CN202897694U - 锂离子电池用卷针 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池领域领域，公开了一种锂离子电池用卷针。卷针包括卷针基台，在卷绕基台上设置有分立的第一卷针片、以及第二卷针片，第一卷针片、第二卷针片的宽度平面在同一平面内，在第一卷针片的宽度平面的外侧设置有沿宽度平面向内凹进的第一凹台，在第二卷针片的宽度平面的外侧设置有沿宽度平面向内凹进的第二凹台，第一凹台、第二凹台，分别水平相背地位于第一卷针片、第二卷针片的末端；第一凹台、第二凹台沿宽度平面的边缘分别为：平直边缘，第一凹台、第二凹台沿长度方向的边缘分别为：平直边缘。应用该技术方案，有利于提高卷绕得到的锂离子卷绕电芯体上的极耳之间的距离。

Description

锂离子电池用卷针

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池领域领域，特别涉及一种锂离子电池用卷针。

背景技术

自20世纪90年代锂离子电池商品化以来，锂离子电池以其高比能量、高电压、能量密度高等优点已成为移动通讯、笔记本电脑等便携式电子产品的主要电源之一。现有的锂电池按其形状，主要分为平板型锂电池和圆柱型锂电池。锂电池电芯体由正极极片、负极极片以及隔膜通过卷绕而成。

现有的锂电池电芯体的卷绕方法主要是使用一个片状卷针，在片状卷针外卷绕层叠的正极片、隔膜、负极片以及隔膜，从而形成在任一层正极片与负极片之间均固定有一层隔膜的卷绕电芯体。

在进行本实用新型研究过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：

在现有技术的卷绕工艺中，正极片、负极片置入的位置主要依靠卷绕工人的目测以及手感位置确定位置置入，无法确保正极片、负极片上的正极耳、负极耳之间位置，无法确保锂离子卷绕电芯体的正负极位置的距离，得到的批次一致性差，给卷绕电芯体的后续装配带来极大的困难。

实用新型内容

本实用新型实施例第一目的在于提供一种锂离子电池用卷针，应用该技术方案，有利于提高卷绕得到的锂离子卷绕电芯体上的极耳之间的距离，提高卷绕的工艺规范性。

本实用新型实施例提供的一种锂离子电池用卷针，包括：卷针基台，

在所述卷绕基台上设置有分立的第一卷针片、以及第二卷针片，所述第一卷针片、第二卷针片的宽度平面在同一平面内，

在所述第一卷针片的宽度平面的外侧设置有沿所述宽度平面向内凹进的第一凹台，

在所述第二卷针片的宽度平面的外侧设置有沿所述宽度平面向内凹进的第二凹台，

所述第一凹台、第二凹台，分别水平相背地位于所述第一卷针片、第二卷针片上与所述卷绕基台相对的末端；

所述第一凹台、第二凹台沿所述第一卷针片、第一卷针片的宽度平面的边缘分别为：平直边缘，

所述第一凹台、第二凹台沿所述第一卷针片、第一卷针片的长度方向的边缘分别为：平直边缘。

可选地，在所述卷绕基台上设置有第一卷针片、以及第二卷针片，具体是：

所述第一卷针片、第二卷针片分别为：由所述卷绕基台向所述第一卷针片、第二卷针片的长度方向延伸出来的卷针片。

可选地，所述第一凹台沿第一卷针片的宽度平面的边缘与所述沿所述第一卷针片长度方向的边缘之间形成的夹角为90度夹角；

所述第二凹台沿第二卷针片的宽度平面的边缘与所述沿所述第二卷针片长度方向的边缘之间形成的夹角为90度夹角。

可选地，所述第一卷针片、第二卷针片的末端分别呈圆滑状。

可选地，所述第一卷针片、第二卷针片的末端分别呈U形的圆滑状。

可选地，在所述卷针基台上还设置有：用于将所述卷针固定于电机转轴的安装孔部。

可选地，在所述安装孔上还设置有沿所述安装孔的直径向外延伸的第一开槽以及第二开槽，

其中所述第一开槽由所述安装孔延伸至所述卷绕基台的边缘，所述第一开槽在所述卷绕基台的边缘形成有一槽状缺口，

所述第二开槽由所述安装孔延伸在所述卷绕基台内。

由上可见，应用本实施例技术方案，由于在本实施例卷针的分立的第一卷针片、第二卷针片的相对末端形成有上述结构以及形状的第一凹台、第二凹台，故在锂离子卷绕电芯体的卷绕工艺中，可以通过第一凹台、第二凹台分别对置入的第一极片、第二极片上的第一矩形极耳胶、第二矩形极耳胶进行边缘对边缘的紧贴限位，从而方便地对极片的置入位置进行定位，确保最终得到的卷绕电芯体的第一极耳与第二极耳之间的距离，确保锂离子电池的规格一致性，并且有利于锂离子卷绕电芯的后续装配，并且有利于确保锂离子电池的工艺的规范性，避免由于现有技术中由于仅仅依靠人眼确定置入的第一极片、第二极片的位置而无法保证卷绕电芯体的批次一致性，无法保证各锂离子卷绕电芯体个体间的第一极耳、第二极耳之间的距离的差异性等问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型的不当限定，在附图中：

图1为本实用新型实施例1提供一种锂离子电池用卷针的正面结构示意图；

图2为本实用新型实施例1提供应用本实施的卷针进行锂离子卷绕电芯的卷绕工艺流程示意图；

图3为本实用新型实施例1提供进行隔膜预卷绕得到隔膜卷绕体的卷绕步骤流程图；

图4为本实用新型实施例1提供在进行锂离子电芯体的卷绕时第一凹台1021、第二凹台1031对第一矩形极耳胶402、第二矩形极耳胶404的定位结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本实用新型，在此本实用新型的示意性实施例以及说明用来解释本实用新型，但并不作为对本实用新型的限定。

实施例1：

参见图1所示，本实施例提供一种锂离子电池用卷针，其主要包括卷绕基台101、第一卷针片102、第二卷针片103。

其主要结构以及连接关系主要如下：

第一卷针片102、第二卷针片103分立地安装在卷绕基台101上，当采用自动卷绕时还可以在卷绕基台101上设置安装孔104。从而在应用时可以通过该安装孔104将卷绕基台101安装于自动化卷绕机上由电机带动卷绕基台101以及卷绕基台101上的第一卷针片102、第二卷针片103卷绕，实现自动化卷绕。具体的卷绕工艺将在后面详细讲解。

在进行卷绕基台101上的安装孔104的设计时，还可以但不限于采用以下的设计：

在安装孔104上还设置有沿安装孔104的径向向外延伸的第一开槽105以及第二开槽106，并且使第一开槽105由安装孔104向外延伸至卷绕基台101的边缘，第一开槽105在卷绕基台101的边缘形成有一槽状缺口，第二开槽106由安装孔104延伸在卷绕基台101内。由于在安装孔104外设计有上述的第一开槽105、第二开槽106，在进行安装孔104与电机的转轴安装连接时，在连接时可以使贯穿于安装孔104内的固定轴的直径略大于安装孔104的直径，由于第一开槽105、第二开槽106的微变形，从而使固定轴被牢固地置入当前存在向内形变弹力的安装孔104内，使得其安装更加牢固，有利于进一步确保卷绕效果。

第一卷针片102第二卷针片103的宽度平面位于同一平面。

在第一卷针片102的宽度平面的外侧设置有沿宽度平面向内凹进的第一凹台1021。

在第二卷针片103的宽度平面的外侧设置有沿宽度平面向内凹进的第二凹台1031。

其中，第一凹台1021、第二凹台1031，分别水平相背地位于第一卷针片102、第二卷针片103上与卷绕基台101相对的末端，并且第一凹台1021、第二凹台1031沿第一卷针片102、第一卷针片102的宽度平面的边缘分别为：平直边缘，第一凹台1021、第二凹台1031沿第一卷针片102、第一卷针片102的长度方向的边缘分别为：平直边缘。

参见图2、图4所示，在应用本实施的卷针进行锂离子卷绕电芯的卷绕时，具体的卷绕工艺包括以下的步骤：

步骤201：将隔膜卷绕固定在由第一卷针片102以及第二卷针片103构成的整体卷针片外，形成隔膜卷绕体。

将隔膜卷绕固定在由第一卷针片102以及第二卷针片103构成的整体卷针片外，形成有一隔膜卷绕体，使隔膜卷绕体在第一卷针片102以及第二卷针片103的外周均卷绕有至少一层隔膜层，即形成的隔膜卷绕体的外周至少形成有一层隔膜层。

在进行隔膜的预卷绕时，为了使隔膜的卷绕定位更牢固，在进行隔膜预卷绕时可以多卷绕几圈，使得隔膜卷绕体的隔膜层数相应适当多几层，使得隔膜的卷绕定位更牢固，并且后续的第一极片、第二极片的入料更加方便，入料操作更加方便。

在隔膜的预卷绕形成隔膜卷绕体后，在隔膜卷绕体外延伸有相互层叠的第一隔膜片、第二隔膜片。

参见图3所示，在本实施例在进行隔膜预卷绕得到隔膜卷绕体时，具体但不限于可以按照以下的工艺步骤处理：

步骤301：将一隔膜片绕第一卷针片102对折形成第一隔膜片、以及第二隔膜片。

将一较长的隔膜片绕第一卷针片102对折形成长度基本对半的第一隔膜片、以及第二隔膜片。

步骤302：使第一隔膜片从第一卷针片102的底面绕过，然后从第一卷针片102与第二卷针片103之间的空隙处穿过，层叠于第二隔膜片的底部。

步骤303：使第二隔膜片绕过第一卷针片102的顶面层叠于第一隔膜片的顶面，得到相互层叠的第一隔膜片、第二隔膜片。

由上可见，在进行由一个长条隔膜对折形成的第一隔膜片时候，使最里层的第一隔隔膜片绕第一卷针片102、第二卷针片103呈“8”字形卷绕，有利于使隔膜的预卷绕定位更加牢固，使得到的隔膜卷绕体的结构更加牢固，从而使得最终得到的卷绕电芯体的隔膜定位、排布更加牢固、有规律，有利于形成一致性较好的卷绕电芯体。

步骤304：将层叠的第一隔膜以及第二隔膜保持层叠顺序不变地，继续共同绕第一卷针片102与第二卷针片103构成的整体卷针片，卷绕预定的长度，形成隔膜卷绕体。

步骤202：在隔膜卷绕体与第一隔膜片之间置入第一极片。

当经过隔膜预卷绕得到一个隔膜卷绕体后，第一隔膜片绕位于隔膜卷绕体外，第二隔膜片层叠于第一隔膜片外。

在隔膜卷绕体与第一隔膜片之间置入第一极片，在置入第一极片时，首先置入固定有第一极耳401的一端，使第一极片上用于固定第一极耳401的矩形极耳胶（记为第一矩形极耳胶402）边对边相贴地紧贴在第一卷绕针的第一凹台1021外，使第一矩形极耳胶402被第一卷绕针的第一凹台1021外的边缘限位在第一凹台1021外，使第一极片的第一矩形极耳胶402以及第一矩形极耳胶402外的第一极耳401均位于第一凹台1021外。

在锂离子卷绕电芯中，在进行卷绕之前，预先在已经裁好预定宽度的极片（正极片或者负极片）上，通过铆接或者激光焊接等固定工艺将作为极耳的长条金属条（铜条或者镍条或者其他导电金属条）与极片的长度方向垂直（与极片的宽度方向同向）地固定在极片的一端部，在固定好极耳后，在极耳与极片的焊接位置的两边粘贴矩形的极耳胶，避免在卷绕电芯体中，极耳刺破隔膜导致短路，并且极耳胶的粘贴有利于进一步固定极耳，避免脱落以及移位。

步骤203：在第一隔膜片与第二隔膜片之间置入第二极片。

在第一隔膜片与第二隔膜片之间置入第二极片，在置入第二极片时，首先置入固定有第二极耳403的一端，使第二极片上用于固定第二极耳403的矩形的极耳胶（记为第二矩形极耳胶404）边对边地紧贴在第二卷绕针的第二凹台1031外，使第二矩形极耳胶404被第二卷绕针的第二凹台1031外的边缘限位在第二凹台1031外，第二极片的第二矩形极耳胶404以及第二矩形极耳胶404外的第二极耳403均位于第二凹台1031外。

其中步骤202、203的先后顺序并不限于此，具体可以根据实际卷绕要求以及工艺要求互相对调。

步骤204：继续卷绕层叠的隔膜以及极片，直到卷绕完毕，即在卷针外卷绕形成锂离子电池电芯。

在分别置入第一极片、第二极片后，在隔膜卷绕体的外周继续卷绕层叠的第一极片、第一隔膜片、第二极片以及第二隔膜片（图4中的406为层叠在一起的第一极片、第一隔膜片、第二极片以及第二隔膜片），在继续卷绕时，保持第一极片、第一隔膜片、第二极片以及第二隔膜片的层叠顺序不变，直到卷绕结束，在卷针外卷绕形成锂离子电池电芯。

在该锂离子电池电芯上每层的第一极片与第二极片之间分别形成有隔膜层。

在卷针外卷绕形成锂离子电池电芯之后，将锂离子电池电芯从卷针上取下，在锂离子电池电芯外粘贴胶布定位外周的隔膜，从而实现卷绕电芯体的卷绕体的定位，避免卷绕散开，实现卷绕体的定型，从而得到固定定型的锂离子电芯体。

在得到锂离子卷绕电芯体后，还可以按照锂离子电池的现有制备工艺进行入壳，正负极连接等等后续工艺，得到锂离子电池。

在本实施例中，第一极片、第二极片分别为正极片、负极片。正极片、负极片的材料以及规格具体可以但不限于根据对应的锂离子电池的电性能要求以及型号确定。

由上可见，采用本实施例技术方案，由于在分立的第一卷针片102、第二卷针片103的相对末端形成有上述结构以及形状的第一凹台1021、第二凹台1031，故在锂离子卷绕电芯体的卷绕工艺中，可以通过第一凹台1021、第二凹台1031分别对置入的第一极片、第二极片上的第一矩形极耳胶402、第二矩形极耳胶404进行边缘对边缘的紧贴限位，从而方便地对极片的置入位置进行定位，确保最终得到的卷绕电芯体的第一极耳401与第二极耳403之间的距离，确保锂离子电池的规格一致性，并且有利于锂离子卷绕电芯的后续装配，并且有利于确保锂离子电池的工艺的规范性，避免由于现有技术中由于仅仅依靠人眼确定置入的第一极片、第二极片的位置而无法保证卷绕电芯体的批次一致性，无法保证各锂离子卷绕电芯体个体间的第一极耳401、第二极耳403之间的距离的差异性等问题。

另外，在本实施例的卷针的卷绕基台101第一卷针片102、以及第二卷针片103可以但不限于为一体化成型设计，使第一卷针片102、第二卷针片103分别为由卷绕基台101向外延伸形成的两卷针片。

另外，在本实施例中，还可以但不限于采用以下的优化设计：

第一凹台1021沿第一卷针片102的宽度平面的边缘、与沿第一卷针片102长度方向的边缘之间形成的夹角a为90度夹角，从而使其对第一极片的第一矩形极耳胶402的边缘对边缘的限位定位更加紧密更加服帖，进一步有利于定位的精准，提高锂离子卷绕电芯体的一致性。

第二凹台1031沿第二卷针片103的宽度平面的边缘、与沿第二卷针片103长度方向的边缘之间形成的夹角b为90度夹角，从而使其对第一极片的第一矩形极耳胶402的边缘对边缘的限位定位更加紧密更加服帖，进一步有利于定位的精准，提高锂离子卷绕电芯体的一致性。

另外，在本实施例中，还可以但不限于将第一卷针片102、第二卷针片103的最末端分别设计成：呈圆滑状，譬如可以将其最末端设计成U形的圆滑状。虽然该第一卷针片102、第二卷针片103的最末端外未卷绕有卷绕电芯体，但是该圆滑状设计有利于避免卷针在卷绕过程中刺破隔膜第一极片、以及第二极片，并且有利于卷绕操作的安全性。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种锂离子电池用卷针，其特征是，包括：卷针基台，

在所述卷绕基台上设置有分立的第一卷针片、以及第二卷针片，所述第一卷针片、第二卷针片的宽度平面在同一平面内，

在所述第一卷针片的宽度平面的外侧设置有沿所述宽度平面向内凹进的第一凹台，

在所述第二卷针片的宽度平面的外侧设置有沿所述宽度平面向内凹进的第二凹台，

所述第一凹台、第二凹台，分别水平相背地位于所述第一卷针片、第二卷针片上与所述卷绕基台相对的末端；

所述第一凹台、第二凹台沿所述第一卷针片、第一卷针片的宽度平面的边缘分别为：平直边缘，

所述第一凹台、第二凹台沿所述第一卷针片、第一卷针片的长度方向的边缘分别为：平直边缘。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷针，其特征是，

在所述卷绕基台上设置有第一卷针片、以及第二卷针片，具体是：

所述第一卷针片、第二卷针片分别为：由所述卷绕基台向所述第一卷针片、第二卷针片的长度方向延伸出来的卷针片。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷针，其特征是，

所述第一凹台沿第一卷针片的宽度平面的边缘与所述沿所述第一卷针片长度方向的边缘之间形成的夹角为90度夹角；

所述第二凹台沿第二卷针片的宽度平面的边缘与所述沿所述第二卷针片长度方向的边缘之间形成的夹角为90度夹角。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷针，其特征是，

所述第一卷针片、第二卷针片的末端分别呈圆滑状。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池用卷针，其特征是，

所述第一卷针片、第二卷针片的末端分别呈U形的圆滑状。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用卷针，其特征是，

在所述卷针基台上还设置有：用于将所述卷针固定于电机转轴的安装孔部。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池用卷针，其特征是，

在所述安装孔上还设置有沿所述安装孔的直径向外延伸的第一开槽以及第二开槽，

其中所述第一开槽由所述安装孔延伸至所述卷绕基台的边缘，所述第一开槽在所述卷绕基台的边缘形成有一槽状缺口，

所述第二开槽由所述安装孔延伸在所述卷绕基台内。

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