[发明专利]一种锂离子电芯的卷绕方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电芯的卷绕方法，尤其是一种防止电芯在进行后续工序时发生变形的卷绕方法。

背景技术

如图1所示，目前通过卷绕而成的锂离子电芯的生产方式是在隔离膜保持张力的情况下将阳极片、阴极片和隔离膜间隔卷绕起来，由于隔离膜有一定的伸缩性，在保持张力稳定的情况下必然会出现一定的延伸变形，张力越大延伸也越严重；隔膜的延伸使得电芯内部存在一定的内应力，当电芯在高温烘烤或进行充放电循环时，电芯内部储存的内应力会逐步的释放出来，致使隔离膜在长度方向上出现收缩。由于正负极片无法收缩，而在卷绕过程中没有对隔离膜采取必要的消除内应力措施，所以必然会导致极片的变形，电芯的端面呈现“S”型，从而使电芯变厚，产生致命的损坏。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种锂离子电芯的卷绕方法，克服电芯内应力导致电芯变形的技术难题。

一种锂离子电芯的卷绕方法，包括以下步骤：

1）将极片和隔膜卷绕至预定的厚度；

2）将辅助卷针定位在上一步骤所得产品的表面；

3）继续卷绕预定的圈数；

4）重复所述步骤2）和3）至电芯达到预定的尺寸。

所述步骤1）包括：步骤1-1）依序将极片和隔膜叠好，并固定在主卷针上；1-2）驱动主卷针卷绕极片和隔膜至预定的厚度。

上述方法也可利用自动卷绕机构进行自动化执行，即：所述步骤1）包括：步骤1-3）将极片和隔膜的料卷分别安装在自动放卷机构上，并将所述极片和隔膜的起始端固定在主卷针上；1-4）驱动自动放卷机构对极片和隔膜进行放卷，驱动主卷针卷绕极片和隔膜至预定的厚度。

优选地，所述预定的厚度为4~5毫米。

优选地，所述主卷针为锂离子电芯的芯轴。

优选地，所述辅助卷针是厚度为2~5毫米、宽度为                                               ~的电芯宽度的半圆柱体或薄片。

本发明与现有技术相比的有益效果在于：在卷绕过程中利用辅助卷针使得电芯的隔离膜和极片之间存在空隙，隔离膜因此会有一定的变形余量，在电芯的烘烤和电池的充放电过程中，使得隔离膜的收缩不会影响到极片的形状，从而避免了电芯的端面方向出现“S”型，导致电芯变厚，产生致命的损坏。

附图说明

图1是现有卷绕方法卷绕的裸电芯的结构示意图；

图2是实施例1的电芯卷绕过程中加入辅助卷针后的电芯示意图；

图3是实施例1的电芯卷绕过程中抽出辅助卷针后的裸芯示意图。

具体实施方式

下面对照附图并结合优选具体实施方式对本发明进行详细的阐述。

实施例1

如图2所示，本实施例的锂离子电芯的卷绕方法，其具体操作过程包括：

手动将裁切好的极片2和隔膜1依次叠好，并将其起始端卷绕在主卷针4上，主卷针驱动机构驱动主卷针4旋转，带动起始端已定位好的极片2和隔膜1卷绕至预定的厚度后，该预定的厚度优选4~5毫米；驱动机构停止，手动将一个辅助卷针3与主卷针4平行地定位在所示预定厚度的极片表面，驱动机构工作，带动主卷针4继续旋转，待卷绕一圈后，继续卷绕的同时松开辅助卷针，并继续卷绕预定的圈数；重复放置辅助卷针3及卷绕的过程，直至达到卷绕电芯的尺寸要求。电芯的尺寸达到电池的工艺要求后，驱动机构停止。在主卷针4上手动取下电芯，抽出所有辅助卷针，进行贴胶等工序。所述辅助卷针3的材料、形状须根据实际电池生产时的工艺要求而定，优选采用厚度为2~5毫米、宽度为电芯宽度的~的半圆柱体或薄片作为辅助卷针。

如图1所示，正常卷绕，即除主卷针之外不增加其它卷针所卷绕出的电芯，隔膜1与极片2之间无间隙，由于卷绕时存在张力，使得卷绕好的电芯内部存在一定的内应力，因此在后续的高温烘烤或充放电循环时，电芯内部储存的内应力会逐步的释放出来，致使隔膜在长度方向上出现收缩。由于正、负极片无法收缩，而在卷绕过程中没有对隔膜采取必要的消除内应力措施或留有变形余量，所以必然会导致极片的变形，电芯的端面呈现“S”型，从而使电芯变厚，产生致命的损坏。如图3所示，增加辅助卷针3所卷绕出的电芯抽出辅助卷针3后在隔膜1与极片2之间形成可供隔膜收缩的间隙5，在后续的高温烘烤或充放电循环时，隔膜1收缩，仅会消除隔膜1与极片2之间的间隙5，不会出现电芯变形的问题。

实施例2

实施例1的锂离子电芯卷绕方法采用半手动的方式，部分操作需要由人工操作员手动完成，卷绕效率偏低。本发明的电芯卷绕方法也同样适用于在自动卷绕设备上使用，其具体实施步骤如下：