一种电池极耳支撑架、电池卷绕装置及电池的制作方法

1.本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池极耳支撑架、电池卷绕装置及电池。


背景技术：

2.如今，随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂离子电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等，这为锂离子电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，可以通过对锂离子电池采用不同的封装形式，从而使其形成有圆柱电池、方形电池和软包电池。
3.在电池的制造过程中，由于极片的箔材的厚度比较薄、质地偏软，在进行极耳弯折工序时，极耳容易出现倒插的问题，造成电池内部短路，还会在电芯卷绕完成后出现抽芯困难的问题。为此，亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池极耳支撑架，其能够有效地避免了内圈极耳出现翻折或倒插的问题，从而提高了电池的卷绕结构的安全性。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种电池极耳支撑架，包括：
7.本体部，所述本体部为中空结构；
8.支撑部，自所述本体部的相对两端向外延伸，所述本体部与所述支撑部为一体成型结构。
9.优选的，所述支撑部至少具有一个弧形支撑面，所述弧形支撑面自所述本体部的端部向外延伸，所述弧形支撑面用于为电池极耳提供支撑力，防止极耳出现翻折或倒插的情况。
10.优选的，所述本体部和所述支撑部分别呈旋转对称结构，从而保障了所述本体部和所述支撑部可以沿自身的中心轴作圆周旋转运动。
11.优选的，所述支撑部的外缘与所述本体部的端部的水平间距为0.5mm～5mm，当极耳弯折时，所述支撑部可以在电池的直径方向撑开极耳，同时在极耳焊接时所述支撑部也可在极耳下侧给极耳提供支撑力，防止极耳出现倒插的情况。
12.优选的，所述支撑部比所述本体部高出0.5mm～3mm，所述支撑部的外凸效果好，从而保障了所述支撑部对极耳有良好稳定的支撑效果。
13.优选的，所述本体部的内部具有通槽，所述通槽的口径为2mm～5mm，其中，所述通槽比卷针的直径宽0.1mm～1mm，以便于卷针插进和抽出本技术的电池极耳支撑架的所述本体部。
14.优选的，所述支撑部具有沿自身折弯的弯折区，所述弯折区呈弧形结构，其中，所
述本体部位于所述极耳支撑架的中部，所述支撑部位于所述极耳支撑架的顶部和底部，所述弯折区可以为极耳支撑架的顶部和底部分别向内弯折的一部分。
15.优选的，所述本体部呈圆柱形，所述支撑部呈喇叭形，从而使得极耳支撑架的顶部和底部可以为与所述本体部具有同心圆的喇叭形状。
16.优选的，所述本体部和所述支撑部的材质均为绝缘材质，所述本体部和所述支撑部均具有足够的光滑度。
17.本实用新型的目的之二在于：提供一种电池卷绕装置，包括卷针和如上所述的电池极耳支撑架，所述本体部套设于所述卷针。
18.本实用新型的目的之三在于：提供一种电池，包括卷芯本体和如上所述的电池极耳支撑架，所述卷芯本体套设于所述本体部。
19.本实用新型的有益效果在于，本实用新型的电池极耳支撑架包括本体部和支撑部，本体部为中空结构，支撑部自本体部的相对两端向外延伸，本体部与支撑部为一体成型结构，在电芯卷绕成型的过程中，本体部可以通过中空结构套在卷针的外侧，并且，支撑部向外扩展一定的长度，可以为极耳提供支撑力，以对极耳起到外展的作用，在本体部和支撑部跟随卷针卷绕的过程中，本体部的中空结构与卷针的摩擦力小，有效地解决了圆柱电芯在卷绕过程中可能存在的卷针抽不出来的问题，同时，卷针在抽出过程中，卷芯套在本体部，支撑部限位卷芯，有效地解决了隔膜或极片发生相对位移的问题，并且，支撑部对极耳支撑稳定，有效地解决了极耳在弯折过程中由于极耳空间干涉造成内圈极耳翻折或倒插的问题，防止了电芯内部出现局部地方短路的情况，从而提高了电池的卷绕结构的安全性。
附图说明
20.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
21.图1为本实用新型实施方式一的立体结构图。
22.图2为本实用新型实施方式一的正视图。
23.图3为本实用新型实施方式一的各部分的尺寸关系示意图。
24.图4为本实用新型实施方式一的俯视图。
25.图5为本实用新型实施方式二的结构示意图。
26.图6为本实用新型实施方式四的结构示意图。
27.其中，附图标记说明如下：
28.1、本体部；10、通槽；
29.2、支撑部；20、弯折区；
30.3、卷芯本体；
31.l1、支撑部的外缘与本体部的端部的水平间距；l2、支撑部与本体部的高度差；l3、通槽的口径。
具体实施方式
32.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通
篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
33.在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
34.发明人发现，现有的全极耳圆柱电芯在卷绕时，隔膜直接卷绕在卷针上，两者之间存在一定的摩擦力，使得卷针在抽出的过程中，会带动电芯里层的隔膜、极片发生一定程度的相对位移，并且，当电芯卷绕过厚及极片之间接触比较紧密时，甚至存在卷针抽不出来的问题，同时，全极耳圆柱电芯极耳之间排列比较紧密，全极耳圆柱电芯极耳在弯折时由于极耳空间干涉还会造成内圈极耳翻折或倒插的情况。为了解决圆柱电芯在卷绕过程中可能存在的卷针抽不出来的问题以及卷针在抽出过程中导致的隔膜、极片发生相对位移的问题，以及极耳在弯折过程中由于极耳空间干涉造成内圈极耳翻折或倒插的问题，本技术设计了一种能够支撑圆柱电池极耳的结构。
35.以下结合附图1～6和具体的实施方式对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
36.实施方式一
37.下面结合附图1～2描述实施方式一
38.一种电池极耳支撑架，包括：
39.本体部1，本体部1为中空结构；
40.支撑部2，自本体部1的相对两端向外延伸，本体部1与支撑部2为一体成型结构。
41.在电芯卷绕成型的过程中，本体部1可以通过中空结构套在卷针的外侧，并且，支撑部2向外扩展一定的长度，可以为极耳提供支撑力，卷针在抽出过程中，卷芯套在本体部1，支撑部2限位卷芯，有效地解决了隔膜或极片发生相对位移的问题。
42.优选的，支撑部2至少具有一个弧形支撑面，弧形支撑面自本体部1的端部向外延伸，弧形支撑面可以为凸弧结构，以用于为电池极耳提供支撑力，防止极耳出现翻折或倒插的情况。
43.优选的，本体部1和支撑部2分别呈旋转对称结构，这样的结构可以保障本体部1和支撑部2可以沿自身的中心轴作圆周旋转运动，可以保障本体部1和支撑部2分别以卷针为中心轴作周向旋转，以更便于极耳支撑架高效稳定地跟随卷针对电芯的卷绕。
44.优选的，参见图3～4，支撑部2的外缘与本体部1的端部的水平间距为l1，0.5mm≤l1≤5mm，其中，l1的值具体可以为0.5mm～1mm、1mm～1.5mm、1.5mm～2mm、2mm～2.5mm、2.5mm～3mm、3mm～3.5mm、3.5mm～4mm、4mm～4.5mm、4.5mm～5mm，并且，本体部1呈圆柱形，支撑部2呈喇叭形，在极耳支撑架的俯视图中，极耳支撑架形成直径不同的两个同心圆，极耳支撑架的顶部及底部的外圆的直径比中部的圆柱体的直径宽0.5mm～5mm。
45.当极耳弯折时，支撑部2的外缘可以在电池的直径方向撑开极耳，同时在极耳焊接时，支撑部2的外缘也可在极耳下侧给极耳提供支撑力，防止极耳出现倒插的情况。
46.优选的，支撑部2比本体部1高出0.5mm～3mm，即支撑部2与本体部1的高度差为l2，其中，l2的值具体可以为0.5mm～1mm、1mm～1.5mm、1.5mm～2mm、2mm～2.5mm、2.5mm～3mm。
47.在设计本体部1的高度时，可以使本体部1的高度比所需卷绕的电芯的高度高出0～3mm，具体尺寸可按实际所需设计。
48.优选的，本体部1的内部具有通槽10，通槽10的口径为l3，2mm≤l3≤5mm，其中，l3的值具体可以为2mm～2.5mm、2.5mm～3mm、3mm～3.5mm、3.5mm～4mm、4mm～4.5mm、4.5mm～5mm，并且，通槽10比卷针的直径宽0.1mm～1mm，以便于卷针的插进和抽出。
49.优选的，本体部1和支撑部2的厚度均为0.5mm～3mm。
50.优选的，本体部1和支撑部2的材质均为绝缘材质，该绝缘材质具体可以为聚酰亚胺、橡胶、氟橡胶、聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯硫醚、聚苯乙烯、聚丙烯、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物中的一种，并且，本体部1和支撑部2均具有足够的光滑度，使得本体部1和卷针的摩擦力很小，以使卷针在抽出过程中不会出现卷针抽不出来的问题。
51.实施方式二
52.与实施方式一不同的是，参见图5，本实施方式的支撑部2具有沿自身折弯的弯折区20，弯折区20呈弧形结构，其中，弯折区20可以为极耳支撑架的顶部和底部分别向内弯折或回折的一部分，以提高支撑部2的支撑力和支撑强度。
53.其他结构均与实施方式一相同，这里不再赘述。
54.实施方式三
55.一种电池卷绕装置，包括卷针及实施方式一或二的电池极耳支撑架，本体部1套设于卷针。
56.其中，卷针和本体部1的中空结构匹配，在卷绕装置的驱动器驱动卷针和本体部1的周向旋转的过程中，隔膜和极片在卷绕时支撑部2向外为极耳提供支撑力，从而不会使极耳出现翻折或倒插的情况。
57.实施方式四
58.一种电池，参见图6，包括卷芯本体3及实施方式一或二的电池极耳支撑架，卷芯本体3套设于本体部1，并且，从卷芯本体3向外延伸的极耳挂在支撑部2的一侧，支撑部2向外扩展一定的长度，可以为极耳提供支撑力，同时，在卷针抽出过程中，卷芯本体3套在本体部1，支撑部2限位卷芯本体3，有效地解决了电池的隔膜或极片发生相对位移的问题。
59.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。