專利名稱：U型卷針及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于制作電池卷芯的卷針及其使用方法，尤其涉及一種用于制作方形電池卷芯的U型卷針及其使用方法。
背景技術(shù)：
目前大量使用的用于制作卷繞式方形鋰電池的卷針，其卷針為方形板狀，由主、副兩條可分離的卷針01、02組成(參照圖14、15)，當(dāng)主、副卷針裝配在卷針基臺上時，兩者成相互疊合狀態(tài)(參照圖16、17)，副卷針設(shè)有一凸起的鉚釘，在副卷針與主卷針疊合時，鉚釘嵌卡于主卷針的缺槽內(nèi)。
使用時，需先拔出副卷針，將隔膜紙對折后套到主卷針上；再將副卷針插到主卷針之下，隔膜紙在主、副卷針中間；順時針卷繞120-150度，翻折上面一層隔膜紙，從兩層隔膜紙中間，將正極片極耳端插入，并頂?shù)巾敹耍辉賹⒎鄣母裟ぜ埛?，卷繞半圈，再從上層隔膜紙與卷針片中間插入負(fù)極極耳端，并頂?shù)巾敹?；卷繞，直至將極片卷繞完，將邊緣處的正、負(fù)極片及隔膜紙用膠紙粘合，卷繞完后，貼膠紙，將正極、隔膜紙、負(fù)極片粘合；拔下副卷針；用大拇指和食指正面捏住卷芯，抽出卷芯。完成電池卷芯卷繞時，需要將正極片、隔膜紙紙及負(fù)極片，按順序疊置起來卷繞，而且在卷繞開始和結(jié)束工序中，都要插、拔副卷針，所耗費(fèi)的時間多，生產(chǎn)效率不高，而且其方形端口及卷針板面容易劃破隔膜紙紙，導(dǎo)致產(chǎn)品不合格。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為了解決在使用現(xiàn)有卷針制作電池卷芯合格率及生產(chǎn)效率不高的問題，提供一種能提高生產(chǎn)效率及合格率的新型卷針，并提供新型卷針的使用方法。
為解決上述問題，本發(fā)明提供的一種U型卷針，其包括一卷針基臺，該卷針基臺上設(shè)有兩片長度不等并相隔一定距離平行排列的卷針片，兩片卷針片的寬度平面處于同一平面內(nèi)，在卷針片的寬度表面上沿其軸向設(shè)有導(dǎo)氣槽。
為實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，進(jìn)一步的措施是
所述的導(dǎo)氣槽可以對稱設(shè)于其寬度兩側(cè)表面上的凹槽。
所述卷針片的頂端可以為半圓型，該卷針片的表面光滑周邊呈圓弧狀。
所述兩片卷針片的寬度可以相等。
使用本發(fā)明的U型卷針制作電池卷芯包括下述幾個步驟(a)準(zhǔn)備電池卷芯制作材料，該材料包括正、負(fù)極片及隔膜紙；(b)將卷針基臺插入卷繞機(jī)中，將兩片卷針片轉(zhuǎn)至水平面；(c)將隔膜紙對折后，從兩片卷針片間隙處套在一卷針片上，順時針卷繞100度-150度；(d)翻折上面一層隔膜紙，從兩層隔膜紙中間，將正極片極耳端插入，并頂置頂端；(e)再將翻折的隔膜紙翻回，卷繞半圈，再從上層隔膜紙與兩片卷針片中間插入負(fù)極片極耳端，并頂?shù)巾敹耍?f)卷繞，直至將正、負(fù)極片卷繞完，將邊緣處的正、負(fù)極片及隔膜紙用膠紙粘合；(g)輕捏住電池卷芯的中間處，抽出電池卷芯。
從應(yīng)用本發(fā)明于電池卷芯制作的步驟可得出，在卷繞方型電池卷芯的過程中無須插拔卷針，與現(xiàn)有技術(shù)相比，減少了卷繞電池卷芯的操作步驟，提高了生產(chǎn)效率。同時減少了卷針片與隔膜紙插拔的摩擦次數(shù)，避免了因插拔卷針片造成劃破隔膜紙，提高了產(chǎn)品的合格率。本發(fā)明U形卷針的卷針片頂端為半圓型，其表面光滑周邊呈圓弧狀，而卷針片中間沿其軸向還設(shè)有導(dǎo)氣槽，這種結(jié)構(gòu)設(shè)計使得電池卷芯從卷針片取下時，卷針片邊角部位不會劃傷隔膜紙紙，進(jìn)一步的確保了產(chǎn)品不會受到損傷。同時本發(fā)明還具備操作簡便，制作簡單的優(yōu)點(diǎn)。


下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明，其中圖1為本發(fā)明較佳實(shí)施例的主視圖；圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例的仰視圖；圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例的右視圖；圖4至圖13為應(yīng)用本發(fā)明佳實(shí)施例制作卷芯電池流程示意圖；圖14為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)主、副卷針分離狀態(tài)主視圖；圖15為圖14右視圖；圖16為現(xiàn)有結(jié)構(gòu)主、副卷針組合狀態(tài)主視圖；
圖17為圖16右視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1、2示出了本發(fā)明U型卷針較佳實(shí)施例的基本結(jié)構(gòu)，一種用于制作電池卷芯的U型卷針，包括一帶安裝軸20的卷針基臺1，卷針基臺1上設(shè)有通孔9，卷針基臺1的安裝軸用于插置于卷繞機(jī)上，并通過卷針基臺1上的通孔9用螺絲將其固定(參照圖3)。卷針基臺1相對安裝軸的平面上設(shè)有兩片平行排列的卷針片2，兩卷針片間隔一定距離，兩片卷針片的寬度平面處于同一平面內(nèi)。兩片卷針片2長度不相等。卷針片2的寬度為gmm-12mm，長度為60mm-120mm，兩片卷針片2長度差為8mm-20mm，兩片卷針片2之間距離為3mm-5mm。本實(shí)施例中，兩片卷針片2取最大值制作，長卷針片8長120mm，短卷針片7長100mm，寬度都為12mm，長卷針片8與短卷針片7之間的距離為5mm。采用一長一短的卷針片8、7，產(chǎn)生時可以將隔膜紙緊靠長卷針片8套入，即長卷針片8明顯起到導(dǎo)入隔膜紙的作用，使得操作方便快捷。若兩卷針片一樣長，由于兩者之間的間隔很小，僅為4mm左右，套入U型卷針制作電池卷芯時不方便，耽誤時間，也容易損傷隔膜紙。
如圖1和圖3所示，在卷針片2的寬度表面上沿其軸向設(shè)有導(dǎo)氣槽3。本實(shí)施例中，該導(dǎo)氣槽為對稱設(shè)于其寬度兩側(cè)表面上的沒有貫通的凹槽。導(dǎo)氣槽3呈長方型，導(dǎo)氣槽的長度和寬度可以根據(jù)卷針片大小來決定，一般寬度比卷針片2窄1.5-2mm較為合適、長度可以沿軸向完整的設(shè)置，也可以比卷針片短10mm左右(請參閱圖4、圖6中的導(dǎo)氣槽)，只要保證卷繞電池卷芯時，該導(dǎo)氣槽與大氣導(dǎo)通便可。若卷針片不設(shè)置導(dǎo)氣槽，在使用U型卷針制作電池卷芯時，由于隔膜紙很薄，在大氣的作用下容易緊密地吸附于卷針片上，當(dāng)卷繞完畢取下電池卷芯時，很容易拉出卷芯的芯部材料，而產(chǎn)生廢品。本發(fā)明的卷針片對稱設(shè)置了導(dǎo)氣槽，該導(dǎo)氣槽與大氣導(dǎo)通，使得隔膜紙不會緊密地吸附于卷針片上，所以很容易取出U型卷針，以便保證產(chǎn)品的質(zhì)量。
制作電池卷芯10，需用到正、負(fù)極片4、5及隔膜紙6，因隔膜紙6受厚度及材料所限定，及容易刮傷、劃破。為確保隔膜紙6不會因卷針片2周邊的棱角劃破，卷針片2頂端設(shè)計呈半圓型，卷針片2周邊修磨呈圓弧狀，同時卷針片2表面保持光滑。
圖4至圖13為應(yīng)用U型卷針制作電池卷芯10的流程示意圖，其使用步驟為
(1)準(zhǔn)備電池卷芯10制作材料，該材料包括正、負(fù)極片4、5及隔膜紙6；(2)將卷針基臺1的安裝軸20插入卷繞機(jī)中并用螺釘固定，將兩片卷針片2轉(zhuǎn)至水平面；(3)將隔膜紙6對折后，從兩片卷針片2間隙處套在長卷針片8上(參照圖4、5)，順時針卷繞100度-150度(參照圖6、7)；(4)翻折上面一層隔膜紙6，從兩層隔膜紙6中間，將正極片4極耳端插入，并頂置頂端(參照圖8)；(5)再將翻折的隔膜紙6翻回(參照圖9)，卷繞半圈，再從上層隔膜紙6與兩片卷針片2中間插入負(fù)極片5極耳端，并頂?shù)巾敹?參照圖10)；(6)由卷繞機(jī)帶動卷繞(參照圖11)，直至將正、負(fù)極片4、5卷繞完畢(參照圖12)，將邊緣處的正、負(fù)極片4、5及隔膜紙6用膠紙粘合；(7)用單手的大拇指和食指30輕捏住電池卷芯10的中間處，相對于兩卷針片2的間隙處(參照圖13)，抽出電池卷芯10，即完成卷繞工序。
取生產(chǎn)線預(yù)卷繞的正、負(fù)極片及隔膜紙，制作相同型號的電池卷芯(電池型號為BK063048AF)。分兩組進(jìn)行試驗(yàn)，第一組用現(xiàn)有的卷針，為主、副兩卷針片的卷針，取100片正極片、100片負(fù)極片、100片隔膜紙，卷繞100個卷芯；第二組用本發(fā)明的U型卷針，取100片正極片、100片負(fù)極片、100片隔膜紙，卷繞100個卷芯。
試驗(yàn)結(jié)果第一組卷繞100個卷芯累計所花的時間為2840秒，平均單個卷芯的標(biāo)準(zhǔn)工時為28.4秒；第二組卷繞100個卷芯累計所花的時間為2520秒，平均單個卷芯的標(biāo)準(zhǔn)工時為25.2秒，卷繞效率較現(xiàn)有卷針提高了10.6％。將卷繞完成的電芯分別測試其短路情況，第一組為短路率為5％，第二組短路率為0％。由此結(jié)果可以得知，本發(fā)明的U型卷針及使用此卷針卷繞的方法，擁有較高的生產(chǎn)效率，并且能夠有效的防止隔膜紙劃破導(dǎo)致電池卷芯短路的幾率，降低了電池的安全隱患。
由操作步驟及試驗(yàn)結(jié)果得出，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提高了生產(chǎn)效率，增加了合格率。在制作電池卷芯過程中，減少了卷針片與隔膜紙紙的摩擦次數(shù)，避免了因插拔卷針片造成劃破隔膜紙紙，產(chǎn)品合格率得到提高，同時本發(fā)明還具備操作簡便，制作簡單的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求
1.一種U型卷針，包括一卷針基臺(1)，其特征在于，所述卷針基臺(1)上設(shè)有兩片長度不等并相隔一定距離平行排列的卷針片(2)，兩片卷針片(2)的寬度平面處于同一平面內(nèi)，在卷針片(2)的寬度表面上沿其軸向設(shè)有導(dǎo)氣槽(3)。
2.如權(quán)利要求1所述的U型卷針，其特征在于，所述的導(dǎo)氣槽(3)為對稱設(shè)于其寬度兩側(cè)表面上的凹槽。
3.如權(quán)利要求1所述的U型卷針，其特征在于，所述卷針片(2)的頂端為半圓型，該卷針片(2)的表面光滑周邊呈圓弧狀。
4.如權(quán)利要求1所述的U型卷針，其特征在于，所述兩片卷針片(2)的寬度相等。
5.一種如權(quán)利要求1所述U型卷針的使用方法，其特征在于，使用的步驟如下(a)準(zhǔn)備電池卷芯(10)的制作材料，該材料包括正、負(fù)極片(4、5)及隔膜紙(6)；(b)將卷針基臺(1)裝入卷繞機(jī)中，將兩片卷針片(2)轉(zhuǎn)至水平面；(c)將隔膜紙(6)對折后，從兩片卷針片(2)的間隙處套在一卷針片(8)上，順時針卷繞100度-150度；(d)翻折上面一層隔膜紙(6)，從兩層隔膜紙(6)中間，將正極片(4)的極耳端插入，并頂置頂端；(e)再將翻折的隔膜紙(6)翻回，卷繞半圈，再從上層隔膜紙(6)與兩片卷針片(2)中間將負(fù)極片(5)的極耳端插入，并頂?shù)巾敹耍?f)卷繞，直至將正、負(fù)極片(4、5)卷繞完，將邊緣處的正、負(fù)極片(4、5)及隔膜紙(6)用膠紙粘合；(g)捏住電池卷芯(10)的中間處，抽出電池卷芯(10)。
6.如權(quán)利要求5所述U型卷針的使用方法，其特征在于，所述卷針片上的導(dǎo)氣槽(3)為對稱設(shè)于其寬度兩側(cè)表面上的凹槽。
7.如權(quán)利要求5所述U型卷針的使用方法，其特征在于，所述的兩片卷針片(2)的寬度相等。
8.如權(quán)利要求5所述U型卷針的使用方法，其特征在于，所述卷針片(2)的頂端為半圓型，該卷針片(2)的表面光滑周邊呈圓弧狀。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于制作方型電池卷芯的U型卷針及其使用方法，U型卷針包括一卷針基臺，該卷針基臺上設(shè)有兩片相隔一定間隙平行排列的卷針片，兩片卷針片的寬度平面處于同一平面內(nèi)。卷針片上中間部開設(shè)有導(dǎo)氣槽，卷針片頂端為半圓型，卷針片周邊呈圓弧狀表面光滑。使用本發(fā)明U型卷針制作電池卷芯時無須插拔卷針片，從而有效的提高了工作效率及產(chǎn)品合格率。
文檔編號H01M10/38GK101022174SQ20061015722
公開日2007年8月22日 申請日期2006年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日
發(fā)明者江浩, 王需要, 任望保, 李衛(wèi)紅 申請人:深圳市邦凱電子有限公司