[其他]绝缘器、机器人装置和电极翼片形成装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及电化学电池。更具体地来说，本发明涉及小型鲁棒性、多功能且高度可制造的可充电电池。 

背景技术

制造圆柱形形式的Li离子电池的常见方式是将以隔板材料交错的电极叠层卷绕成通常称为“果冻卷”的螺旋结构以便形成电化学电池。该“果冻卷”由例如阳电极和阴电极以及每个阳极和阴极之间的隔板材料层组成。一般称为集流“翼片”的导电材料条焊接到阳极和阴极以提供使得电流能够往返电极传递的方式。一旦卷绕了阳极、阴极和隔板材料，这些翼片将从“果冻卷”的两端伸出。 

为了利于电化学电池的制造，集流翼片常常制作得比电池的最终几何形状所需的更长，这使得翼片能够折叠以提供足够长度来防止材料劳损。过量的长度可能导致短路和失效的产品。还可能由于电池的使用寿命期间电池循环、机械撞击和/或振动负荷导致的翼片移动引起短路。为了防止短路，可以使用含有允许翼片穿过的一个或多个孔的圆形翼片绝缘器。但是，因为翼片的相对位置可能变化，所以难以与绝缘器一起容放多个翼片，同时高效且精确地组装成电化学电池。即使当翼片彼此对齐时，绝缘器的安装仍可能是困难的。一旦安装了绝缘器，则接着难题可能是将翼片弯折在正确的位置中。例如，如果翼片弯折在隔板的水平下方进行，则它可能引起额外的应力，这可能导致最终故障。 

可以将翼片覆盖以背衬粘合剂的聚酰亚胺材料，同时在电池上使用多条附加的聚酰亚胺带以防止翼片接触电池。但是，聚酰亚胺带粘合剂在暴露于热或锂离子电池电解质下会显著软化。这使带能够在混合动力电动车（HEV）和插入式混合动力电动车（PHEV）应用中常见的机械撞击和振动负荷过程中从其保护性位置移开。即使完美形成的翼片也会在电池的使用寿命期间经受因电池循环使用、机械撞击和振动负荷所导致的移动。由于短路的危险，所以在“果冻卷”的任一端上采用绝缘构件。 

图1中示出公知的绝缘器10，并且其用于容放电化学电池的四个翼片12、 14、16、18。图1的步骤1示出电池的卷绕的上面和所有四个翼片从“果冻卷”的此面突出时的位置。绝缘器10定位于果冻卷的端部上方，并且将翼片12、14、16和18滑动穿过绝缘器10的槽20。此后，所有四个翼片12、14、16和18向果冻卷的中心轴弯折在绝缘器10上方，如步骤2所示。其结果是翼片的堆叠在果冻卷面上方最大约140度的区域中扇形展开。翼片长度会有所不同，从而最靠近中心轴的翼片（例如，翼片18）最短，而最远离中心轴的翼片（例如，翼片12）最长。 

可以将最靠近“果冻卷”的中心的翼片剪切为比其余翼片更短的长度，并且每个随后朝向外的翼片比前一个较靠内翼片长。其结果是当将所有四个翼片折叠时，如图2所示，它们的端部与果冻卷的轴成相同距离地对齐。一旦将翼片铺平，它们准备就绪连接到电化学电池的端子。这通过将翼片成一定角度弯折，如步骤3所示，以将四个翼片合并成一个整体，可以将电池的延长翼片焊接到该一个整体。此类型的绝缘器通常在制造过程中以手工安装。在成品的电化学电池中，绝缘器10有助于防止集流翼片12、14、16和18与相反极性的电极接触，从而避免短路。可以将靠近中心的翼片最初向远离核心弯折，然后再向核心折回以适应更长的翼片。 

本发明的示范性实施方案的概述 

根据一个示范方面，提供一种用于配接电化学电池的多个电极翼片的绝缘器。该绝缘器包括通过槽彼此分隔的多个指状件，该槽包括封闭端和开口端；以及设为与槽的开口端相邻的闩锁。该闩锁可从停放位置移动到偏置位置以配接电极翼片。周缘沿着指状件中最靠外的指状件延伸以形成壁部。可以将壁部与闩锁相邻的部位形成斜坡。当闩锁位于偏置位置时，翼片的至少其中之一的进入路径被增大，以及当闩锁位于停放位置时该进入路径被减小。 

在前述实施方案的任何一个实施方案中，闩锁的周边具有对应于指状件的沟槽。 

在前述实施方案的任一个实施方案中，提供多个槽，以及这些槽的其中之一位于每对相邻的指状件之间以及最靠外指状件与周缘之间。 

在前述实施方案的任一个实施方案中，该绝缘器以弧形延伸并且包括周缘。 

在前述实施方案的任一个实施方案中，这些指状件在绝缘器的基底部彼此合 并，该基底部从周缘延伸到这些指状件中的最内指状件。 

在前述实施方案的任一个实施方案中，肋条从周缘到绝缘器的内周部延伸以用于与安装绝缘器的装置配接。 

在前述实施方案的任一个实施方案中，活动折页从周缘向绝缘器的内周部延伸以使绝缘器能够沿着活动折页的直线弯折。