CN206921942U - 一种弧形锂离子电池的弯曲治具 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种弧形锂离子电池的弯曲治具，包括主动辊和被动辊，安装于被动辊底座和装配底座上；所述主动辊为大圆柱体，所述被动辊为若干小圆柱体，所述被动辊的若干小圆柱体间隔均匀的围绕于主动辊大圆柱体的一侧，所述主动辊和被动辊之间形成锂离子电池运行轨道；在所述运行轨道的外侧设有被动辊底座，所述被动辊底座中部设有两端开口的槽体，所述槽体限制电池运行轨道的宽度和电池运动方向；所述主动辊、被动辊和被动辊底座安装于装配底座上，通过装配底座固定在工作台上。

Description

一种弧形锂离子电池的弯曲治具

技术领域

本实用新型涉及聚合物锂离子电池技术领域，具体涉及一种弧形锂离子电池的弯曲治具。

背景技术

锂离子以其高能量密度、高工作电压、长循环寿命环保安全等优点，一直以来在在便携式电子产品中得到大量普使用。随着电子工业不断发展，便携式消费类电子产品功能越来越多，越来越完善强大，尤其是智能手机、平板电脑、可穿戴设备的出现，其功能强大，元器件繁多，对电量需求较大，充放次数频繁，对随机匹配到的电池能量密度，循环寿命，安全性能要求越来越高。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现技术空缺，提供一种圆弧形软包装铝塑膜聚合物锂离子电池的弯曲治具，其加工制作得的锂离子电池呈圆弧形状，能通用于各种对应需求的设备产品。

为解决上述技术问题,本实用新型提供的技术方案是：

一种弧形锂离子电池的弯曲治具，包括主动辊和被动辊，安装于被动辊底座和装配底座上；所述主动辊为大圆柱体，所述被动辊为若干小圆柱体，所述被动辊的若干小圆柱体间隔均匀的围绕于主动辊大圆柱体的一侧，所述主动辊和被动辊之间形成锂离子电池运行轨道；在所述运行轨道的外侧设有被动辊底座，所述被动辊底座中部设有两端开口的槽体，所述槽体限制电池运行轨道的宽度和电池运动方向；所述主动辊、被动辊和被动辊底座安装于装配底座上，通过装配底座固定在工作台上。

所述主动辊、被动辊和被动辊底座的两侧分别连接左支撑板和右支撑板，所述左支撑板和右支撑板通过装配底座固定在工作台上。

所述主动辊和被动辊通过中心内嵌轴承或采用金属杆加油润滑实现转动。

所述主动辊通过手工或加装动力机构实现顺时针旋转。

所述主动辊和被动辊之间的间距比待弯曲锂离子电池厚度小0.3mm。

所述被动辊表面设有传送引带，所述传送引带表面粗糙以增大摩擦力。

所述主动辊半径5mm-20mm，数量为1个。

所述被动辊半径2mm-10mm，数量为2-7个。

所述被动辊底座的两侧分别连接左支撑板和右支撑板，所述左支撑板和右支撑板通过装配底座固定在工作台上。

有益效果：

本实用新型的弯曲治具制备的电池成圆弧型后，电池的外形发生了变化适用于各移动设备及可穿戴设备，弯曲后的圆弧电池在除了外形变化之后，其它的电池容量、内阻、循环性能均与未弯曲的平板电池相近。说明本实用新型对平板电池转变成弯曲圆弧形电池有着极高的可靠性。

附图说明

图1：弧形锂离子电池的弯曲治具的结构示意图。

图2：弯曲治具内部的结构示意图。

图中：1-主动辊；2-被动辊；3-电池；4-被动辊底座；5-装配底座。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步说明。

本实用新型用于将制得的平板形锂离子电池进行弯曲处理，将平板的成品电池顺着主动辊和被动辊的顶部空隙插入，主动辊通过手工或加装自动机构实现顺时针旋转，电池将按此设计的轨迹行走，弯贡结束后得到圆弧形弯曲的电池，具有生产易实现、弯曲不良率低、可以弯曲不同弧度尺寸电池的特点。弯曲成弧的电池，性能与平板状态时一样、电池外形尺寸没有因为有弯曲的工序而让铝塑膜发生严重的褶皱，弯曲后的电池成圆弧形锂离子电池可用于多种穿戴设备领域。

本实用新型的弧形锂离子电池的弯曲治具包括主动辊1、被动辊2、被动辊底座4和装配底座5。

主动辊1半径5mm-20mm，数量为1只。通过旋转主动辊，调节好与被动辊之间的间距，放入平板形电池旋转，电池表面与主动辊和被动辊表面产生摩擦，产生同向运动，将电池带入调节好的运行轨道进行弯曲，辊子的表面可通过选用不同的材质或粗磨材料使其摩擦力增加，旋转时更容易快捷地将电池实现弯曲过程。辊的半径影响主要是电池弯曲的角度，通常情况下，辊子的直径越小，弯曲电池的度数越大，反之越小，通过设计不同直径大小的辊子，可以实现不同的弯曲效果，也可以设计不同梯度的直径分布来实现弯曲要求更高的要求。辊子中部可以内嵌轴承或采用金属杆加油润滑的方式，其中关键要注意其位移偏差，弯曲的电池是否有偏斜效果，与其运动过程有明显的关联，主要是辊子在运动旋转时不能出现因为转动部份空隙过大或太紧而干涉电池弯曲的过程。

被动辊2半径2mm-10mm，数量为2-7只，被动辊内部中心可以用内嵌轴承或采用金属杆加油润滑的方式来实现转动动作，通过旋转主动辊，当调节好主动辊和被动辊之间的间距，间距通常情况下比要弯曲的电池厚度要小约0.3mm左右，这样才能保证电池在主动辊和被动辊旋转时，因为压力及辊表面与电池表面的摩擦力而带动电池按照设计的轨道进行动作。此辊的数量、直径都与要弯曲的电池长度，曲度相关，通常情况下，如果要弯曲一个曲度较大的电池，可以通过设计不同梯度的主动辊和被动辊，分成弯曲一次，弯曲二次，弯曲三次达到较大弯曲度的电池。辊与辊之间的间距可以通过计算辊直径及参照辊运动方向切点之间小于5mm的方式进行计算，如果间隙太过可能会导致弯曲过程不顺畅的现象，当出现弯曲不顺畅时可以通过接传送引带的方式，传送引带作用于被动辊表面上，相当于传送带的功能，电池可以通过接引传送带完成弯曲的过程。被动辊的表面也可采用不同的加工方法及选材使其增加到更大的摩擦力。表面的粗糙可以让电池在弯曲的过程中因为摩擦力的原因，更顺利和提升良品率。

电池3可采用的厚度为0.5mm-2.5mm，通常情况下电池的厚度越厚，其电池内部的电极层数越多，或电极涂覆越厚的情况，厚度过厚在弯曲较大角度时极易引起电池内部电极的不对称，包覆情况变差的现象，最后演变成电池的性能下降，没有发挥其应有的容量等不良情况，通过弯曲成不同角度的电池可以装配在不同圆弧型的设备装置内，实现差异化变得更容易。弯曲后的电池，电池性通将保证不能因为经过弯曲的过程而出现性能降低的情况。

被动辊底座4配合被动辊的半径装配，被动辊底座主要用于支撑固定被运辊，特别是在被动辊直径较小或数量较多时，被动辊底座的作用更明显。另外被动辊底座中部设有两端开口的槽体，作用是将固定电池运动轨迹的宽度和运动方向，使其在电池在弯曲运动时不偏离被动辊底座设计的槽体宽度。被动辊底座的设计应该遵循电池宽度参数，和被动辊的尺寸参数，其使用的材质以金属最佳。

弯曲治具5的装配底座配合弯曲机构的尺寸变化装配，装配底座的样式可以多样化，其主要的作用是承载主动辊和被动辊及被动辊底座等几块部件，底座材质优先选用金属材质且可以设计固定在工作台面上，通过旋转主动辊时，装配底座应不发生动作，这样弯曲的电池质量和效率上才能得到有效的保证。可采取的方式是被动辊底座的两侧分别连接左支撑板和右支撑板，所述左支撑板和右支撑板通过装配底座固定在工作台上。

以下实施例用于验证本实用新型的弯曲治具的使用效果，本实用新型的应用范围不限于以下所举的电池。

实施例1

将正极活性物质LiCo2、正极粘结剂PVDF、导电剂碳黑、溶剂NMP以比例100：1.6.1.2：45的配料方式配料混合制得浆料，将浆料采用转移涂布方式均匀涂覆在铝箔集流体上双面并干燥、碾压、分切后制备得正极极片。负极活性物质石墨、负极分散剂CMC、负极粘结剂SBR、导电剂导电碳黑及水溶剂以比例100：2：3：2：90的方式配料混合制得浆料。将浆料采用转移涂布方式均匀涂覆在铜箔集流体上双面并干燥、碾压、冲切后制备得负极片。

将上述制得的正、负极片与隔膜(PP/PE/PP)一起以卷绕方式成一个方形锂离子卷芯、入壳(铝塑包装膜形成)、注液后制得得有电解液的锂离子电池。经预化成后。排气封口、切边、常温静置3天后、分选容量(充电：0.5充电至4.35V，恒压充电至电流小于0.02C，放电以0.5C放电至3.0V)以0.5C充电至3.86V测量其厚度尺寸和容量，制得平板形成品电池。

将制得的平板形成品电池放在弯曲治具中，其中弯曲治具的主动辊半径为6.75mm,被动辊的半径为2.3mm,走速1mm/s。

实施例2

本实施例与实施例1所采用的原材料，生产步骤、检测方法基本相同，唯一不同之处，弯曲治具的主动辊半径为8.25mm,被动辊的半径为2.7mm,走速1mm/s。

实施例3

本实施例与实施例1所采用的原材料，生产步骤、检测方法基本相同，唯一不同之处，弯曲治具的主动辊半径为9.55mm,被动辊的半径为2.9mm,走速1mm/s。实施例4

本实施例与实施例1所采用的原材料，生产步骤、检测方法基本相同，唯一不同之处，弯曲治具的主动辊半径为10.25mm,被动辊的半径为3.2mm,走速1mm/s。

对比例

本对比例与实施例1所采用的原材料，生产步骤、检测方法基本相同，唯一不同之处，此对比例的电池不用进行弯曲工艺，仅仅是平板的成品电池，主要目的是与实施例中不同的电池进行比较。结果见表1。需要说明的是此数据统计中的电池圆弧半径、电池厚度、电池内阻、电池容量这几项均是由制作完的各例中的20pcs电池数据的平均值。300周循环保持率，充电为0.5C-4.35V-0.05C，放电为0.5C-3.0V各步次中间休眠时间5min，每个方案的上循环的数量为3pcs，下表数据中是由3pcs循环后统计的平均值。

表1实施例1～4及对比例所得电池容量、尺寸

由表1可知，采用本实用新型制备的锂离子成品电池与对比例中的锂离子电池有较高的重合性，说明本实用新型所制出的圆弧形锂离子电池在外形上虽然变弯曲了，但其电池的基本性能与平板状态的相近，本实用新型提供弯曲治具、弯曲工艺、及电池外形都极具可操作性用和实际应用性。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：包括主动辊和被动辊，安装于被动辊底座和装配底座上；所述主动辊为大圆柱体，所述被动辊为若干小圆柱体，所述被动辊的若干小圆柱体间隔均匀的围绕于主动辊大圆柱体的一侧，所述主动辊和被动辊之间形成锂离子电池运行轨道；在所述运行轨道的外侧设有被动辊底座，所述被动辊底座中部设有两端开口的槽体，所述槽体限制电池运行轨道的宽度和电池运动方向；所述主动辊、被动辊和被动辊底座安装于装配底座上，通过装配底座固定在工作台上。

2.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述主动辊和被动辊通过中心内嵌轴承或采用金属杆加油润滑实现转动。

3.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述主动辊通过手工或加装动力机构实现顺时针旋转。

4.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述主动辊和被动辊之间的间距比待弯曲锂离子电池厚度小0.3mm。

5.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述被动辊表面设有传送引带，所述传送引带表面粗糙以增大摩擦力。

6.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述主动辊半径5mm-20mm，数量为1个。

7.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述被动辊半径2mm-10mm，数量为2-7个。

8.根据权利要求1所述的弧形锂离子电池的弯曲治具，其特征在于：所述被动辊底座的两侧分别连接左支撑板和右支撑板，所述左支撑板和右支撑板通过装配底座固定在工作台上。