在卷针10上卷绕第一圈时，两极片200以及与二者层的隔膜100形成电芯300的首圈。在一个示例中，上述N的取值范围为：1≤N≤5。

在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯300制造方法还包括，再次卷绕步骤，在完成二次卷绕步骤S400之后进行再次卷绕步骤，再次卷绕步骤中，控制第一压辊部件21以及第二压辊部件22均与卷针10分离，并且卷针10的转速大于在二次卷绕步骤S400中的卷针10的转速。通过上述设置，能够保证电芯300的生产要求，同时能够按需控制卷针10的转速，能够保证隔膜100的冗余长度100b的形成，同时能够提高电芯的生产效率。

如图12至图15所示，在一些可选地实施例中，本申请实施例提供的电芯的制造设备，还包括卸料定型步骤，待隔膜100以及极片200在卷针10上卷绕完成后，将极片200以及隔膜100裁断，并将卷绕好的电芯300由卷针10上取下并定型，以形成成品电芯300。具体地，如图12所示，电芯300在卷针10上卷绕完成；如图13和14所示，在开口槽13处插入夹具400，将电芯300从卷针10上卸下，夹具400将电芯300拉伸，形成方壳电池的类似方形电芯300，此时夹具400的夹持的位置形成成型后电芯300的拐角位置；如图15所示，将夹具从电芯300上撤离，热压形成方壳电池的成型电芯300。

本申请实施例提供的电芯300的制造方法，能够避免电芯300在卸料预定型过程中隔膜100因张力过大被拉伸后出现的回缩问题，能够避免极片200滑移导致的极片200冗余引发的极片200拐角打皱问题。而且使电芯300拐角极性相反的极片200之间的间隙14维持在合格稳定的水平范围内。最终避免出现因为电芯300拐角极性相反的极片200之间间隙过大导致的析锂等电芯300安全风险。经过产品验证，零张力小张力卷绕可改善间隙，使得间隙值从约140um切换至80um。并且在设备上验证，极片打皱风险在现有技术的基础上减少50％以上。

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 (17)

1.一种电芯制造装置，其特征在于，所述电芯包括极片和隔膜，所述电芯制造装置包括：

卷针，被配置为将所述极片和所述隔膜卷绕形成所述电芯，所述电芯具有位于所述电芯内侧的卷绕起始圈，所述卷针的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽；

压辊组件，被配置为在所述卷针转动至所述开口槽与所述压辊组件相对的位置时，将至少部分所述隔膜压入至少一个所述开口槽内，以形成所述卷绕起始圈中所述隔膜的冗余长度。

2.根据权利要求1所述的电芯制造装置，其特征在于，所述压辊组件包括第一压辊部件以及第二压辊部件，所述第一压辊部件被配置为将部分所述隔膜压入所述开口槽，所述第二压辊部件被配置为与所述第一压辊部件分别和所述卷针的所述外周面的接触时，所述第二压辊部件以及所述第一压辊部件各自与所述外周面接触位置之间的距离大于或等于所述开口槽的宽度。

3.根据权利要求2所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一压辊部件包括第一压辊，所述第二压辊部件包括第二压辊，所述第一压辊的半径小于或等于所述卷针的半径。

4.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一压辊的半径大于或等于所述第二压辊的半径。

5.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一压辊和/或所述第二压辊为包胶辊。

6.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一压辊的半径随所述冗余长度的增大而减小。

7.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一压辊部件还包括转轴，所述第一压辊围绕所述转轴转动，所述第一压辊与所述转轴之间设置有单向轴承。

8.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一压辊部件还包括第一驱动部，所述第一驱动部连接所述第一压辊，所述第一驱动部被配置为驱动所述第一压辊移动，以使所述第一压辊与所述卷针的所述外周面抵接、将所述隔膜压入所述开口槽或者与所述卷针分离。

9.根据权利要求8所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第一驱动部为弹性驱动装置。

10.根据权利要求3所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第二压辊部件还包括第二驱动部，所述第二驱动部连接所述第二压辊，所述第二驱动部被配置为驱动所述第二压辊移动，以与所述卷针的所述外周面抵接或者与所述卷针分离。

11.根据权利要求10所述的电芯制造装置，其特征在于，所述第二驱动部为液压驱动装置。

12.根据权利要求2所述的电芯制造装置，其特征在于，所述压辊组件还包括动力部件，所述动力部件包括动力装置以及丝杆装置，所述动力装置通过所述丝杆装置驱动所述第一压辊部件和所述第二压辊部件在靠近所述卷针的位置和远离所述卷针的位置之间移动。

13.一种电芯制造方法，其特征在于，包括如权利要求1-12中任一项所述的电芯制造装置，所述方法包括：

提供电芯制造装置，所述电芯制造装置包括卷针以及压辊组件，所述卷针的外周面设置有至少两个间隔分布的开口槽；

初始卷绕步骤，控制所述卷针卷绕隔膜，当所述卷针卷绕至所述开口槽与所述压辊组件相对的位置时，所述压辊组件推顶所述隔膜至少部分伸入至少一个所述开口槽形成所述隔膜的冗余长度，所述卷针继续卷绕形成包覆所述卷针外周面设置的卷绕起始圈；

入料步骤，入料极片，并使得所述极片通过所述隔膜层叠绝缘设置；

二次卷绕步骤，控制所述卷针继续卷绕所述隔膜和所述极片，并控制所述压辊组件在预定时间段内保持抵接所述卷针的所述外周面，使得所述卷绕起始圈中的所述隔膜保持所述冗余长度。

14.根据权利要求13所述的电芯制造方法，其特征在于，所述卷针包括相对设置的第一半轴以及第二半轴，所述第一半轴与所述第二半轴之间形成间隙，所述第一半轴以及所述第二半轴上分别设置有所述开口槽，至少一个所述开口槽的开口方向与所述间隙的延伸方向之间的夹角为30°～40°；

所述初始卷绕步骤包括：

将所述隔膜的自由端由所述间隙穿过并形成超出所述卷针的外周面的预留部；

设置所述预留部的长度，使得所述预留部完全覆盖其中一个所述开口槽，且当所述卷针卷绕至所述开口槽面向所述压辊组件时，所述压辊组件推顶所述隔膜至少部分伸入各所述开口槽，形成所述隔膜的所述冗余长度。

15.根据权利要求13所述的电芯制造方法，其特征在于，所述压辊组件包括第一压辊部件以及第二压辊部件，所述第一压辊部件被配置为将部分所述隔膜压入所述开口槽，所述第二压辊部件被配置为与所述第一压辊部件分别和所述卷针的所述外周面的接触，且所述第二压辊部件以及所述第一压辊部件各自与所述外周面接触位置之间的距离大于或等于所述开口槽的宽度；并且，所述开口槽包括第一开口槽和第二开口槽；

所述二次卷绕步骤包括：

在所述第一压辊部件将所述隔膜压入所述第一开口槽后，控制所述卷针继续卷绕所述隔膜和所述极片，并同时控制所述第一压辊部件持续抵接所述卷针的所述外周面，待所述第一压辊部件邻近第二开口槽的第一边缘，控制第二压辊部件与所述第二开口槽的第二边缘接触并随后控制第一压辊部件与所述卷针分离；待所述第一开口槽越过所述第一压辊部件后，控制第一压辊部件与所述卷针抵接并随后控制第二压辊部件与所述卷针分离。

16.根据权利要求15所述的电芯制造方法，其特征在于，所述二次卷绕步骤还包括：待所述隔膜和所述极片的首圈卷绕完成后，控制所述第一压辊部件以及所述第二压辊部件均与所述卷针分离。

17.根据权利要求15所述的电芯制造方法，其特征在于，还包括再次卷绕步骤，在完成所述二次卷绕步骤之后进行所述再次卷绕步骤，所述再次卷绕步骤中，控制所述第一压辊部件以及所述第二压辊部件均与所述卷针分离，并且所述卷针的转速大于在所述二次卷绕步骤中的所述卷针的转速。