一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装。


背景技术：

2.目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
3.车载大容量动力电池性能的优劣，直接影响着电动汽车的整体性能。这为电动汽车车载动力电池提出了更高的要求(比如要具有更高的安全性，更优秀的性能，重量更轻)。
4.当前，电池的可靠性、安全性，是大容量动力电池制作过程中的一个技术难点和重点，特别是电池极组在卷绕过程中的正负极和隔膜的包覆性、极组的宽度，都会影响电池本身的性能，电池极组宽度的一致性、包覆性是直接影响电池本身的性能(包括内阻、容量)的直接原因。
5.现在大容量电池对极组卷绕尺寸的要求更加严格，如果电池容量高，在卷绕时如果不把极组尺寸做到最大化，不仅会造成电池的容量小，还会导致电池容量不一致等问题，进而导致电池性能和循环寿命衰减，内阻增大，影响锂电池各种参数性能，导致电池容量不一样无法继续使用，严重时，甚至还会影响模组的安全性。
6.而极组的尺寸与卷针的宽度密切相关，在卷绕电池极组时，首先要对卷针进行校准，校准后的卷针宽度就是极组内芯的宽度，现有的每台极组卷绕设备上有三个卷针(每个卷针包括两个半式卷针)。校准卷针的目的，是为了保持卷针宽度的一致性，进而保证通过卷针卷绕获得的极组尺寸的一致性。校准卷针的具体操作内容为：通过调节两个半式卷针内侧之间的横向缝隙宽度，以达到工艺要求的卷针宽度。通过校针操作，可以使得每个极组在卷绕后的尺寸一致，把每个极组的尺寸做到最大化，充分占用电池内部空间。
7.但是，传统校针方式，并没有专门的校针工装，由工作人员手动校针，通过卡尺来使得两个半式卷针之间的横向缝隙宽度达到工艺尺寸，因此，使得两个半式卷针的上下两端不平行，即使得两个半式卷针之间的缝隙宽度上下不一致，从而两个半式卷针的上下两端可能不垂直极组卷绕设备上的卷针安装平面，因此，传统的校针方式不能保证极组宽度一致性，并且使得两个半式卷针的在卷绕过程中无法全面贴合，从而造成极组的包覆性不好。
8.此外，由于两个半式卷针的上下两端不垂直极组卷绕设备上的卷针安装平面，在抽出卷针的时候会把极组的内芯一起抽出，造成电芯抽芯问题，发生抽芯问题的极组将无法使用，导致出现极组报废的问题。


技术实现要素：

9.本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装。
10.为此，本实用新型提供了一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，包括中空的工装主体框架；
11.工装主体框架包括左立板、右立板、上固定块和下固定块；
12.左立板和右立板相互平行且垂直分布，左立板位于右立板的正左边；
13.上固定块和下固定块相互平行且水平分布，上固定块位于下固定块的正上方；
14.上固定块的左右两端，分别与左立板和右立板相对的一侧上端相连接；
15.下固定块的左右两端，分别与左立板和右立板相对的一侧下端相连接；
16.左立板和右立板的上下两端，分别安装有一个千分尺；
17.每个千分尺内侧端连接的千分尺加长杆，朝向所述工装主体框架的内侧；
18.左立板上两个千分尺的千分尺加长杆，与右立板上两个千分尺的千分尺加长杆，为左右对称分布；
19.上固定块的横向中间位置，设置有一个垂直上下贯通的卷针固定块连接柱中心通孔；
20.该卷针固定块连接柱中心通孔内，贯穿通过有一个垂直分布的卷针固定块连接柱；
21.卷针固定块连接柱的顶端，固定连接一个垂直分布的固定螺纹杆；
22.上固定块在固定螺纹杆的左右两边，分别设置有一个垂直分布的立柱；
23.两个立柱的顶部，固定连接一个水平分布的立柱支撑板的左右两端；
24.立柱支撑板的中心位置，设置有一个固定螺纹杆连接螺纹孔；
25.固定螺纹杆贯穿通过该固定螺纹杆连接螺纹孔，且与固定螺纹杆连接螺纹孔相螺纹连接；
26.卷针固定块连接柱的下端，固定设置有一个卷针固定块；
27.卷针固定块的底部，与一个卷针的顶端相连接；
28.下固定块的顶部横向中间位置，设置有一个方形且中空的卷针定位块；
29.卷针定位块的中心位置，具有顶部开口的卷针定位孔；
30.卷针的底端，嵌入到所述卷针定位孔中。
31.优选地，卷针固定块连接柱中心通孔与卷针固定块连接柱为间隙配合。
32.优选地，卷针的底端形状，与卷针定位孔的形状相对应匹配。
33.优选地，工装主体框架的底部，固定连接一个水平分布的框架安装底板；
34.框架安装底板的中心位置，开有一个底板中心孔；
35.该底板中心孔的中心位置与卷针定位孔的中心位置，位于同一垂直轴线上。
36.优选地，固定螺纹杆的顶端设置有一个圆形的调节阀；
37.调节阀，位于立柱支撑板的上方；
38.调节阀的直径，大于立柱支撑板上的固定螺纹杆连接螺纹孔的直径。
39.优选地，对于左立板和右立板，在每个千分尺的正后方，都有一个矩形的立板缺口。
40.由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，其设计科学，能够对两个半式卷针之间的横向缝隙宽度进行校验，使得两个半式卷针相互垂直平行，以达到预设工艺要求的卷针宽度。通过校针操作，可以使得每个极组在卷绕后的尺寸一致，把每个极组的尺寸做到最大化，充分占用电池内部空间，具有重大的生产实践意义。
41.本实用新型的应用，能够提高大容量动力电池极组卷绕装配的效率和质量，保证大容量锂离子电池极组的一致性，维持电池的正常阻值和电池容量的一致性，保证锂离子电池安全使用。
42.此外，本实用新型的应用，能够大大延长电池的使用寿命，有利于简化电池的装配工艺，提高效率减少电池的生产成本，提高电池的装配质量，保证电池的长时间正常使用，有力地提高了电池产品的市场竞争力。
附图说明
43.图1为本实用新型提供的一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装与卷针的连接状态示意图；
44.图2为本实用新型提供的一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，在没有安装卷针时的立体结构示意图，该图未显示卷针固定块；
45.图3为本实用新型提供的一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，在没有安装卷针时的立体爆炸分解结构示意图，该图未显示卷针固定块；
46.图4为本实用新型提供的一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，所需要校验的现有的一种卷针(即工作对象)的立体结构示意图；
47.图中，1、固定螺纹杆，101、立柱，102、立柱支撑板，103、调节阀；
48.2、卷针固定块，21、卷针固定块连接柱；
49.3、主体框架，30、框架安装底板，301、底板中心孔；
50.31、左立板，32、右立板，33、上固定块，34、下固定块；
51.4、千分尺，40、立板缺口，41、千分尺加长杆，5、卷针；
52.6、卷针定位块。
具体实施方式
53.下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
54.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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”等
的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
55.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
56.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
57.参见图1至图4，本实用新型提供了一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，包括中空的工装主体框架3；
58.工装主体框架3包括左立板31、右立板32、上固定块33和下固定块34；
59.左立板31和右立板32相互平行且垂直分布，左立板31位于右立板32的正左边；
60.上固定块33和下固定块34相互平行且水平分布，上固定块33位于下固定块34的正上方；
61.上固定块33的左右两端，分别与左立板31和右立板32相对的一侧上端相连接；
62.下固定块34的左右两端，分别与左立板31和右立板32相对的一侧下端相连接；
63.左立板31和右立板32的上下两端，分别安装有一个千分尺4；
64.每个千分尺4内侧端连接的千分尺加长杆41，朝向所述工装主体框架3的内侧；
65.左立板31上两个千分尺4的千分尺加长杆，与右立板32上两个千分尺4的千分尺加长杆，为左右对称分布；
66.上固定块33的横向中间位置，设置有一个垂直上下贯通的卷针固定块连接柱中心通孔3301；
67.该卷针固定块连接柱中心通孔3301内，贯穿通过有一个垂直分布的卷针固定块连接柱21；
68.需要说明的是，卷针固定块连接柱中心通孔3301位于上固定块33的正中心位置，与卷针固定块连接柱21为间隙配合，卷针固定块连接柱中心通孔主要是起到辅助卷针固定块连接柱21固定卷针的作用。
69.卷针固定块连接柱21的顶端，固定连接一个垂直分布的固定螺纹杆1；
70.上固定块33在固定螺纹杆1的左右两边，分别设置有一个垂直分布的立柱101；
71.两个立柱101的顶部，固定连接一个水平分布的立柱支撑板102的左右两端；
72.立柱支撑板102的中心位置，设置有一个固定螺纹杆连接螺纹孔；
73.固定螺纹杆1贯穿通过该固定螺纹杆连接螺纹孔，且与固定螺纹杆连接螺纹孔相螺纹连接；
74.卷针固定块连接柱21的下端，固定设置有一个卷针固定块2；
75.卷针固定块2的底部，与一个卷针5的顶端相连接；
76.需要说明的是，卷针固定块2的底部具有开口向下的限位凹槽，用于插入卷针5的顶端；卷针5包括左右间隔分布的两个半式卷针50。
77.卷针固定块2，用于对卷针5的顶端进行固定并锁紧；
78.下固定块34的顶部横向中间位置，设置有一个方形且中空的卷针定位块6；
79.卷针定位块6的中心位置，具有顶部开口的卷针定位孔601；
80.卷针5的底端，嵌入到所述卷针定位孔601中。
81.需要说明的是，卷针5的底端形状，与卷针定位孔的形状相对应匹配。
82.在本实用新型中，具体实现上，工装主体框架3的底部，固定连接一个水平分布的框架安装底板30；
83.框架安装底板30的中心位置，开有一个底板中心孔301；
84.该底板中心孔301的中心位置与卷针定位孔601的中心位置，位于同一垂直轴线上。底板中心孔的作用是在校针时为了更方便快捷的校准。
85.在本实用新型中，具体实现上，固定螺纹杆1的顶端设置有一个圆形的调节阀103；
86.调节阀103，位于立柱支撑板102的上方；
87.调节阀103的直径，大于立柱支撑板102上的固定螺纹杆连接螺纹孔的直径。
88.在本实用新型中，具体实现上，千分尺4，可以为现有的千分尺，为现有常见的测量仪器，在此不再赘述。
89.在本实用新型中，具体实现上，对于左立板31和右立板32，在每个千分尺4的正后方，都有一个矩形的立板缺口40。
90.需要说明的是，立板缺口40为了方便放取卷针而设计的，其作用是为了防止取放卷针时，左立板31和右立板32磕碰到操作人员的手。
91.需要说明的是，本实用新型提供的极组校针工装，可以将卷针5整体固定在下固定块34顶部的卷针定位块上，有效地防止出现校针时千分表读数的不一致问题，同时还简化了校针工艺，提高了电池的生产效率和产品合格率。
92.在本实用新型中，固定螺纹杆1位于上固定块33正中心位置，起到调节上下高度的作用；
93.立柱101位于上固定块33上，起到支撑立柱支撑板102的作用；
94.立柱支撑板102起到定位螺纹杆1和调节阀103的作用；
95.卷针固定块2，起到固定卷针的作用，与卷针固定块连接柱21相连接；
96.卷针固定块连接柱21与固定螺纹杆1连接，起到调节作用；
97.主体框架3起到整体的固定作用；
98.框架安装底板30起到整体的支撑作用；
99.四个千分尺4分别固定在左立板31和右立板32上，起到读数的作用；
100.千分尺加长杆41连接在千分表4上(具体是连接到千分表4的测量探头上)，起到加长杆的作用；
101.卷针定位块6起到定位卷针的作用，位于下固定块34的正中央位置。
102.需要说明的是，对于本实用新型提供的锂离子动力电池极组的卷针校验工装，在具体使用时，首先，把卷针5(具体包括两个半式卷针50)放在卷针定位块6上，通过转动调节阀103，使得卷针固定块连接柱21底端的卷针固定块2向下顶紧卷针5，从而锁紧卷针5，通过转动千分尺4，使千分尺加长杆41顶上卷针5包括发两个半式卷针50的两侧后，再读数，通过调节卷针5，使每个千分尺读数一致，从而完成一次卷针校验。
103.对于本实用新型，通过调节卷针内针的间距(即两个半式卷针50内侧的间距)来控制卷针外形的尺寸，并通过四个千分尺测量卷针两侧的最外边，当四个千分尺读数一致，说
明卷针内针的间距上下一致，从而完成一次卷针校验。
104.其中，四个千分尺的读数一致，说明卷针5所包括的两个半式卷针50上下两端的间隔距离(即间隙横向宽度)；这是因为：卷针5的横向宽度，等于两个半式卷针50横向宽度与两个半式卷针50之间的横向间距(即缝隙的宽度)，其中，每个半式卷针50的横向宽度是已知的且相同，从而说明两个半式卷针50上下两端的间隙横向间距(间隙横向尺寸相同)。
105.需要说明的是，参见图4，现有的卷针5包括两个半式卷针50，两个半式卷针50的下端安装在一个卷针安装座51上(卷针安装座51上具有两个半式卷针插入凹槽)；通过推动两个半式卷针50的上下两端，可以细微地调节两个半式卷针50在卷针安装座51上的插入角度，从而可以调节两个半式卷针50上下两端之间的间隔距离(即间隙横向宽度)，当本实用新型的卷针校验工装的四个千分尺4的读数相同时，说明两个半式卷针50上下两端的间隔距离(即间隙横向宽度)，则两个半式卷针50相互垂直平行，这时候，由于卷针安装座51后侧面预留的两个纵向分布的螺纹通孔，这两个螺纹通孔分别与两个半式卷针插入凹槽相连通，通过将两个螺栓穿过两个螺纹通孔后拧入两个半式卷针插入凹槽中，从而可以对两个半式卷针50的底端进行可靠地固定约束(即现有的卷针，通过螺栓可以对两个半式卷针50进行定位约束，能够保证卷针尺寸不会变动)。因此，在本实用新型的卷针校验工装完成卷针的校验操作(即调节好卷针的外形尺寸)后，接着松开卷针固定块2以及四个千分尺4，然后就可以拿出卷针5，此时卷针5上两个半式卷针50的位置保持不会变动。拿出卷针5后，完成校验的卷针5就可以安装到现有的极组卷绕设备上的卷针安装位置上。
106.卷针安装座51底部中心位置具有的垂直连接轴510，嵌入到卷针定位块6上的卷针定位孔601中。
107.需要说明的是，通过应用本实用新型的工装，能够让现有的卷针上的卷针安装座51在调节两个半式卷针50的安装角度后，能够保证两个半式卷针卷针与工装垂直。
108.在本实用新型中，具体实现上，图4所示的卷针5，作为本实用新型工装的工作对象，是现有的卷针，具体是珠海华冠电子科技有限公司生产的电池极组卷绕机上的卷针。
109.需要说明的是，对于本实用新型，通过校针操作，可以使得卷针的上下两端间隙尺寸一致，所以卷绕出的极组尺寸就一致，校针可以使得卷针上下两端与极组卷绕设备上的卷针安装平面垂直，在从极组中抽出卷针时不会抽芯，从而保证极组的包覆性。
110.需要说明的是，对于本实用新型提供的工装，通过在两个半式卷针的上下两端设置的多个千分尺，能够使得两个半式卷针与极组卷绕设备上的卷针安装平面做到垂直，以及使得两个半式卷针相互平行，进而使得两个半式卷针之间的缝隙宽度达到工艺要求的卷针宽度，使得通过卷针卷绕获得的极组尺寸做到最大化并且保证极组尺寸的一致性。
111.综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种锂离子动力电池极组的卷针校验工装，其设计科学，能够对两个半式卷针之间的横向缝隙宽度进行校验，使得两个半式卷针相互垂直平行，以达到预设工艺要求的卷针宽度。通过校针操作，可以使得每个极组在卷绕后的尺寸一致，把每个极组的尺寸做到最大化，充分占用电池内部空间，具有重大的生产实践意义。
112.本实用新型的应用，能够提高大容量动力电池极组卷绕装配的效率和质量，保证大容量锂离子电池极组的一致性，维持电池的正常阻值和电池容量的一致性，保证锂离子电池安全使用。
113.此外，本实用新型的应用，能够大大延长电池的使用寿命，有利于简化电池的装配工艺，提高效率减少电池的生产成本，提高电池的装配质量，保证电池的长时间正常使用，有力地提高了电池产品的市场竞争力。
114.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。