一种卷针的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电池制备技术领域，尤其是一种卷针及其使用方法。
【背景技术】
[0002]在锂电池制造工艺中，电芯通常是通过卷绕设备将电池正极极片、负极极片、隔离膜紧密地卷绕在一起，卷绕过程是实现电池高体积能量密度的保障，高峰体积能量密度能够使电池在有限的空间内承载更多的能量。目前，随着电池技术的发展，车载电源、电动汽车等对电池的高体积能量密度有了更高的要求。卷绕设备的组件中，卷针的设计以及卷绕方式对制作的电芯性能的很大的影响。
[0003]在现有的卷绕设备中，通常采用两个卷针，将正极极片、隔膜、负极极片夹在两个卷针之间，然后进行卷绕。在卷绕过程中，卷针会被逐渐缠绕挤压，卷绕完成后需要将卷针从卷芯中间抽出。但是，在将卷针抽出时，需要将弹开一定的间隙才能顺利地抽出，这就给卷芯的紧密程度造成一定的影响。由于卷针表面与卷芯紧密挤压，所以将卷针从卷芯中间抽出时会较为困难，甚至可能会带出卷芯的内层隔膜，破坏卷芯，造成卷芯报废。如果卷芯内松外紧就会使电池在工作过程容易出现极片断裂的情况，降低成品率。卷芯抽出后形成的空腔会使电池在工作过程中容易引起内部结构塌陷并引起电池极化，降低电池的使用性能。尤其是在制造中空结构的卷绕式电池时，目前的卷针存在的缺点则更为明显。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于提供一种结构简单且结构巧妙的卷针，该卷针操作方便，有利于制备结构紧凑、体积能量密度大、且不易断裂的电芯。
[0005]—种卷针，包括针体和气囊;气囊套设于针体中；气囊外表面形成有多个表面粗糙的凸起部;针体形成有多个可供凸起部伸出的通孔。
[0006]进一步地，凸起部为可充气的鼓包;鼓包与气囊相通。
[0007]进一步地，凸起部为实心部件。
[0008]进一步地，针体与卷针固定部相连接。
[0009]本实用新型的卷针具备以下有益效果:
[0010]I)本实用新型的卷针结构简单，通过气囊的充气和放气，可以控制卷针与卷芯的贴合程度，从而使得卷针在脱离卷芯时不会损坏卷芯，从而能够提高卷绕式电芯的成品率和可靠率；
[0011]2)本实用新型的卷针尤其适用于制备中空结构的卷芯，卷芯与中空管一体成型，能够有效地保证卷芯的结构紧凑，从而卷芯不容易出现极片断裂等现象；
[0012]3)本实用新型的卷针制备形成中空结构的卷芯，该中空圆环结构的卷芯形成的电池在工作过程中，其放电热量能够更快速地散出，使得电池整体热量均匀，不会出现局部高温现象，从而保证电池能够满足更大倍率放电、更高的安全性能以及更长的循环寿命;并且，该中空圆环结构的电池在组装成电池组时将更加方便，例如可以将电池串成链状电池组，形成手链、手环等各种形状。
【附图说明】
[0013]图1为一实施例的卷针的示意图。
[0014]图2为一实施例的卷针与中空管配合的示意图。
[0015]附图标记说明:1为针体，2为气囊，22为凸起部，3为针体固定部，4为中空管。
【具体实施方式】
[0016]下面将结合具体实施例及附图对本实用新型卷针作进一步详细描述。
[0017]本实用新型的卷针用于卷绕式卷芯的制备。如图1和图2所示，一较佳实施例中，本实用新型的卷针包括针体、可充气放气的气囊和针体固定部。针体的一端与针体固定部连接。在针体的中部开设有容纳腔。气囊套设于针体的容纳腔中。当气囊充满气时，气囊的外表面挤压着容纳腔的内壁。在气囊的外表面形成有多个凸起部。凸起部的表面粗糙，或者至少凸起部远离气囊的一面是粗糙的。在针体的外壁形成有多个可供凸起部伸出的通孔。其中，凸起部的数量、形状、材质、分布位置均可有多种设计。
[0018]凸起部形成为可充气放气的鼓包，鼓包与气囊相通。当给气囊充气时，鼓包也会相应鼓起，从针体的通孔伸出。
[0019]在另一实施例中，凸起部形成为实心部件，例如实心橡胶件等。当给气囊充气时，凸起部会从针体的通孔伸出。
[0020]本实用新型还提供一种利用上述卷针制备卷绕式卷芯的方法，具体包括以下步骤:
[0021]步骤S1:在卷针的针体外部套上中空管；
[0022]步骤S2:对气囊进行充气，使气囊外表的凸起部从针体的通孔伸出，并与中空管的内壁紧密接触；
[0023]步骤S3:将卷针的卷针固定部固定于用于卷绕的机器上，将制备卷芯的材料对折并对齐套在卷针外部的中空管上，然后旋转卷针，使用于制备卷芯的材料绕着中空管卷绕形成卷芯；
[0024]步骤S4:对气囊进行放气，使凸起部缩回至针体内，再将卷针从中空管中抽出。
[0025]其中，中空管的直径略大于针体的外径，中空管优选为薄钢管。制备卷芯的材料包括簿膜、正极极片和负极极片。
[0026]利用上述方法可制备中空结构的卷绕式卷芯。制备卷芯时，通过对卷针的气囊充气可使卷针凸起部的粗糙表面与中空管紧密接触，使得在卷绕形成的卷芯结构更加紧凑，从而卷芯的极片也不容易出现断裂的现象，并且还能够有效地提高卷芯的体积能量密度。卷芯制备完成时，通过对卷针的气囊放气可使卷针的凸起部脱离中空管，从而将卷针从中空管中抽出时非常简单方便，不会对卷芯造成任何破坏及影响。并且，中空管与卷芯形成为一体结构，中空管能够起到固定卷芯的中空结构的作用，从而有效地提高了卷芯的成品率。
[0027]利用本实用新型的卷针制备的卷芯形成为中空圆环结构，该中空圆环结构的卷芯形成的电池在工作过程中，其放电热量能够更快速地散出，使得电池整体热量均匀，不会出现局部高温现象，从而保证电池能够满足更大倍率放电、更高的安全性能以及更长的循环寿命。并且，该中空圆环结构的电池在组装成电池组时将更加方便例如可以将电池串成链状电池组，形成手链、手环等各种形状。
[0028]虽然对本实用新型的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。
【主权项】
1.一种卷针，其特征在于，包括针体和气囊;所述气囊套设于所述针体中；所述气囊外表面形成有多个表面粗糙的凸起部;所述针体形成有多个可供所述凸起部伸出的通孔。2.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述凸起部为可充气的鼓包;所述鼓包与所述气囊相通。3.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述凸起部为实心部件。4.根据权利要求1所述的卷针，其特征在于，所述针体与卷针固定部相连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种卷针，包括针体和气囊；气囊套设于针体中；气囊外表面形成有多个表面粗糙的凸起部；针体形成有多个可供凸起部伸出的通孔。本实用新型的目的在于提供一种结构简单且结构巧妙的卷针，该卷针操作方便，有利于制备结构紧凑、体积能量密度大、且不易断裂的电芯。
【IPC分类】H01M10/04, H01M10/052, H01M10/0587
【公开号】CN205122699
【申请号】CN201521012601
【发明人】李鹏辉, 张智建, 葛辉明, 吕正中, 刘金成
【申请人】惠州亿纬锂能股份有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年12月9日