一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕的制造方法
【专利摘要】本实用新型是一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，该卷绕机的组成包括卷针、可滑动轴承、固定轴承、动力机箱、底座和滑动轨道；其中，滑动轨道和动力机箱由左向右依次固定在底座上，动力机箱在底座的最右端；固定轴承固定在滑动轨道的最右端，靠近动力机箱；可滑动轴承安装在可滑动轨道的滑轨上；上述可滑动轴承的轴心、固定轴承的轴心、动力机箱的传动头的中心在一条直线上；卷针依次穿过可滑动轴承和固定轴承的中心，卷针的卷针传动头同动力机箱的传动头连接。本实用新型便于隔膜随卷绕钢针的扭转动作，且操作简便；避免了卷绕过程中电池电芯的偏心、抽芯等现象的出现。
【专利说明】一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机
【技术领域】
[0001]本实用新型的技术方案涉及一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，具体地说是制造圆柱状锂离子电池前，将正极极片、负极极片、隔膜三种锂离子电池的核心组成部分加工成所需要状态的机械装置。
【背景技术】
[0002]近年来，锂离子电池已在家用电器、交通工具、国防科技等领域得到广泛应用，并且随着电器化时代的进一步深入，其应用领域具有更加广阔的前景。在实验室中，常用的锂离子电池测试方法是扣式电池模块测试，即将经涂布工艺或轧膜工艺制作而成的正、负极极片裁剪成固定大小的圆片，最终组装成扣式电池进行测试。但扣电测试仅能简单测试一些充放电容量、高低温循环性能、充放电倍率等几项电池材料的电化学性能。此外，由于扣电多以锂片作为负极，使负极处于超过量状态，而且扣电结构同实际生产中的圆柱状锂离子电池结构相差较大，致使扣电的测试结果仅能粗略评价电池材料在圆柱状锂离子电池的部分性能。所以，必须针对特定材料进行圆柱状锂离子电池测试才能满足要求获得所需数据，进而指导实际生产。实验室中，制作圆柱状锂离子电池，通常是将正、负极极片制作成所需规格的电芯，最终在手套箱内完成全电池的装配。
[0003]一般实验室中，圆柱状锂离子电池的电芯是通过手动卷绕机卷绕而成。手动卷绕机在使用过程中常常会出现一些问题，如:卷绕钢针单支撑点，导致使用时因侧向拉力的作用，使得卷绕过程中易出现偏心现象，从而易产生电芯的抽芯、露片、短路等现象；再者，手动卷绕机的卷绕钢针多是一种多棱边柱状结构，无隔膜牵引装置，导致使用时易出现局部张力过大，致使电芯整体的松紧程度不一致，直接影响到锂离子电池的后续加工以及测试。电芯质量的优劣，是直接影响圆柱状锂离子电池各项性能的技术关键之一。
实用新型内容
[0004]本实用新型所要解决的技术问题是:提供一种在圆柱状锂离子电池电芯制作过程中，具有操作简单、卷绕效果优良、价位低廉等效果的圆柱状电芯的卷绕工具。使得在圆柱状锂离子电池电芯的卷绕过程中操作简便，极片、隔膜等受力均匀一致，提高电芯质量。从而有助于实验室中锂离子柱状电池的制作、测试、研发。
[0005]本实用新型解决该技术问题所采用的技术方案是:
[0006]一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，其特征为该卷绕机的组成包括卷针、可滑动轴承、固定轴承、动力机箱、底座和滑动轨道；
[0007]其中，滑动轨道和动力机箱由左向右依次固定在底座上，动力机箱在底座的最右端；固定轴承固定在滑动轨道的最右端，靠近动力机箱；可滑动轴承安装在可滑动轨道的滑轨上；上述可滑动轴承的轴心、固定轴承的轴心、动力机箱的传动头的中心在一条直线上；卷针依次穿过可滑动轴承和固定轴承的中心，卷针的卷针传动头同动力机箱的传动头连接。
[0008]所述的卷针的组成包括塞针、卷针手柄、卷针针身和卷针传动头；其中，卷针针身的左端固装有卷针手柄，右端固装有卷针传动头；卷针针身上开有塞针槽，并同卷针手柄上的塞针孔彼此贯穿，二者的中心位于同一中心线上；塞针穿过塞针孔，位于塞针槽内。
[0009]本实用新型的有益效果是:首先，本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，有效地解决了手工制作电芯过程中易出现的卷针偏心现象；其次，塞针装置的采用有效地解决了在卷绕过程中隔膜、正极极片、负极极片等纵向受力不均匀、电芯松紧不一致的现象；再者，降低设备成本，简化了复杂操作。进而在一定程度上促进了实验室锂离子电池科研工作的高效进行。具体如下:
[0010]1，卷针采用塞针装置，便于隔膜随卷绕钢针的扭转动作，且操作简便；此外，卷针采用一体化设计，增强了自身强度。
[0011]2，该装置采用双定点支撑原理，避免了卷绕过程中电池电芯的偏心、抽芯等现象的出现。
[0012]3，该装置采用变定点支撑设计，可根据不同电池电芯规格，变动两卷针的支撑点之间的距离，便于实际的卷绕操作。
[0013]本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，主要针对实验室内的电池研发工作设计，特别适用于小批量锂离子电池电芯的制备加工。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。
[0015]图1，是本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机的主视图。
[0016]图中，L卷针(直径2mm彡R彡5mm)，2.可滑动轴承，,3.固定轴承,4.动力机箱，
5.底座，6.滑动轨道。
[0017]图2，是本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机的卷针装置放大图。
[0018]图中，101.塞针，102.卷针手柄，103.卷针针身，104.卷针传动头。
[0019]图3，是本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机的卷针结构示意图。
[0020]图中，101.塞针，102.卷针手柄，103.卷针针身，104.卷针传动头。
[0021]图4，是本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机的主要部件示意图。
[0022]图中，L卷针(直径2mm彡R彡5mm)，2.可滑动轴承A，3.固定轴承B，4.动力机箱，5.底座，6.滑动轨道。
【具体实施方式】
[0023]图1，图2，图3，图4表明本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机结构由卷针1，可滑动轴承2，固定轴承3，动力机箱4，底座5，滑动轨道6等组成。可滑动轨道2和固定轨道3的作用是对卷针I支撑定位；动力机箱4固定在底座5上，起到提供卷针卷绕动力作用；滑动轨道6固定在底座5上，并与可滑动轴承2相连接，可滑动轴承2和固定轴承3的相对位置根据所需卷绕电芯的长度尺寸而变化；底座5的作用是给整个卷绕机起到支撑以及各部件定位的作用。其中，卷针I上的塞针101的作用，是将隔膜固定在卷针I上，并给以隔膜一个均匀一致的侧向拉力；卷针I上的卷针手柄设计便于手工操作；卷针I上的卷针传动头104同动力机箱4相连接，为卷针提供传到扭转动力的作用。
[0024]该装置的连接关系如下:
[0025]如图1:底座5起到整个装置的连接支撑作用；滑动轨道6和动力机箱4由左向右依次固定在底座5上，动力机箱4在底座5的最右端；固定轴承3固定在滑动轨道6的最右端，靠近动力机箱4 ;可滑动轴承2安装在可滑动轨道6的滑轨上；上述可滑动轴承2的轴心、固定轴承3的轴心、动力机箱4的传动头的中心在一条直线上；卷针I依次穿过可滑动轴承2和固定轴承3的中心，卷针I的卷针传动头104同动力机箱的传动头连接。
[0026]如图2:所述的卷针I的组成包括塞针101、卷针手柄102、卷针针身103和卷针传动头104 ;其中，卷针针身103的左端固装有卷针手柄102，右端固装为卷针传动头104 ;卷针针身103上开有塞针槽，并同卷针手柄102上的塞针孔彼此贯穿，二者的中心位于同一中心线上；塞针101穿过塞针孔,位于塞针槽内。
[0027]本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机的使用过程是这样的；首先，将可滑动轴承2调节到合适位置固定，并将卷针I穿过可滑动轴承2和固定轴承3，并使卷针传动头104与动力机箱4连接；其次，将预先准备好的隔膜绕过卷针1，并用塞针101将隔膜平整固定在卷针I上，使之成为平行并排的上下两层，再依次在两层隔膜之间以及上层隔膜上表面分别放入负极极片和正极极片，最终位置关系是由下到上依次为隔膜、负极极片、隔膜、正极极片；最后，开动动力机箱4的开关，使动力机箱4带动卷针I转动即可。卷绕完成后，依次取出塞针104、卷针1，即可得到质量可靠的圆柱状锂离子电池电芯。该设备结构简单便于操作，采用双定点原理，很好地解决了电芯卷绕过程中，易出现的卷针偏心、电芯抽芯、短路等现象。采用塞针设计，很好地保证了卷绕过程中电芯松紧程度一致性问题。综上可知，本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，从一定程度上保证了电芯质量，提高了工作效率。
[0028]本实用新型一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，所采用的动力机箱、卷针传动头等均采用锂离子圆柱电池电芯手动卷绕机常用配件装置。
[0029]本实用新型未尽事宜为公知技术。
【权利要求】
1.一种圆柱状锂离子电池电芯卷绕机，其特征为该卷绕机的组成包括卷针、可滑动轴承、固定轴承、动力机箱、底座和滑动轨道； 其中，滑动轨道和动力机箱由左向右依次固定在底座上，动力机箱在底座的最右端；固定轴承固定在滑动轨道的最右端，靠近动力机箱；可滑动轴承安装在可滑动轨道的滑轨上；上述可滑动轴承的轴心、固定轴承的轴心、动力机箱的传动头的中心在一条直线上；卷针依次穿过可滑动轴承和固定轴承的中心,卷针的卷针传动头同动力机箱的传动头连接； 所述的卷针的组成包括塞针、卷针手柄、卷针针身和卷针传动头；其中，卷针针身的左端固装有卷针手柄，右端固装有卷针传动头；卷针针身上开有塞针槽，并同卷针手柄上的塞针孔彼此贯穿，二者的中心位于同一中心线上；塞针穿过塞针孔，位于塞针槽内。
【文档编号】H01M10/0587GK203967202SQ201420363417
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年7月2日 优先权日:2014年7月2日
【发明者】纪继坤, 郅晓科, 梁广川 申请人:河北工业大学