[发明专利]电池电芯卷绕方法及采用该方法的电池电芯卷绕机

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池电芯卷绕技术，尤其是一种有利于提高卷绕过程自动化程度的电池电芯卷绕方法及采用该方法的电池电芯卷绕机。

背景技术

将正负极片和离子交换膜卷绕成电池电芯是电池生产过程中的重要工序之一。现有技术中多采用折叠式卷绕法，图1是实施这种折叠式卷绕法的卷绕机，该卷绕机包括定位滚轮1、卷针2、第一托板3、第二托板4、第三托板5、夹钳6和卷盘7，主要工作过程如下：

1、手动将卷盘7上的离子交换膜a从第一托板3和第二托板4之间拉出、再经过卷针2的上方拉至定位滚轮1上；

2、装夹卷针2的压板，离子交换膜a的相应部位被夹持在卷针2上；

3、手动在第一托板3上摆放负极片b(离子交换膜a位于负极片b的下方)；

4、手动将离子交换膜a在步骤1中被拉至定位滚轮1上的一端从第二托板4和第三托板5之间穿过，拉至夹钳6位置处并将其夹持在夹钳6上；

5、手动在第三托板5上表面摆放正极片c；

6、启动与卷针2连动的卷绕电机开始卷绕；

7、卷绕结束后手动剪断离子交换膜a，取出卷好的电池电芯。

在卷绕过程中，位于卷针同侧的正极片、负极片及离子交换膜是上下重叠关系(相应地，这种卷绕方法也被称之为折叠式卷绕法)，卷绕时必须将离子交换膜先后从第一托板3和第二托板4之间、第二托板4和第三托板5之间穿过，而第一托板3和第二托板4之间、第二托板4和第三托板5之间的空间较为狭小(如果第一托板3、第二托板4和第三托板5相互之间的距离太大将使卷绕过程难以顺利实施)，亦即正、负极片之间的空间较为狭小，要实现离子交换膜的自动牵引和正负极片的自动上料难度是非常大的。因此，实际生产过程中都是手动牵引离子交换膜、手动摆放正负极片。另外，大量的手动操作动作必然导致人手与离子交换膜和正负极片的过多直接接触，这将对离子交换膜和正负极片的精确定位及电池质量造成不利影响，也使生产效率降低。

发明内容

本发明所要解决的一个技术问题是提供一种有利于提高卷绕过程自动化程度的电池电芯卷绕方法。

为解决上述技术问题，本发明提供一种电池电芯卷绕方法，该方法通过卷针转动将正极片和负极片卷绕到卷针上而制得电芯；在卷针转动的过程中，使正极片和负极片从卷针的两侧卷绕到卷针上。

在本发明电池电芯卷绕方法中，卷针转动时正极片和负极片从卷针的两侧卷绕到卷针上，不会产生正、负极片之间的空间较为狭小的情况，从而使实现正负极片的自动上料成为现实可能。当电池电芯中采用离子交换膜、在正负极片卷绕过程中将离子交换膜铺展于正负极片之间与正负极片一起卷绕到电池电芯上时，也可以实现离子交换膜的自动牵引。

本发明电池电芯卷绕方法包括以下过程：在卷针开始卷饶之前，将离子交换膜固定在卷针上且在卷针的两侧各展开相应长度；将正极片的一端端头和负极片的一端端头分别置于卷针的转动中心线的两侧，使展开在卷针一侧的离子交换膜位于正极片和负极片二者中的一个极片的上方、使展开在卷针另一侧的离子交换膜位于正极片和负极片二者中的另一个极片的下方。这样可以实现正极片和负极片从卷针的两侧卷绕到卷针上，同时正极片和负极片被离子交换膜隔离而相互绝缘。

要把正负极片卷绕到卷针上，必须使卷针转动时能够带动正负极片卷绕。因此，本发明电池电芯卷绕方法中，在卷针开始卷绕正负极片前还包括以下步骤使得正负极片被夹持以便卷绕到卷针上：

(1)将正极片展开在卷针的一侧并使正极片的一端端头位于卷针的转动中心线附近；

(2)使卷针的卷针保持水平并将正极片位于卷针转动中心线附近的一端压在卷针下方；

(3)离子交换膜的相应部位固定在卷针上，使离子交换膜在正极片的上方展开相应长度、使离子交换膜在卷针的另一侧展开相应长度；

(4)将负极片展开在卷针另一侧并使负极片的一端端头位于卷针的转动中心线附近、使负极片位于卷针另一侧的离子交换膜的上方；

(5)卷针沿顺时针方向转动180°，负极片位于卷针的转动中心线附近的一端被卷针和离子交换膜所夹持；卷针继续沿顺时针方向转动在180°正极片位于卷针的转动中心线附近的一端被卷针和离子交换膜所夹持。

在卷绕过程中离子交换膜膜体张力稳定与否电池电芯的卷绕质量。为了使离子交换膜膜体保持较为稳定的张力，本发明电池电芯卷绕方法包括对离子交换膜在卷绕过程中所受到的张力进行调节的过程。