CN116565282A - 卷绕设备以及卷绕方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种卷绕设备以及卷绕方法，属于电池制造技术领域。本申请提出一种卷绕设备，包括：卷绕部件；牵引机构，牵引机构被配置为在隔离膜穿出卷绕部件之后牵引隔离膜的穿出段，以使穿出段的长度达到预设值；其中，卷绕部件被配置为在穿出段的长度达到预设值后开始卷绕，以成型电极组件。本申请还提出一种卷绕方法，用于卷绕成型电极组件。该卷绕设备以及卷绕方法用于卷绕成型一种安全性能较高的电极组件，能够实现该电极组件的工业化生产，提高该电极组件的制造效率。

Description

卷绕设备以及卷绕方法

技术领域

本申请设计电池制造技术领域，具体而言，涉及一种卷绕设备以及卷绕方法。

背景技术

随着新能源汽车行业的快速发展，动力电池的技术水平也越来越成熟，动力电池的安全性能也成为衡量其性能优劣的重要指标之一。卷绕成型的电极组件是电池单体内部的重要部件，电极组件的安全性能对电池单体的安全性能起到决定性的作用。然而，即使对电极组件的构造作出改进以提高电池单体的安全性能，目前却不存在对应的卷绕设备，导致即使电极组件的结构作出改进后也无法实现工业化生产。

发明内容

为此，本申请提出一种卷绕设备以及卷绕方法，用于卷绕成型一种安全性能较高的电极组件，能够实现该电极组件的工业化生产，提高该电极组件的制造效率。

本申请的一些实施例提出一种卷绕设备，用于卷绕成型电极组件，所述卷绕设备包括：卷绕部件；牵引机构，所述牵引机构被配置为在隔离膜穿出所述卷绕部件之后牵引所述隔离膜的穿出段，以使所述穿出段的长度达到预设值；其中，所述卷绕部件被配置为在所述穿出段的长度达到所述预设值后开始卷绕，以成型所述电极组件。

本申请实施例的卷绕设备包括牵引机构，牵引机构能够牵引隔离膜的穿出段移动，以使所述穿出段的长度达到预设值，隔离膜的穿出段也卷入卷绕部件，使隔离膜的穿出段与新进入卷绕部件的隔离膜层叠设置以使内圈的负极极片和正极极片之间的隔离膜具有多层隔离膜，在析锂现象发生时锂枝晶不容易刺穿隔离膜而导致负极极片和正极极片相接触进而引发电极组件内部短路。使用该卷绕设备卷绕成型的电极组件具有较高的安全性能，且该卷绕设备能够实现该种电极组件的工业化生产，提高该种电极组件的制造效率。

根据本申请的一些实施例，所述牵引机构包括牵引件和驱动件，所述驱动件用于驱动所述牵引件在第一位置和第二位置之间移动，所述牵引件被配置为在由所述第一位置向所述第二位置移动的过程中牵引所述穿出段。

在上述方案中，在驱动件的驱动下，牵引件在由第一位置向第二位置移动的过程中牵引隔离膜的穿出段，从而能够实现自动化牵引隔离膜的穿出段以使其达到预设值。

根据本申请的一些实施例，所述牵引件被配置为在所述卷绕部件开始卷绕后从所述第二位置回到所述第一位置，且在回到所述第一位置的过程中向所述隔离膜提供张紧力。

在上述方案中，在卷绕部件开始卷绕后，牵引件在由第二位置回到第一位置的过程中张紧隔离膜，使隔离膜的穿出段紧绕于卷绕部件，且不会发生褶皱，提高了隔离膜的卷绕质量，使电极组件具有较好的安全性能。

根据本申请的一些实施例，所述牵引件被配置为在所述卷绕部件开始卷绕后从所述第二位置回到所述第一位置，且在回到所述第一位置时将所述隔离膜释放。

在上述方案中，牵引件在由第二位置回到第一位置时释放隔离膜，卷绕部件继续卷绕以将隔离膜的穿出段的剩余部分卷入卷绕部件，以成型电极组件。

根据本申请的一些实施例，在所述牵引件处于所述第一位置时，沿重力方向，所述牵引件位于所述卷绕部件的下方。

在上述方案中，牵引件处于第一位置时位于卷绕部件的下方，在牵引件回到第一位置且释放隔离膜后，隔离膜的穿出段的剩余部分沿着重力方向自然下垂，隔离膜的穿出段的剩余部分进入卷绕部件的过程中平整无褶皱，提高了隔离膜的卷绕质量，使电极组件具有较好的安全性能。

根据本申请的一些实施例，所述牵引件的移动方向与所述重力方向相交。

在上述方案中，牵引件沿着与重力方向相交的方向移动，能够使牵引件在第一位置和第二位置之间移动的路径与重力方向相交，减少牵引件移动过程中在重力方向上所占用的空间，且能够具有较长的行程范围。

根据本申请的一些实施例，所述牵引件包括一对第一夹持部，所述一对第一夹持部用于夹持所述隔离膜的端部。

在上述方案中，使用一对夹持部夹持隔离膜的端部，能够可靠地牵引隔离膜的穿出段移动，从而可靠地拉出隔离膜的穿出段至预设长度。

根据本申请的一些实施例，所述卷绕设备还包括：固定件，用于固定所述隔离膜的端部，所述固定件被配置为在所述牵引件回到所述第一位置时将所述隔离膜的端部释放；其中，所述牵引件被配置为顶推所述隔离膜的位于所述固定件和所述卷绕部件之间的部分。

在上述方案中，固定件固定隔离膜的端部，牵引件顶推隔离膜的位于固定件和卷绕部件之间的部分，将隔离膜的穿出段拉出至预设长度，能够缩短牵引件在第一位置和第二位置之间移动时的行程长度，减少牵引件移动过程中所占用的空间。固定件在牵引件回到第一位置时释放隔离膜的端部，卷绕部件继续卷绕以将隔离膜的穿出段的剩余部分卷入卷绕部件，以成型电极组件。

根据本申请的一些实施例，所述固定件包括一对第二夹持部，所述一对第二夹持部用于夹持所述隔离膜的端部。

在上述方案中，使用一对第二夹持部夹持隔离膜的端部，能够可靠地固定隔离膜的端部，牵引件能够可靠地拉出隔离膜的穿出段至预设长度。

根据本申请的一些实施例，所述牵引件为动滑轮。

在上述方案中，将牵引件设置为动滑轮，牵引件顶推隔离膜移动的过程中可以通过绕其轴线转动来自动调整牵引件相对于隔离膜的表面的抵接角度，避免划伤隔离膜。

根据本申请的一些实施例，所述卷绕设备还包括：定滑轮，设置于所述卷绕部件和所述牵引件之间，用于引导所述隔离膜移动。

在上述方案中，通过在卷绕部件和牵引件之间设置定滑轮，能够引导改变隔离膜的走带方向，降低卷绕部件转动过程对穿出段的影响，利于控制穿出段的从定滑轮处至隔离膜的端部之间的部分的走带方向，不仅利于穿出段的长度的计算，还能够提高卷绕设备的工作可靠性。

本申请的一些实施例还提出一种卷绕方法，用于卷绕成型电极组件，所述卷绕方法包括：

将隔离膜穿过卷绕部件，所述隔离膜的穿出所述卷绕部件的部分为穿出段；

牵引所述隔离膜的所述穿出段，以使所述穿出段的长度达到预设值；

所述卷绕部件开始卷绕，以成型所述电极组件。

使用本申请实施例的卷绕方法卷绕成型电极组件，能够将长度为预设值的隔离膜的穿出段也卷入卷绕部件，使隔离膜的穿出段与新进入卷绕部件的隔离膜层叠设置以使内圈的负极极片和正极极片之间的隔离膜具有多层隔离膜，在析锂现象发生时锂枝晶不容易刺穿隔离膜而导致负极极片和正极极片相接触进而引发电极组件内部短路，使用该卷绕方法卷绕成型的电极组件具有较高的安全性能。

根据本申请的一些实施例，所述预设值大于所述卷绕部件的周长。

在上述方案中，穿出段的预设值大于卷绕部件的周长，能够至少在正极极片的最内圈的第一个弯折区与其内侧的负极极片之间设置多层隔离膜，从而避免正极极片的最内圈的第一个弯折区的内侧发生析锂时锂析晶刺穿隔离膜，能够明显改善电极组件的安全性能。

本申请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，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备的结构示意图；

图2示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备所卷绕成型的电极组件的剖面图；

图3示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的一种牵引件处于第一位置的状态示意图；

图4示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的一种牵引件处于第二位置的状态示意图；

图5示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中卷绕部件卷绕以带动牵引件向第一位置移动的状态示意图；

图6示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的牵引件回到第一位置后释放隔离膜的状态示意图；

图7示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的另一种牵引件的结构示意图；

图8示出的是图3中的卷绕设备进一步设置定滑轮的结构示意图(没有示出驱动件)；

图9示出的是图7中的卷绕设备进一步设置定滑轮的结构示意图；

图10示出的是本申请的一些实施例的卷绕方法的工艺流程图；

图11示出的是图3中的卷绕设备的卷绕过程示意图；

图12示出的是图7中的卷绕设备的卷绕过程示意图；

上述附图未按比例提供。

图标：100-卷绕设备；110-卷绕部件；111-卷针；112-间隙；1121-第一端；1122-第二端；113-隔离膜夹持部；114-来料侧；115-拉出侧；120-牵引机构；121-牵引件；1211-第一夹持部；122-驱动件；130-固定件；131-第二夹持部；140-定滑轮；200-电极组件；210-负极极片；220-正极极片；230-隔离膜；231-穿出段；2311-起始端；232-端部；233-第一隔离膜；234-第二隔离膜；235-弯折区。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

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”以及他们的任何变形，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。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。

本申请的实施例所提到的电极组件，是锂离子电池中电池单体的重要部件。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜层叠卷绕形成，隔离膜设置于正极极片和负极极片之间，以绝缘隔离正极极片和负极极片。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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，负极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。

相关技术中，电极组件卷绕成型后，电极组件的最内几圈处的弯折区的正极极片和负极极片在同样的角度范围内存在面积差，容易产生析锂现象，锂析晶容易刺穿隔离膜导致正极极片和负极极片短接，导致电极组件内部发生短路。目前存在一种电极组件的改进思路，在电极组件的最内几圈的正极极片和负极极片之间多设置几层隔离膜，即使出现析锂现象，锂析晶也不容易刺穿隔离膜，从而克服上述缺陷，使电极组件在最内几圈发生析锂现象时也具有较好的安全性能。但是，目前尚没有对应的卷绕设备以及卷绕方法可以实现该种电极组件的工业化生产。

发明人经过研究发现，大多数电极组件的卷绕过程中，通常是先使用卷绕部件的一对卷针夹持隔离膜并卷绕几圈，再依次卷入负极极片和正极极片。如果能够将隔离膜的端部穿出卷绕部件以形成穿出段，通过将穿出段也卷绕于卷绕部件，能够实现在卷绕部件转动一圈时通过从隔离膜的来料侧拉入新的隔离膜的同时也卷入穿出段，从而不必增加新的隔离膜的供料机构也能实现上述电极组件的工业化生产，降低了对现有的卷绕设备的改进幅度以及改进成本。

基于上述思路，本申请的发明人提出了一种技术方案，在卷绕部件的拉出侧进一步设置牵引机构，先通过牵引机构牵引隔离膜的穿出段至预设值，再使用卷绕部件开始卷绕，以成型上述安全性能较高的电极组件，不仅能够实现该电极组件的工业化生产，还能够提高该电极组件的制造效率。

图1示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备的结构示意图；图2示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备所卷绕成型的电极组件的剖面图。

如图1和图2所示，本申请的一些实施例提出一种卷绕设备100，用于卷绕成型电极组件200，卷绕设备100包括卷绕部件110和四个供料机构(图中没有示出)。

本申请的实施例描述的电极组件200所适用的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。但为描述简洁，下述实施例均以锂离子电池中的电极组件的卷绕过程为例进行说明。

如图1和图2所示，电极组件200包括层叠卷绕设置的负极极片210、正极极片220、第一隔离膜233和第二隔离膜234，第一隔离膜233和第二隔离膜234先于负极极片210和正极极片220卷入。对于卷绕部件110卷绕一圈所卷入的层叠设置的第一隔离膜233和第二隔离膜234中，第二隔离膜234位于第一隔离膜233的内侧(即靠近卷绕轴线的一侧)。负极极片210在第一隔离膜233和第二隔离膜234卷绕至少一圈后进入第一隔离膜233和第二隔离膜234之间，以卷入卷绕部件110；正极极片220在负极极片210卷绕一圈后进入第二隔离膜234的远离负极极片210的一侧，以卷入卷绕部件110。

可以理解的是，本申请中的一圈是指，从电极组件200的某个点为起始点，沿卷绕方向一周到达另一个点，该另一个点与起始点的连线沿电极组件的径向延伸。本申请中的半圈是指一圈的一半，本领域技术人员应理解其他圈数的含义，在此不进一步赘述。

如图1所示，卷绕部件110用于卷绕成型电极组件200，四个供料机构(图中未示出)设置于卷绕部件110的来料侧114，四个供料机构分别用于向卷绕部件110提供负极极片210、正极极片220、第一隔离膜233和第二隔离膜234。

如图1所示，卷绕部件110包括一对卷针111，每个卷针111呈半圆柱形或者半椭圆柱形，一对卷针111共同拼合形成圆柱形或者椭圆柱形的外周面的卷绕部件110，一对卷针111共同转动，以将负极极片210、正极极片220、第一隔离膜233和第二隔离膜234卷绕于卷绕部件110的外周面。为了描述简便，第一隔离膜233和第二隔离膜234统称为隔离膜230。

一对卷针111之间具有供隔离膜230穿过的间隙112，一对卷针111的形成间隙112的一侧设置有一对隔离膜夹持部113。在隔离膜230穿过间隙112后，一对隔离夹持部共同夹持隔离膜230，卷绕部件110再开始卷绕成型电极组件200。其中，卷绕部件110的转动方向为第一方向P。

如图1所示，本申请的一些实施例提出一种卷绕设备100，用于卷绕成型电极组件200，卷绕设备100包括卷绕部件110和牵引机构120，牵引机构120被配置为在隔离膜230穿出卷绕部件110之后牵引隔离膜230的穿出段231，以使穿出段231的长度达到预设值。其中，卷绕部件110被配置为在穿出段231的长度达到预设值后开始卷绕，以成型电极组件200。

间隙112的对应卷绕部件110的来料侧114的一端为第一端1121，另一端为第二端1122，隔离膜230从第一端1121进入间隙112，从第二端1122穿出间隙112。可以理解的是，在卷绕部件110的转动过程中，间隙112的第一端1121和第二端1122的朝向也是在不断变化的。如图1所示，在本申请的一些实施例中，间隙112为直线形，第一端1121和第二端1122分别位于卷绕部件110的径向的相对的两侧；在其他实施例中，间隙112也可以为折线形，第一端1121和第二端1122围绕卷绕部件110的周向呈90°、150°夹角等。

隔离膜230的穿出段231指的是，隔离膜230的穿出卷绕部件110的部分，即隔离膜230的端部232与间隙112的第二端1122之间的部分。其中，隔离膜230的在间隙112的第二端1122穿出的位置为穿出段231的起始端2311，隔离膜230的端部232为穿出段231的尾端。牵引机构120可以通过作用于穿出段231的尾端(即隔离膜230的端部232)来牵引隔离膜230移动，也可以通过作用于穿出段231的中部(即穿出段231的起始端2311与尾端之间的部分)来牵引隔离膜230移动。牵引机构120可以自动化牵引穿出段231移动，也可以通过手动驱动的方式牵引穿出段231移动。

卷绕部件110还包括来料侧114对应的拉出侧115，牵引机构120设置于卷绕部件110的拉出侧115，用于牵引从隔离膜230的穿出段231移动，以将隔离膜230从间隙112的第二端1122拉出。如图1所示，在本申请的一些实施例中，卷绕部件110的来料侧114和拉出侧115可以分别位于其径向的相对的两侧，以合理布置来料机构和牵引机构120；在其他实施例中，卷绕部件110的来料侧114和拉出侧115也可以分别围绕卷绕部件110的周向呈一定角度设置。

本申请实施例的卷绕设备100包括牵引机构120，牵引机构120能够牵引隔离膜230的穿出段231移动，以使穿出段231的长度达到预设值，隔离膜230的穿出段231也卷入卷绕部件110，使隔离膜230的穿出段231与新进入卷绕部件110的隔离膜230层叠设置以使内圈的负极极片210和正极极片220之间的隔离膜230具有多层隔离膜，在析锂现象发生时锂枝晶不容易刺穿隔离膜而导致负极极片210和正极极片220相接触进而引发电极组件200内部短路。使用该卷绕设备100卷绕成型的电极组件200具有较高的安全性能，且该卷绕设备100能够实现该种电极组件200的工业化生产，提高该种电极组件200的制造效率。

图3示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的一种牵引件处于第一位置的状态示意图；图4示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的一种牵引件处于第二位置的状态示意图。

如图3和图4所示，在本申请的一些实施例中，牵引机构120包括牵引件121和驱动件122，驱动件122用于驱动牵引件121在第一位置和第二位置之间移动，牵引件121被配置为在由第一位置向第二位置移动的过程中牵引穿出段231。

牵引件121在第一位置和第二位置之间的移动路径可以为直线，也可以为曲线；如图4所示，在本申请的一些实施例中，牵引件121沿着第二方向的第一子方向Q1从第一位置移动至第二位置，牵引件121的移动路径为直线。

牵引件121可以通过夹持的方式作用于隔离膜230的穿出段231，也可以以真空吸附的方式作用于隔离膜230的穿出段231，或者通过顶推隔离膜230的中部将隔离膜230的穿出段231拉出。

第一位置为牵引件121开始作用于隔离膜230的穿出段231的位置，第二位置为牵引件121牵引隔离膜230的穿出段231移动以使穿出段231的长度为预设值的位置，牵引件121由第一位置向第二位置移动，将隔离膜230从间隙112的第二端1122向外拉出，使穿出段231的长度不断变长，直至穿出段231的长度达到预设值。

第一位置与卷绕部件110开始卷绕之前其间隙112的第二端1122的位置对应，以便于牵引件121于第一位置作用于隔离膜230。第二位置可以位于第一位置的水平方向上的一侧，也可以位于第一位置的重力方向G上的下方，也可以位于第一位置的其他方向上的一侧。

牵引件121安装于驱动件122的执行端，驱动件122带动牵引件121在第一位置和第二位置之间移动。基于前述的牵引件121的移动路径为直线的实施方式，驱动件122可以为直线气缸、电推杆等常见的直线驱动机构；基于前述的牵引件121的移动路径为曲线的实施方式，驱动件122也可以为带动力的转盘等转动驱动机构，以驱动牵引件121围绕驱动件122的周向移动。

牵引机构120还可以包括导轨组件，牵引件121滑动安装于导轨组件，通过导轨组件引导牵引件121在第一位置和第二位置之间移动。

在上述方案中，在驱动件122的驱动下，牵引件121在由第一位置向第二位置移动的过程中牵引隔离膜230的穿出段231，从而能够实现自动化牵引隔离膜230的穿出段231以使其达到预设值。

图5示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中卷绕部件卷绕以带动牵引件向第一位置移动的状态示意图。

如图5所示，在本申请的一些实施例中，牵引件121被配置为在卷绕部件110开始卷绕后从第二位置回到第一位置，且在回到第一位置的过程中向隔离膜230提供张紧力。

牵引件121由第一位置向第二位置移动的路径和由第二位置向第一位置移动路径可以相同，也可以不同。在本申请的一些实施例中，牵引件121沿着由第一位置向第二位置移动的原路径从第二位置回到第一位置，即沿着第二方向的第二子方向Q2从第二位置移动至第一位置。

当牵引件121牵引隔离膜230的穿出段231移动至第二位置后，卷绕部件110围绕第一方向P转动，将穿出段231卷绕于卷绕部件110，穿出段231的长度变短，直至全部卷入卷绕部件110。在牵引件121沿着第二方向的第二子方向Q2由第二位置移动至第一位置的过程中，牵引件121持续作用于穿出段231的未卷入卷绕部件110的部分，以张紧穿出段231的未卷入卷绕部件110的部分。

实现牵引件121向隔离膜230提供张紧力的实施方式有多种，可以是由驱动件122自身提供张紧力，也可以设置其他的弹性件来提供张紧力。例如，基于驱动件122为直线气缸的实施方式，可以将直线气缸设置为卸力状态，通过直线气缸内部气压值形成阻尼；再例如，牵引机构120还可以包括弹簧，弹簧的一端固定设置，另一端抵接于牵引件121，在牵引件121由第二位置向第一位置移动的过程中，弹簧的另一端向牵引件121施加朝向第二位置的作用力。

在上述方案中，在卷绕部件110开始卷绕后，牵引件121在由第二位置回到第一位置的过程中张紧隔离膜230，使隔离膜230的穿出段231紧绕于卷绕部件110，且不会发生褶皱，提高了隔离膜230的卷绕质量，使电极组件200具有较好的安全性能。

图6示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备中牵引机构的牵引件回到第一位置后释放隔离膜的状态示意图。

如图6所示，在本申请的一些实施例中，牵引件121被配置为在卷绕部件110开始卷绕后从第二位置回到第一位置，且在回到第一位置时将隔离膜230释放。

牵引件121回到第一位置时，牵引件121释放隔离膜230，以容许卷绕部件110继续卷入穿出段231的剩余部分。

第一位置可以位于卷绕部件110的重力方向G的下方，也可以位于卷绕部件110的其他位置，例如斜下方或者水平方向上的一侧等。

在上述方案中，牵引件121在由第二位置回到第一位置时释放隔离膜230，卷绕部件110继续卷绕以将隔离膜230的穿出段231的剩余部分卷入卷绕部件110，以成型电极组件200。

如图6所示，在本申请的一些实施例中，在牵引件121处于所述第一位置时，沿重力方向G，牵引件121位于卷绕部件110的下方。

牵引件121处于第一位置时，牵引件121可以位于卷绕部件110沿重力方向G的正下方，也可以位于卷绕部件110沿重力方向G的斜下方。

在上述方案中，牵引件121处于第一位置时位于卷绕部件110的下方，在牵引件121回到第一位置且释放隔离膜230后，隔离膜230的穿出段231的剩余部分沿着重力方向G自然下垂，隔离膜230的穿出段231的剩余部分进入卷绕部件110的过程中平整无褶皱，提高了隔离膜230的卷绕质量，使电极组件200具有较好的安全性能。

如图5和图6所示，在本申请的一些实施例中，牵引件121的移动方向与重力方向G相交。

牵引件121在第一位置和第二位置之间移动的过程中，其移动路径可以为与重力方向G相交的多个方向。在本申请的一些实施例中，基于前述的牵引件121处于第一位置时位于卷绕部件110沿重力方向G的正下方的实施方式，第二方向为水平方向，牵引件121沿水平方向移动，牵引件121的移动方向和处于第一位置的牵引件121相对于卷绕部件110的方向相互垂直设置，以最大程度地减少牵引件121移动过程中在重力方向G上所占用的空间。在其他实施例中，牵引件121的移动方向和处于第一位置的牵引件121相对于卷绕部件110的方向之间也可以灵活设置。

在上述方案中，牵引件121沿着与重力方向G相交的方向移动，能够使牵引件121在第一位置和第二位置之间移动的路径与重力方向G相交，减少牵引件121移动过程中在重力方向G上所占用的空间，且能够具有较长的行程范围。

如图6所示，在本申请的一些实施例中，牵引件121包括一对第一夹持部1211，一对第一夹持部1211用于夹持隔离膜230的端部232。

一对第一夹持部1211从隔离膜230的厚度方向的两侧共同夹持隔离膜230，一对第一夹持部1211可以为一对气动手指或者电动手指。

一对第一夹持部1211通过夹持隔离膜230的端部232从卷绕部件110的间隙112中拉出穿出段231，一对第一夹持部1211的移动行程即等于穿出段231基于第一位置的拉出长度。

在上述方案中，使用一对夹持部夹持隔离膜230的端部232，能够可靠地牵引隔离膜230的穿出段231移动，从而可靠地拉出隔离膜230的穿出段231至预设长度。

图7示出的是本申请的一些实施例的卷绕设备的牵引机构中另一种牵引件的结构示意图。

如图7所示，在本申请的一些实施例中，卷绕设备100还包括固定件130，用于固定隔离膜230的端部232，固定件130被配置为在牵引件121回到第一位置时将隔离膜230的端部232释放；其中，牵引件121被配置为顶推隔离膜230的位于固定件130和卷绕部件110之间的部分。

固定件130可以设置于卷绕部件110沿重力方向G的下方；固定件130也可以设置于卷绕部件110的其他方位。固定件130可以通过夹持的方式固定隔离膜230的端部232，固定件130也可以通过吸附方式固定隔离膜230的端部232。

牵引件121可以为沿隔离膜230的宽度方向延伸的长条形的推杆，通过推杆的外周面作用于隔离膜230；牵引件121也可以围绕沿隔离膜230的宽度方向的自身轴线转动的过辊或者滑轮等。

牵引件121设置于固定件130和卷绕部件110之间，用于顶推隔离膜230的穿出段231的中部(即从穿出段231与间隙112的第二端1122至隔离膜230的端部232之间的部分)。

牵引件121可以直接设置于卷绕部件110和固定件130之间的中点位置，其顶推隔离膜230的过程中隔离膜230的作用点至卷绕部件110和固定件130的距离相同，且穿出段231的长度大于牵引件121的移动行程；优选地，当固定件130与卷绕部件110紧邻布置时，穿出段231的长度约为牵引件121的移动行程的两倍，能够明显缩短牵引件121的移动行程，减小其所需要的空间。在其他实施例中，牵引件121还可以位于卷绕部件110和固定件130之间的其他位置，例如位于卷绕部件110和固定件130之间的三分之一位置等。

进一步地，牵引件121和卷绕部件110之间还可以设置有其他的用于引导隔离膜230移动的中间部件(例如下述的定滑轮140)。例如，牵引件121设置于中间部件和固定件130之间的中点位置，其顶推隔离膜230的过程中隔离膜230的作用点至中间部件和固定件130的距离相同，穿出段231从中间部件至尾端的长度大于牵引件121的移动行程。

在上述方案中，固定件130固定隔离膜230的端部232，牵引件121顶推隔离膜230的位于固定件130和卷绕部件110之间的部分，将隔离膜230的穿出段231拉出至预设长度，能够缩短牵引件121在第一位置和第二位置之间移动时的行程长度，减少牵引件121移动过程中所占用的空间。固定件130在牵引件121回到第一位置时释放隔离膜230的端部232，卷绕部件110继续卷绕以将隔离膜230的穿出段231的剩余部分卷入卷绕部件110，以成型电极组件200。

如图7所示，在本申请的一些实施例中，固定件130包括一对第二夹持部131，一对第二夹持部131用于夹持隔离膜230的端部232。

一对第二夹持部131从隔离膜230的厚度方向的两侧共同夹持隔离膜230，一对第二夹持部131可以为一对气动手指或者电动手指。

在上述方案中，使用一对第二夹持部131夹持隔离膜230的端部232，能够可靠地固定隔离膜230的端部232，牵引件121能够可靠地拉出隔离膜230的穿出段231至预设长度。

在本申请的一些实施例中，牵引件121为动滑轮。

具体而言，牵引件121的中心轴线沿隔离膜230的宽度方向延伸，牵引件121的轴向的两端超出隔离膜230的宽度方向的两端，以沿着隔离膜230的宽度均匀作用于隔离膜230。

在上述方案中，将牵引件121设置为动滑轮，牵引件121顶推隔离膜230移动的过程中可以通过绕其轴线转动来自动调整牵引件121相对于隔离膜230的表面的抵接角度，避免划伤隔离膜230。

图8示出的是图3中的卷绕设备进一步设置定滑轮的结构示意图(没有示出驱动件)；图9示出的是图7中的卷绕设备进一步设置定滑轮的结构示意图。

如图8和图9所示，在本申请的一些实施例中，卷绕设备100还包括定滑轮140，设置于卷绕部件110和牵引件121之间，用于引导隔离膜230移动。

定滑轮140的轴向沿隔离膜230的宽度方向延伸，定滑轮140在其轴向上的两端超出隔离膜230，以沿隔离膜230的宽度方向均匀作用于隔离膜230。

如图8所示，基于前述的牵引件121牵引隔离膜230的端部232移动的实施方式，隔离膜230的穿出段231绕过定滑轮140后改变行进方向，在卷绕部件110转动过程中，隔离膜230的由定滑轮140至牵引件121的部分的行进方向固定不变。如图9所示，基于前述的固定件130固定隔离膜230的端部232、牵引件121顶推隔离膜230的卷绕部件110与固定件130之间的部分的实施方式，隔离膜230的穿出段231绕过定滑轮140后改变行进方向，在卷绕部件110转动过程中，牵引件121顶推隔离膜230以拉出隔离膜230的穿出段231，隔离膜230的经过定滑轮140部位和固定于固定件130的部位位置固定不变。

在上述方案中，通过在卷绕部件110和牵引件121之间设置定滑轮140，能够引导改变隔离膜230的走带方向，降低卷绕部件110转动过程对穿出段231的影响，利于控制穿出段231的从定滑轮140处至隔离膜230的端部232之间的部分的走带方向，不仅利于穿出段231的长度的计算，还能够提高卷绕设备100的工作可靠性。

图10示出的是本申请的一些实施例的卷绕方法的工艺流程图。

如图10所示，本申请的一些实施例还提出一种卷绕方法，用于卷绕成型电极组件200，卷绕方法包括：

S100：将隔离膜230穿过卷绕部件110，隔离膜230的穿出卷绕部件110的部分为穿出段231；

S200：牵引隔离膜230的穿出段231，以使穿出段231的长度达到预设值；

S300：卷绕部件110开始卷绕，以成型所述电极组件200。

为了便于描述，本申请实施例结合卷绕设备100的使用方法来阐述本申请实施例的卷绕方法。可以理解的是，本申请实施例的卷绕方法包括但不局限于使用本申请实施例中的卷绕设备100来实施。

S100：将隔离膜230穿过卷绕部件110，隔离膜230的穿出卷绕部件110的部分为穿出段231，包括：

隔离膜230从一对卷针111之间的间隙112的第一端1121进入间隙112，从第二端1122穿出间隙112，隔离膜230的从第二端1122至端部232之间的部分为穿出段231。

在本申请的一些实施例中，S200：牵引隔离膜230的穿出段231，以使穿出段231的长度达到预设值，包括：

S210：牵引件121由第一位置向第二位置移动以牵引穿出段231,以使穿出段231的长度达到预设值。

在本申请的一些实施例中，S210：牵引件121由第一位置向第二位置移动以牵引穿出段231，以使穿出段231的长度达到预设值,包括：

S211：牵引件121包括一对第一夹持部1211，使用一对第一夹持部1211夹持隔离膜230的端部232，牵引件121由第一位置移动至第二位置，以使穿出段231的长度达到预设值。

在本申请的另一些实施例中，S210：牵引件121由第一位置向第二位置移动以牵引穿出段231，以使穿出段231的长度达到预设值,包括：

S212：牵引件121为动滑轮，使用固定件130固定隔离膜230的端部232，牵引件121顶推隔离膜230的卷绕部件110与固定件130之间的部分且由第一位置移动至第二位置，以使穿出段231的长度达到预设值。

在本申请的一些实施例中，S200：牵引隔离膜230的穿出段231，以使穿出段231的长度达到预设值，包括：

S220：卷绕部件110和牵引件121之间设置定滑轮140，隔离膜230从卷绕部件110的间隙112的第二端1122穿出后，先绕过定滑轮140，再通过牵引件121牵引。

在本申请的一些实施例中，S300：卷绕部件110开始卷绕，以成型所述电极组件200，包括：

S310：牵引件121从第二位置回到第一位置，且在回到第一位置的过程中向隔离膜230提供张紧力；

S320：牵引件121回到第一位置时，牵引件121释放隔离膜230。

在S212：牵引件121为动滑轮，使用固定件130固定隔离膜230的端部232，牵引件121顶推隔离膜230的卷绕部件110与固定件130之间的部分且由第一位置移动至第二位置，以使穿出段231的长度达到预设值的实施方式，S300：卷绕部件110开始卷绕，以成型所述电极组件200，还包括：

S330：牵引件121回到第一位置时，固定件130释放隔离膜230的端部232。

使用本申请实施例的卷绕方法卷绕成型电极组件200，能够将长度为预设值的隔离膜230的穿出段231也卷入卷绕部件110，使隔离膜230的穿出段231与新进入卷绕部件110的隔离膜230层叠设置以使内圈的负极极片210和正极极片220之间的隔离膜230具有多层隔离膜，在析锂现象发生时锂枝晶不容易刺穿隔离膜而导致负极极片210和正极极片220相接触进而引发电极组件200内部短路，使用该卷绕方法卷绕成型的电极组件200具有较高的安全性能。

在本申请的一些实施例中，穿出段231的长度的预设值大于卷绕部件110的周长。

请参照图1所示，基于前述的间隙112的第一端1121和第二端1122位于卷绕部件110的径向的相对的两侧的实施形式，当穿出段231的长度达到预设值后卷绕部件110开始转动。穿出段231从起始端2311起首先直接与卷绕部件接触半个周长值，直至与隔离膜230中的第一隔离膜233层叠设置。当负极极片210插入第一隔离膜233和第二隔离膜234之间以进入卷绕部件110之后，负极极片210的外侧在原有的第一隔离膜233的基础上增加了层叠设置的穿出段231，即负极极片210的隔离膜层数为三层。正极极片220从第二隔离膜234的内侧进入卷绕部件110之后，正极极片220与之前卷入的负极极片210的外侧相对设置，即正极极片220的最内圈与其内侧的负极极片210之间的隔离膜层数为三层。穿出段231继续层叠卷绕部件110的半个周长值，能够覆盖正极极片220的最内圈的第一个弯折区235，从而保护正极极片220的最内圈的首个弯折区235在发生析锂时不会导致电极组件200短接。

在上述方案中，穿出段231的预设值大于卷绕部件110的周长，能够至少在正极极片220的最内圈的第一个弯折区235(请参照图2)与其内侧的负极极片210之间设置多层隔离膜，从而避免正极极片220的最内圈的第一个弯折区235(请参照图2)的内侧发生析锂时锂析晶刺穿隔离膜，能够明显改善电极组件200的安全性能。

在其他实施例中，当需要保护正极极片220的最内圈的第一个和第二个弯折区235不受析锂影响时，预设值可以大于卷绕部件110的周长的1.5倍；以此类推，沿着正极极片220从最内圈向外卷绕延伸的方向，每多保护一个弯折区235，预设值的长度增加卷绕部件的一个周长长度，本文不再举例。

图11示出的是图3中的卷绕设备的卷绕过程示意图；图12示出的是图7中的卷绕设备的卷绕过程示意图。

如图1至图6以及图11所示，本申请的一些实施例提出一种卷绕设备100，用于卷绕成型电极组件200，卷绕设备100包括卷绕部件110、牵引机构120和定滑轮140。牵引机构120包括牵引件121，定滑轮140固定设置于卷绕部件110的下方，牵引件121可以在第一位置和第二位置之间移动。其中，牵引件121包括一对第一夹持部1211。隔离膜230从卷绕部件110中穿过后绕过定滑轮140，牵引件121于定滑轮140的下方移动，以拉出隔离膜230的穿出段231。

该卷绕设备100的卷绕方法如下：

隔离膜230穿过卷绕部件110，端部232暴露出卷绕部件110；

卷绕部件110开始卷绕之前，牵引件121的一对第一夹持部1211夹持隔离膜230的端部232；

牵引件121带动隔离膜230的端部232沿着第一子方向Q1由第一位置向第二位置移动，将隔离膜230拉出，直至穿出段231的长度为预设值，其中，预设值为L1+L2，且预设值的长度大于卷绕部件110的周长；

卷绕部件110沿第一方向P开始卷绕，与此同时，牵引件121夹持住隔离膜230的端部232沿第二子方向Q2倒退，以张紧隔离膜的穿出段231；

牵引件121回到第一位置后，牵引件121释放隔离膜230的端部232，卷绕部件110继续卷绕，以将穿出段231全部卷入卷绕部件110，从而得到特殊结构的电极组件200。

如图7至图9以及图12所示，本申请的一些实施例提出一种卷绕设备100，用于卷绕成型电极组件200，卷绕设备100包括卷绕部件110、牵引机构120、固定件130和定滑轮140。牵引机构120包括牵引件121，定滑轮140固定设置于卷绕部件110的下方，牵引件121可以在第一位置和第二位置之间移动。其中，牵引件121为动滑轮。隔离膜230从卷绕部件110中穿过后绕过定滑轮140，固定件130固定设置于定滑轮140的下方，固定件130包括一对第二夹持部131，一对第二夹持部131用于夹持隔离膜230的端部232。牵引件121设置于固定件130与定滑轮140之间，牵引件121能够顶推隔离膜230，以拉出隔离膜230的穿出段231。

该卷绕设备100的使用方法如下：

隔离膜230穿过卷绕部件110，端部232暴露出卷绕部件110；

卷绕部件110开始卷绕之前，固定件130固定夹持隔离膜230的端部232；

牵引件121顶推隔离膜230的位于定滑轮140和固定件130之间的部分，沿着第一子方向Q1由第一位置向第二位置移动，以将隔离膜230从卷绕部件110中拉出，直至穿出段231的长度为预设值，其中，预设值为L1+L3+L4，且预设值的长度大于卷绕部件110的周长；

卷绕部件110沿第一方向P开始卷绕，与此同时，牵引件121顶推于隔离膜230且沿第二子方向Q2倒退，以张紧隔离膜230的穿出段231；

牵引件121回到第一位置后，牵引件121释放隔离膜230，固定件130释放隔离膜230的端部232，卷绕部件110继续卷绕，以将穿出段231全部卷入卷绕部件110，从而得到特殊结构的电极组件200。

本申请实施例的卷绕设备100包括卷绕部件110和牵引机构120，能够将隔离膜230的穿出段231的长度拉伸至预设值，卷绕部件110卷绕时能够卷入穿出段231，形成一种特殊结构的电极组件200。该电极组件200的正极极片220的最内圈与其内侧的负极极片210之间具有多层隔离膜，可以避免该处产生析锂时锂析晶将正极极片220和负极极片210短接导致电极组件200内部发生短路，具备较高的安全性能。使用该卷绕设备100以及卷绕方法卷绕成型该电极组件200，不仅能够实现该电极组件200的工业化生产，还能够提高该电极组件200的制造效率。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种卷绕设备，用于卷绕成型电极组件，其特征在于，所述卷绕设备包括：

卷绕部件；

牵引机构，所述牵引机构被配置为在隔离膜穿出所述卷绕部件之后牵引所述隔离膜的穿出段，以使所述穿出段的长度达到预设值；

其中，所述卷绕部件被配置为在所述穿出段的长度达到所述预设值后开始卷绕，以成型所述电极组件。

2.根据权利要求1所述的卷绕设备，其特征在于，所述牵引机构包括牵引件和驱动件，所述驱动件用于驱动所述牵引件在第一位置和第二位置之间移动，所述牵引件被配置为在由所述第一位置向所述第二位置移动的过程中牵引所述穿出段。

3.根据权利要求2所述的卷绕设备，其特征在于，所述牵引件被配置为在所述卷绕部件开始卷绕后从所述第二位置回到所述第一位置，且在回到所述第一位置的过程中向所述隔离膜提供张紧力。

4.根据权利要求2或3所述的卷绕设备，其特征在于，所述牵引件被配置为在所述卷绕部件开始卷绕后从所述第二位置回到所述第一位置，且在回到所述第一位置时将所述隔离膜释放。

5.根据权利要求2-4任一项所述的卷绕设备，其特征在于，在所述牵引件处于所述第一位置时，沿重力方向，所述牵引件位于所述卷绕部件的下方。

6.根据权利要求5所述的卷绕设备，其特征在于，所述牵引件的移动方向与所述重力方向相交。

7.根据权利要求2-6任一项所述的卷绕设备，其特征在于，所述牵引件包括一对第一夹持部，所述一对第一夹持部用于夹持所述隔离膜的端部。

8.根据权利要求2-6任一项所述的卷绕设备，其特征在于，所述卷绕设备还包括：

固定件，用于固定所述隔离膜的端部，所述固定件被配置为在所述牵引件回到所述第一位置时将所述隔离膜的端部释放；

其中，所述牵引件被配置为顶推所述隔离膜的位于所述固定件和所述卷绕部件之间的部分。

9.根据权利要求8所述的卷绕设备，其特征在于，所述固定件包括一对第二夹持部，所述一对第二夹持部用于夹持所述隔离膜的端部。

10.根据权利要求8或9所述的卷绕设备，其特征在于，所述牵引件为动滑轮。

11.根据权利要求2-10任一项所述的卷绕设备，其特征在于，所述卷绕设备还包括：

定滑轮，设置于所述卷绕部件和所述牵引件之间，用于引导所述隔离膜移动。

12.一种卷绕方法，用于卷绕成型电极组件，其特征在于，所述卷绕方法包括：

将隔离膜穿过卷绕部件，所述隔离膜的穿出所述卷绕部件的部分为穿出段；

牵引所述隔离膜的所述穿出段，以使所述穿出段的长度达到预设值；

所述卷绕部件开始卷绕，以成型所述电极组件。

13.根据权利要求12所述的卷绕方法，其特征在于，所述预设值大于所述卷绕部件的周长。