[发明专利]锂电池极片自动卷绕方法

权利要求书

1.一种锂电池极片自动卷绕方法，方形卷针中心轴在径向上按照心形轨迹运动，与卷针的圆周运动叠加，使卷绕材料水平匀速地卷入方形卷针；所述心形轨迹的求解包括以下步骤：

步骤1，获取任一角度卷轴中心点O的坐标公式；包括建立平面矢量关系、卷轴中心轨迹的具体计算和建立直角坐标系求解；

步骤2，基于MATLAB软件绘出中心轨迹图像；

其特征在于：所述步骤1的具体过程如下：

1.1根据卷绕机卷轴部分的机械结构特点，建立平面矢量关系：

设当前卷针中点为O，薄膜切入点为O₃，卷针半径OO₃是变量，模不变，方向随时间均匀改变；

O₁为卷绕机上一固定参考点，O₂为薄膜出口点，O₁O₂为常量，模和方向均不变；

O₂O₃为变量，方向不变，模随时间改变；

O₁O为变量，模和方向均改变；

在任一给定时刻，O₁O₂为常量，已知；

O₂O₃为变量，模可以求出，方向固定，已知；

OO₃是变量，方向可以求出，模固定，已知；

O₁O为变量，根据矢量三角形，模和方向皆可求出，卷轴中心可以确定；

1.2卷轴中心轨迹的具体计算如下：

设方形卷针转动一圈的时间为T，横截面半径为r，

则电机转动角速度为2π/T，

每转动一度所需的时间为T/360°；

卷绕材料始终保持水平运动状态，方形卷针每旋转半圈的时间为T/2，T为周期；则卷绕材料运动的平均速度为4r/ T；

1.3基于卷绕机的矢量平面模型，建立直角坐标系，从卷针水平位置开始，逆时针方向旋转，以1度为步长，求解中心点O的坐标值；

卷针转过0°时，O点的x坐标为0，y坐标为0；

卷针转过1°时，O点的x坐标为-r+νt+r*cos(wt)，y坐标为r*sin(wt)；

卷针转过90°时，O点的x坐标为-r+90°*νt+r*cos(90°*wt)，y坐标为r*sin(90°*wt)；

卷针转过n°时，O点的x坐标为-r+nνt+r*cos(nwt)，y坐标为r*sin(nwt)；

卷针转过180°时，O点的x坐标为0，y坐标为0；

分析可知，任一时刻的卷轴中心位置：

x坐标为-r+nνt+r*cos(nwt) ，

y坐标为r*sin(nwt)，

其中w=2π/T，ν=4 r/T，t= T/360°，

则任一时刻卷轴中心O点的坐标与周期T无关，只与方形卷针的半径r有关。

2.根据权利要求1所述的锂电池极片自动卷绕方法，其特征在于：所述步骤2的具体过程如下：

基于MATLAB软件编程，绘出不同方形卷针半径r，卷轴中心轨迹的一系列曲线，其程序具体为：

定义方形卷针r分别为20mm，40mm，60mm；

t= T/360°，每转1°的时间；

ν=4 r/T，卷绕材料的平均卷绕速度；

w=2π/T，方形卷针转动角速度；

n＝0：1：180，转动角度从0°到180°，每次转1°；

x＝-r+nνt+r*cos(nwt)，中心点O的横坐标；

y＝r*sin(nwt)，中心点O的纵坐标；

Plot(x,y)，调用plot()指令画出中心点O的轨迹图像；

T为方形卷针转动一圈的时间；

中心点O 的轨迹为一系列心形图像，图像只与卷针半径有关，半径越大，心形图像越大。