本发明专利技术属于锂离子电池制造技术领域，尤其涉及一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置，包括极片传动轮、隔膜传动轮和卷绕机，还包括PLC控制器、编码器、传感器和涂覆机，PLC控制器分别与编码器、传感器和涂覆机电连接，编码器分别与极片传动轮、隔膜传动轮、卷绕机和涂覆机连接，涂覆机设置有涂覆头和控制系统。相对于现有技术，本发明专利技术通过编码器和传感器收集极片的走带速度和走带位移等数据，并将数据反馈给PLC控制器，PLC控制器则控制涂覆机对极片的转角处进行涂覆，从而实现对极片的精准涂布，得到的涂覆层的位置、形状、大小和厚度都能够得到精确的控制，而且采用该装置对极片进行自动涂覆，可以大大提高生产效率。?
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子电池制造
，尤其涉及一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置和方法。
技术介绍
随着现代社会的发展，摄像机、 笔记本电脑、数码相机、便携式DVD和手机等移动设备有了越来越广泛的使用，因此，这些移动设备对作为其电源的电池的需求也越来越大。而锂离子电池具有能量密度高、使用寿命长、自放电系数小、尺寸(长度、宽度和厚度)设计灵活以及绿色环保等优点，已经成为移动设备的最佳电源。锂离子电池有两种生产工艺叠片工艺和卷绕工艺。卷绕工艺由于具有生产工艺简单、卷绕效率高、自放电小以及安全性能高等优点，被大多数锂离子电池生产厂商所采用。采用卷绕工艺制备的锂离子电池包括具有卷绕结构的极片组和包装壳。其中，如图I所示，极片组由正极片21、负极片23和间隔于正极片21和负极片23之间的隔膜22按照一定叠放顺序卷绕而成。但是，这种卷绕工艺制备的极片组具有紧密的卷绕结构；在充电过程中负极材料急剧膨胀，而负极片的两侧都被相邻的正极片紧密的束缚；这种膨胀和束缚使得电芯内部存在较大的应力，从而引起了电池的变形。为了解决电池由于负极膨胀而引起的变形，我们已提出在极片的转角处手动涂覆碳酸乙烯酯的解决方案，从而在正极片21和负极片23之间制造卷绕间隙，当向电池内注液时，碳酸乙烯酯溶解在电解液中，就给负极片预留了膨胀空间，从而消除了电池的内部应力，解决了电池变形的问题。但此方法生产效率低，且涂覆层位置、形状、大小和厚度控制精度差，无法在实际生产中应用。有鉴于此，确有必要提供一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置和使用该装置制造锂离子电池卷绕间隙的方法，采用该装置和该方法能够大大提高生产效率，而且得到的涂覆层的位置、形状、大小和厚度都能够得到精确的控制，最终很好的解决电池的变形问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于针对现有技术的不足，而提供一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置，采用该装置能够大大提高生产效率，而且得到的涂覆层的位置、形状、大小和厚度都能够得到精确的控制，最终很好的解决电池的变形问题。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置，包括极片传动轮、隔膜传动轮和卷绕机，还包括PLC控制器、编码器、传感器和涂覆机，所述PLC控制器分别与编码器、传感器和涂覆机电连接，所述编码器分别与所述极片传动轮、隔膜传动轮、卷绕机和涂覆机连接，所述涂覆机设置有涂覆头和控制系统。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的装置的一种改进，所述涂覆头位于卷绕前的极片的正上方。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的装置的一种改进，所述涂覆头位于卷绕时极片的拐角处的外侧。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的装置的一种改进，所述涂覆机内盛装有涂覆物。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的装置的一种改进，所述涂覆物为碳酸乙烯酯或干冰。相对于现有技术，本专利技术利用PLC控制器、编码器、传感器和涂覆机，通过编码器和传感器收集极片的走带速度和走带位移等数据，并将数据反馈给PLC控制器，PLC控制器则控制涂覆机对极片的转角处进行涂覆，从而实现对极片的精准涂布，得到的涂覆层的位置、形状、大小和厚度都能够得到精确的控制，而且采用该装置对极片进行自动涂覆，以取 代现有技术中的手动涂覆，可以大大提高生产效率。 本专利技术的另一个目的在于提供一种采用上述装置制造锂离子电池卷绕间隙的方法，包括以下步骤第一步，将电池设计参数手动输入PLC控制器中，同时将涂覆层的形状和大小输入涂覆机的控制系统中；第二步，PLC控制器根据输入的参数计算极片的转角位置，开始卷绕操作，同时PLC控制器收集来自编码器和传感器的信息，并计算极片相对于极耳的走带位移；第三步，当极片的转角走带至涂覆头的正下方或外侧时(这里包括两种情形对于卷绕前的极片，是当其转角走带至涂覆头的正下方时；而对于处于卷绕过程中的极片，则是当涂覆头位于极片的转角处时，优选的，涂覆头的涂覆方向与极片的宽度方向一致，使涂覆头能够涂满极片的转角处)，PLC控制器发送指令给涂覆机，涂覆头开始按照预定的形状和大小涂覆涂覆物，得到涂覆层。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的方法的一种改进，所述极片包括正极片和负极片。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的方法的一种改进，第一步所述电池设计参数为极耳离第一转角的距离a、负极片厚度h、正极片厚度t2、隔膜厚度t3、电芯宽度b和涂覆层厚度C。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的方法的一种改进，所述PLC控制器按照以下计算条件和公式计算转角位置第一转角位置a1=a ;第2转角位置afai+b+Ui+t2+2*t3+c);第 η 转角位置 Bn=CaJa2+. . . + (an~l) + (t1+t2+2*t3+c)。作为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的方法的一种改进，所述涂覆层的厚度为10 500um。相对于现有技术，本专利技术的方法采用PLC控制器计算极片的转角位置，采用涂覆机控制涂覆层的形状、厚度和大小，并采用编码器和传感器收集极片的走带速度和走带位移等数据，并将数据反馈给PLC控制器，PLC控制器则控制涂覆机对极片的转角处进行涂覆，从而实现对极片的精准涂布，得到的涂覆层的位置、形状、大小和厚度都能够得到精确的控制，而且采用该方法对极片进行自动涂覆，以取代现有技术中的手动涂覆，可以大大提高生产效率。总之，本专利技术通过精确定位与精确涂覆，在保证电池性能的情况下，高效的制造了卷绕间隙，此间隙为电池充电时的负极膨胀提供了空间，释放了电芯内部应力，从而有效的解决了电池的变形问题。附图说明下面结合说明书附图和具体实施方式，对专利技术及其有益技术效果进行详细说明。图I为现有技术卷绕工艺制备的极片组的转角部位结构示意图。图2为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的装置的一种结构示意图。图3为本专利技术制造锂离子电池卷绕间隙的装置的另一种结构示意图。图4为采用本专利技术的方法制备的极片组的转角部位结构示意图。图5是采用本专利技术的方法制备的极片组组装成电池后的转角部位结构示意图。具体实施例方式本专利技术提供了一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置。·实施例I :请参见图2，本实施例提供的制造锂离子电池卷绕间隙的装置，包括极片传动轮I、隔膜传动轮2和卷绕机3，还包括PLC控制器4、编码器5、传感器6和涂覆机7，PLC控制器4分别与编码器5、传感器6和涂覆机7电连接，编码器5分别与极片传动轮I、隔膜传动轮2、卷绕机3和涂覆机7连接，涂覆机7设置有涂覆头8和控制系统。其中，编码器5为高精度的编码器5。其中，涂覆头8位于卷绕前的极片的正上方。涂覆机7内盛装有涂覆物。涂覆物为碳酸乙烯酯或干冰。其中，碳酸乙烯酯本身就是电池所用电解液中的一种组成成分，其在室温下就能固化成固态，而当把卷绕好的电极组放置在包装袋内并注入电解液后，碳酸乙烯酯会溶入电解液内，因此完全不会对电池造成影响，同时还能在正极片11和负极片12之间形成间隙(如图5所示)，以容纳负极的膨胀，解决电池的变形问题。而干冰容易发生升华，当电池化成、产气、除气后，干冰升华成的气体就会被排出，从而在正极片11和负极片12之间形成间隙(如图5所示)，以容纳负极的膨胀，解决电池的变形问题。实施例2 :请参见图3，本实施例提供的制造锂离子电池卷绕间隙的装置，包括极片传动轮I、隔膜传动轮2和卷绕机3，还包括PLC控制器4、编码本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置，包括极片传动轮、隔膜传动轮和卷绕机，其特征在于：还包括PLC控制器、编码器、传感器和涂覆机，所述PLC控制器分别与编码器、传感器和涂覆机电连接，所述编码器分别与所述极片传动轮、隔膜传动轮、卷绕机和涂覆机连接，所述涂覆机设置有涂覆头和控制系统。
【技术特征摘要】
1.一种制造锂离子电池卷绕间隙的装置，包括极片传动轮、隔膜传动轮和卷绕机，其特征在于还包括PLC控制器、编码器、传感器和涂覆机，所述PLC控制器分别与编码器、传感器和涂覆机电连接，所述编码器分别与所述极片传动轮、隔膜传动轮、卷绕机和涂覆机连接，所述涂覆机设置有涂覆头和控制系统。2.根据权利要求I所述的制造锂离子电池卷绕间隙的装置，其特征在于所述涂覆头位于卷绕前的极片的正上方。3.根据权利要求I所述的制造锂离子电池卷绕间隙的装置，其特征在于所述涂覆头位于卷绕时极片的拐角处的外侧。4.根据权利要求I所述的制造锂离子电池卷绕间隙的装置，其特征在于所述涂覆机内盛装有涂覆物。5.根据权利要求4所述的制造锂离子电池卷绕间隙的装置，其特征在于所述涂覆物为碳酸乙烯酯或干冰。6.一种采用权利要求I至5任一项的装置制造锂离子电池卷绕间隙的方法，其特征在于，包括以下步骤 第一步，将电池设计参数手动输入PLC控制器中，同时将涂覆层的形状和大小输入涂覆机的控制系统中； 第二步，PLC控制器根据输入的参数计算极片的转角位置，...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵义，方宏新，张柏清，何平，史仲，向建辉，
申请(专利权)人：东莞新能源科技有限公司，宁德新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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