卷芯调节装置和电池的生产设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种卷芯调节装置和电池的生产设备。


背景技术：

2.在整个锂电池生产工艺流程中，“入壳”工序是非常重要的一道工序，该工序是将电芯与电池外壳结合在一起，整个过程由自动化设备完成。为了使卷芯具有足够的膨胀空间，会将卷芯的直径做小，这样使卷芯入壳后间隙过大，容易出现偏心现象，当卷芯膨胀时，一侧与壳体接触，另一侧为空的，使得应力不均匀而导致析锂问题。
3.相关技术中，有的采用现有的自动入壳机包含自动插针工序，即焊针从电芯的中心孔插入到底部，进行电阻焊，卷芯入壳后存在电芯发生倾斜的情况，那么焊针下行可能会损坏卷芯结构或者卷芯干涉导致焊针折断等问题。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种卷芯调节装置，将膨胀件设置在壳体内，并向膨胀件内通入气体，可以使膨胀件充气膨胀去挤压卷芯，从而使卷芯处于壳体的中心，避免卷芯膨胀受应力不均。
5.本实用新型还提出了一种电池的生产设备。
6.根据本实用新型第一方面实施例的卷芯调节装置，所述卷芯调节装置包括：气源；膨胀件，所述膨胀件呈环状且形成有膨胀空间，所述膨胀空间与所述气源相连接，所述膨胀件放置在所述壳体内且所述气源向所述膨胀空间充气时，所述膨胀件的内环面挤压所述卷芯。
7.根据本实用新型实施例的卷芯调节装置，通过在壳体内设置膨胀件，当卷芯入壳后，向膨胀件内通入气体，使其充气膨胀，可以使膨胀件去挤压卷芯，从而将卷芯处于壳体的中心位置，有效地解决了因卷芯与壳体之间的间隙不一致而导致卷芯膨胀受力不均匀的问题。相比较焊针矫正卷芯的方式，这样可以防止卷芯在壳体内偏心时，焊针落下来干涉焊针行程甚至焊针落下来戳伤卷芯的风险。并且，可以使壳体与卷芯进行很好地对应焊接，从而提高产品焊接质量和生产装配效率，即保证电池的使用安全性。
8.根据本实用新型的一些实施例，卷芯调节装置还包括：充气件，所述充气件设置于所述膨胀件的顶部且与所述气源相连接。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述充气件包括：充气管和充气环，所述充气环设置于所述膨胀件的顶部，所述充气管连接于所述气源和所述充气环之间。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述充气环整体呈倒置的截头圆锥状。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述充气环底部和所述膨胀件顶部的连接处设置有过渡圆弧。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述充气管与所述充气环为一体成型的充气件。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述充气环设置有插接头，所述充气管的一端插接在所述插接头上且与所述插接头过盈配合。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述充气环为金属充气环，所述膨胀件为塑料膨胀件。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述膨胀件的厚度为h，h满足关系式：0.8mm＜h＜1mm。
16.根据本实用新型第二方面实施例的电池的生产设备，包括：上述实施例的卷芯调节装置。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的卷芯调节装置进入壳体时的结构示意图；
20.图2是根据本实用新型实施例的卷芯调节装置进入壳体后的结构示意图。
21.附图标记：
22.100、卷芯调节装置；
23.10、膨胀件；20、充气件；21、充气环；22、充气管；30、过渡圆弧；
24.200、壳体。
具体实施方式
25.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
26.下面参考图1-图2描述根据本实用新型实施例的卷芯调节装置100，用于在电池的壳体200内调节卷芯的位置。本实用新型还提出了一种电池的生产设备。
27.如图1-图2所示，卷芯调节装置100包括：气源和膨胀件10。其中，膨胀件10呈环状，并且形成有膨胀空间，膨胀空间与气源相连接，膨胀件10放置在壳体200内，并且气源向膨胀空间充气时，膨胀件10的内环面挤压卷芯。也就是说，膨胀件10为具有一定膨胀空间的环体，当膨胀件10放入壳体200内并通入气体，可以使膨胀件10的内环面挤压卷芯，使得卷芯处于壳体200中心，如此设置，只需对膨胀件10进行充气即可解决卷芯偏心现象，从而有效防止卷芯膨胀受应力不均的问题，并降低卷芯的焊接不良率。
28.具体地，在卷芯进入壳体200之前，先将壳体200移动到固定位置，使膨胀件10落下，放置到壳体200内部，并与壳体200内壁贴合，然后将卷芯放入带有膨胀件10的壳体200中，开始通入气体，使膨胀件10充气膨胀去挤压卷芯，使得卷芯能够处于壳体200的中心位置，然后将壳体200与卷芯进行焊接，焊接完成后将膨胀件10放气并上升取出，即很好地完成了卷芯入壳以及焊接工序。
29.此外，膨胀件10可以沿壳体200轴向延伸至壳体200的底部，如此，当膨胀件10放置在壳体200内，可以使膨胀件10具有一定的稳定性，并且在充气与放气的过程中不会出现晃
动，从而确保能够调节卷芯位置的作用。当然，膨胀件10也可以与壳体200内壁进行部分贴合，这样同样能够使卷芯处于壳体200的中心位置，同时还可以节约材料，降低产品成本。进一步地，膨胀件10与壳体200内壁贴合面不能过小，这样会使得膨胀件10没有足够的膨胀作用力使整个卷芯与壳体200完全同心，仍会出现卷芯偏心的现象，即膨胀件10失去拨正卷芯偏心的作用。
30.由此，通过在壳体200内设置膨胀件10，当卷芯入壳后，向膨胀件10内通入气体，可以使膨胀件10充气膨胀去挤压卷芯，从而将卷芯处于壳体200的中心位置，有效地解决了因卷芯与壳体200之间间隙不一致的问题，防止卷芯膨胀受力不均匀。相比较焊针矫正卷芯的方式，这样可以防止卷芯在壳体200内偏心时，焊针落下来干涉焊针行程甚至焊针落下来戳伤卷芯的风险。同时可以使壳体200与卷芯进行很好地对应焊接，以及可以重复使用膨胀件10，有效提高了电池的焊接优良率和生产装配效率，并使得电池具有一定的膨胀空间，即保证了电池的使用安全性。
31.如图1所示，卷芯调节装置100还包括：充气件20，充气件20设置于膨胀件10的顶部，并且与气源相连接。如此，将充气件20设置在膨胀件10的顶部，使得充气件20对应连接于膨胀空间，这样在通入气体后可以使膨胀件10均匀膨胀，从而调节卷芯使其完全处于壳体200中心。并且，充气件20可以起到启闭的作用，即控制气体进入或排出膨胀件10。
32.其中，充气件20包括：充气管22和充气环21，充气环21设置于膨胀件10的顶部，充气管22连接于气源和充气环21之间。如此，将充气环21围绕设置在膨胀件10的顶部，并且通过充气管22可以将气源通入充气件20内，以实现向膨胀空间充气的效果。在一实施例中，充气管22可以为塑料软管，并且充气管22的长度可根据实际的生产情况相应设置。其中，可以在充气管22上设置阀体，这样可以通过控制阀体的开关来控制膨胀件10的充气或放气。
33.进一步地，充气环21整体呈倒置的截头圆锥状。如此设置，一方面，可以使卷芯顺利进入壳体200内，即，充气环21具有导向作用，另一方面，截头圆锥状的充气环21可以提升气体压强，使得膨胀件10的膨胀更加顺畅。
34.此外，截头圆锥状的充气环21能够使膨胀件10稳定地放置在壳体200内，并且在拨正卷芯位置后可以顺利抽出，以重复使用膨胀件10。其中，若膨胀件10与壳体200内壁之间为部分贴合，那么圆锥状的充气环21可以起到限位固定的作用，以防止充气件20落入壳体200内，不方便抽出。
35.并且，充气环21底部和膨胀件10顶部的连接处设置有过渡圆弧30。如此，可以使卷芯在进入壳体200时，不会损坏卷芯，同时可以使充气环21与膨胀件10之间连接牢固，防止应力集中而导致连接处开裂的风险。
36.在本实用新型的一个可选的实施例，充气管22与充气环21可以为一体成型的充气件20。如此设置，一方面，一体成型的充气件20成型简单且方便生产，另一方面一体成型的充气件20整体性较好，气体在经过充气管22时不会发生漏气，从而可以避免影响膨胀件10的正常工作。
37.在本实用新型的另一个可选的实施例，充气环21设置有插接头(图未示出)，充气管22的一端插接在插接头上，并且与插接头过盈配合。如此，通过设置插接头，可以实现充气管22与充气环21之间的连接可靠性，从而确保充气件20具有良好的密封性，不会发生漏气。
38.另外，充气环21可以为金属充气环21，膨胀件10可以为塑料膨胀件10。这样在连接气源后，金属充气环21不会发生或者仅发生细微膨胀，从而保证膨胀件10可以稳定地固定在壳体200内，同时塑料膨胀件10可以快速充气膨胀，使其挤压卷芯，从而将卷芯调节至壳体200的中心，有效提高电池的生产装配效率。此外，采用金属充气环21，可以减少使用过程中反复抽拉充气环21的磨损次数，同时还可以降低材料的消耗成本，提高了生产效率和产品质量。以及，采用塑料膨胀件10，在挤压卷芯的过程中不会破坏卷芯的结构，并且成本较低，容易更换。当然，本技术包括但不限定上述所述的金属充气环21和塑料膨胀件10。
39.进一步地，膨胀件10的厚度为h，h满足关系式：0.8mm＜h＜1mm。如此设置，一方面，可以使卷芯顺利进入壳体200，不会与卷芯发生干涉，另一方面，能够将膨胀件10的膨胀作用力控制在一定的范围内，以防止膨胀件10过度挤压卷芯，使卷芯发生变形。若h≤0.8mm，则使膨胀件10的厚度过薄，没有足够的膨胀作用力去挤压卷芯，使得卷芯不能完全处于壳体200的中心，甚至为了膨胀件10能够挤压卷芯而使膨胀件10过分膨胀发生爆破的风险；若h≥1mm，可能会干涉卷芯进入壳体200，并且膨胀件10在放气后不方便抽出。因此，将膨胀件10的厚度设置在0.8mm-1mm，能够满足壳体200和卷芯之间的间隙范围，并且可以使膨胀件10充分膨胀去挤压卷芯，从而达到卷芯处于壳体200中心的目的。
40.此外，膨胀件10的厚度还可以根据不同的卷芯与壳体200之间的间隙、不同材料的膨胀件10的膨胀系数等综合因素进行设置，能够实现卷芯处于壳体200中心的要求即可。
41.根据本实用新型第二方面实施例的电池的生产设备，包括：上述实施例的卷芯调节装置100。通过电池的生产设备，能够实现膨胀件10反复落入与抽出以及对膨胀件10充气与放的操作，从而达到调节卷芯偏心的目的，有效提高电池的生产效率。
42.因此，在壳体200内设置膨胀件10，并向膨胀件10内通入气体后，可以使膨胀件10充气膨胀去挤压卷芯，从而将卷芯处于壳体200的中心位置，有效地解决了因卷芯与壳体200之间的间隙不一致而导致卷芯膨胀受力不均匀的问题。相比焊针矫正卷芯的方式，这样可以防止卷芯在壳体200内偏心时，焊针落下来干涉焊针行程甚至焊针落下来戳伤卷芯的风险，并且壳体200与卷芯能够很好地对应焊接，有效提高电池的焊接优良率和生产装配效率。
43.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
44.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
45.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。