[发明专利]锂离子电池卷芯的卷绕方法

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池的制造方法，特别是涉及锂离子电池卷芯的卷绕方法。

背景技术

锂离子电池电极组卷芯的卷绕一直是影响锂离子电池成本和生产效率的重要方面。现有技术锂离子电池卷芯的卷绕方法主要包括如下三种方式：

一.如图1所示，采用单卷隔膜放卷，穿针时，如图1A所示，上、下两卷针2、3于中段将隔膜1夹持，隔膜1的前半段绕过下卷针3再折回将下卷针3包裹，这样隔膜1可以直接受力实现卷绕；如图1B所示，按顺时针方向使卷针转动一角度，将第一电极片4插入；如图1B所示，按逆时针方向翻转卷针，插入第二电极片5，然后连续翻转卷针即可卷绕出电池卷芯。这种方式具备节省隔膜因而降低电池成本的优点，但是也存在如下不足：隔膜1要预先开卷出一定长度或切断，卷绕时再将隔膜卷合，隔膜两次操作，手工卷绕时容易使隔膜损坏，自动卷绕时绕过卷针的隔膜很难建立恒张力或保证两根隔膜的张力一致，并且隔膜开卷和卷绕不同时进行，难以保证设备的高效运作，生产效率低下，一般只适用手工操作。

二、如图2所示，采用两卷隔膜分别同时放卷，卷针穿针时，上、下两卷针2、3将两层隔膜100夹在中间，图中，4为第一电极片，5为第二电极片，卷针夹紧隔膜的方式是控制调节上、下两卷针2、3平面之间的小间隙使两卷针将隔膜100夹住，隔开插入两电极片后再反复翻转卷针即可卷绕出锂离子电池卷芯。这种方式的优点是两隔膜的张力可以控制完全一致，易于实现自动化；缺点是要在插入第一电极片4之前要浪费四层隔膜，而阳离子隔膜是比较昂贵的材料，大大增加了锂电池的成本。

三、如图3所示，也是采用两卷隔膜分别同时放卷，卷针穿针时，将两层隔膜100夹在上、下两卷针2、3中间，同时使两层隔膜100伸出与卷针宽度相当的长度，图中，4为第一电极片，5为第二电极片，卷针夹紧隔膜的方式是，在插入第一电极片4之前，使两卷针之间的间隙可以适当放大，从而隔膜100可以在两卷针间滑动，翻转卷针时通过卷针的边缘将隔膜100折回，再插入第一电极片4，然后再翻转卷针，插入第二电极片5，再连续翻转卷针卷绕出卷芯。这种方式的两隔膜的张力可以控制完全一致，易于实现自动化；较第二种方式，相对来说能节省一些隔膜；但是，在插入第一电极片4之前要浪费两层隔膜，锂电池的成本仍然较高。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于避免上述现有技术的不足之处而提出一种锂离子电池卷芯的卷绕方法，采用本发明卷绕方法，既能使锂电池的成本大幅度降低，同时又能保证生产效率高，能适应于半自动或全自动卷绕设备。

本发明解决所述技术问题可以通过采用以下技术方案来实现：

提出一种锂离子电池卷芯的卷绕方法，包括如下步骤：

A.将第一条隔膜和第二条隔膜分别由各自的放卷机构同时放卷，使两条隔膜的源头粘接在一起送入卷绕机的上压块和下压块之间被夹紧，此时，第一条隔膜与第二条隔膜于源头处相交成一夹角α；

B.驱动上、下两卷针伸出将所述第一条隔膜夹紧，使下卷针穿在两条隔膜之间，而上卷针位于第一条隔膜的上面，再使所述上压块和下压块相对分离而松开所述两条隔膜粘接在一起的源头；

C.将第一电极片插入到所述下卷针的下表面与第二条隔膜之间，驱动上、下两卷针翻转而使卷针与所述第一条隔膜形成一夹角β，然后将第二电极片插入到卷针与第一条隔膜之间；

D.驱动上、下两卷针连续翻转而使两隔膜和两电极片卷绕在两卷针上成为卷芯雏形，再驱动上、下两卷针带动卷芯雏形移至上压块和下压块的外侧；

E.驱动所述上压块和下压块相对靠拢夹紧接下来的第一条隔膜和第二条隔膜，并使两隔膜在被夹部位粘接在一起，启动隔膜切刀将两隔膜切断，已卷好的卷芯雏形经压紧、包扎成锂离子电池卷芯，驱动上、下两卷针缩进而抽出至卷芯外，卷芯再被送入收料斗；

F.步骤E中被切断的两隔膜在切断处前端被粘接在一起，成为下一卷芯的卷绕源头，所述上、下两卷针再回移到初始位置并伸出将所述第一条隔膜夹紧，回到步骤B，如此往复。

本发明锂离子电池卷芯的卷绕方法，所述步骤C中，所述第一电极片和第二电极片在插入之前均预先按要求切断成给定的长度。

本发明锂离子电池卷芯的卷绕方法，所述步骤A和E中，使两隔膜粘接在一起是采用超声波焊接方式，即将所述上压块和下压块中的任一个做成超声波焊接头。

本发明锂离子电池卷芯的卷绕方法，所述步骤A和E中，使两隔膜粘接在一起还可以采用热烫方式，具体是，加热所述隔膜切刀，使其温度足以将所述两隔膜热烫在一起。