极耳错位控制方法及卷绕装置与流程

本申请涉及储能器件制造技术领域，尤其涉及极耳错位控制方法及卷绕装置。

背景技术：

为了提高电极组件的能量密度，通常将电极组件的尺寸做的相对较大。对于卷绕式的电极组件而言，则需要增加极片卷绕的圈数，从而提高卷绕式电极组件的能量密度。

通常，极片上未涂覆活性物质浆料的部分经切制形成极耳，在极片的卷绕过程中，各极耳层叠在一起。然而，当极片的卷绕圈数增多时，极耳层叠时就会出现明显的错位现象。

技术实现要素：

本申请提供了一种极耳错位控制方法及卷绕装置，能够改善极耳的错位现象。

本申请的第一方面提供了一种极耳错位控制方法，包括：

步骤s10，获取卷针从第一计时零点到t1时刻所转过的第一角度值θ1，所述t1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻，和/或

获取卷针从第二计时零点到t2时刻所转过的第二角度值θ2，所述t2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；

步骤s20，判断所述第一角度值θ1是否等于第一预设值θ01，如果是，重复步骤s10，反之，进入步骤s31，和/或

判断所述第二角度值θ2是否等于第二预设值θ02，如果是，重复步骤s10，反之，进入步骤s32；

步骤s31，调节施加于第一极片的第一压力，所述第一压力的作用方向与第一极片垂直；

步骤s32，调节施加于第二极片的第二压力，所述第二压力的作用方向与第二极片垂直。

根据一个可选实施例，在所述步骤s20之后还包括：

步骤s22，判断所述第一角度值θ1是否小于第一预设值θ01，如果是，进入步骤s41，反之，进入步骤s51，和/或

判断所述第二角度值θ2是否小于第二预设值θ02，如果是，进入步骤s42，反之，进入步骤s52；

步骤s41，减小所述第一压力；

步骤s42，减小所述第二压力；

步骤s51，增加所述第一压力；

步骤s52，增加所述第二压力。

根据一个可选实施例，所述步骤s41还包括：增加第一极片的张力，和/或

所述步骤s42还包括：增加第二极片的张力。

根据一个可选实施例，所述步骤s51还包括：减小第一极片的张力，和/或

所述步骤s52还包括：减小第二极片的张力。

本申请的第二方面提供了一种卷绕装置，该卷绕装置采用上述任一项所述的极耳错位控制方法，包括：

第一处理部，用于获取卷针从第一计时零点到t1时刻所转过的第一角度值θ1，以及用于判断所述第一角度值θ1是否等于第一预设值θ01，所述t1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻；

第一检测部，用于感应即将卷绕于卷针上的第一极耳；以及

第一压力调节部，用于调节施加于第一极片的第一压力，所述第一压力的作用方向与所述第一极片垂直，

所述第一处理部分别与所述第一检测部以及所述第一压力调节部通信连接，

和/或

第二处理部，用于获取卷针从第二计时零点到t2时刻所转过的第二角度值θ2，以及用于判断所述第二角度值θ2是否等于第二预设值θ02，所述t2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；

第二检测部，用于感应即将卷绕于卷针上的第二极耳；以及

第二压力调节部，用于调节施加于第二极片的第二压力，所述第二压力的作用方向与所述第二极片垂直，

所述第二处理部分别与所述第二检测部以及所述第二压力调节部通信连接。

根据一个可选实施例，还包括：

第一判断部，用于判断所述第一角度值θ1是否小于第一预设值θ01，以及

第一张力调节部，当第一角度值θ1小于所述第一预设值θ01时，所述第一张力调节部增大施加于第一极片的张力；当第一角度值θ1大于所述第一预设值θ01时，所述第一张力调节部减小施加于第一极片的张力，

所述第一判断部以及所述第一张力调节部均与所述第一处理部通信连接。

根据一个可选实施例，还包括：

第二判断部，用于判断所述第二角度值θ2是否小于第二预设值θ02，以及

第二张力调节部，当第二角度值θ2小于所述第二预设值θ02时，所述第二张力调节部增大施加于第二极片的张力；当第二角度值θ2大于所述第二预设值θ02时，所述第二张力调节部减小施加于第二极片的张力，

所述第二判断部以及所述第二张力调节部均与所述第二处理部通信连接。

根据一个可选实施例，所述第一检测部、所述第一压力调节部以及所述第一张力调节部沿所述第一极片的延伸方向依次排布，且所述第一检测部比其它部件更靠近所述卷针。

根据一个可选实施例，所述第一压力调节部包括分别设置于第一极片两侧的第一凹模和第一凸模，所述第一凹模与所述第一凸模配合，以向所述第一极片施加所述第一压力，

和/或

所述第二压力调节部包括分别设置于第二极片两侧的第二凹模和第二凸模，所述第二凹模与所述第二凸模配合，以向所述第二极片施加所述第二压力。

根据一个可选实施例，所述第一检测部与所述第二检测部中的至少一者包括光电传感器。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请提供了一种极耳错位控制方法，该方法通过获取到的卷针转过的第一角度值θ1，并将第一角度值θ1与第一预设值θ01比较来判断极耳是否存在错位现象，如果第一角度值θ1与第一预设值比较θ01相等，则说明即将卷绕于卷针的第一极耳未出现错位现象，如果第一角度值θ1与第一预设值比较θ01存在差值，则说明第一极耳存在错位现象，此时，可以通过调节施加于第一极片的第一压力，使得第一极耳的位置向预想的方向产生偏移，从而使得第一极耳的错位得到纠正。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例提供的第一极耳错位控制方法的第一实施例的流程图；

图2为本申请实施例提供的第一极耳错位控制方法的第二实施例的流程图；

图3为本申请实施例提供的第一极耳错位控制方法的第三实施例的流程图；

图4为本申请实施例提供的第一极耳错位控制方法的第四实施例的流程图；

图5为本申请实施例提供的第二极耳错位控制方法的一个实施例的流程图；

图6为本申请实施例提供的第一极耳和第二极耳错位控制方法的一个实施例的流程图；

图7为本申请实施例提供的卷绕装置的示意图。

附图标记：

1-卷绕装置；

11-第一检测部；

12-第一压力调节部；

12a第一凹模；

12b第一凸模；

13-卷针；

14-第一张力调节部；

11’-第二检测部；

12’-第二压力调节部；

14’-第二张力调节部；

15-第一隔膜卷料辊；

16-第二隔膜卷料辊；

17-第一隔膜张力调节部；

18-第二隔膜张力调节部；

21-第一极片；

22-第二极片。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1所示，本申请提供了一种极耳错位控制方法，该极耳错位控制方法用于缓解极耳错位现象的发生，确保层叠后的极耳相对集中、整齐。

以第一极耳为例，该控制方法具体包括：

步骤s10，获取卷针从第一计时零点到t1时刻所转过的第一角度值θ1，其中，t1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻。

通常情况下，第一极耳通过模切的方式形成在第一极片上，卷针每转动一周，相应长度的第一极片则被卷绕在了卷针上，该相应长度的第一极片可以包括一个第一极耳，也可以包括两个第一极耳，卷绕后，各第一极耳叠置。

容易理解的，在卷针卷绕的过程中，由于卷针每转动一周，相应长度的一段第一极片被卷绕在了卷针上，因此，对于即将被卷绕的下一段第一极片而言，其能够在卷针上卷绕一周的长度也在逐渐增加。

第一计时零点可以是卷针开始转动一周的行程的起始点处，也可以是其它位置处，针对第一计时零点的设置时刻的不同，只需改变第一预设值θ01即可，当第一角度值θ1被获取，即可进入步骤s20。

步骤s20为判断步骤，这里判断的依据主要基于所获取的第一角度值θ1，具体为，判断第一角度值θ1是否等于第一预设值θ01，如果是，重复步骤s10，反之，进入步骤s31。也就是说，如果第一角度值θ1等于第一预设值θ01，则说明该第一极耳卷绕于卷针后不会出现错位现象，或者说，第一极耳的错位量在偏差允许的范围内，因而，无需对该第一极耳的位置进行调节，在此情况下，可以重复执行步骤s10，卷针继续下一周的卷绕，并获取下一个第一角度值θ1。这里需要强调的是，“判断第一角度值θ1是否等于第一预设值θ01”并不是严格意义上的相同，而是在一个允许的范围内，两者被认为是相等的。

反之，如果不满足上述条件，则进入步骤s31，在步骤s31中，调节施加于第一极片的第一压力，且第一压力的作用方向与第一极片垂直。

根据以上的描述可知，通过比较第一角度值θ1与第一预设值θ01的大小，即可判断第一极耳是否存在错位现象，并通过调节向第一极片施加的压力，使得第一极片在输送过程中产生向预想的方向的偏移，该偏移会带动第一极耳产生偏移，进而使得第一极耳的错位现象得到了有效控制。

且容易理解，卷针每卷绕一周，都会执行步骤s10～步骤s31的操作，从而使得第一极片上的每一个第一极耳的错位都得到了控制，提高了电极组件的良品率。

如图2所示，为了确保第一极耳的偏移方向为预想方向，在步骤s20之后还加入判断步骤s22，在步骤s22中，判断第一角度值θ1是否小于第一预设值θ01，如果是，进入步骤s41，反之，进入步骤s51。

此处需要说明的是，在第一极片的卷绕过程中，为了提高电极组件的能量密度以及卷绕质量，第一极片上始终作用有预设的第一压力，第一压力可以为第一极片提供张力，同时，该第一压力能够在第一极片上形成凸起，形成凸起后的第一极片的厚度尺寸较形成凸起前的第一极片的厚度尺寸较大，因此，当具有凸起的第一极片卷绕于卷针时，卷针以及卷绕在卷针上的第一极片的整体直径的尺寸增加，这样一来，卷针转过相同角度所对应的弧长不相等，整体直径越大，卷绕于卷针一周时需要的第一极片的长度越长。

在上述的情况下，如果第一角度值θ1小于第一预设值θ01，则说明第一极耳的位置较预设位置靠后，此时，进入步骤s41，减小向第一极片施加的第一压力，第一压力的作用方向垂直于第一极片。减小第一压力实质上就是减小第一极片的张力，使得第一极片产生向前的偏移量，从而纠正第一极耳的错位量。

反之，如果第一角度值θ1大于第一预设值θ01，则说明第一极耳的位置较预设位置靠前，此时，进入步骤s51，增大向第一极片施加的第一压力，同理，第一压力的作用方向垂直于第一极片。此步骤s51与步骤s41的调节方向相反，但调节机理相同，此处不再赘述。

当然，根据第一角度值θ1与第一预设值θ01的差值的大小，还可以对第一压力的大小实现精确设定，以实现对第一极耳错位量的精确调节。

进一步，如图3所示，为了确保对第一极耳的错位现象进行可靠的控制，在步骤s41中，还可以进一步包括：增加第一极片的张力，这是由于，当增加第一极片的张力后，第一极片在张力作用下被拉伸，此时，可以相应的减小整体直径，从而可以起到向前调节第一极耳的位置的作用。该步骤中，在减小施加于第一极片的第一压力的同时，还进一步增加了第一极片的张力，即采用了两种方式来控制第一极耳的错位，使得该错位控制方法更加可靠。

同理，如图4所示，在步骤s51中，还可以包括：减小第一极片的张力。也就是说，在增加向第一极片施加的第一压力的同时，还可以同时减小第一极片的张力。该步骤s51与步骤s41具有相同的技术效果，此处不再赘述。

我们知道，在第一极片的输送过程中，第一极片应始终受到张力的作用，因此，为了控制第一极耳的错位，通过调节第一极片的张力的大小也可以实现对第一极耳的错位控制。上述步骤s41和步骤s51可以进一步确保第一极耳能够产生预定方向的偏移，对第一极耳的错位控制更加有效。

以上仅针对第一极耳的错位控制方法进行了说明，可选择地，还可以对第二极耳的错位进行控制，第二极耳的错位控制方法可以与第一极耳的错位控制方法相同，也可以不同。

本实施例中，第二极耳的错位控制方法与前述中第一极耳的错位控制方法相同，此处不再赘述，第二极耳的错位控制方法流程图可参见图5。图5示出了第二极耳的错位控制方法的第一种实施例的流程图。

并且，适应于第一极耳的错位控制方法的其它实施例同样适应于对第二极耳的错位控制。

在另外一种实施例中，还可以同时对第一极耳和第二极耳的错位进行控制，由于本领域技术人员在阅读前述内容后，很清楚的知道如何将第一极耳的错位控制方法和第二极耳的错位控制方法结合，以实现同时对第一极耳和第二极耳的错位控制，因此，此处不再赘述，具体的错位控制方法的流程图可参见图6。图6示出了对第一极耳和第二极耳进行错位控制的方法流程图。

基于上述的极耳错位控制方法，本申请还提供了一种卷绕装置1，该卷绕装置采用上述任一实施例中的极耳错位控制方法。

如图7所示，该卷绕装置1包括：

第一处理部(附图中未示出)，用于获取卷针从第一计时零点到t1时刻所转过的第一角度值θ1，t1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻，以及用于判断第一角度值θ1是否等于第一预设值θ01；

第一检测部11，用于感应即将卷绕于卷针上的第一极耳；以及

第一压力调节部12，用于调节施加于第一极片的第一压力，第一压力的作用方向与第一极片垂直。

其中，第一处理部分别与第一检测部11以及第一压力调节部12通信连接。

该卷绕装置1还包括卷针13，卷针13用于卷绕第一极片21、第二极片22以及隔膜。

当第一检测部11感应到第一极耳时，第一检测部11向第一处理部发出电信号，第一处理部接收到该电信号后，同时获取第一计时零点到t1时刻这一时段内卷针13转动的第一角度值θ1，并将第一角度值θ1与第一预设值θ01比较，并判断第一角度值θ1是否等于第一预设值θ01。根据比较结果向第一压力调节部12发出相应指令。

当第一角度值θ1等于第一预设值θ01时，第一处理部控制第一检测部11继续对下一个即将卷绕在卷针13上的第一极耳进行感应。

反之，第一处理部控制第一压力调节部12动作，以调节施加于第一极片21的第一压力，该第一压力的作用方向垂直于第一极片21。

该卷绕装置通过第一处理部、第一检测部11以及第一压力调节部12的通信连接，并采用前述中的极耳错位控制方法，实现了对极耳错位现象的有效控制。

本实施例中，第一压力调节部12包括分别设置于第一极片21两侧的第一凹模12a和第一凸模12b，第一凹模12a与第一凸模12b配合，以向第一极片21施加第一压力。第一凹模12a与第一凸模12b模压后，可以在第一极片21上形成凸起，该凸起的形成可以起到向第一极片21施加张力的作用，通过调整第一凹模12a与第一凸模12b模压时向第一极片21施加的作用力，可以调整第一极片21的张力，进而可以相应的调整第一极耳的错位量。

第一压力调节部12还包括驱动部，驱动部带动第一凹模12a与第一凸模12b产生活动行程，以用来向第一极片21施加第一压力，驱动部可以实施为直线电机或气缸等。

进一步，该卷绕装置1还包括第一判断部(附图中未示出)以及第一张力调节部14，其中，第一判断部用于判断第一角度值θ1是否小于第一预设值θ01；第一张力调节部14用于调节第一极片21的张力，具体地，当第一角度值θ1小于第一预设值θ01时，第一张力调节部14增大施加于第一极片21的张力；反之，当第一角度值θ1大于第一预设值θ01时，第一张力调节部14减小施加于第一极片21的张力，且第一判断部以及第一张力调节部14均与第一处理部通信连接。这样设置后，第一张力调节部14可以与第一压力调节部12共同向第一极片21施加作用力，以确保对第一极耳的错位进行更加精确的控制。

在其它一些实施例中，还可以将第一判断部与第一处理部集成为一个通信模块。

在图7所示的实施例中，第一检测部11、第一压力调节部12以及第一张力调节部14沿第一极片21的延伸方向依次排布，且第一检测部11比其它部件更靠近卷针13。

卷针13每转动一周，第一检测部11需要检测即将卷绕在卷针13上的第一极耳，因此，第一检测部11需靠近卷针13。而第一压力调节部12较第一张力调节部14更靠近卷针13这一设置方式更加有利，这是由于，第一张力调节部14可以用来控制第一极片21的整体张力，而第一压力调节部12主要对即将卷绕在卷针13上的第一极耳进行错位调整，其施加的作用力可以根据第一角度值θ1和第一预设值θ01的比较结果进行实时调整，因此，如果将第一压力调节部12设置在靠近卷针13的一侧，则第一压力调节部12的作用力可以更加有效的作用于第一极片21，进而达到有效调节第一极耳错位的目的。

本申请中，卷绕装置1还可以包括：第二处理部(图中未示出)，用于获取卷针13从第二计时零点到t2时刻所转过的第二角度值θ2，t2时刻为检测到即将卷绕于卷针13的第二极耳的这一时刻，以及用于判断第二角度值θ2是否等于第二预设值θ02；

第二检测部11’，用于感应即将卷绕于卷针13上的第二极耳；以及

第二压力调节部12’，用于调节施加于第二极片22的第二压力，第二压力的作用方向与第二极片22垂直。其中，第二处理部分别与第二检测部11’以及第二压力调节部12’通信连接。

进一步，卷绕装置1还包括第二判断部(附图中未示出)以及第二张力调节部14’，其中，第二判断部用于判断第二角度值θ2是否小于第二预设值θ02；第二张力调节部14’用于调节第二极片22的张力，具体地，当第二角度值θ2小于第二预设值θ02时，第二张力调节部14’增大施加于第二极片22的张力；反之，当第二角度值θ2大于第二预设值θ02时，第二张力调节部14’减小施加于第二极片22的张力，且第二判断部以及第二张力调节部14’均与第二处理部通信连接。这样设置后，第二张力调节部14’可以与第二压力调节部12’共同向第二极片22施加作用力，以确保对第二极耳的错位进行更加精确的控制。

此外，第二压力调节部12’可以采用与第一压力调节部12相同的结构，即，第二压力调节部12’包括分别设置于第二极片22两侧的第二凹模和第二凸模，第二凹模与第二凸模配合，以向第二极片22施加第二压力。

同理，用于驱动第二凹模和第二凸模的驱动部也可以实施为直线电机和气缸等。

卷绕装置1还包括第一隔膜卷料辊15和第二隔膜卷料辊16，相应的，为了调节第一隔膜以及第二隔膜的张力，卷绕装置1还包括第一隔膜张力调节部17以及第二隔膜张力调节部18。

第一检测部11和第二检测部11’可以采用光电传感器，例如，当第一极耳阻挡使得光电传感器的光信号无法传递时，光电传感器感应到第一极耳，并将电信号传递至第一处理部。

第一处理部和第二处理部可以均采用plc处理单元，以实现第一处理部分别与第一检测部11和第一压力调节部12的通信连接，以及第二处理部分别与第二检测部11’和第二压力调节部12’的通信连接。当然，第一处理部和第二处理部可以共用一个plc处理单元。

在图7所示的实施例中，卷绕装置1还包括用于控制隔膜的张力的张力控制机构，以实现隔膜的张力调节。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。