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1、(10)申请公布号 CN 102881946 A (43)申请公布日 2013.01.16 C N 1 0 2 8 8 1 9 4 6 A *CN102881946A* (21)申请号 201110199328.7 (22)申请日 2011.07.15 H01M 10/0587(2010.01) (71)申请人深圳市吉阳自动化科技有限公司 地址 518000 广东省深圳市宝安区西乡街道 107国道西乡段467号（固戍路口边）愉 盛工业区第8栋4、5楼，3楼东 (72)发明人吴学科 冯庆枝 王立松 (74)专利代理机构深圳鼎合诚知识产权代理有 限公司 44281 代理人任葵 (54) 发明名称 。
2、一种锂离子电池电芯卷绕方法 (57) 摘要 本发明公开了一种锂离子电池电芯卷绕方 法，包括以下步骤：A.准备电芯材料；B.测量参 数，按预定公式分别计算出内层极片相邻极耳间 距和外层极片相邻极耳间距；C.根据计算出的内 层极片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳间距分 别切割出极耳；D.将切割出极耳的内层极片、切 割出极耳的外层极片和隔膜按预定顺序置放，然 后卷绕成电芯。本发明由于先分别计算出内层极 片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳间距，并根 据计算结果分别切割内层极片极耳和外层极片极 耳后，再将其卷绕成电芯，可精确确定极耳位置， 不仅节省了工作时间，也节约了大量人力，提高了 工作效率。 (51)I。
3、nt.Cl. 权利要求书2页 说明书4页 附图3页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 2 页 说明书 4 页 附图 3 页 1/2页 2 1.一种锂离子电池电芯卷绕方法，其特征在于，包括以下步骤： A.准备电芯材料； B.测量参数，按预定公式分别计算出内层极片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳间 距； C.根据计算出的内层极片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳间距分别切割出极耳； D.将切割出极耳的内层极片、切割出极耳的外层极片和隔膜按预定顺序置放，然后卷 绕成电芯。 2.如权利要求1所述的锂离子电池电芯卷绕方法，其特征在于，步骤B具体包括以下步 骤： B1.测量。
4、设置在内层的极片的厚度S 内 ；设置在外层的极片厚度S 外 ；隔膜厚度S 膜 ； B2.确定每层电芯厚度，每层电芯包括两层隔膜、一层正极片、一层负极片及它们之 间的间隙； B3.根据每层电芯厚度，根据公式和公式分别计算设置在内层的极片材料的相 邻极耳实验间距L (内i) 和设置在外层的极片材料的相邻极耳实验间距L (外i) ： 公式； 公式； 其中：W (i) 为第i个极耳的宽度； r 0 为电芯卷轴半径； L (内i) 为内层第i-1个极耳与第i个极耳之间的实验间距； L (外i) 为外层第i-1个极耳与第i个极耳之间的实验间距。 3.如权利要求2所述的锂离子电池电芯卷绕方法，其特征在于，所。
5、述每层电芯厚度 具体可通过如下方法获得：测量m层电芯材料的总厚度D，则每层电芯厚度 4.如权利要求3所述的锂离子电池电芯卷绕方法，其特征在于，所述步骤B3之后还包 括： B4.根据计算出的L (内i) 切割出内层极片极耳，按照计算出的L (外i) 切割出外层极 片极耳； B5.将内层极片、外层极片和隔膜卷绕成实验用电芯，测量每K个相邻极耳之间的对齐 总偏差 mod(i/k) ； B6.根据公式，计算出各阶段间距补偿值 公式； B7.将计算出的各阶段间距补偿值并分别代入公式和公式，计算出内层相邻极 耳间距L (内i) 和外层相邻极耳间距L (外i) ： 公式； 权 利 要 求 书CN 10288。
6、1946 A 2/2页 3 公式。 5.如权利要求1至4中任一所述的锂离子电池电芯卷绕方法，其特征在于，每层电芯的 内层为负极片，外层为正极片；或者每层电芯的内层为正极片，外层为负极片。 权 利 要 求 书CN 102881946 A 1/4页 4 一种锂离子电池电芯卷绕方法 技术领域 0001 本发明涉及锂离子电池，尤其涉及一种锂离子电池电芯卷绕方法。 背景技术 0002 新能源汽车将逐步替代传统汽油车已经成为各国发展汽车产业的共识，作为核心 部件的动力电池则更被行业认为是新能源汽车发展的关键所在。目前的动力锂电池大体分 为两种制作方式，一种是叠片制备电芯，另一种是卷绕制备电芯，卷绕制备电芯。
7、又分为方形 卷绕和环形卷绕。图1为环形电池电芯结构示意图，其中包括电芯卷轴11、极片12和极耳 13。图2电芯材料卷绕后的每层电芯的结构示意图，包括负极片21、正极片23和隔膜22。 在不同的工艺中，正极片和负极片的位置可以互换。每一层电芯都包含两层隔膜、一层正极 片和一层负极片。 0003 在采用环形卷绕方式制备电池时，为了保证电池具备足够大的容量，我们需要增 加极片的长度，而随着极片长度的增加，卷绕过程中保证极耳对齐就变得越加困难。因此， 如何在激光切割过程中保证切割出来的每一个极耳位置，刚好是能保证我们卷绕后所有极 耳重叠对齐所需要的位置就变得尤为重要，这也是大容量环形电池制备过程中最需。
8、要攻克 的技术难题。 0004 目前行业内所采用的间距计算方式是采用先卷绕，在卷绕电芯上相应位置剪切出 极耳来，然后将极片展开人工测量每一个间距长度作为最终的切割长度。因为每一个电芯 上往往需要大量的极耳，也就是需要求出大量的极耳间距，所以这种方法的工作量极大，而 且因为人为测量误差，很难一次性精确定位极耳，往往需要测量多次，测量结果在程序中输 入也相当麻烦，会耗费大量的人力和时间。此外，如果更换材料或者工艺，之前所做的数据 将全部失效，因此，在做大容量电池时，该种方法成功率很低。 发明内容 0005 本发明要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种可提高效率的锂离子 电池电芯卷绕方法。 。
9、0006 本发明要解决的技术问题通过以下技术方案加以解决：一种锂离子电池电芯卷绕 方法，其特征在于，包括以下步骤： 0007 A.准备电芯材料； 0008 B.测量参数，按预定公式分别计算出内层极片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳 间距； 0009 C.根据计算出的内层极片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳间距分别切割出极 耳； 0010 D.将切割出极耳的内层极片、切割出极耳的外层极片和隔膜按预定顺序置放，然 后卷绕成电芯。 0011 步骤B具体包括以下步骤： 说 明 书CN 102881946 A 2/4页 5 0012 B1.测量设置在内层的极片的厚度S 内 ；设置在外层的极片厚度S 外 ；隔。
10、膜厚度S 膜 ； 0013 B2.确定每层电芯厚度，每层电芯包括两层隔膜、一层正极片、一层负极片及它 们之间的间隙； 0014 B3.根据每层电芯厚度，根据公式和公式分别计算设置在内层的极片材料 的相邻极耳实验间距L (内i) 和设置在外层的极片材料的相邻极耳实验间距L (外i) ： 0015 公式； 0016 公式； 0017 其中：W (i) 为第i个极耳的宽度； 0018 r 0 为电芯卷轴半径； 0019 L (内i) 为内层第i-1个极耳与第i个极耳之间的实验间距； 0020 L (外i) 为外层第i-1个极耳与第i个极耳之间的实验间距。 0021 所述每层电芯厚度具体可通过如下方法。
11、获得：测量m层电芯材料的总厚度D， 则每层电芯厚度 0022 所述步骤B3之后还包括： 0023 B4.根据计算出的L (内i) 切割出内层极片极耳，按照计算出的L (外i) 切割出外 层极片极耳； 0024 B5.将内层极片、外层极片和隔膜卷绕成实验用电芯，测量每K个相邻极耳之间的 对齐总偏差 mod(i/k) ； 0025 B6.根据公式，计算出各阶段间距补偿值 0026 公式； 0027 B7.将计算出的各阶段间距补偿值并分别代入公式和公式，计算出内层相 邻极耳间距L (内i) 和外层相邻极耳间距L (外i) ： 0028 公式； 0029 公式。 0030 每层电芯的内层为负极片，外层。
12、为正极片；或者每层电芯的内层为正极片，外层为 负极片。 0031 由于采用了以上技术方案，使本发明具备的有益效果在于： 0032 在本发明的具体实施方式中，由于先分别计算出内层极片相邻极耳间距和外层极 片相邻极耳间距，并根据计算结果分别切割内层极片极耳和外层极片极耳后，再将其卷绕 成电芯，可精确确定极耳位置，不仅节省了工作时间，也节约了大量人力，提高了工作效率。 附图说明 说 明 书CN 102881946 A 3/4页 6 0033 图1为环形电池电芯结构示意图； 0034 图2为每层电芯结构示意图； 0035 图3为切割极耳后的极片示意图； 0036 图4为本发明一种实施方式中的锂离子电池。
13、电芯卷绕方法流程图； 0037 图5为本发明具体实施方式中获取相邻极耳间距的流程图。 具体实施方式 0038 下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。 0039 由于本发明在卷绕之前就用激光在极片相应位置上切割出极耳来，因此必须保证 在激光切割过程中切割的每一个极耳位置刚好是卷绕后所有极耳重叠对齐所需要的位置。 卷绕对齐主要受下列因素影响，一是不同工艺的电池所使用隔膜厚度、正负极片厚度不一 致；二是同一卷极片上不同长度部位的厚度不一致；三是卷绕过程中内芯和外芯所承受张 力不一致；四是卷绕的初始半径r 0 不同。 0040 图3为极片切割极耳后的示意图。该极片可以是正极片，也可以是。
14、负极片。其中 W (i) 为第i个极耳的宽度，L (i) 是第i-1个极耳与第i个极耳之间的间距。 0041 在螺旋形卷绕出的电芯中，因为每层卷绕厚度都不超过0.5mm，可以近似认为卷绕 的每一圈即为一个标准圆，根据该圈的径可以计算出这个圆周长，并在此基础上求得极耳 间距。 0042 如图4、图5所示，本发明的锂离子电池电芯卷绕方法，其一种实施方式，包括以下 步骤： 0043 步骤401：准备电芯材料。 0044 步骤402：测量参数，按预定公式分别计算出内层极片相邻极耳间距和外层极片 相邻极耳间距。在一种实施方式中，每层电芯的内层为负极片，外层为正极片；在另一种实 施方式中，每层电芯的内层为。
15、正极片，外层为负极片。 0045 步骤403：根据计算出的内层极片相邻极耳间距和外层极片相邻极耳间距分别切 割出极耳。 0046 步骤404：将切割出极耳的内层极片、切割出极耳的外层极片和隔膜按预定顺序 置放，然后卷绕成电芯。 0047 其中步骤402具体包括以下步骤： 0048 步骤501：测量设置在内层的极片的厚度S 内 ；设置在外层的极片厚度S 外 ；隔膜厚 度S 膜 。 0049 步骤502：确定每层电芯厚度，每层电芯包括两层隔膜、一层正极片、一层负极 片及它们之间的间隙。 0050 步骤503：根据每层电芯厚度，根据公式和公式分别计算设置在内层的极 片材料的相邻极耳实验间距L (内i。
16、) 和设置在外层的极片材料的相邻极耳实验间距L (外 i) ： 0051 公式； 说 明 书CN 102881946 A 4/4页 7 0052 公式； 0053 其中：W (i) 为第i个极耳的宽度； 0054 r 0 为电芯卷轴半径； 0055 L (内i) 为内层第i-1个极耳与第i个极耳之间的实验间距； 0056 L (外i) 为外层第i-1个极耳与第i个极耳之间的实验间距。 0057 在一种实施方式中，每层电芯厚度可通过将内层的极片的厚度S 内 、外层的极片 厚度S 外 和两层隔膜厚度S 膜 相加获得。 0058 在另一种实施方式中，每层电芯厚度具体可通过如下方法获得：测量m层电芯 。
17、材料的总厚度D，则每层电芯厚度 0059 步骤504：按照计算出的L (内i) 切割出内层极片极耳，按照计算出的L (外i) 切 割出外层极片极耳。 0060 步骤505：将内层极片、外层极片和隔膜卷绕成实验用电芯，测量每K个相邻极耳 之间的对齐总偏差 mod(i/k) ；k为分阶段系数(即每k个间距变更一次间距补偿)。 0061 步骤506：根据公式，计算出各阶段间距补偿值 0062 公式； 0063 为各阶段间距补偿值，可以有k整除m个补偿值。 0064 步骤507：将计算出的各阶段间距补偿值并分别代入公式和公式， 0065 计算出内层相邻极耳间距L (内i) 和外层相邻极耳间距L (外i) ： 0066 0067 0068 以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发 明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱 离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护 范围。 说 明 书CN 102881946 A 1/3页 8 图1 图2 说 明 书 附 图CN 102881946 A 2/3页 9 图3 图4 说 明 书 附 图CN 102881946 A 3/3页 10 图5 说 明 书 附 图CN 102881946 A 10 。