[发明专利]可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法

说明书

本发明提供了一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法，其中可调节极耳错位的电芯卷绕系统，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构和隔离膜放卷结构与控制系统电连接且对接于卷针，预压机构电连接控制系统并对经卷针卷绕而成的电芯进行预压，极耳错位检测机构电连接控制系统并对电芯进行极耳错位检测，阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，厚度调整机构根据控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。

技术领域

本发明涉及电芯卷绕技术领域，尤其涉及一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统和可调节极耳错位的电芯卷绕方法。

背景技术

目前，在二次电池生产领域，卷绕工艺是方形电芯的主流工艺，具有电芯产量高、安全性能好、能量密度高等特点。

卷绕工艺中，目前常用的做法是先对极片进行模切，然后将阴极极片、阳极极片、2层隔离膜按“隔离膜-阴极极片-隔离膜-阳极极片”的顺序在卷针上卷绕贴合完成。由于在电芯卷绕前已经完成了极片的模切工艺，极耳间距尺寸是无法实时调整的，会存在以下弊端：

1、固定的模切尺寸对物料厚度一致性的要求比较高，在量产过程中，若物料厚度与标准厚度不一致，仍会导致极耳错位(以卷绕40圈为例，当物料厚度差异1um时，极耳错位量可达4mm)，影响裸电芯后段工序的装配及焊接过流能力；

2、未考虑同一卷极片的厚度波动对卷绕极耳对齐度的影响，因此造成在卷绕工序，需要操作员通过撕贴铁氟龙等方式频繁调整卷针的周长来调整极耳错位量，降低了设备的利用率以及造成产品大量浪费；同时，无形地提高了卷绕设备对人员的素质要求。

为解决上述问题，急需提供一种电芯卷绕方法或系统，其能兼具了对物料适应性强、极耳错位小等特点，同时提高了产品优率和安全性能，降低了控制难度及制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统和方法，其能减少极耳错位量，提高电芯极耳宽度的一致性，可以有效提高后续工序如焊接工序的产品一致性；避免了极耳错位导致的电芯报废和极耳错位带来的频繁换卷，因而提高了产品优率，降低了物料浪费；减少之前生产过程中频繁粘贴铁氟龙及换卷带来的时间损耗，提高了设备的有效利用率；有效降低了因极耳错位带来的短路风险，同时还降低了电芯制造和使用过程中物理膨胀和电化学膨胀带来的安全隐患。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种可调节极耳错位的电芯卷绕系统，包括卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构、极耳错位检测机构和控制系统，所述阴极极片放卷机构、所述阳极极片放卷机构和所述隔离膜放卷结构接与所述控制系统电连接且对接于所述卷针，所述预压机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行预压，所述极耳错位检测机构电连接控制系统并对经所述卷针卷绕而成的电芯进行极耳错位检测，所述阴极极片放卷机构上依次设有阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，所述阳极极片放卷机构上设有阳极厚度测量机构，所述厚度调整机构根据所述控制系统的指令而控制对阴极极片施加一定的压力使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度。

本发明的可调节极耳错位的电芯卷绕系统中的卷针、阴极极片放卷机构、阳极极片放卷机构、隔离膜放卷结构、预压机构和极耳错位检测机构皆与所述控制系统电连接，可保证各工序的及时性及准确性，通过阴极极片放卷机构上依次设有的阴极厚度测量机构、阴极长度测量机构、厚度调整机构，可于阴极极片放卷过程中依次对阴极极片进行厚度测量、长度测量、厚度调节，也就是意味着，对阴极极片的厚度进行实时的测量、确定移动到指定位置的阴极极片上进行厚度调节、并且通过对阴极极片施加一定的压力而使阴极极片表面产生压痕以改变阴极极片的厚度，通过此种阴极厚度的调节而调节整个电芯的厚度，从而避免电芯中极耳的错位。