一種鋰離子電池電芯卷繞裝置的製作方法

2023-06-20 21:26:56 1

專利名稱：一種鋰離子電池電芯卷繞裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋰離子電池電芯巻繞裝置，特別是改變電池隔膜張力的鋰離
子電池電芯巻繞裝置。
背景技術：
現在，鋰離子電池的應該越來越廣泛，在使用過程中也遇到了許多的問題，如使用 一段時間後電池會變形，從而影響設備的使用，同時也降低了鋰離子電池的使用壽命。而電 池電芯的巻繞是電池容易變形的原因之一。傳統的鋰離子電池電芯巻繞是採用恆定的張力 來控制隔膜的張力，其結構包括面板、連接杆，所述的連接杆設在面板上，在連接杆的一端 設有張力浮輥，另一端設有固定重量的砝碼，在面板上還設置了固定輥，固定輥和張力浮輥 間隔排列，當巻繞電池電芯時，隔膜纏繞在固定輥和張力浮輥之間，由於連接杆的一端為固 定重量的砝碼，作用在張力浮輥上的力也是恆定不變的，因此，張力浮輥給予隔膜的張力也 是恆定不變，而電池電芯上的隔膜是層層加大的，這樣，製造出來的鋰離子電池容易變形。

實用新型內容本實用新型的目的是為了提供一種鋰離子電池電芯巻繞裝置，利用本實用新型的 結構，能夠改變作用在隔膜上的張力，使鋰離子電池不容易產生變形，提高鋰離子電池的使 用壽命。 為達到上述目的，一種鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板及連接杆；連接杆設在 面板上；連接杆的一端設有張力浮輥；所述連接杆的另一端設有力矩可變的配重機構。 [OOOS] 上述結構採用的是力矩平衡原理。根據受力情況分析，張力浮輥受到自身的重力G 和隔膜的張力巳，所述的重力G向下，巳向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G,;所述配重機 構上的合力為F ;所述張力浮輥的受力點到支點的力臂用表示，力矩用M工表示；配重機構 的受力點到支點的力臂用L2表示，力矩用M2表示，根據力矩平衡原理，應有M工=M2，即F合l^ =F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2增大時，由於重力G和力臂1^不會發生變化，因此， ^減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2減小時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此， ^增大，即隔膜上的張力增大。根據上述的分析，改變平衡機構的力矩，則隔膜上的張力會 隨之而改變，使得在巻繞每層電池電芯時的張力不同，這樣就防止了鋰離子電池的變形，提 高了鋰離子電池的使用壽命。 作為具體化，所述的配重機構包括連接繩、電機及二個以上的配重塊；所述的連接 繩一端與連接杆連接，另一端與電機的輸出軸連接；所述的配重塊設在連接繩的中部。 作為改進，所述的連接杆與張力浮輥相對的一端設有固定配重塊安裝杆，固定配 重塊安裝杆上設有固定配重塊，所述的連接繩與固定配重塊連接。 作為改進，所述的配重機構包括固定配重塊、固定配重塊安裝杆及電磁吸鐵，所述 的固定配重塊安裝杆安裝在連接杆上，固定配重塊安裝在固定配重塊安裝杆上，所述的電 磁吸鐵設在面板上固定配重塊的下方。[0009] 作為改進，所述的配重機構包括固定配重塊、固定配重塊安裝杆、電機及彈簧；所
述的固定配重塊安裝杆安裝在連接杆上，固定配重塊安裝在固定配重塊安裝杆上，電機設 在面板上，彈簧的一端與固定配重塊連接，另一端與電機的輸出軸連接。 作為改進，所述的配重機構包括固定配重塊、固定配重塊安裝杆及設在連接杆上 的電機，所述的固定配重塊安裝杆安裝在連接杆上，所述的固定配重塊滑動連接在固定配 重塊安裝杆上；所述電機的輸出軸為螺杆，固定配重塊上設有螺母，所述的螺杆與螺母相嚙合。 作為改進，所述的配重機構包括滑動設置在連接杆上的固定配重塊及液壓缸，所
述液壓缸固定設置在連接杆上，液壓缸的活塞杆與固定配重塊相連接。 作為改進，所述的配重機構包括固定配重塊、固定配重塊安裝杆、齒條、齒輪和電 機；所述的電機設在面板上，齒輪設在電機的輸出軸上，所述的固定配重塊安裝杆安裝在連 接杆上，所述的固定配重塊滑動設在固定配重塊安裝杆上，齒條設在固定配重塊上，所述的 齒輪和齒條相嚙合。

圖1為第一實施方式的主視圖； 圖2為第一實施方式的俯視圖； 圖3為第二實施方式的主視圖； 圖4為第三實施方式的主視圖； 圖5為第四實施方式的俯視圖； 圖6為第五實施方式的俯視圖； 圖7為第六實施方式的俯視圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行進一步詳細說明。 第一實施方式 如圖l和圖2所示的鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板(未示出)、連接杆1、張 力浮輥2、固定輥3及力矩可變的配重機構。連接杆1設在面板上，且一端穿過面板；張力 浮輥2通過支架安裝在連接杆1的一端，且軸線與連接杆1的軸線平行；固定輥3安裝在面 板上，固定輥3與張力浮輥1間隔排列，電池隔膜纏繞在固定輥3和張力浮輥2之間；所述 的力矩可變配重機構設在連接杆1的另一端。在本實施方式中，配重機構包括固定配重塊 4、連接繩5、電機6及二個以上的配重塊7 ;固定配重塊4通過固定配重塊安裝杆連接在連 接杆1的一端，所述的連接繩5—端與固定配重塊4連接，另一端與電機6的輸出軸連接； 所述的配重塊7設在連接繩5的中部。 工作時，張力浮輥2和配重機構上的力矩是平衡的，即M工=M2，其中M工為張力浮 輥2上的力矩，M2為配重機構上的力矩。根據受力情況分析，張力浮輥2受到自身的重力G 和隔膜的張力巳，所述的重力G向下，巳向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G-巳；所述配重 機構上的合力為F ;所述張力浮輥2的受力點到支點的力臂用表示；配重機構的受力點 到支點的力臂用L2表示，根據力矩平衡原理F合1^二F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2增大時，由於重力G和力臂k不會發生變化，因此，巳減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2 減小時，由於重力G和力臂k不會發生變化，因此，巳增大，即隔膜上的張力增大。在本實 施方式中，當電機6正轉或反轉時，電機6的輸出軸會巻繞或放開連接繩5，這樣，連接繩5 上的配重塊7跟隨運動，配重塊7運動後就改變了加載在固定配重塊4上的重量，即改變了 加載在連接杆1上的設置配重機構一端的力，力改變合力F也跟隨改變，力矩M2發生變化， 根據力矩平衡原理，M2變化，M工跟隨變化，由於張力浮輥2的重力G和力臂不變，因此，張 力^發生變化，這樣，使得在巻繞每層電池電芯時的張力不同，防止了鋰離子電池的變形， 提高了鋰離子電池的使用壽命。 第二實施方式 如圖3所示的鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板(未示出)、連接杆1、張力浮輥 2、固定輥3及力矩可變的配重機構。連接杆1設在面板上，且一端穿過面板；張力浮輥2通 過之間安裝在連接杆1的一端，且軸線與連接杆1的軸線平行；固定輥3安裝在面板上，固 定輥3與張力浮輥1間隔排列，電池隔膜纏繞在固定輥3和張力浮輥2之間；所述的力矩可 變配重機構設在連接杆1的另一端。在本實施方式中，配重機構包括固定配重塊4及電磁 吸鐵20，固定配重塊4通過固定配重塊安裝杆安裝在連接杆1上，所述的電磁吸鐵20設在 面板上固定配重塊4的下方。 工作時，張力浮輥2和配重機構上的力矩是平衡的，即M工=M2，其中M工為張力浮輥 2上的力矩，M2為配重機構上的力矩。根據受力情況分析，張力浮輥2受到自身的重力G和 隔膜的張力巳，所述的重力G向下，F工向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G,;所述配重機 構上的合力為F ;所述張力浮輥2的受力點到支點的力臂用表示；配重機構的受力點到 支點的力臂用L2表示，根據力矩平衡原理F^1^二F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2增 大時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此，巳減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2減 小時，由於重力G和力臂1^不會發生變化，因此，巳增大，即隔膜上的張力增大。在本實施 方式中，通過改變通入電磁吸鐵20上的電流大小，從而使電磁吸鐵20產生的對固定配重塊 4的電磁吸力得到改變，電磁吸力改變後就改變了加載在固定配重塊4上的重量，即改變了 加載在連接杆1上的設置配重機構一端的力，力改變合力F也跟隨改變，力矩M2發生變化， 根據力矩平衡原理，M2變化，M工跟隨變化，由於張力浮輥2的重力G和力臂不變，因此，張 力^發生變化，這樣，使得在巻繞每層電池電芯時的張力不同，防止了鋰離子電池的變形， 提高了鋰離子電池的使用壽命。 第三實施方式 如圖4所示的鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板(未示出)、連接杆1、張力浮輥 2、固定輥3及力矩可變的配重機構。連接杆1設在面板上，且一端穿過面板；張力浮輥2設 在連接杆1的一端，且軸線與連接杆1的軸線平行；固定輥3安裝在面板上，固定輥3與張 力浮輥1間隔排列，電池隔膜纏繞在固定輥3和張力浮輥2之間；所述的力矩可變配重機構 設在連接杆1的另一端。在本實施方式中，配重機構包括固定配重塊4、電機6及彈簧8 ;所 述的固定配重塊4通過固定配重塊安裝杆安裝在連接杆1上，電機6安裝在面板上，彈簧8 的一端與固定配重塊4連接，另一端與電機6的輸出軸連接。 工作時，張力浮輥2和配重機構上的力矩是平衡的，即M工=M2，其中M工為張力浮輥 2上的力矩，M2為配重機構上的力矩。根據受力情況分析，張力浮輥2受到自身的重力G和隔膜的張力巳，所述的重力G向下，F工向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G,;所述配重機
構上的合力為F ;所述張力浮輥2的受力點到支點的力臂用表示；配重機構的受力點到
支點的力臂用L2表示，根據力矩平衡原理F^1^二F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2增 大時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此，巳減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2減 小時，由於重力G和力臂1^不會發生變化，因此，巳增大，即隔膜上的張力增大。在本實施 方式中，當電機6正轉或反轉時，電機6的輸出軸會巻繞或放開彈簧8，在這個過程中，彈簧 8會產生彈性變形，根據胡克定律，彈簧的彈力與彈簧伸長或收縮的長度成正比，這樣，就會 改變加載在固定配重塊4上的力，即改變了加載在連接杆1上的設置配重機構一端的力，力 改變合力F也跟隨改變，力矩M2發生變化，根據力矩平衡原理，M2變化，M工跟隨變化，由於張 力浮輥2的重力G和力臂不變，因此，張力F工發生變化，這樣，使得在巻繞每層電池電芯 時的張力不同，防止了鋰離子電池的變形，提高了鋰離子電池的使用壽命。 第四實施方式 如圖5所示的鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板(未示出)、連接杆1、張力浮輥 2、固定輥3及力矩可變的配重機構。連接杆1設在面板上，且一端穿過面板；張力浮輥2設 在連接杆1的一端，且軸線與連接杆1的軸線平行；固定輥3安裝在面板上，固定輥3與張 力浮輥1間隔排列，電池隔膜纏繞在固定輥3和張力浮輥2之間；所述的力矩可變配重機構 設在連接杆1的另一端。在本實施方式中，配重機構包括固定配重塊4及設在連接杆1上 的電機6，連接杆1與安裝張力浮輥相對的一端安裝了固定配重塊安裝杆，所述的固定配重 塊4滑動安裝在固定配重塊安裝杆上；所述電機6的輸出軸為螺杆61，固定配重塊4上設 有螺母，所述的螺杆61與螺母相嚙合。 工作時，張力浮輥2和配重機構上的力矩是平衡的，即M工=M2，其中M工為張力浮 輥2上的力矩，M2為配重機構上的力矩。根據受力情況分析，張力浮輥2受到自身的重力G 和隔膜的張力巳，所述的重力G向下，巳向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G-巳；所述配重 機構上的合力為F ;所述張力浮輥2的受力點到支點的力臂用表示；配重機構的受力點 到支點的力臂用L2表示，根據力矩平衡原理F合1^二F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2 增大時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此，巳減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2 減小時，由於重力G和力臂k不會發生變化，因此，巳增大，即隔膜上的張力增大。在本實 施方式中，當電機6運轉時，螺杆61在螺母的作用下帶動固定配重塊4在連接杆1上運動， 在這個過程中，力臂L2發生變化，即，力矩M2發生變化，根據力矩平衡原理，M2變化，M工跟隨 變化，由於張力浮輥2的重力G和力臂不變，因此，張力巳發生變化，這樣，使得在巻繞每 層電池電芯時的張力不同，防止了鋰離子電池的變形，提高了鋰離子電池的使用壽命。 第五實施方式 如圖6所示的鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板(未示出)、連接杆1、張力浮輥 2、固定輥3及力矩可變的配重機構。連接杆1設在面板上，且一端穿過面板；張力浮輥2設 在連接杆1的一端，且軸線與連接杆1的軸線平行；固定輥3安裝在面板上，固定輥3與張 力浮輥1間隔排列，電池隔膜纏繞在固定輥3和張力浮輥2之間；所述的力矩可變配重機構 設在連接杆l的另一端。在本實施方式中，配重機構包括固定配重塊4及液壓缸62，連接 杆1與安裝張力浮輥相對的一端安裝了固定配重塊安裝杆，所述的固定配重塊4滑動安裝 在固定配重塊安裝杆上，所述液壓缸62固定設置在連接杆1上，液壓缸的活塞杆63與固定配重塊4相連接。 工作時，張力浮輥2和配重機構上的力矩是平衡的，即M工=M2，其中M工為張力浮輥 2上的力矩，M2為配重機構上的力矩。根據受力情況分析，張力浮輥2受到自身的重力G和 隔膜的張力巳，所述的重力G向下，F工向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G,;所述配重機 構上的合力為F ;所述張力浮輥2的受力點到支點的力臂用表示；配重機構的受力點到 支點的力臂用L2表示，根據力矩平衡原理F^1^二F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2增 大時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此，巳減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2減 小時，由於重力G和力臂1^不會發生變化，因此，巳增大，即隔膜上的張力增大。在本實施 方式中，當液壓缸62工作時，液壓缸上的活塞杆63帶動固定配重塊4在連接杆1上運動， 在這個過程中，力臂L2發生變化，即，力矩M2發生變化，根據力矩平衡原理，M2變化，M工跟隨 變化，由於張力浮輥2的重力G和力臂不變，因此，張力巳發生變化，這樣，使得在巻繞每 層電池電芯時的張力不同，防止了鋰離子電池的變形，提高了鋰離子電池的使用壽命。 第六實施方式 如圖7所示的鋰離子電池電芯巻繞裝置，包括面板(未示出)、連接杆1、張力浮輥 2、固定輥3及力矩可變的配重機構。連接杆1設在面板上，且一端穿過面板；張力浮輥2設 在連接杆1的一端，且軸線與連接杆1的軸線平行；固定輥3安裝在面板上，固定輥3與張 力浮輥1間隔排列，電池隔膜纏繞在固定輥3和張力浮輥2之間；所述的力矩可變配重機構 設在連接杆1的另一端。在本實施方式中，配重機構包括固定配重塊4、齒條64、齒輪65和 電機6 ;所述的電機6設在面板上，齒輪65設在電機6的輸出軸上，連接杆1與安裝張力浮 輥相對的一端安裝了固定配重塊安裝杆，所述的固定配重塊4滑動安裝在固定配重塊安裝 杆上，齒條64設在固定配重塊4上，所述的齒輪65和齒條64相嚙合。 工作時，張力浮輥2和配重機構上的力矩是平衡的，即M工=M2，其中M工為張力浮輥 2上的力矩，M2為配重機構上的力矩。根據受力情況分析，張力浮輥2受到自身的重力G和 隔膜的張力巳，所述的重力G向下，F工向上，因此，張力浮輥的合力F合二 G,;所述配重機 構上的合力為F ;所述張力浮輥2的受力點到支點的力臂用1^表示；配重機構的受力點到支 點的力臂用L2表示，根據力矩平衡原理F^1^二F L2。從式中很容易的得出，當力矩M2增大 時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此，巳減小，即隔膜上的張力減小，當力矩M2減小 時，由於重力G和力臂不會發生變化，因此，^增大，即隔膜上的張力增大。在本實施方 式中，當電機6工作時，電機的輸出軸帶動齒輪旋轉，齒輪在齒條的作用下帶動固定配重塊 4在連接杆1上運動，在這個過程中，力臂L2發生變化，即，力矩M2發生變化，根據力矩平衡 原理，M2變化，M工變化，由於張力浮輥2的重力G和力臂不變，因此，張力^發生變化，這 樣，使得在巻繞每層電池電芯時的張力不同，防止了鋰離子電池的變形，提高了鋰離子電池 的使用壽命。
權利要求一種鋰離子電池電芯卷繞裝置，包括面板及連接杆；連接杆設在面板上；連接杆的一端設有張力浮輥；其特徵在於所述連接杆的另一端設有力矩可變的配重機構。
2. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的配重機構包 括連接繩、電機及二個以上的配重塊；所述的連接繩一端與連接杆連接，另一端與電機的輸 出軸連接；所述的配重塊設在連接繩的中部。
3. 根據權利要求2所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的連接杆與張 力浮輥相對的一端設有固定配重塊安裝杆，固定配重塊安裝杆上設有固定配重塊，所述的 連接繩與固定配重塊連接。
4. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的配重機構包 括固定配重塊、固定配重塊安裝杆及電磁吸鐵，所述的固定配重塊安裝杆安裝在連接杆上， 固定配重塊安裝在固定配重塊安裝杆上，所述的電磁吸鐵設在面板上固定配重塊的下方。
5. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的配重機構包 括固定配重塊、固定配重塊安裝杆、電機及彈簧；所述的固定配重塊安裝杆安裝在連接杆 上，固定配重塊安裝在固定配重塊安裝杆上，電機設在面板上，彈簧的一端與固定配重塊連 接，另一端與電機的輸出軸連接。
6. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的配重機構包 括固定配重塊、固定配重塊安裝杆及設在連接杆上的電機，所述的固定配重塊安裝杆安裝 在連接杆上，所述的固定配重塊滑動連接在固定配重塊安裝杆上；所述電機的輸出軸為螺 杆，固定配重塊上設有螺母，所述的螺杆與螺母相嚙合。
7. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的配重機構包 括滑動設置在連接杆上的固定配重塊及液壓缸，所述液壓缸固定設置在連接杆上，液壓缸 的活塞杆與固定配重塊相連接。
8. 根據權利要求1所述的鋰離子電池電芯巻繞裝置，其特徵在於所述的配重機構包 括固定配重塊、固定配重塊安裝杆、齒條、齒輪和電機；所述的電機設在面板上，齒輪設在電 機的輸出軸上，所述的固定配重塊安裝杆安裝在連接杆上，所述的固定配重塊滑動設在固 定配重塊安裝杆上，齒條設在固定配重塊上，所述的齒輪和齒條相嚙合。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰離子電池電芯卷繞裝置，包括面板及連接杆；連接杆設在面板上；連接杆的一端設有張力浮輥；所述連接杆的另一端設有力矩可變的配重機構。利用本實用新型的結構，能夠改變作用在隔膜上的張力，使鋰離子電池不容易產生變形，提高鋰離子電池的使用壽命。
文檔編號H01M10/38GK201508886SQ20092023684
公開日2010年6月16日 申請日期2009年10月10日 優先權日2009年10月10日
發明者張鄭 申請人:廣東國光電子有限公司