一种用于锂电池卷绕机的收卷系统及锂电池卷绕方法与流程

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种用于锂电池卷绕机的收卷系统及锂电池卷绕方法。

背景技术：

随着人们生活水平的提供，智能手机更新换代的速度开始加快。对于手机锂电池的需求量也开始逐渐加大。在传统的锂电池生产过程中，根据锂电池的形状，锂电池卷绕机通常分为圆形卷绕机和方形卷绕机。由于手机电池使用的是方形锂电池，因此，需要方形卷绕机来生产用于手机的锂电池。

图1所示为现有技术提供的用于生产锂电池的方形卷绕机的简要示意图。如图1所示，在方形卷绕机中，使用方形的收卷轴进行卷绕。图2所示为方形卷绕机的收卷轴的线速度随旋转角度变化的示意图。如图2所示，方形收卷轴的线速度随着收卷轴的运动而变化，当收卷轴与极片平行时，线速度最小；当收卷轴与极片垂直时，线速度最大。当提高转速时，由线速度最小值到线速度最大值的时间将缩短，即加速度变大，而加速度过大会给收卷轴的电机带来过大的冲击。因此，通过方形卷绕机无法实现高速卷绕，即无法提高锂电池卷绕机的生产效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于锂电池卷绕机的收卷系统及锂电池卷绕方法以解决现有的锂电池卷绕机生产效率低的问题。

本发明为了达到上述目的，采用的技术方案是：一种用于锂电池卷绕机的收卷系统，包括卷绕模块和拉伸模块，

所述卷绕模块，用于将锂电池极片卷绕为圆形电芯；

所述拉伸模块，用于将所述圆形电芯拉伸为方形电芯。

优选地，所述卷绕模块包括多个平行设置的支撑柱，且所述多个支撑柱分布于同一垂直于所述支撑柱的圆周上；所述锂电池极片卷绕在所述多个支撑柱外侧以形成所述圆形电芯。

优选地，所述卷绕模块还包括多个压辊，所述多个压辊与所述多个支撑柱对应设置，且设置在所述支撑柱外侧。

优选地，所述拉伸模块通过控制改变所述多个支撑柱和所述多个压辊的位置来将所述圆形电芯拉伸为所述方形电芯。

优选地，所述多个支撑柱和多个压辊通过支撑结构安装固定；所述卷绕模块在将锂电池极片卷绕为圆形电芯时，控制所述支撑结构使所述多个支撑柱和所述多个压辊分别分布到同一圆周的内侧和外侧；所述拉伸模块在将所述圆形电芯拉伸为方形电芯时，控制所述支撑结构将所述多个支撑柱排列到同一直线上并使所述多个压辊分布于所述支撑柱所在的直线外侧。

相应地，本发明还提供一种锂电池卷绕方法，包括以下步骤：

步骤s1：将锂电池极片卷绕为圆形电芯；

步骤s2：将所述圆形电芯拉伸为方形电芯。

优选地，绕模块包括多个平行设置的支撑柱，且所述多个支撑柱分布于同一垂直于所述支撑柱的圆周上；在所述步骤s1中，所述锂电池极片卷绕在所述多个支撑柱外侧以形成所述圆形电芯。

优选地，所所述卷绕模块还包括多个压辊，所述多个压辊与所述多个支撑柱对应设置，且设置在所述支撑柱外侧，在所述步骤s2中，拉伸模块通过控制改变所述多个支撑柱和所述多个压辊的位置来将所述圆形电芯拉伸为所述方形电芯。

优选地，在所述步骤s1与所述步骤s2之间还包括：

在形成所述圆形电芯后，控制所述压辊为伸长状态以固定所述圆形电芯。

优选地，所述多个支撑柱和多个压辊通过支撑结构安装固定；

在所述步骤s1中，控制所述支撑结构使所述多个支撑柱和所述多个压辊分别分布到同一圆周的内侧和外侧；

在所述步骤s2中，控制所述支撑结构将所述多个支撑柱排列到同一直线上并使所述多个压辊分布于所述支撑柱所在的直线外侧。

本发明有如下优点：本发明提供的用于锂电池卷绕机的收卷系统通过对方形卷绕机的收卷轴进行改进，从而实现先将锂电池极片进行高速圆形卷绕以形成圆形电芯，然后再将圆形电芯拉伸为方形电芯。由此，本发明提供的用于锂电池卷绕机的收卷系统解决了收卷轴无法高速旋转影响生产效率的问题，提高了方形卷绕的生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1所示为现有技术提供的方形卷绕机的简要示意图；

图2所示为方形卷绕机的收卷轴的线速度随旋转角度变化的示意图；

图3所示为本发明一实施例提供的收卷系统的原理图；

图4所示为本发明一实施例提供的多个支撑柱的分布位置示意图；

图5所示为本发明一实施例提供的多个支撑柱和多个压辊的位置示意图；

图6所示为拉伸为方形电芯之后的多个支撑柱和多个压辊的位置示意图；

图7所示为本发明一实施例提供的锂电池卷绕方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

图3所示是本发明一实施例提供的收卷系统的原理图，该收卷系统用于锂电池卷绕机。如图3所示，该收卷系统包括卷绕模块10和拉伸模块20。其中，卷绕模块10用于将锂电池极片卷绕为圆形电芯，拉伸模块20用于将所述圆形电芯拉伸为方形电芯。通过卷绕模块进行高速圆形卷绕形成圆形电芯后，再拉伸为方形电芯，既提高了生产效率，又保证了成品为方形锂电池。

在本发明一实施例中，所述卷绕模块包括多个平行设置的支撑柱101。图4所示为本发明一实施例提供的多个支撑柱的分布位置示意图。如图4所示，所述多个支撑柱101分布于同一垂直于所述支撑柱的圆周上，所述锂电池极片卷绕在所述多个支撑柱外侧以形成所述圆形电芯。本发明用多个呈圆形分布的支撑柱替代原有的方形收卷轴，然后按照圆形卷绕的方法将锂电池极片卷绕在多个支撑柱外侧，利用圆形卷绕线速度不变的特性来实现高速卷绕。

在本发明一实施例中，所述卷绕模块还包括多个压辊102。图5所示为本发明一实施例提供的多个支撑柱和多个压辊的位置示意图。如图5所示，所述多个压辊102与所述多个支撑柱101一一对应并设置在所述支撑柱101外侧。进一步地，所述压辊102为伸缩结构。在卷绕模块卷绕锂电池极片的时候，所述压辊102在拉伸模块的控制下为收缩状态，这样不会妨碍锂电池极片卷绕到支撑柱101上；在形成圆形电芯后，所述压辊102在拉伸模块的控制下变为伸长状态，对所述圆形电芯进行固定，以避免在后续地拉伸过程中，出现拉伸不均匀的现象。

在本发明一实施例中，所述拉伸模块20通过控制改变所述多个支撑柱101和所述多个压辊102的位置来将所述圆形电芯拉伸为所述方形电芯。所述多个支撑柱和多个压辊通过支撑结构安装固定；所述卷绕模块在将锂电池极片卷绕为圆形电芯时，控制所述支撑结构使所述多个支撑柱和所述多个压辊分别分布到同一圆周的内侧和外侧；所述拉伸模块在将所述圆形电芯拉伸为方形电芯时，控制所述支撑结构将所述多个支撑柱排列到同一直线上并使所述多个压辊分布于所述支撑柱所在的直线外侧。图6所示为拉伸为方形电芯之后的多个支撑柱和多个压辊的位置示意图。如图6所示，所述拉伸模块20通过将所述多个支撑柱101由圆形分布变为直线分布将圆形电芯拉伸为方形电芯，在所述多个支撑柱101的位置改变过程中，所述多个压辊102的位置也随着对应的支撑柱的位置改变而改变。进一步地，所述拉伸模块20为plc。plc为工业运动控制器，通过plc可以很容易的实现对多个支撑柱和多个压辊的位置改变的控制。

本发明提供的用于锂电池卷绕机的收卷系统通过对方形卷绕机的收卷轴进行改进，从而实现先将锂电池极片进行高速圆形卷绕以形成圆形电芯，然后再将圆形电芯拉伸为方形电芯。在拉伸之前，通过压辊对圆形电芯进行固定，有效避免了拉伸时的不均匀问题。由此，本发明提供的用于锂电池卷绕机的收卷系统解决了收卷轴无法高速旋转影响生产效率的问题，提高了方形卷绕的生产效率，提高了成品的均匀度。

图7所示为本发明一实施例提供的锂电池卷绕方法的流程图。如图7所示，本发明提供的锂电池卷绕方法包括：

步骤s1：卷绕模块将锂电池极片卷绕为圆形电芯；

在本发明一实施例中，所述卷绕模块包括多个多个平行设置的支撑柱,所述多个支撑柱101分布于同一垂直于所述支撑柱的圆周上，所述锂电池极片卷绕在所述多个支撑柱外侧以形成所述圆形电芯。本发明用多个呈圆形分布的支撑柱替代原有的方形收卷轴，然后按照圆形卷绕的方法将锂电池极片卷绕在多个支撑柱外侧，利用圆形卷绕线速度不变的特性来实现高速卷绕。

在本发明一实施例中，所述卷绕模块还包括多个压辊。所述多个压辊与所述多个支撑柱一一对应并设置在所述支撑柱外侧。在所述步骤s1中，所述多个压辊为收缩状态。进一步地，所述压辊为伸缩结构。在卷绕模块卷绕锂电池极片的时候，所述压辊在拉伸模块的控制下为收缩状态，这样不会妨碍锂电池极片卷绕到支撑柱上；在形成圆形电芯后，所述压辊在拉伸模块的控制下变为伸长状态，对所述圆形电芯进行固定，以避免在后续地拉伸过程中，出现拉伸不均匀的现象。

在所述步骤s1与所述步骤s2之间还包括：

在形成所述圆形电芯后，控制所述压辊为伸长状态以固定所述圆形电芯。

步骤s2：拉伸模块将所述圆形电芯拉伸为方形电芯。

在所述步骤s2中，所述拉伸模块通过控制改变所述多个支撑柱和所述多个压辊的位置来将所述圆形电芯拉伸为所述方形电芯。

在本发明一实施例中，所述拉伸模块通过控制改变所述多个支撑柱和所述多个压辊的位置来将所述圆形电芯拉伸为所述方形电芯。图6所示为拉伸为方形电芯之后的多个支撑柱和多个压辊的位置示意图。如图6所示，所述拉伸模块20通过将所述多个支撑柱101由圆形分布变为直线分布将圆形电芯拉伸为方形电芯，在所述多个支撑柱101的位置改变过程中，所述多个压辊102的位置也随着对应的支撑柱的位置改变而改变。

因此，进一步地，所述多个支撑柱和多个压辊通过支撑结构安装固定；

在所述步骤s1中，控制所述支撑结构使所述多个支撑柱和所述多个压辊分别分布到同一圆周的内侧和外侧；

在所述步骤s2中，控制所述支撑结构将所述多个支撑柱排列到同一直线上并使所述多个压辊分布于所述支撑柱所在的直线外侧。

本发明提供的锂电池卷绕方法通过先将锂电池极片进行高速圆形卷绕以形成圆形电芯，然后再将圆形电芯拉伸为方形电芯。在拉伸之前，通过压辊对圆形电芯进行固定，有效避免了拉伸时的不均匀问题。由此，本发明提供的锂电池卷绕方法解决了收卷轴无法高速旋转影响生产效率的问题，提高了方形卷绕的生产效率，提高了成品的均匀度。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。