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巻繞機，而全自動巻繞中采用 恒張力控制時，張力的大小會影響電芯整體巻繞過緊或過松現(xiàn)象，導(dǎo)致電 池生產(chǎn)工序中的注液時間延長，從而，延長電池整個生產(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)問題是彌補上述現(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，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，通過累計計算 PLC控制器發(fā)出的總位置脈沖或巻針電機驅(qū)動器反饋的位置脈沖，由總計位置脈沖計算巻針在巻繞時的圈數(shù)，即可控制極片張力實時改變。 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部件、PLC控制器、推動張力桿 裝置的張力氣缸，以及驅(qū)動巻針轉(zhuǎn)動的巻繞電機，所述PLC控制器根據(jù)間 接張力檢測部件的檢測信息控制所述巻繞電機帶動巻針實現(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 繞電池電芯過程中，PLC控制器根據(jù)計算所巻圈數(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，使電池在巻繞過程中張力內(nèi)大外?。凰鲈O(shè)定規(guī)律是極片張力的變化根據(jù)巻針圈數(shù)的增大而分等級的降低。本發(fā)明的技術(shù)問題采用以下進一步的技術(shù)方案予以解決 所述巻針圈數(shù)的增大量根據(jù)變張力所需要劃分的等級量予以調(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)對比的有益效果是本發(fā)明方法針對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)合的控制方式實現(xiàn)隨著電芯巻繞圈數(shù)判斷極片張力分等級降 低，有效解決圓柱形電芯張力恒定巻繞引起的電芯過緊、影響電池生產(chǎn)效 率的問題。本發(fā)明的變張力控制方法隨著電芯圈數(shù)的增加而對極片張力分 等級降低，可以保證電池裸電芯在巻繞過程中極片張力內(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 間，從而，縮短電池整個生產(chǎn)周期。實際證明采用本發(fā)明的變張力控制方 法可使電池注液工序時間縮短10~15%。


附圖是本發(fā)明具體實施方式
的極片張力控制示意圖。
具體實施方式
下面將結(jié)合具體實施方式
并對照附圖對本發(fā)明作進一步說明。 一種鋰離子電池裸電芯巻繞變張力控制方法，推動張力桿裝置的張力 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 程中，PLC控制器根據(jù)計算所巻圈數(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。通過對巻繞過程中隨著電芯的圈數(shù)的增加而對極片張力分 等級降低，鋰離子電池裸電芯在巻繞過程中極片張力內(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)工序中的注液時間，從而， 縮短電池整個生產(chǎn)周期。實際證明采用本發(fā)明可使電池注液工序時間縮短 10 15%。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說 明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù) 領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，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)當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。
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部件、PLC控制器、推動張力桿裝置的張力氣缸，以及驅(qū)動卷針轉(zhuǎn)動的卷繞電機，所述PLC控制器根據(jù)間接張力檢測部件的檢測信息控制所述卷繞電機帶動卷針實現(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，在卷繞電池電芯過程中，PLC控制器根據(jù)計算所卷圈數(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)變張力所需要劃分的等級量予以調(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)包括間接張力檢測部件、PLC控制器、推動張力桿裝置的張力氣缸，以及驅(qū)動卷針轉(zhuǎn)動的卷繞電機，PLC控制器根據(jù)間接張力檢測部件的檢測信息控制所述卷繞電機帶動卷針實現(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，在卷繞電池電芯過程中，PLC控制器根據(jù)計算所卷圈數(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緊、影響電池生產(chǎn)效率的問題，可以保證電池裸電芯在卷繞過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)工序中的注液時間。
文檔編號H01M10/38GK101567467SQ20091010652
公開日2009年10月28日 申請日期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 申請人:深圳市吉陽自動化科技有限公司