半自动方形锂离子电池卷绕机的设计研究.pdf

产业与科技论坛 2016 年 第 15 卷 第 24 期 半自动方形锂离子电池卷绕机的设计研究 □姜梦飞 【内容摘要】动力锂离子电池的卷绕工艺是动力锂离子电池制造的关键工艺,该工艺是将放好的正负极片、隔膜、终止胶带,通 过移载、传送定位及卷绕等部分的协作,卷绕成所需电芯。 本文对半自动方形锂离子电池卷绕机的特点及设备参 数的选用进行了参数分析 【关键词】半自动方形锂离子电池;卷绕工艺;卷绕机 【作者单位】姜梦飞,常州工程职业技术学院 　 　 一、半自动方形锂离子电池卷绕机设备的特点 变化关系,通过调节气压,来改变卷针压辊的对卷芯的压力, 第一,本机适合于方型锂离子动力电池的半自动卷绕, 准确控制压紧装置力矩。 适合于油性极片、水性极片及各种隔膜。 第十三,卷出的电芯无破损,保护胶无皱纹。 第二,本机采用单卷针头结构,卷针单边安装,卷针分上 第十四,脚踏开关采用带罩子的安全开关,按钮采用不 下两片组合,两片卷针错位安装。 上卷针可以进行Y方向的 露出界面的安全按钮。 移动,下卷针可以进行X和Y方向的分别移动,此卷针结构, 第十五,本机电气为进口器件,保证运行的稳定性,减少 有利于卷针夹紧隔膜、有利于退出产品;下卷针还可以在 X 设备运行故障率。 方向进行2mm 以内的微调,从而达到调整卷针宽度的目的, 第十六,设备操作简单,工人培训时间短,一般工人经过 使同一副卷针可以适应多个不同宽度型号的电池。 2-3天培训即可熟练操作设备。 第三,人工上正、负极片、自动卷绕、自动贴终止胶带及 二、半自动方形锂离子电池卷绕机设备技术参数 自动出料。 (一)控制参数设置。 触摸屏操作界面,工作参数可自由 第四,两卷隔膜连续使用,隔膜张力为恒张力控制,张力 设定。 大小可设置,卷绕的电芯张力一致性和极片、隔膜的位置一 (二)生产模式选择。 致性好:电芯容量、内阻均匀率提高;隔膜分切采用热切刀, 1.极片进入方式选择。 先入正负极后入负极;先入负极 保证分切后隔膜平整,在热切刀处安装不锈钢防护罩,以保 后入正极;正负极同时入。 证操作安全。 2.外包结尾方式。 可选择(正或负)极片外包和隔膜外包。 第五,极片采用真空吸附形成恒张力,调节真空压力大 小控制张力大小。 第六,极片导板可以整体调节位置以及单边宽度调节, 以及适应不同电池宽度的调节。 第七,整卷隔膜外装保护套、隔离灰尘。 第八,极片导板处嵌有磁性材料体,吸附铁粉,可有效防 图1 止铁粉卷入电芯(大部分是在分切极片时分切刀产生的)。 (三)详细参数。 单片极片的蛇行弯误差应小于 ±0. 第九,卷针表面用特氟龙处理,抽针方便,不带出隔膜。 1mm,见图1。 其中W 的公差≤±0. 1mm,L 的公差≤±0. 第十,卷针结构优化设计,更换时间大大缩短,一般5分 5mm,D≤0.2mm 极耳位置精度≦0.5mm。 钟即可进行一次更换。 极片翘起、弓起的极限要求如图2所示。 第十一,调整范围宽,可卷绕多种规格电芯,换型调整容 易,调整时间短适合少量生产及大批量和多品种电池生产厂 家使用。 第十二,卷芯卷绕时压紧装置(此装置是保证电芯短边 与长边张力的恒定),传统通常采用汽缸加弹簧完成,对小电 芯影响不大,但卷绕动力电池时,因为卷针圆切点变化大,需 要压紧装置跟随行程长,而弹簧及汽缸动力行程越大,所输 图2 出力矩变化越大,即卷绕中电芯短边与长边贴紧张力变化 三、设备精度 大,造成卷芯里、外层松紧变化及隔膜在短边与长边处变形 (一)卷绕精度。 卷芯外形尺寸精度(单位mm)按电芯 不一样;