专利名称：一种二次电池卷针及采用该卷针的电池卷绕方法
技术领域：
本发明是关于一种二次电池卷针及采用该卷针的电池卷绕方法，尤其涉及一种适用于改善二次电池卷绕效果的一种二次电池卷针，以及能够延长电池使用寿命、节约电池原材料的采用该卷针的电池卷绕方法。
背景技术：
以现有的锂离子电池卷绕技术为例，它是一种采用两平板先将隔膜夹住，再定位好正、负极片1、2进行卷绕的技术。但是存在以下缺陷卷出极芯呈椭圆状，且随着卷绕层数增加，弧度增大(如图1所示)。尤其是压平电池极芯后，由于压平前外层弧度比内层大而导致极芯压平后两侧拐角处的正、负极片1、2不能很好贴合，存在一定间隙(如图2所示)，造成充放电时锂离子不能通过该拐角处。从而导致充电时拐角处(图2中所示A位置)充不上电，锂离子通过最近的正、负极片1、2贴合处进行迁移，从而导致拐角边缘部分(图2中所示B位置)过充，造成此处的负极上聚集过多锂离子，可能产生锂枝晶、负极表面颜色不均一(即过充处B位置呈金黄色，甚至产生银白色的锂枝晶；而拐角处A位置呈石墨的黑色等不良现象。此外，现有技术必须要求两平板先夹住隔膜，再将正、负极片1、2依次定位卷绕，造成极芯内部浪费一圈隔膜。
发明内容
鉴于上述不足，本发明的主要目的在于提供一种适用于改善二次电池卷绕效果的一种二次电池卷针，以及能够延长电池使用寿命、电池节约原材料的采用该卷针的电池卷绕方法。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的本发明一种二次电池卷针，主要设有第一构件与第二构件，尤其是所述第一构件与第二构件之间连接组成具有两个夹口的夹状体，该夹状体的外围整体呈圆柱体状。
在此基础上，可改良为所述第一构件与第二构件均是由圆弧面、大斜面及小斜面围成的柱状体，所述组成的夹状体中的第一构件的大、小斜面分别与第二构件的大、小斜面相对，组成大夹口与小夹口两个夹口。进一步可改良为所述组成夹状体的第一构件与第二构件均分别在各自的大、小斜面之间形成有枢接孔，这些枢接孔内插设有枢轴，同时在由第一构件的大斜面与第二构件的大斜面所组成的大夹口内，固定有使小夹口夹紧的弹簧。再进一步可改良为所述第一构件或第二构件的一端部固定有用装配夹状体到电机上的底座。
本发明采用如上述第一条所述的二次电池卷针的电池卷绕方法，尤其是具有第一工序将夹状体装配到电机上；第二工序在夹状体的一夹口内将正极片头部插入并夹紧，开动电机；第三工序当正极片围绕夹状体外周二分之一时关闭电机，将两面包有隔膜的负极片插入定位；第四工序继续开动电机直至将正、负极片全部卷完后停止电机；第五工序将夹状体拔出。
在上述工序的基础上，可改良为组成夹状体第一构件与第二构件均是由圆弧面、大斜面及小斜面围成的柱状体，夹状体中的第一构件的大、小斜面分别与第二构件的大、小斜面相对，组成大夹口与小夹口两个夹口，所述组成夹状体的第一构件与第二构件均分别在各自的大、小斜面之间形成有枢接孔，这些枢接孔内插设有枢轴，同时在由第一构件的大斜面与第二构件的大斜面所组成的大夹口内，固定有使小夹口夹紧的弹簧；所述第二工序是先将夹状体的大开口压紧，将正极片头部插入张开的小开口部分，再松开大开口，同时小开口紧闭，将正极片夹紧定位；所述第三工序将两面包有隔膜的负极片插入定位，是指将包有隔膜的负极片插入并顶在大夹口的口边上定位；所述第五工序的操作是先通过大开口压紧，缩小了夹状体的体积，然后再拔出夹状体。
或者改良为所述第一构件或第二构件的一端部固定有用装配夹状体到电机上的底座，所述第一工序的操作是通过该底座将夹状体装配到电机上的。
本发明的二次电池卷针相较于现有技术，由于采用圆柱体状的夹状体，极片卷绕一圈近似是一个正圆，因此正负极片之间的所有弧度处间距处相等，这样能很好地控制拐角处的松紧度，使正负极片紧密均匀地贴合在隔膜两侧，保证充放电时，锂离子能够直接通过隔膜，充放电均匀。另外由二次电池卷针的夹状体设有大、小夹口，通过压紧大夹口，可缩小夹状体的体积，因此可将本发明的二次电池卷针轻而易举地拔出。
本发明的二次电池卷针的电池卷绕方法，由于设置有小夹口，同时卷绕时先行夹住正极片，然后将包覆有隔膜的负极片插入，因此在卷绕电池的过程可以节省一圈隔膜，尤其是针对大批量生产二次电池的厂家来讲，节约了隔膜的原材料，大大降低了生产成本，同时所生产的电池内的正负极片能够均匀地紧密地贴合在隔膜两侧，保证充放电时，锂离子能够直接通过隔膜，达到充放电均匀，延长电池使用寿命。
为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。
图1为现有技术中采用两平板平行结构的卷针在正、负极片卷成极芯后的结构示意图。
图2为图1中所示极芯压平后的结构示意图。
图3为本发明二次电池卷针的立体分解示意图。
图4为本发明二次电池卷针的立体结构示意图。
图5为本发明采用图4所示二次电池卷针结构时，定位正极片与卷绕正极片的过程示意图。
图6为本发明采用图4所示二次电池卷针结构时，定位负极片与卷绕正、负极片的过程示意图。
图7为卷绕好正、负极片后极芯的结构示意图。
图8为将图7所示极芯压平后的结构示意图。
具体实施例方式
本发明二次电池卷针，主要设有第一构件3与第二构件4，是两个大致呈半圆柱形的铸件，其中第一构件3与第二构件4均是由圆弧面a、大斜面b及小斜面c围成的柱状体，第一构件3与第二构件4均分别在各自的大、小斜面b、c之间形成有枢接孔31、41，在第一构件3的大、小斜面b、c分别与第二构件4的大、小斜面b、c相对时，这些枢接孔31、41内插设枢轴5，组成具有大夹口E与小夹口F两个夹口的夹状体，该夹状体的外围整体呈圆柱体状。另外，在由第一构件3的大斜面b与第二构件4的大斜面b所组成的大夹口E内，固定有弹簧6，使小夹口F闭口夹紧的；在第一构件3的端部，通过螺栓7还固定有一个可将夹状体装配到电机上的底座8。
采用上述二次电池卷针的电池卷绕方法，具有如下工序第一工序通过底座8将卷针装配到电机上；第二工序先将夹状体的大夹口E压紧，将正极片1的头部插入张开的小夹口F内，再松开大夹口E，同时小夹口F紧闭，将正极片1夹紧定位，然后开动电机；第三工序当正极片1围绕夹状体外周二分之一时关闭电机，将两面包有隔膜的负极片2插入(如图6所示)并顶在大夹口E的口边上定位；第四工序继续开动电机直至将正、负极片1、2全部卷完后停止电机；第五工序先通过将大夹口E压紧，夹状体的体积缩小了，然后再拔出夹状体。
按照本发明卷绕制成的锂离子电池，在充满电后拆开，其负极片2表面颜色均一，拐角处无不良现象。此外由于隔膜直接包裹住负极片2进行卷绕，可以节省4％～6％的隔膜。
权利要求
1.一种二次电池卷针，主要设有第一构件与第二构件，其特征在于所述第一构件与第二构件之间连接组成具有两个夹口的夹状体，该夹状体的外围整体呈圆柱体状。
2.如权利要求1所述的二次电池卷针，其特征在于所述第一构件与第二构件均是由圆弧面、大斜面及小斜面围成的柱状体，所述组成的夹状体中的第一构件的大、小斜面分别与第二构件的大、小斜面相对，组成大夹口与小夹口两个夹口。
3.如权利要求2所述的二次电池卷针，其特征在于所述组成夹状体的第一构件与第二构件均分别在各自的大、小斜面之间形成有枢接孔，这些枢接孔内插设有枢轴，同时在由第一构件的大斜面与第二构件的大斜面所组成的大夹口内，固定有使小夹口夹紧的弹簧。
4.如权利要求3所述二次电池卷针，其特征在于所述第一构件或第二构件的一端部固定有用于装配夹状体到电机上的底座。
5.一种采用如权利要求1所述的二次电池卷针的电池卷绕方法，其特征在于具有第一工序将夹状体装配到电机上；第二工序在夹状体的一夹口内将正极片头部插入并夹紧，开动电机；第三工序当正极片围绕夹状体外周二分之一时关闭电机，将两面包有隔膜的负极片插入定位；第四工序继续开动电机直至将正、负极片全部卷完后停止电机；第五工序将夹状体拔出。
6.如权利要求5所述的电池卷绕方法，其特征在于组成夹状体第一构件与第二构件均是由圆弧面、大斜面及小斜面围成的柱状体，夹状体中的第一构件的大、小斜面分别与第二构件的大、小斜面相对，组成大夹口与小夹口两个夹口，所述组成夹状体的第一构件与第二构件均分别在各自的大、小斜面之间形成有枢接孔，这些枢接孔内插设有枢轴，同时在由第一构件的大斜面与第二构件的大斜面所组成的大夹口内，固定有使小夹口夹紧的弹簧；所述第二工序是先将夹状体的大夹口压紧，将正极片头部插入张开的小夹口部分，再松开大夹口，同时小夹口紧闭，将正极片夹紧定位；所述第三工序将两面包有隔膜的负极片插入定位，是指将包有隔膜的负极片插入并顶在大夹口的口边上定位；所述第五工序的操作是先通过大夹口压紧，缩小了夹状体的体积，然后再拔出夹状体。
7.如权利要求5所述的电池卷绕方法，其特征在于所述第一构件或第二构件的一端部固定有用于装配夹状体到电机上的底座，所述第一工序的操作是通过该底座将夹状体装配到电机上的。
全文摘要
本发明是关于一种二次电池卷针，主要设有第一构件与第二构件，尤其是所述第一构件与第二构件之间连接组成具有两个夹口的夹状体，该夹状体的外围整体呈圆柱体状。采用所述的二次电池卷针的电池卷绕方法，尤其是具有将夹状体装配到电机上；在夹状体的一夹口内将正极片头部插入并夹紧开动电机；在正极片围绕夹状体外周二分之一时关闭电机，将两面包有隔膜的负极片插入定位；继续开动电机直至将正、负极片全部卷完后停止电机；最后拔出夹状体。该种结构的二次电池卷针适用于改善二次电池卷绕效果，及采该结构的卷针的电池卷绕方法够延长电池使用寿命、节约电池原材料。
文档编号H01M10/40GK1992414SQ20051012132
公开日2007年7月4日 申请日期2005年12月30日 优先权日2005年12月30日
发明者路宇帅, 王建军 申请人:比亚迪股份有限公司