[發(fā)明專利]鋰電池極片自動卷繞方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610517072.2
• 申請日: 2016-07-04
• 公開（公告）號: CN106140870B
• 公開（公告）日: 2018-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 韓良;趙懷云
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: B21C47/02
• 分類號: B21C47/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 李曉

1.一種鋰電池極片自動卷繞方法，方形卷針中心軸在徑向上按照心形軌跡運動，與卷針的圓周運動疊加，使卷繞材料水平勻速地卷入方形卷針；所述心形軌跡的求解包括以下步驟：

步驟1，獲取任一角度卷軸中心點O的坐標公式；包括建立平面矢量關(guān)系、卷軸中心軌跡的具體計算和建立直角坐標系求解；

步驟2，基于MATLAB軟件繪出中心軌跡圖像；

其特征在于：所述步驟1的具體過程如下：

1.1根據(jù)卷繞機卷軸部分的機械結(jié)構(gòu)特點，建立平面矢量關(guān)系：

設(shè)當(dāng)前卷針中點為O，薄膜切入點為O₃，卷針半徑OO₃是變量，模不變，方向隨時間均勻改變；

O₁為卷繞機上一固定參考點，O₂為薄膜出口點，O₁O₂為常量，模和方向均不變；

O₂O₃為變量，方向不變，模隨時間改變；

O₁O為變量，模和方向均改變；

在任一給定時刻，O₁O₂為常量，已知；

O₂O₃為變量，模可以求出，方向固定，已知；

OO₃是變量，方向可以求出，模固定，已知；

O₁O為變量，根據(jù)矢量三角形，模和方向皆可求出，卷軸中心可以確定；

1.2卷軸中心軌跡的具體計算如下：

設(shè)方形卷針轉(zhuǎn)動一圈的時間為T，橫截面半徑為r，

則電機轉(zhuǎn)動角速度為2π/T，

每轉(zhuǎn)動一度所需的時間為T/360°；

卷繞材料始終保持水平運動狀態(tài)，方形卷針每旋轉(zhuǎn)半圈的時間為T/2，T為周期；則卷繞材料運動的平均速度為4r/ T；

1.3基于卷繞機的矢量平面模型，建立直角坐標系，從卷針水平位置開始，逆時針方向旋轉(zhuǎn)，以1度為步長，求解中心點O的坐標值；

卷針轉(zhuǎn)過0°時，O點的x坐標為0，y坐標為0；

卷針轉(zhuǎn)過1°時，O點的x坐標為-r+νt+r*cos(wt)，y坐標為r*sin(wt)；

卷針轉(zhuǎn)過90°時，O點的x坐標為-r+90°*νt+r*cos(90°*wt)，y坐標為r*sin(90°*wt)；

卷針轉(zhuǎn)過n°時，O點的x坐標為-r+nνt+r*cos(nwt)，y坐標為r*sin(nwt)；

卷針轉(zhuǎn)過180°時，O點的x坐標為0，y坐標為0；

分析可知，任一時刻的卷軸中心位置：

x坐標為-r+nνt+r*cos(nwt) ，

y坐標為r*sin(nwt)，

其中w=2π/T，ν=4 r/T，t= T/360°，

則任一時刻卷軸中心O點的坐標與周期T無關(guān)，只與方形卷針的半徑r有關(guān)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋰電池極片自動卷繞方法，其特征在于：所述步驟2的具體過程如下：

基于MATLAB軟件編程，繪出不同方形卷針半徑r，卷軸中心軌跡的一系列曲線，其程序具體為：

定義方形卷針r分別為20mm，40mm，60mm；

t= T/360°，每轉(zhuǎn)1°的時間；

ν=4 r/T，卷繞材料的平均卷繞速度；

w=2π/T，方形卷針轉(zhuǎn)動角速度；

n＝0：1：180，轉(zhuǎn)動角度從0°到180°，每次轉(zhuǎn)1°；

x＝-r+nνt+r*cos(nwt)，中心點O的橫坐標；

y＝r*sin(nwt)，中心點O的縱坐標；

Plot(x,y)，調(diào)用plot()指令畫出中心點O的軌跡圖像；

T為方形卷針轉(zhuǎn)動一圈的時間；

中心點O 的軌跡為一系列心形圖像，圖像只與卷針半徑有關(guān)，半徑越大，心形圖像越大。