CN206388808U - 卷针及卷针机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种卷针、包含所述卷针的卷针机构，通过聚三氟氯乙烯修饰层设置于卷针本体上，降低了卷针与凝胶隔膜之间的静电吸引，且较好地降低了卷针与凝胶隔膜之间的摩擦力，使得卷针易于从电芯内部抽出，且抽出后不易导致电芯的内部结构出现破损或褶皱，并有效避免了正负极片与隔膜的相对位置发生错位的情况出现，从而能够较好地提高锂离子电池的良品率。

Description

卷针及卷针机构

技术领域

本实用新型涉及锂电池制造技术领域，特别是涉及一种卷针及卷针机构。

背景技术

锂离子电池由于具有能量高、电池电压高、工作温度范围宽及储存寿命长等优点，被广泛应用于手机、平板电脑、可穿戴设备等军事与民用小型设备中，市场空间巨大。目前，为了提高锂离子电池的安全性，通常采用凝胶隔膜来制备锂离子电池。

电芯卷绕是一道重要的工序，直接影响电芯这一锂离子电池核心部件的性能优劣。传统技术中，采用电池卷绕机进行电芯的卷绕，卷针作为电芯的支撑部件为电芯卷绕提供卷绕支撑，电芯卷绕在卷针的外侧，电池卷绕机的精度绝大部分取决于卷针机构的卷针的精度。然而，在采用凝胶隔膜来制备锂离子电池的制作过程中，完成电芯卷绕步骤后，需要将卷针从电芯内取出，由于卷针与电芯内部的凝胶隔膜存在静电吸引及较大的摩擦力，导致将卷针从电芯内部抽出较为困难，抽出后容易破坏电芯内部结构，甚至发生电极芯内部被抽出的情况，最终导致锂离子电池的良品率降低。

实用新型内容

基于此，有必要提供一种卷针、包含所述卷针的卷针机构。

一种卷针，包括：卷针本体，所述卷针本体的一端开设有第一定位孔；及聚三氟氯乙烯修饰层，所述聚三氟氯乙烯修饰层设置于所述卷针本体的外侧面上，所述卷针本体的两端分别至少部分外露于所述聚三氟氯乙烯修饰层，其中，所述聚三氟氯乙烯修饰层上开设有第二定位孔，所述第二定位孔与所述第一定位孔对齐。

在其中一个实施例中，所述聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.05mm～0.3mm。

在其中一个实施例中，所述聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.1mm。

在其中一个实施例中，所述聚三氟氯乙烯修饰层的厚度由所述卷针本体的一端向另一端逐渐增大。

在其中一个实施例中，所述聚三氟氯乙烯修饰层的最小厚度与最大厚度的比值为0.02～0.06。

在其中一个实施例中，所述聚三氟氯乙烯修饰层的最小厚度与最大厚度的比值为0.05。

在其中一个实施例中，所述卷针还包括乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层，所述乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于所述聚三氟氯乙烯修饰层上。

在其中一个实施例中，所述乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于所述聚三氟氯乙烯修饰层背向所述卷针本体的一面。

在其中一个实施例中，所述乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于所述聚三氟氯乙烯修饰层与所述卷针本体之间。

一种卷针机构，包括驱动器及上述任意一个实施例所述的卷针，所述卷针与所述驱动器驱动连接。

上述卷针、包含所述卷针的卷针机构，通过聚三氟氯乙烯修饰层设置于卷针本体上，降低了卷针与凝胶隔膜之间的静电吸引，且较好地降低了卷针与凝胶隔膜之间的摩擦力，使得卷针易于从电芯内部抽出，且抽出后不易导致电芯的内部结构出现破损或褶皱，并有效避免了正负极片与隔膜的相对位置发生错位的情况出现，从而能够较好地提高锂离子电池的良品率。

附图说明

图1为一个实施例的卷针的结构示意图；

图2为一个实施例的卷针的另一角度的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施方式。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本实用新型的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1及图2，一实施例的卷针10，包括：卷针本体100及聚三氟氯乙烯修饰层200，聚三氟氯乙烯修饰层200设置于卷针本体100的外侧面上，例如，聚三氟氯乙烯修饰层200贴覆或涂覆于卷针本体100的外侧面上，卷针本体100的两端分别至少部分外露于聚三氟氯乙烯修饰层200，例如，卷针本体的两端侧面均外露于润滑层。卷针本体100的一端用于连接卷针机构，卷针本体100的另一端用于在电芯卷绕中进行定位。在锂离子电池的制备过程中，卷针10用于完成电芯卷绕步骤。

卷针本体100的一端开设有第一定位孔(图未示)，第一定位孔用于在电芯卷绕的过程中起到定位的作用。例如，第一定位孔贯穿卷针本体。具体地，卷针本体100包括第一卷针110及第二卷针120，第一卷针110及第二卷针120相互层叠设置，第一定位孔分别贯穿第一卷针110及第二卷针120。其中，为了提高卷针的结构强度，卷针本体的材质为金属材质。卷针本体100用于作为卷绕正负极片及凝胶隔膜的基础结构。

聚三氟氯乙烯修饰层200上开设有第二定位孔210，第二定位孔210与第一定位孔对齐，例如，在垂直于聚三氟氯乙烯修饰层所在平面的方向上，第二定位孔与第一定位孔对齐。又如，第二定位孔为方形，第一定位孔为与第二定位孔的形状相同的方形。又如，第二定位孔为圆形，第一定位孔为与第二定位孔形状相同的圆形，在能实现定位功能的前提下，第一定位孔及第二定位孔的形状可以灵活选择，不做限制。聚三氟氯乙烯修饰层200用于改善卷针本体100的表面性质，例如，聚三氟氯乙烯修饰层用于贴覆于隔膜的聚偏二氟乙烯层上，解决卷针与电芯内部的凝胶隔膜存在静电吸引的问题，同时，也能够用于改善卷针与电芯内部的凝胶隔膜之间存在的较大摩擦力的问题。

应该理解的是，电芯是由正极片、隔膜和负极片层叠卷绕而成，隔膜用于隔离正极片和负极片，使得正极片和负极片之间绝缘。为了实现很好的绝缘效果，一般隔膜采用凝胶隔膜，这样，当电芯卷绕成型后，电芯最内侧的一层为凝胶隔膜，该凝胶隔膜将直接抵接与卷针表面抵接。具体地，在电芯卷绕步骤中，卷针直接与凝胶隔膜接触。凝胶隔膜包括隔膜本体及聚偏二氟乙烯层，聚偏二氟乙烯层设置于隔膜本体上，例如，聚偏二氟乙烯层贴覆或涂覆于隔膜本体上，例如，通过涂覆的方式，在隔膜本体与卷针直接接触的表面上，形成一层聚偏二氟乙烯层。由于卷针本体的外侧面设置有聚三氟氯乙烯修饰层，卷针通过聚三氟氯乙烯修饰层和凝胶隔膜接触，同时，隔膜本体与卷针直接接触的表面上涂覆有聚偏二氟乙烯，亦即卷针通过聚三氟氯乙烯修饰层和凝胶隔膜表面的聚偏二氟乙烯层直接接触。这样，聚偏二氟乙烯中含有氟元素，聚三氟氯乙烯修饰层中亦含有氟元素，聚偏二氟乙烯与聚三氟氯乙烯对电荷的吸引能力相当，当卷针从电芯中抽出时，较好地降低了聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜之间因为摩擦而产生的静电吸引，从而卷针易于从电芯中抽出，且抽出后不易导致凝胶隔膜结构出现破损或褶皱，并有效避免了正负极片与凝胶隔膜的相对位置发生错位的情况出现。此外，聚三氟氯乙烯材料具有自润滑能力，使得聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜的接触面更加光滑，较好地降低了聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对滑动时的摩擦力，使得卷针更易于从电芯内部抽出。

上述卷针包括卷针本体及聚三氟氯乙烯修饰层，通过聚三氟氯乙烯修饰层设置于卷针本体上，降低了卷针与凝胶隔膜之间的静电吸引，且较好地降低了卷针与凝胶隔膜之间的摩擦力，使得卷针易于从电芯内部抽出，且抽出后不易导致电芯的内部结构出现破损或褶皱，并有效避免了正负极片与隔膜的相对位置发生错位的情况出现，从而能够较好地提高锂离子电池的良品率。

为了进一步降低卷针与凝胶隔膜之间的静电吸引，且进一步降低卷针与凝胶隔膜之间的摩擦力，例如，卷针还包括乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层，乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于聚三氟氯乙烯修饰层上；例如，乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层贴覆于聚三氟氯乙烯修饰层上。又如，乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于聚三氟氯乙烯修饰层背向卷针本体的一面。又如，乙烯-三氟氯乙烯共聚物层设置于卷针本体与聚三氟氯乙烯层之间。又如，聚三氟氯乙烯修饰层包括相互拼接的乙烯-三氟氯乙烯共聚物层拼接部分及聚三氟氯乙烯层拼接部分。又如，聚三氟氯乙烯层拼接部分的面积为80％，乙烯-三氟氯乙烯共聚物层拼接部分的面积为20％。这样，由于乙烯-三氟氯乙烯共聚物层及聚三氟氯乙烯层均含有氟元素，消除了聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时产生的静电吸引。此外，由于乙烯-三氟氯乙烯共聚物层及聚三氟氯乙烯层均具有自润滑能力，降低了聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时的摩擦力。从而能够进一步降低卷针与凝胶隔膜之间的静电吸引，且进一步降低卷针与凝胶隔膜之间的摩擦力。

为了使得聚三氟氯乙烯修饰层的设计更加适合电芯卷绕，例如，聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.05mm～0.3mm。又如，聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.09mm～0.18mm。又如，聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.12mm～0.25mm。又如，聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.1mm。当聚三氟氯乙烯修饰层的厚度过厚，超过0.3mm时，不利于电芯卷绕后形成预设松紧度的电芯；当聚三氟氯乙烯修饰层的厚度过薄，低过0.05mm时，不能很好地降低聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时产生的静电吸引，也不利于降低聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时的摩擦力。当聚三氟氯乙烯修饰层的厚度设置在0.05mm～0.3mm范围内时，即利于电芯卷绕后形成预设松紧度的电芯，又能够较好地降低聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时产生的静电吸引，及聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时的摩擦力。

为了使得卷针更易于从电芯内部抽出，例如，聚三氟氯乙烯修饰层的厚度由卷针本体的一端向另一端逐渐增大，亦即聚三氟氯乙烯修饰层在远离卷针本体的方向上具有厚度梯度。又如，所述卷针本体具有圆柱结构，润滑层的厚度沿着卷针本体的轴向由一端向另一端逐渐增大，即润滑层的厚度是变化的，卷针本体在轴向上具有第一端和第二端，润滑层的厚度由靠近卷针本体的第一端向靠近卷针本体的第二端逐渐增大。又如，聚三氟氯乙烯修饰层的最小厚度与最大厚度的比值为0.02～0.06。又如，聚三氟氯乙烯修饰层的最小厚度与最大厚度的比值为0.05。这样，通过聚三氟氯乙烯修饰层在远离卷针本体的方向上设置厚度梯度，较好地降低了聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜之间的接触面积，从而相应地降低了聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时产生的静电吸引，及聚三氟氯乙烯修饰层与凝胶隔膜相对运动时的摩擦力，进而能够使得卷针更易于从电芯内部抽出。

另一实施例中，一种卷针机构，包括驱动器及上述任意实施例中的卷针，卷针与驱动器驱动连接，驱动器用于驱动卷针转动，卷针带动正极片、隔膜和负极片绕卷针转动，使动正极片、隔膜和负极片卷绕在卷针上，实现对电池卷芯的卷绕。卷针包括卷针本体及聚三氟氯乙烯修饰层，通过聚三氟氯乙烯修饰层设置于卷针本体上，降低了卷针与凝胶隔膜之间的静电吸引，且较好地降低了卷针与凝胶隔膜之间的摩擦力，使得卷针易于从电芯内部抽出，且抽出后不易导致电芯的内部结构出现破损或褶皱，并有效避免导致正负极片与隔膜的相对位置发生错位，从而采用上述卷针机构进行电芯卷绕，能够较好地提高锂离子电池的良品率。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种卷针，其特征在于，包括：

卷针本体，所述卷针本体的一端开设有第一定位孔；

及聚三氟氯乙烯修饰层，所述聚三氟氯乙烯修饰层设置于所述卷针本体的外侧面上，所述卷针本体的两端分别至少部分外露于所述聚三氟氯乙烯修饰层，其中，所述聚三氟氯乙烯修饰层上开设有第二定位孔，所述第二定位孔与所述第一定位孔对齐。

2.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.05mm～0.3mm。

3.根据权利要求2所述的卷针，其特征在于，所述聚三氟氯乙烯修饰层的厚度为0.1mm。

4.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述聚三氟氯乙烯修饰层的厚度由所述卷针本体的一端向另一端逐渐增大。

5.根据权利要求4所述的卷针，其特征在于，所述聚三氟氯乙烯修饰层的最小厚度与最大厚度的比值为0.02～0.06。

6.根据权利要求5所述的卷针，其特征在于，所述聚三氟氯乙烯修饰层的最小厚度与最大厚度的比值为0.05。

7.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述卷针还包括乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层，所述乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于所述聚三氟氯乙烯修饰层上。

8.根据权利要求7所述的卷针，其特征在于，所述乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于所述聚三氟氯乙烯修饰层背向所述卷针本体的一面。

9.根据权利要求7所述的卷针，其特征在于，所述乙烯-三氟氯乙烯共聚物修饰层设置于所述聚三氟氯乙烯修饰层与所述卷针本体之间。

10.一种卷针机构，其特征在于，包括驱动器及权利要求1至9中任意一项所述的卷针，所述卷针与所述驱动器驱动连接。