一种异形卷针卷绕电池的方法技术

本发明专利技术公开了一种异形卷针卷绕电池的方法，所述方法中改变卷绕设备上的极片和隔膜的送进路径，使极片与隔膜间的进入夹角为β，0°≤β≤20°。本发明专利技术能够有效避免异形卷针对极片和隔膜产生卷入速度的变化和张力的波动的问题，使得因正、负极片和两个隔膜以相同的导入角进入卷针，各料的卷入速度的同步和不存在相位差，从而能够极大提高卷成品的性能一致性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种动力电池的卷绕技术，具体涉及一种基于异形卷针来卷绕动力电池的卷绕方法。
技术介绍
锂电池(动力电池)以其特有的性能优势在各个领域得到普遍应用，动力电池的成型方式有叠片式、卷绕式两种，其中以卷绕式最为常见。卷绕式锂电池(动力电池)由卷绕设备卷绕而成。在卷绕过程中，由相应的卷绕控制系统控制，常见的控制系统分为IO控制模块、张力控制模块、卷绕控制模块、贴胶模块等子模块。采用PLC和DSP相结合的控制技术分别对控制系统的各个模块进行控制。 在卷绕成型中的卷针形状有圆形和异形(矩形、菱形等)之分。参见附图说明图1，目前在绝大部分的卷绕机上，异形卷针I是以等速度旋转的，使正极片2和隔膜3以及负极片4和隔膜5均会产生卷入速度的变化和张力的波动。具体由图2和图3所示其中，图2所示，为异形卷针旋转180°时，隔膜的送进速度曲线；而图3所示为两层隔膜导入夹角不同时，送进速度的相位差。由上可知，在卷针以等速度旋转时，因正、负极片2、4和两个隔膜3、5以不同的导入角进入卷针，会造成各料的卷入速度的不同步和相位差。而这些现象的存在，将影响每个成品电池的性能一致性；也会直接影响锂电池的性能好坏。因此，用现有一般卷绕方法而成的大型卷绕电池的性能是无法满足产品的质量和成本要求的。
技术实现思路
本专利技术针对现有异形卷针在等速卷绕过程中，极片和隔膜均会产生卷入速度的变化和张力的波动，造成各料的卷入速度不同步和相位差，大大影响卷成品性能的问题，而提供一种全新的异形卷针卷绕电池的方法。该方法能够极大的降低极片和隔膜在卷绕过程中的速度变化和张力波动，有效提高卷成品的性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案方案一异形卷针卷绕电池的方法中改变卷绕设备上的极片和隔膜的送进路径，使极片与隔膜间的进入夹角为β，0°彡β彡20°。在本专利技术的优选实例中，若有两组的极片和隔膜，每组中的极片和隔膜的进入夹角为β，0°彡β彡20°，每组之间的夹角为α，0°彡α彡20°。方案二 若有只有两组极片和隔膜，每组中的极片和隔膜的进入夹角为β，0° ^ β彡20。，每组之间的夹角为α，0。彡α彡20。或者α =180°。根据上述方案形成的卷入方法，本专利技术能够有效减小极片、隔膜送进速度的相位差，配上新型的控制器，使极片和隔膜在卷绕过程中的速度变化降低到最小程度，减低张力波动，提高卷成品的性能一致性。以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本专利技术。图I为传统卷绕机的进路布局示意图；图2为异形卷芯旋转180°时，隔膜的送进速度曲线示意图；图3为传统卷绕机中送进速度的相位差示意图；图4为本专利技术中两组极片和隔膜的进路布局示意图；图5为本专利技术中两组极片和隔膜的另一种进路布局示意图。具体实施例方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。本专利技术针对现有卷绕技术中所存在的问题，所提供的异形卷针卷绕电池的方法是改变卷绕设备上的极片和隔膜的送进路径，使极片与隔膜间的进入夹角为β，0°彡β彡20°，当β=0°时，即极片与隔膜与平行进入。在实际的运行中，正极片和一隔膜形成一个进入组，负极片和另一隔膜形成另一个进入组。在本专利技术中，使得每组中的极片和隔膜的进入夹角为β，0° < β <20°，而两组之间的夹角为α，0° < α <20°。由此来保证卷成品的性能一致性。当使两组之间的夹角α为180°，这种情况下，正好使得两组对于卷针是对称布置，同样能够降低极片和隔膜在卷绕过程中的速度变化，减低张力波动，提高卷成品的性能一致性。基于上述方案，本专利技术的具体实施如下参见图4，其所示为由异形卷针100 (横截面为平行四边形)来卷绕两组进料200，第一组包括正极片201和隔膜202 ;第二组包括负极片203和隔膜204。其中第一组中正极片201和隔膜202之间的进入夹角为b°，其中0° ^b0彡20°，具体可以为0° (即两组平行进入)、2°、5。、10。、15。、18。、19。、20。等；第二组中极片203和隔膜204之间的进入夹角为a°，其中0°彡a°彡20°，具体可以为0° (即两组平行进入)、2°、5°、10。、15。、18。、19。、20。等；并且两组之间的进入夹角(即隔膜202和负极片203之间的夹角)为c°，其中0° ^ C0彡20°，具体可以为0° (即两组平行进入)、2°、5°、10°、15。、18。、19。、20。等。该实例中利用上述的送料路径和角度布局能够有效减少异形卷针对极片和隔膜产生卷入速度的变化和张力的波动的问题，使得正、负极片和两个隔膜以相近的导入角进入卷针，各料的卷入速度的差异及相位差减小，从而能够提高卷成品的性能一致性。参见图5，其所示为由异形卷针100(横截面为平行四边形)来卷绕两组进料200的另一种实施方式。由图可知第一组包括正极片201和隔膜202 ;第二组包括负极片203和隔膜204。其中第一组中正极片201和隔膜202之间的进入夹角为b°，其中0° ^b0 <20°，具体可以为0° (即两组平行进入)、2°、5°、10°、15°、18°、19°、20°等；第二组中极片203和隔膜204之间的进入夹角为a°，其中0°彡a°彡20°，具体可以为0° (即两组平行进入)、2°、5°、10°、15°、18°、19°、20°等；并且两组对称布置在异形卷芯100两侦牝即两组之间的进入夹角为180° (正极片201和负极片203之间夹角为180° )。该实例提供 的方案同样能够有效避免异形卷芯对极片和隔膜产生卷入速度的变化和张力的波动的问题，使得因正、负极片和两个隔膜以相同的导入角进入卷芯，各料的卷入速度的同步和不存在相位差，从而能够极大提高卷成品的性能一致性。以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和本专利技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本专利技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本专利技术的原理，在不脱离本专利技术精神和范围的前提下，本专利技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本专利技术范围内。本专利技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种异形卷针卷绕电池的方法，其特征在于，所述方法中改变卷绕设备上的极片和隔膜的送进路径，使极片与隔膜间的进入夹角为β，0°≤β≤20°。

【技术特征摘要】
1.一种异形卷针卷绕电池的方法，其特征在于，所述方法中改变卷绕设备上的极片和隔膜的送进路径，使极片与隔膜间的进入夹角为β，0°彡β <20°。2.根据权利要求I所述的一种异形卷针卷绕电池的方法，其特征在于，若有多组的极片和隔膜，每组中的极片和隔膜的进入夹角为β，0...

【专利技术属性】
技术研发人员：高恭娴，刘声强，庄三元，苏寿喜，苏建平，
申请(专利权)人：上海海泰克系统工程有限公司，高恭娴，
类型：发明
国别省市：