全极耳电池卷芯局部揉平方法及装置

技术领域

本发明涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种全极耳电池卷芯局部揉平方法及装置。

背景技术

全极耳结构电池，是在正、负极集流体涂布时，边缘处留有一片空箔区，在卷绕后，将空箔区揉平，再将集流盘焊接在揉平处，通过集流盘再与壳体及盖帽焊接。此种结构将整个正、负极集流体做为正、负极耳直接引出电流，有效的降低电池内阻。其中极耳揉平工序，是将原本竖直的极耳压倒，使极耳相互接触，起到更好的集流作用。揉平后极耳且处于同一平面，方便集流盘焊接。

目前的揉平技术，主要分为2种，一种是机械揉平：揉平头旋转并同时向被揉平面移动，将极耳压倒揉平；一种超声波揉平：由超声波揉平头向被揉平面移动，将极耳压倒揉平。

以上2种揉平方法有如下几点缺陷：

1、都是由轴向进给的方式揉平极耳，此方式的缺点是，极耳压倒的方向不一致，揉平面经常有凹坑缺陷，影响焊接；卷芯极片，尤其是外圈的极片，容易发生形变，影响电池循环性能；

2、超声揉平，超声波容易将极耳震碎，尤其是正极铝箔，碎屑进入电池会影响安全性能；

3、现有的机械揉平后的平面，基本没有间隙，影响电池注液效率，其极易出现电解液浸润不良的情况，影响电池性能。

发明内容

本发明提供一种全极耳电池卷芯局部揉平方法及装置，用以解决现有技术中超声揉平和机械揉平造成的揉平方向不一致，揉平质量不佳，影响电池的整体性能的缺陷，采用揉平头从卷芯外圆周向圆心移动，将揉平头压过的卷芯的端面的每层极耳向圆心方向叠层揉平实现极耳揉平方向一直不会造成扭曲和凹陷，保证揉平质量，提高电池的整体性能。

本发明提供一种全极耳电池卷芯局部揉平方法，包括：

固定卷芯；

揉平头和所述卷芯相对而动，直至所述揉平头的端面与所述卷芯的端面有错位；

所述揉平头从所述卷芯外圆周向圆心移动，将所述卷芯的端面的每层极耳向圆心方向叠层揉平。

根据本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法，所述揉平头的端面与所述卷芯的端面的错位距离大于等于3倍的极耳之间的间距。

根据本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法，所述揉平头和所述卷芯相对而动的步骤，包括：

置于所述卷芯两端的揉平头沿轴向相反方向向所述卷芯移动。

根据本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法，所述的所述揉平头从所述卷芯外圆周向圆心移动的步骤，包括：

各个方向的所述揉平头同时从同一圆周上向心汇聚；

所述揉平头移动至所述揉平头相互接触。

根据本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法，还包括：

所述揉平头与所述卷芯远离；

所述揉平头沿径向移动回位。

本发明还提供了执行以上全极耳电池卷芯局部揉平方法的局部揉平装置，包括：揉平安装圆盘和揉平头，所述揉平头安装在所述揉平安装圆盘上，所述揉平头可沿所述揉平安装圆盘向心移动，

所述揉平安装圆盘可轴向移动，所述揉平头用于揉平卷芯上的极耳。

根据本发明提供的局部揉平装置，所述揉平头的长度大于等于所述卷芯的半径。

根据本发明提供的局部揉平装置，

所述揉平安装圆盘的内部包括大锥齿轮，所述揉平安装圆盘的外部开有滑槽，所述大锥齿轮包括阿基米德螺旋槽，

所述揉平头设置有啮合齿，所述阿基米德螺旋槽与所述啮合齿相啮合，所述揉平头置于所述滑槽内。

根据本发明提供的局部揉平装置，所述揉平安装圆盘上安装有滑轨，所述揉平头在所述滑轨上向心移动。

根据本发明提供的局部揉平装置，还包括卷芯夹紧装置，所述卷芯夹紧装置的中心线与所述揉平安装圆盘的中心线重合，

所述卷芯夹紧装置用于夹紧所述卷芯。

本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法，通过揉平头的端面与所述卷芯的端面有错位，揉平头从卷芯外圆周向圆心移动，将卷芯的端面的每层极耳向圆心方向叠层揉平，达到局部揉平使极耳由外向内逐个压倒揉平，相邻极耳均能相互接触，提高卷芯集流能力、降低卷芯内阻；

揉平头压到的地方极耳才向卷芯内部汇集倒塌，可以避免最外圈极片受力变形，从而提高电池的循环性能；其余未揉平部分，均呈直立且各自无接触状态，提高注液效率，减少设备的投入，降低成本。

进一步地，本发明提供的局部揉平装置可以执行以上全极耳电池卷芯局部揉平方法，因此也具备以上全极耳电池卷芯局部揉平方法的优势。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法的流程框图之一；

图2是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平装置的错位状态示意图；

图3是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法的流程框图之二；

图4是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法的流程框图之三；

图5是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平装置的初始状态示意图；

图6是本发明提供的卷芯端面的极耳揉平后示意图；

图7是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平装置的揉平头端面示意图之一；

图8是本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平装置的揉平头端面示意图之二；

附图标记：

100：揉平安装圆盘； 200：揉平头； 300：卷芯；

301：卷芯夹紧装置； 302：极耳； 310：揉平叠加区域；

320：未揉竖直区域； 201：端部； 202：第一端面；

303：第二端面。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“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发明实施例和简化描述，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发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

下面结合图1至图8，对本发明的实施例进行描述。应当理解的是，以下所述仅是本发明的示意性实施方式，并不对本发明构成限定。

如图1本发明提供了一种全极耳电池卷芯局部揉平方法，包括：

S1：固定卷芯300；

S2：揉平头200和卷芯300相对而动，直至揉平头200的第一端面202与卷芯300的第二端面303有错位；

S3：揉平头200从卷芯300外圆周向圆心移动，将揉平头200压过的卷芯300的第二端面303的每层极耳302向圆心方向叠层揉平。

如图2所示，针对步骤S2中，揉平头200和卷芯300相对而动，直至揉平头200的第一端面202与卷芯300的第二端面303有错位具体来说，揉平头200的第一端面202与卷芯300的第二端面303是相对的。

其中，揉平头200和卷芯300相对而动指的是，揉平头200向靠近卷芯300的方向移动，或者卷芯300向揉平头200靠近的方向移动，或者两者向彼此靠近的方向均移动。

此外，第一端面202与第二端面303的错位，即在揉平头200和卷芯300相对移动过程中，第一端面202与第二端面303先齐平在同一平面内，之后，继续沿原方向相对移动，形成第一端面202与第二端面303错位，形成错位距离H。

换句话说，当卷芯300不动，揉平头200向靠近卷芯300的方向移动，首先第一端面202与第二端面303先齐平在同一平面内，之后，揉平头200继续移动，第一端面202越过第二端面303，形成错位。

进一步地，在本发明的一个实施例中，揉平头200的第一端面 202与卷芯300的第二端面的错位距离H大于等于3倍的极耳302之间的间距。

在本发明的一个可选实施例中，步骤S2中揉平头200和卷芯300 相对而动的步骤，包括：

置于卷芯300两端的揉平头200沿轴向相反方向向卷芯300移动。

如图3所示，在本发明的一个可选实施例中，步骤S3中揉平头从卷芯外圆周向圆心移动的步骤，包括：

S11：各个方向的揉平头200同时从同一圆周上向心汇聚；

S12：揉平头200移动至揉平头200相互接触。

如图4所示，在本发明的一个具体实施例中，全极耳电池卷芯局部揉平方法，还包括：

S4：揉平头200与卷芯300远离；

S5：揉平头200沿径向移动回位。

具体来说，在揉平头200完成对极耳302的揉平之后，先轴向远离第二端面303，之后再将各个揉平头200径向归位。等待下一次揉平过程。

如图5所示，本发明提供了一种全极耳电池卷芯局部揉平装置，包括：揉平安装圆盘100和揉平头200，揉平头200安装在揉平安装圆盘100上，揉平头200可沿揉平安装圆盘100向心移动。

其中，揉平安装圆盘100可轴向移动，揉平头用于揉平卷芯300 上的极耳302。

具体地，如图6所示，卷芯300的两端上均有层层的极耳302，揉平头200从卷芯300外圆周向圆心方向移动。揉平头200经过的卷芯300处的极耳302被揉平，每一层的极耳302的揉平方向均向心，且层层极耳302相叠。

因此，在卷芯300的端面就形成了两个区域，一个是揉平叠加区域310，另一个是未揉竖直区域320。揉平叠加区域310内即为层层揉平相互叠加的极耳302；未揉竖直区域320内即为揉平头200未接触的保持原状态的极耳302，且相邻极耳302之间竖直有间隙。

如图3所示，在本发明的一个实施例中，揉平头200的长度L大于等于卷芯300的半径。可以更好的达到揉平的效果，径向全面受力，防止有极耳302揉平不到位。

继续参考图5，在本发明的一个实施例中，全极耳电池卷芯局部揉平装置还包括卷芯夹紧装置301，卷芯夹紧装置301的中心线与揉平安装圆盘100的中心线重合。以达到更好的对正效果。

其中，卷芯夹紧装置301用于夹紧卷芯300。

继续参考图5，在本发明的另一个实施例中，全极耳电池卷芯局部揉平装置包括两组揉平安装圆盘100和揉平头200。两组揉平安装圆盘100和揉平头200相对放置，分别置于卷芯夹紧装置301两端。

换句话说，卷芯夹紧装置301夹住卷芯300的中部，卷芯300的两端分别至于卷芯夹紧装置301的两端。每组揉平安装圆盘100和揉平头200分别对卷芯300的两端的极耳302进行揉平处理。

当然，每组揉平安装圆盘100和揉平头200可以同时对卷芯300 的两端的极耳302进行揉平，也可以分别对卷芯300的两端的极耳 302进行揉平。

应当理解的是，每组揉平安装圆盘100的中心线和卷芯夹紧装置 301的中心线均重合。即每组揉平安装圆盘100、卷芯夹紧装置301 和卷芯300的中心线是重合的。

此外，在本发明的一个可选实施例中，揉平安装圆盘100的内部包括大锥齿轮，揉平安装圆盘100的外部开有滑槽，大锥齿轮包括阿基米德螺旋槽。

其中，揉平头200设有啮合齿，阿基米德螺旋槽与啮合齿相啮合，揉平头200置于所述滑槽内。

进一步地，在本发明的实施例中，揉平安装圆盘100的内部还包括小锥齿轮，小锥齿轮带动大锥齿轮转动，大锥齿轮带动揉平头200 沿滑槽向心运动。

具体而言，揉平安装圆盘100外部径向开设有滑槽，揉平安装圆盘100的内部安装有大锥齿轮，大锥直齿轮的一面开设有阿基米德螺旋槽。

滑槽为通槽，露出阿基米德螺旋槽，揉平头200放入滑槽内，揉平头200的啮合齿与阿基米德螺旋槽配合，在滑槽的导向下径向移动。

小锥齿轮与大锥直齿轮的另一面啮合传动，可以通过伺服电机带动小锥齿轮转动，从而带动大锥齿轮的转动，实现揉平头200的径向移动。

在本发明的另一个可选实施例中，揉平安装圆盘100上安装有滑轨，揉平头200在滑轨上向心移动。

具体而言，揉平安装圆盘100沿径向安装有滑轨，揉平头200与滑轨配合滑动。揉平头200可以通过气缸带动在滑轨上径向移动。

如图7和图8所示，在本发明的一个实施例中，揉平头200等角度的分布在揉平安装圆盘100上。

在本实施例中，可以三等分或者四等分，也可以根据所需要的极耳302的揉平需要而设置。以得到均匀的极耳302揉平效果。

因为，在实际揉平过程中，揉平叠加区域310和未揉竖直区域 320的交界处会受到力的作用扭曲，特别是未揉竖直区域320的极耳之间间隙变窄，因此，等间距的揉平会保证未揉竖直区域320更大的极耳间隙。

当然，应当理解的是，不等分也不会对卷芯300的极耳揉平造成使用效果的影响。达到局部揉平即可。

参考图8，在本发明的一个可选实施例中，揉平头200呈条状，端部201呈圆弧状。

所有揉平头200的端部201均朝向揉平安装圆盘100的中心。

本发明提供的全极耳电池卷芯局部揉平方法，通过揉平头的端面与所述卷芯的端面有错位，揉平头从卷芯外圆周向圆心移动，将卷芯的端面的每层极耳向圆心方向叠层揉平，达到局部揉平使极耳由外向内逐个压倒揉平，相邻极耳均能相互接触，提高卷芯集流能力、降低卷芯内阻；

揉平头压到的地方极耳才向卷芯内部汇集倒塌，可以避免最外圈极片受力变形，从而提高电池的循环性能；其余未揉平部分，均呈直立且各自无接触状态，提高注液效率，减少设备的投入，降低成本。

进一步地，本发明提供的揉平装置可以执行以上全极耳电池卷芯局部揉平方法，因此也具备以上全极耳电池卷芯局部揉平方法的优势。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。