專利名稱：一種圓柱形二次電池裸電芯卷繞變張力控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及巻繞控制，特別是涉及一種圓柱形二次電池裸電芯巻繞變 張力控制方法。
技術(shù)背景現(xiàn)有鋰離子電池容量除了與前期設(shè)計(jì)和材料有關(guān)外，還與電芯在電解 液中浸透程度密切有關(guān)，而浸透程度又與電芯巻繞松緊及浸透時(shí)間有關(guān)。 因此，電芯在巻繞中的松緊程度是鋰電池制作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，電芯在巻繞中 其巻繞張力的控制方法會(huì)直接影響電池在注液工序中的生產(chǎn)周期?，F(xiàn)有圓 柱形電池巻繞設(shè)備正在逐步全部采用全自動(dòng)巻繞機(jī)，而全自動(dòng)巻繞中采用 恒張力控制時(shí)，張力的大小會(huì)影響電芯整體巻繞過(guò)緊或過(guò)松現(xiàn)象，導(dǎo)致電 池生產(chǎn)工序中的注液時(shí)間延長(zhǎng)，從而，延長(zhǎng)電池整個(gè)生產(chǎn)周期，降低效率。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種圓 柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題采用以下技術(shù)方案予以解決這種圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法，基于極片張力即推 動(dòng)張力桿裝置的張力氣缸的推力，由張力氣缸內(nèi)的氣壓與氣缸有效面積的 乘積決定，由于氣缸有效面積不能改變，要改變張力氣缸推力，只有更改 氣壓。而通過(guò)電磁比例閥可根據(jù)外界提供的模擬電壓量方便地改變供給張 力氣缸的氣體壓強(qiáng)，即可方便地更改張力氣缸內(nèi)的氣壓，從而，改變張力 氣缸推力。還基于由PLC輸出的位置脈沖控制巻針電機(jī)，通過(guò)累計(jì)計(jì)算 PLC控制器發(fā)出的總位置脈沖或巻針電機(jī)驅(qū)動(dòng)器反饋的位置脈沖，由總計(jì)位置脈沖計(jì)算巻針在巻繞時(shí)的圈數(shù)，即可控制極片張力實(shí)時(shí)改變。 這種圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法，適用的電芯巻繞控制系統(tǒng)包括依次閉環(huán)連接的間接張力檢測(cè)部件、PLC控制器、推動(dòng)張力桿 裝置的張力氣缸，以及驅(qū)動(dòng)巻針轉(zhuǎn)動(dòng)的巻繞電機(jī)，所述PLC控制器根據(jù)間 接張力檢測(cè)部件的檢測(cè)信息控制所述巻繞電機(jī)帶動(dòng)巻針實(shí)現(xiàn)放巻繞的張力 控制。這種圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法的特點(diǎn)是所述張力氣缸內(nèi)的氣壓由供給張力氣缸氣體的電磁比例閥控制，在巻 繞電池電芯過(guò)程中，PLC控制器根據(jù)計(jì)算所巻圈數(shù)按設(shè)定規(guī)律控制電磁比 例閥降低張力氣缸內(nèi)的氣壓，逐步降低巻針巻繞極片張力，使電池在巻繞過(guò)程中張力內(nèi)大外小；所述設(shè)定規(guī)律是極片張力的變化根據(jù)巻針圈數(shù)的增大而分等級(jí)的降低。本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題采用以下進(jìn)一步的技術(shù)方案予以解決 所述巻針圈數(shù)的增大量根據(jù)變張力所需要?jiǎng)澐值牡燃?jí)量予以調(diào)整。所述設(shè)定規(guī)律是巻針巻繞極片在前2圈時(shí)極片張力是初始極片張力，然后巻針每轉(zhuǎn)一圈極片張力按照設(shè)定的張力遞減量逐圈降低。 所述初始極片張力由觸摸屏設(shè)定。 所述張力遞減量由觸摸屏設(shè)定。所述巻針巻繞極片在前2圈時(shí)的左極片初始張力為0.35Mpa。 所述張力遞減量為O.OlMPa。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比的有益效果是本發(fā)明方法針對(duì)圓柱形二次電池裸電芯巻繞，采用PLC控制器與電磁 比例閥相結(jié)合的控制方式實(shí)現(xiàn)隨著電芯巻繞圈數(shù)判斷極片張力分等級(jí)降 低，有效解決圓柱形電芯張力恒定巻繞引起的電芯過(guò)緊、影響電池生產(chǎn)效 率的問(wèn)題。本發(fā)明的變張力控制方法隨著電芯圈數(shù)的增加而對(duì)極片張力分 等級(jí)降低，可以保證電池裸電芯在巻繞過(guò)程中極片張力內(nèi)大外小，電芯整 體巻繞內(nèi)緊外松，有利于電解液浸透，明顯縮短電池生產(chǎn)工序中的注液時(shí) 間，從而，縮短電池整個(gè)生產(chǎn)周期。實(shí)際證明采用本發(fā)明的變張力控制方 法可使電池注液工序時(shí)間縮短10~15%。


附圖是本發(fā)明具體實(shí)施方式
的極片張力控制示意圖。
具體實(shí)施方式
下面將結(jié)合具體實(shí)施方式
并對(duì)照附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。 一種鋰離子電池裸電芯巻繞變張力控制方法，推動(dòng)張力桿裝置的張力 氣缸內(nèi)的氣壓由供給張力氣缸氣體的電磁比例閥控制，在巻繞電池電芯過(guò) 程中，PLC控制器根據(jù)計(jì)算所巻圈數(shù)按設(shè)定規(guī)律控制電磁比例閥降低張力 氣缸內(nèi)的氣壓，逐步降低巻針巻繞極片張力，使電池在巻繞過(guò)程中張力內(nèi) 大外??；所述設(shè)定規(guī)律是巻針巻繞極片在前2圈時(shí)極片張力是觸摸屏設(shè)定的初始張力為0.35Mpa，然后巻針每轉(zhuǎn)一圈極片張力按照設(shè)定的張力遞減量為 O.OlMPa逐圈降低，在巻針轉(zhuǎn)至第10圈的極片張力為0.35— (10_2) X 0.01=0.27Mpa。通過(guò)對(duì)巻繞過(guò)程中隨著電芯的圈數(shù)的增加而對(duì)極片張力分 等級(jí)降低，鋰離子電池裸電芯在巻繞過(guò)程中極片張力內(nèi)大外小，電芯整體 巻繞內(nèi)緊外松，便于電解液浸透，縮短電池生產(chǎn)工序中的注液時(shí)間，從而， 縮短電池整個(gè)生產(chǎn)周期。實(shí)際證明采用本發(fā)明可使電池注液工序時(shí)間縮短 10 15%。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō) 明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替 代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1、一種圓柱形二次電池裸電芯卷繞變張力控制方法，適用的電芯卷繞控制系統(tǒng)包括依次閉環(huán)連接的間接張力檢測(cè)部件、PLC控制器、推動(dòng)張力桿裝置的張力氣缸，以及驅(qū)動(dòng)卷針轉(zhuǎn)動(dòng)的卷繞電機(jī)，所述PLC控制器根據(jù)間接張力檢測(cè)部件的檢測(cè)信息控制所述卷繞電機(jī)帶動(dòng)卷針實(shí)現(xiàn)放卷繞的張力控制，其特征在于所述張力氣缸內(nèi)的氣壓由供給張力氣缸氣體的電磁比例閥控制，在卷繞電池電芯過(guò)程中，PLC控制器根據(jù)計(jì)算所卷圈數(shù)按設(shè)定規(guī)律控制電磁比例閥降低張力氣缸內(nèi)的氣壓，逐步降低卷針卷繞極片張力，使電池在卷繞過(guò)程中張力內(nèi)大外??；所述設(shè)定規(guī)律是極片張力的變化根據(jù)卷針圈數(shù)的增大而分等級(jí)的降低。
2、 如權(quán)利要求1所述的圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法， 其特征在于所述巻針圈數(shù)的增大量根據(jù)變張力所需要?jiǎng)澐值牡燃?jí)量予以調(diào)整。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方 法，其特征在于所述設(shè)定規(guī)律是巻針巻繞極片在前2圈時(shí)極片張力是初始極片張力， 然后巻針每轉(zhuǎn)一圈極片張力按照設(shè)定的張力遞減量逐圈降低。
4、 如權(quán)利要求3所述的圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法， 其特征在于所述初始極片張力由觸摸屏設(shè)定。
5、 如權(quán)利要求4所述的圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法， 其特征在于所述張力遞減量由觸摸屏設(shè)定。
6、 如權(quán)利要求5所述的圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法， 其特征在于所述巻針巻繞極片在前2圈時(shí)的左極片初始張力為0.35Mpa。
7、 如權(quán)利要求6所述的圓柱形二次電池裸電芯巻繞變張力控制方法， 其特征在于所述張力遞減量為O.OlMPa。
全文摘要
一種圓柱形二次電池裸電芯卷繞變張力控制方法，電芯卷繞控制系統(tǒng)包括間接張力檢測(cè)部件、PLC控制器、推動(dòng)張力桿裝置的張力氣缸，以及驅(qū)動(dòng)卷針轉(zhuǎn)動(dòng)的卷繞電機(jī)，PLC控制器根據(jù)間接張力檢測(cè)部件的檢測(cè)信息控制所述卷繞電機(jī)帶動(dòng)卷針實(shí)現(xiàn)放卷繞的張力控制，張力氣缸內(nèi)的氣壓由供給張力氣缸氣體的電磁比例閥控制，在卷繞電池電芯過(guò)程中，PLC控制器根據(jù)計(jì)算所卷圈數(shù)按極片張力的變化根據(jù)卷針圈數(shù)的增大而分等級(jí)的降低控制電磁比例閥降低張力氣缸內(nèi)的氣壓。有效解決圓柱形電芯張力恒定卷繞引起的電芯過(guò)緊、影響電池生產(chǎn)效率的問(wèn)題，可以保證電池裸電芯在卷繞過(guò)程中電芯整體卷繞內(nèi)緊外松，有利于電解液浸透，明顯縮短電池生產(chǎn)工序中的注液時(shí)間。
文檔編號(hào)H01M10/38GK101567467SQ20091010652
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月2日
發(fā)明者張東南 申請(qǐng)人:深圳市吉陽(yáng)自動(dòng)化科技有限公司