[發明專利]一種卷針、卷繞式電芯及卷繞式電芯的生產工藝

有效

• 申請號: 201910921723.8
• 申請日: 2019-09-27
• 公開（公告）號: CN110649328B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 張勇;張海生;蔣濛;胡慶波
• 申請（專利權）人: 聯動天翼新能源有限公司
• 主分類號: H01M10/0587
• 分類號: H01M10/0587
• 代理公司: 無錫堅恒專利代理事務所(普通合伙) 32348
• 代理人: 杜興;劉宏亮

本發明公開了一種卷針，為絕緣剛性材質的柱狀針體。該卷針為由絕緣剛性材質制成的柱狀針體，卷針卷繞于隔膜和極耳中并隨電芯封裝入電池殼體中，避免了現有技術中卷針拔出的操作，確保卷繞電芯的對齊度，從而克服現有述中銀卷針拔出帶來的電芯缺陷；電芯內部短路時，卷針和卷繞體同時上行頂壓電池蓋帽上的安全閥，實現快速泄壓，改善現有中心針與電芯存在間隙脫離的缺陷；充放電過程中發熱快，卷繞張力導致電芯的極片變形并向電芯內圈擠壓，導致隔膜會出現松動甚至坍塌，與中心針相比，卷針與隔膜之間無間隙，卷針能為電芯提供良好的支撐作用，降低隔膜松動或坍塌幾率。本發明還公開了一種包含卷針的卷繞式電芯以及該卷繞式電芯的生產工藝。

技術領域

本發明涉及鋰電池生產技術領域，具體涉及一種卷針、卷繞式電芯及卷繞式電芯的生產工藝。

背景技術

卷針是制備卷繞式電芯的主要工具之一。現有技術中的卷針如CN206441823U、CN101212069A所公開的，多由不銹鋼材質的兩個卷針單元組合而成，卷針單元分別包括針體和固定座，固定座的作用在于將針體固定連接至卷繞設備上。卷繞時將隔膜穿入兩個卷針單元的針體之間夾緊，兩半卷針的組裝平面均與隔膜貼合，合并為一個圓柱體或者近似圓柱的整體，固定座與卷繞機連接，卷繞機驅動卷針旋轉并導入正極極片和負極極片，電芯卷繞完成后將卷針拔出。

目前電芯卷繞過程中存在以下問題：由于卷針與隔膜之間的摩擦力，卷針拔出過程會產生以下電芯缺陷：隔膜造成一定損傷、帶出卷芯內層隔膜、拔針后隔膜的內圈出現褶皺變形、破壞卷芯對齊度。特別在卷繞自動一體機上卷繞圓柱形極片較長的電池，使用具有三氧化二鋁涂層的隔膜更容易出現隔膜抽出不良，對卷繞后產品的良率影響很大，增加了制作成本。

改進的技術方案主要包括以下兩種：第一、在卷針內設置連通的氣孔，拔出卷針是向卷針充氣，使卷針與內層隔膜氣脹，減小卷針與內層隔膜的接觸面積和摩擦力；第二、在卷針表面設置低摩擦系數的高分子材料層如聚四氟乙烯或者聚氨酯。但上述兩種結構的卷針同樣還需要進行拔針操作，拔針導致的電芯缺陷無法根本解決。

發明內容

本發明的目的之一在于克服現有技術中存在的缺陷，提供一種卷針，該柱狀卷針可置留于電芯中，克服卷針拔出損傷隔膜的缺陷。

為了實現上述技術效果，本發明的技術方案為：一種卷針，其特征在于，為絕緣剛性材質的柱狀針體。

優選的技術方案為，所述柱狀針體的兩端面上設置有裝夾孔，所述裝夾孔用于與電芯卷繞裝置的卷針夾具相配合。

優選的技術方案為，所述柱狀針體中設置有通孔。

優選的技術方案為，所述通孔之間連通和/或所述通孔與所述裝夾孔之間連通。

本發明的目的之二在于提供一種卷繞式電芯，包括由兩層極片和兩層隔膜交替層疊卷繞而成的卷繞體，其特征在于，還包括卷針，所述卷針為絕緣剛性材質的柱狀針體，所述卷針與所述卷繞體的內圈隔膜固定連接。

優選的技術方案為，所述柱狀針體的兩端面上設置有裝夾孔，所述裝夾孔用于與電芯卷繞裝置的卷針夾具相配合。

優選的技術方案為，所述卷針的端面與所述卷繞體的隔膜齊平。

本發明的目的之三在于提供一種卷繞式電芯的生產工藝，其特征在于，包括以下步驟：

S1，固定連接卷針與內層隔膜的端部；

S2，將兩層極片和兩層隔膜交替層疊卷繞于卷針的外周；所述兩層隔膜包括所述內層隔膜。

優選的技術方案為，所述卷針與內層隔膜的固定連接為粘接。

優選的技術方案為，所述柱狀針體的兩端面上設置有裝夾孔，所述S2中卷針的裝夾孔與電芯卷繞裝置的卷針夾具可拆卸式固定連接。

本發明的優點和有益效果在于：