电池卷针及电芯卷绕机的制作方法

本实用新型涉及电芯卷绕机领域，特别是涉及一种电池卷针及电芯卷绕机。

背景技术：

目前，锂离子电池广泛应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、移动电源、电子烟、各种数码产品、电动工具、动力、储能等领域，其市场应用广、潜力大。随着锂离子电池的应用日益广泛，电池容量越来越大，人们对离子电池的安全性要求也越来越高，提高离子电池的安全性成为一种迫切而普遍的要求。

其中，为了提高锂离子电池的安全性，一种方式是采用凝胶卷针来制备锂离子电池。在锂离子电池的制备过程中，电芯卷绕是一道重要的工序，将电芯卷绕在电池卷针上之后，需要将电池卷针抽取出来。传统的电池卷针与凝胶卷针之间存在较大的静电和摩擦力，导致电芯卷绕之后卷针抽取困难，甚至可能在抽取卷针时不慎将电极芯一同抽出，破坏电池结构，降低电池生产的良品率。

此外，传统的电池卷针一般具有两个活动设置的卷针片，在卷绕电芯时，该两个卷针片产生滑动，导致电芯卷绕困难。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种电池卷针及电芯卷绕机，能够可以解决电池卷针和电池隔膜之间摩擦力过大及存在静电的问题，同时能够避免在电芯卷绕过程中，第一针体和第二针体产生滑动，从而提高电芯卷绕的效率。

一种电池卷针，包括卷针本体，其特征在于，所述卷针本体包括连接部、第一针体及第二针体，其中所述第一针体和所述第二针体分别与所述连接部固定连接，并且所述第一针体和所述第二针体相对设置，所述电池卷针还包括覆盖设置于所述卷针本体外表面的聚氟乙烯润滑层。

在其中一个实施例中，所述聚氟乙烯润滑层的厚度与所述卷针本体的厚度之比为0.02～0.5:1。

在其中一个实施例中，所述聚氟乙烯润滑层的厚度与所述卷针本体的厚度之比为0.06～0.35:1。

在其中一个实施例中，所述第一针体包括远离所述第二针体的第一外表面和靠近所述第二针体的第二外表面，所述第二针体包括远离所述第一针体的第三外表面和靠近所述第一针体的第四外表面，所述聚氟乙烯润滑层覆盖设置于所述第一外表面、所述第三外表面和所述连接部的外表面。

在其中一个实施例中，所述第一针体和所述第二针体为片状结构。

在其中一个实施例中，所述第一针体远离所述连接部的一端设置有一对极耳卡槽。

在其中一个实施例中，所述聚氟乙烯润滑层与所述极耳卡槽相对应的位置设置有开口。

在其中一个实施例中，所述连接部设置有至少一定位孔。

在其中一个实施例中，所述定位孔贯穿所述连接部。

一种电芯卷绕机，其包括卷绕机构及如上任一所述的电池卷针，所述电池卷针可拆卸设置于所述卷绕机构上。

上述电池卷针及电芯卷绕机，能够解决电池卷针和电池隔膜之间摩擦力过大的问题。对于采用凝胶隔膜的电池来说，由于凝胶隔膜表面涂覆的聚偏二氟乙烯(PVDF)材料含有氟元素，上述电池卷针的聚氟乙烯润滑层同样含有氟元素，两者对电荷吸引能力相当，摩擦时不易产生静电，因此还能解决卷针和电池隔膜之间的静电问题。此外，上述电池卷针还能够避免在电芯卷绕过程中，第一针体和第二针体产生滑动，从而提高电芯卷绕的效率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的电池卷针的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的电池卷针的结构示意图；

图3a为本实用新型又一实施例的电池卷针的结构示意图；

图3b为本实用新型又一实施例的电池卷针的结构示意图；

图4为本实用新型又一实施例的电池卷针的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

一种电池卷针，包括卷针本体，所述卷针本体包括连接部、第一针体及第二针体，其中所述第一针体和所述第二针体分别与所述连接部固定连接，并且所述第一针体和所述第二针体相对设置，所述电池卷针还包括覆盖设置于所述卷针本体外表面的聚氟乙烯润滑层。

为了进一步说明上述电池卷针，一个例子是，请参阅图1，该电池卷针10 包括卷针本体11，所述卷针本体包括连接部111、第一针体112及第二针体113，所述第一针体和所述第二针体分别与所述连接部连接，所述电池卷针还包括覆盖设置于所述卷针本体外表面的聚氟乙烯润滑层12。

本实施例中，将聚氟乙烯(PVF)包覆在卷针本体表面，由于聚氟乙烯材料的摩擦系数极低，具有润滑作用，因此可以解决电池卷针和电池隔膜之间摩擦力过大的问题。此外，对于采用凝胶隔膜的电池来说，由于凝胶隔膜表面涂覆的聚偏二氟乙烯(PVDF)材料含有氟元素，上述电池卷针的聚氟乙烯润滑层同样含有氟元素，两者对电荷吸引能力相当，摩擦时不易产生静电，因此还能解决卷针和电池隔膜之间的静电问题。

在一个实施例中，所述第一针体和所述第二针体分别与所述连接部固定连接，并且所述第一针体和所述第二针体相对设置。这样，能够避免在电芯卷绕过程中，第一针体和第二针体产生滑动，从而提高电芯卷绕的效率。

在一个实施例中，所述第一针体和所述第二针体分别具有两相对的弧形侧面。这样，能够避免在电芯卷绕过程中，电池隔膜被刮破，从而提高电芯的良品率。

在一个实施例中，所述连接部中设置有弹性缓冲层。这样，连接部的厚度可调整，从而使得整个电池卷针的厚度可调，使得在电芯卷绕完成之后，通过压缩弹性缓冲层减小电池卷针的厚度，使电池卷针更易拔出。

在一个实施例中，所述聚氟乙烯润滑层具有若干沿所述卷针本体长度方向延伸的条形凹槽和/或条形凸起。这样，能够避免聚氟乙烯润滑层与电池隔膜无缝连接，使得在电芯卷绕完成之后，由于电池卷针和电池隔膜之间存在缝隙，使电池卷针更易拔出。

在一个实施例中，所述聚氟乙烯润滑层的厚度与所述卷针本体的厚度之比为0.02～0.5:1。例如，所述聚氟乙烯润滑层的厚度与所述卷针本体的厚度之比为 0.06～0.35:1。又如，所述聚氟乙烯润滑层的厚度与所述卷针本体的厚度之比为 0.25:1。这样，能够具有较好的润滑效果及除静电效果。

其中，在制备上述电池卷针时，首先根据需要计算出成品卷针的宽度、厚度等尺寸参数；扣除聚氟乙烯润滑层的尺寸，得到卷针本体的尺寸；根据卷针本体的尺寸采用预设材料制成卷针本体，例如采用金属材料制成卷针本体；在卷针本体上包覆聚氟乙烯润滑层，得到成品卷针，即上述电池卷针。上述电池卷针用于电池的电芯卷绕，制备锂离子电池。尤其适用于凝胶隔膜电池的电芯卷绕。

在一个实施例中，所述第一针体和所述第二针体为片状结构。

在一个实施例中，如图2所示，所述第一针体包括远离所述第二针体的第一外表面112a和靠近所述第二针体的第二外表面112b，所述第二针体包括远离所述第一针体的第三外表面113a和靠近所述第一针体的第四外表面113b，所述聚氟乙烯润滑层覆盖设置于所述第一外表面、所述第三外表面和所述连接部的外表面。

在一个实施例中，如图2所示，所述第一针体远离所述连接部的一端设置有一对极耳卡槽112c。所述聚氟乙烯润滑层与所述极耳卡槽相对应的位置设置有开口121。极耳卡槽用于在进行电芯卷绕时，放置电芯上的正极耳和负极耳。

在一个实施例中，所述连接部设置有至少一定位孔。所述定位孔贯穿所述连接部。所述定位孔用于配合将所述电芯卷绕机构使用，将电池卷针安装在电芯卷绕机构上。

在一个实施例中，如图2所示，所述第一外表面和所述第三外表面分别具有两相对的弧形侧面。光滑的弧形侧面能够避免电池隔膜被刺破或刮破，提高电芯的良品率。例如，所述第一针体和所述第二针体分别为半椭圆柱体。又如，第一针体和所述第二针体分别为半圆柱体。

在一个实施例中，如图2所示，所述第一外表面和所述第三外表面还分别具有一平面，所述平面分别连接所述两相对的弧形侧面。这样，既能避免电池隔膜被刺破或刮破，又能避免电池卷针的厚度过厚。

在一个实施例中，如图3a所示，所述聚氟乙烯润滑层设置有在所述第一外表面上沿长度方向延伸的若干第一条形凹槽，所述聚氟乙烯润滑层设置有在所述第三外表面上沿长度方向延伸的若干第二条形凹槽。第一条形凹槽和第二条形凹槽能够使聚氟乙烯润滑层与电池隔膜之间充盈空气，避免聚氟乙烯润滑层与电池隔膜真空贴合，从而使电池卷针更易拔出。

在一个实施例中，所述若干第一条形凹槽在所述第一外表面上均匀分布，所述若干第二条形凹槽在所述第三外表面上均匀分布。

在一个实施例中，若干所述第一条形凹槽的总面积和所述第一外表面的面积之比为(0.1～0.45)：1，若干所述第二条形凹槽的总面积和所述第三外表面的面积之比为(0.1～0.45)：1。

在一个实施例中，如图3b所示，所述聚氟乙烯润滑层设置有在所述第一外表面上沿长度方向延伸的若干第一条形凸起，所述聚氟乙烯润滑层设置有在所述第三外表面上沿长度方向延伸的若干第二条形凸起。第一条形凸起和第二条形凸起能够使聚氟乙烯润滑层与电池隔膜之间充盈空气，避免聚氟乙烯润滑层与电池隔膜真空贴合，从而使电池卷针更易拔出。

在一个实施例中，所述第一外表面设置有两第一条形凸起，所述两第一条形凸起分别设置于所述第一外表面与所述第二外表面相接的两侧；所述第三外表面设置有两第二条形凸起，所述两第二条形凸起分别设置于所述第三外表面与所述第四外表面相接的两侧。

在一个实施例中，所述第一针体和所述第二针体分别与所述连接部固定连接，并且所述第一针体和所述第二针体相对设置。

在一个实施例中，如图4所示，所述连接部包括第一连接部111a、第二连接部111b和分别设置于所述第一连接部和所述第二连接部之间的弹性连接件 111c，所述第一针体与所述第一连接部连接，所述第二针体与所述第二连接部连接。

在一个实施例中，所述弹性连接件设置有弹簧。

在一个实施例中，所述弹性连接件设置有弹性树脂层。

在一个实施例中，所述弹性连接件设置有弹簧及弹性树脂层。

在一个实施例中，所述第一连接部、所述弹性树脂层与所述第二连接部的厚度比为(0.6～1.5)：1：(0.6～1.5)。这样，弹性树脂层的厚度与第一连接部/第二连接部的厚度接近，具有足够的压缩空间，又不至于影响卷针本体的厚度及强度。

在一个实施例中，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部插接设置，所述第一针体与所述第一连接部连接，所述第二针体与所述第二连接部连接。

在一个实施例中，第一连接部设置有连接孔，连接孔内壁置有至少两个环形凹槽，第二连接部设置有与所述连接孔匹配的连接柱，连接柱上设置有凸缘。或者，第二连接部设置有连接孔，连接孔内壁置有至少两个环形凹槽，第一连接部设置有与所述连接孔匹配的连接柱，连接柱上设置有环形凸缘。其中，连接孔内壁设置有弹性层。

这样，在卷绕电芯时，连接柱上的环形凸缘嵌入连接孔内部的第一环形凹槽中，以固定第一针体和第二针体。当卷绕完成，需要取出电芯时，紧捏第一连接部和第二连接部，使得连接柱上的环形凸缘嵌入连接孔内部的第二环形凹槽中，缩短第一针体和第二针体之间的距离，使得卷针整体直径变小，容易取出。

一种电芯卷绕机，其包括卷绕机构及如上述任一实施例所述的电池卷针，所述电池卷针可拆卸设置于所述卷绕机构上。例如，所述电池卷针通过定位孔可拆卸设置于所述卷绕机构上。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。