[发明专利]一种卷针

说明书

一种卷针，包括外罩、两相对设置的卷针外套主体，两卷针外套主体之间形成基材夹持空间，卷针外套主体包括针座槽，针座槽内部设有外针座、夹针，针座槽槽底向外延伸形成截面积逐渐缩小的成型部，可伸缩的卷针外套副体经调节组件装于成型部上，卷针外套副体上装有两个以上插销，插销下端伸入成型部的插销孔处，插销连杆杆体装于插销连杆孔中，插销底部有斜面一，插销连杆杆体上设有与斜面一相对应的斜面二；卷针外套副体与成型部之间设有磁力吸合件。本发明在电芯卷绕过程中通过动态调整卷针整体外型周长的方式，增加卷芯内部层间空间，可以有效解决电芯因卷绕中极片、隔离膜因拉力收缩及极片膨胀所导致电芯“S型”变形的问题。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种卷针。

背景技术

随着电动车市场的发展，电池需求量越来越大、容量需求越来越高，因此，电芯已越做越厚。电动车用锂离子电池大多仍采用卷绕式结构，而卷绕结构中常出现“S型”变形的问题，尤其是卷芯厚度越来越厚的情况下。导致此类现象主要有两种原因:1)卷绕工艺原因：在卷绕过程中，需对正极片、负极片、隔离膜在走带方向施加一定的拉力，以确保正极片、负极片、隔离膜之间的对齐程度，以确保电芯结构的安全。然而，卷绕过程中施加的拉力会使极片、隔离膜产生纵向延伸，同时对卷绕中的卷芯产生外向拉力，极片间卷径相对减少。当卷绕结束后，极片、隔离膜拉力释放导致产生一定量的收缩，极片收缩量变化相对较小，而隔离膜纵向收缩量较大，因此，极片将受到挤压型变，产生“S型”变形。2）电化学膨胀原因：锂离子电池在使用过程中，正、负极片会发生厚度变化，即极片辊压应力释放增厚以及电化学膨胀增厚。根据现有数据，正极片厚度膨胀率~4%，负极片厚度膨胀率达~20%或更大，电化学膨胀的重要原因是受石墨的本质影响,负极石墨在嵌锂时晶格间距变化,导致形成微观内应力,使负极产生膨胀。以上因素产生的膨胀造成卷芯“S型”变形,使电极与隔离膜间形成空洞,造成极片死区，最终影响电池长期循环性能及使用安全。

发明内容

本发明的目的是提供一种解决锂离子电池卷绕变形的卷针，旨在解决现有电池卷绕工艺中极片、隔离膜因拉力收缩及极片膨胀所导致电芯“S型”变形的问题。

本发明的技术方案是：包括外罩、两相对设置的卷针外套主体，两卷针外套主体之间形成基材夹持空间，卷针外套主体包括针座槽，针座槽内部设有外针座、夹针，针座槽槽底向外延伸形成截面积逐渐缩小的成型部，可伸缩的卷针外套副体经调节组件装于成型部上，卷针外套副体上装有两个以上插销，插销下端伸入成型部的插销孔处，用于推动插销运动的插销连杆杆体装于与插销孔垂直贯通的插销连杆孔中，插销底部有斜面一，插销连杆杆体上设有与斜面一相对应的斜面二；卷针外套副体与成型部之间设有磁力吸合件。

所述插销连杆杆体沿平行于夹针的长度方向设置，插销连杆杆体上设有多个插销凸台，斜面二设于插销凸台上。

所述插销凸台为斜圆柱形，斜面二为斜圆柱形的底面，斜面二与水平面之间夹角为插销连杆的凸台斜角b，b=125-165°；所述插销连杆杆体为长方条，插销凸台设置于长方条形上面；插销连杆孔由半圆形孔部、方形导槽部组成，方形导槽部与长方条相配合，半圆形孔部与插销凸台相配合。

所述磁力吸合件包括装于卷针外套副体下面的上磁件、装于成型部端面的下磁铁，卷针外套副体装于成型部端面。

所述插销头部为长条状结构，插销头部两端有两安装孔，卷针外套副体上设有与插销头部配合装配的沉孔，沉孔底部的卷针外套副体处设有两与安装孔相对应的螺纹孔，螺栓经安装孔装于卷针外套副体上的螺纹孔处。

所述沉孔处设有微调垫片，微调垫片上设有用于让位螺栓、插销杆部的让位孔。

所述插销底部由平面部、斜面一组成，平面部与斜面一之间有圆倒角。

所述圆倒角的半径0.2-1.0mm，斜面一与平面部之间夹角为插销底部斜角a，a=15-55°。

两卷针外套主体组成一个纺锤体形结构。