專利名稱：電池芯卷繞設(shè)備和卷繞電池芯的方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)螺旋形卷繞的電化學(xué)部件的設(shè)備和方法，更具體地涉及生產(chǎn)緊密卷繞的螺旋形電池組件。
將電化學(xué)電池螺旋形卷繞成圓柱形“凝膠卷”構(gòu)型的各種設(shè)備和方法在該技術(shù)中是熟知的。通常形成一個(gè)凝膠卷型電池芯的方法是，堆疊一系列細(xì)長的平面電極板，使一種介電分隔物交織在各電極板之間，將各板卷成基本上圓筒形。一個(gè)軌道卷繞設(shè)備開始使各電極圍繞一個(gè)柄軸卷繞，同時(shí)使一個(gè)“輕觸”輥對(duì)著形成的電池卷和柄軸保持壓力。然后使該輥轉(zhuǎn)移到一個(gè)固定直徑的窩中以完成卷繞操作。在卷繞過程期間，在柄軸與輕觸輥或固定直徑的窩之間只有一個(gè)接觸點(diǎn)。一個(gè)彎曲卷繞設(shè)備或一個(gè)鏈?zhǔn)骄砝@設(shè)備在一個(gè)固定直徑的窩中在一次操作中卷繞整個(gè)卷。該彎曲和鏈?zhǔn)骄砝@設(shè)備在柄軸和卷繞窩之間也只有一個(gè)接觸點(diǎn)。另一類型的卷繞設(shè)備利用兩個(gè)輕觸輥，它們位于柄軸的徑向?qū)χ脙蓚?cè)處。該柄軸被轉(zhuǎn)動(dòng)式地驅(qū)動(dòng)，一個(gè)電極從卷繞設(shè)備的一側(cè)在一個(gè)輕觸輥和柄軸之間送到柄軸上，而另一電極從卷繞設(shè)備的另一側(cè)在另一輕觸輥和柄軸之間送到柄軸上。該電池卷也在一個(gè)固定直徑的窩中卷繞；但是，這兩個(gè)輕觸輥與形成的凝膠卷型芯形成兩個(gè)外部接觸點(diǎn)。
上述現(xiàn)有的螺旋形卷繞設(shè)備有利于形成各種用于不同用途的卷繞電池芯；但是，這些設(shè)備生產(chǎn)的卷繞芯常常具有截面不一致的幾何構(gòu)型。同時(shí)，單獨(dú)一點(diǎn)接觸的設(shè)備使芯的繞組有可能形成得不充分，由此導(dǎo)致在各電極和介電分隔物之間出現(xiàn)應(yīng)力點(diǎn)。電極板端部和分隔物之間的應(yīng)力可能造成分隔物被一個(gè)電極穿孔，由此造成電極之間的短路。
隨著電子技術(shù)的進(jìn)步，今天的電子設(shè)備如計(jì)算器、手持電視機(jī)、收音機(jī)等不再需要大量的電力用于使設(shè)備起作用。減小的動(dòng)力需求和電子設(shè)備的小型化要求越來越小的電池。當(dāng)前的設(shè)備使用AA和AAA尺寸的電池，而更新的小型化設(shè)備將要求更小的AAAA尺寸的電池。AAAA尺寸的電池具有相當(dāng)小的截面直徑(約0.150英寸)，因此需要一個(gè)小的緊密卷繞的電池芯。該緊密卷繞的電池芯也要求使用一個(gè)小直徑的柄軸，以盡可能縮小退出柄軸后留在電池芯中的中心軸向孔。當(dāng)與柄軸的橫截面積比較時(shí)，較大的電池如“C”電池和“D”電池具有相當(dāng)大的橫截面積。但是，電池直徑一直比卷繞柄軸的直徑減小得更快，使得柄軸的橫截面直徑現(xiàn)在是電池芯橫截面的顯著比率。因?yàn)榫砝@后柄軸從芯中退出，從而留下一個(gè)等于電池長度的孔，所以柄軸尺寸代表損失的電池動(dòng)力。柄軸的尺寸由強(qiáng)度考慮決定，因?yàn)橐粋€(gè)受驅(qū)動(dòng)的柄軸常常用于將電極和分隔物從進(jìn)給器引到卷繞機(jī)構(gòu)。同時(shí)，由于柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)和隨后的分隔物卷繞而在電極/凝膠卷中產(chǎn)生的應(yīng)力被用于開始形成螺旋形的電極。這樣一種先有技術(shù)設(shè)備示于圖2。
工業(yè)部門要求一種新型的電池芯卷繞設(shè)備，該設(shè)備使用一個(gè)直徑盡可能小的柄軸，同時(shí)它能生產(chǎn)一種緊密卷繞的電池芯。一種如此生產(chǎn)的電池芯必須仍然在今日的小型化電子設(shè)備中產(chǎn)生最大的電力。這些小電池芯也必須能可靠地生產(chǎn)，并具有最少的缺陷和廢品。
發(fā)明概要本發(fā)明的一個(gè)方面是一種電池芯卷繞設(shè)備，用于將多個(gè)由具有第一前邊緣的第一導(dǎo)電軟電極的軟帶部件和具有第二前邊緣的第二導(dǎo)電軟電極構(gòu)成的軟帶部件與一個(gè)分隔物卷繞在一個(gè)電化學(xué)電池中。該設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長的第一進(jìn)給床和一個(gè)沿縱向離第一進(jìn)給床安置的第二細(xì)長進(jìn)給床。在這兩個(gè)進(jìn)給床之間限定了一個(gè)卷繞腔。一個(gè)具有第一平表面和第一彎曲卷繞表面的第一半柄軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在卷繞腔中，基本上在第一和第二進(jìn)給床之間的中間，一個(gè)具有第二平表面和第二彎曲卷繞表面的第二半柄軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在卷繞腔中，使得第二平表面面對(duì)第一平表面，第一和第二平表面之間形成一個(gè)縫隙。至少一個(gè)進(jìn)給輥可轉(zhuǎn)動(dòng)地埋置在每個(gè)第一和第二進(jìn)給床中，其中該輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線基本上垂直于進(jìn)給床的細(xì)長軸線，而一個(gè)壓力輥可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝成與每個(gè)進(jìn)給輥對(duì)齊，其中壓力輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行于進(jìn)給輥軸線，而每個(gè)壓力輥彈簧編壓向其相應(yīng)的進(jìn)給輥。
本發(fā)明的基本目的是提供一種電化學(xué)電池卷繞設(shè)備，其中將電化學(xué)電池元件即一個(gè)正電極板、一個(gè)負(fù)電極板和一個(gè)分隔物卷繞成一個(gè)緊密的螺旋形電池，該螺旋形電池有一個(gè)截面盡可能小的中心孔，其中在卷繞過程期間安置卷繞柄軸。兩進(jìn)給床通常是平行而隔開的平面，使柄軸安置在兩平面的半中間，使得各電極和分隔物由一個(gè)強(qiáng)制驅(qū)動(dòng)的柄軸拉入電池卷繞腔。當(dāng)卷繞電池時(shí)，各電極和分隔物被拉入與柄軸的接合，用于由成形輥將其圍繞柄軸的外彎曲表面成形，成形輥向著柄軸的外彎曲表面編壓并接觸被卷繞的電池。
每一對(duì)成形輥中的一個(gè)輥基本上在一垂直于各自進(jìn)給床的豎直平面中接近而并不接觸相應(yīng)半柄軸的彎曲表面，其中輥和彎曲表面之間的空間近似地處于進(jìn)給床的同一平面中，以便當(dāng)電極板和分隔物從進(jìn)給床引入卷繞腔中時(shí)在其間接受電極板和分隔物。該對(duì)成形輥的第二輥被安置成當(dāng)電極板從與第一輥的接合狀態(tài)引出時(shí)使電極板編轉(zhuǎn)并使其符合柄軸和電化學(xué)電池芯的彎曲表面。一個(gè)半柄軸通?？蓮耐瓿傻木砝@好的電池退出，以便于圍繞該卷繞好的電池芯安置一個(gè)電池筒，然后使該卷繞好的電池芯移動(dòng)離開剩下的半柄軸進(jìn)入一個(gè)電池筒，而不必使成形輥退出與電池芯的接觸，直到電池芯完全插入該電池筒中。
參照下列說明書、權(quán)利要求書和附圖，該技術(shù)的專業(yè)人員將進(jìn)一步理解本發(fā)明的上述和其它優(yōu)點(diǎn)。
附圖簡述

圖1是實(shí)施本發(fā)明的一種電池芯卷繞設(shè)備的透視圖。
圖2是一種使用兩個(gè)輕觸輥的先有技術(shù)電池芯卷繞設(shè)備的示意圖，其中電極是圈繞柄軸由電極前邊緣上的分隔物施加在電極前邊緣上的力形成的。
圖3是本發(fā)明的示圖，其中使用第二組成形輥來圍繞柄軸使電極成形。
圖4是電池芯卷繞設(shè)備的示意圖，該設(shè)備包括柄軸、窩輥、進(jìn)給床和進(jìn)給床輥。
圖5是使電極和分隔物在開始電池芯卷繞過程之前安置的卷繞設(shè)備的示圖。
圖6表示卷繞過程時(shí)開始，柄軸已轉(zhuǎn)動(dòng)180°，由此將分隔物和電極引入與窩輥的接觸。
圖7表示柄軸和成形輥的進(jìn)一步轉(zhuǎn)動(dòng)，使電極板編轉(zhuǎn)而與柄軸的彎曲表面符合。
圖8表示卷繞過程接近完成，而輕觸輥保持在卷繞的電池芯上的壓力。
優(yōu)選實(shí)施例詳述為本文描述方便起見，用語“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”及其派生用語將涉及如圖1和4中的本發(fā)明取向。但是，可以理解，除了特別規(guī)定以外，本發(fā)明可以采取各種其它取向和步驟順序。也可以理解，附圖中例示的和說明書中描述的特定裝置和工藝只是附屬的權(quán)利要求中限定的發(fā)明概念的示范性實(shí)施例。因此，除了這些權(quán)利要求另外特別說明以外，與本文中公開的實(shí)施例有關(guān)的特定尺寸和其它物理特征不能看作為限制。
轉(zhuǎn)向附圖，圖1表示一種電池芯卷繞設(shè)備20，它是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例之一，并例示其各種部件。
最易于從圖1中看到的卷繞設(shè)備20，包括下框架22和上框架24。上框架24鉸接在下框架22的鉸接點(diǎn)26上，由此使上框架24能夠向上轉(zhuǎn)動(dòng)和離開下框架22，以便裝載芯部件隨后卷繞，并可使上框架24向下轉(zhuǎn)動(dòng)，而與電池芯的下框架22成操作接合。
下框架22基本上為細(xì)長的金屬塊體，有一安置在中間點(diǎn)處的卷繞腔36。腔36的取向從框架22的前面到后面。第一進(jìn)給床30伸向腔36的后邊，而第二進(jìn)給床引伸向腔的左邊。第二進(jìn)給床31比第一進(jìn)給床30稍許升高，以便在卷繞過程期間合適地進(jìn)給電極板，這在下面更詳細(xì)地描述。第一和第二進(jìn)給床30和31具有進(jìn)給導(dǎo)架28，它們安置在進(jìn)給床30和31的前后邊緣。導(dǎo)架28高出床30和31的兩側(cè)，以便在卷繞期間引導(dǎo)電極板的兩邊緣。進(jìn)給輥槽33安置在床30和31中卷繞腔36的兩側(cè)處。兩個(gè)進(jìn)給輥32可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝在每個(gè)進(jìn)給輥槽33中。兩個(gè)進(jìn)給輥32通常為自由轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬輥，其軸線基本上垂直于框架22的長度尺寸。每個(gè)輥32的上切面基本上為第一和第二進(jìn)給床30和31的同一平面或比它們稍許高出。孔35在卷繞腔36內(nèi)延伸穿過框架22。下輥框架38在樞軸39處樞軸式安裝在框架22上。下輥框架38也包括直立的支承臂37，后者穿過孔35向上豎直伸出。第一對(duì)成形輥46可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在支承臂37之間。第一對(duì)成形輥46由第一輕觸輥48和第一成形輥50組成。第一成形輥50位于第一輕觸輥48左邊并比后者稍許升高。下輥框架38通過下壓力缸40圍繞樞軸39在孔35內(nèi)升降，下壓力缸40利用第一對(duì)成形輥46在卷繞的電池芯上保持恒定的壓力。
第一半柄軸58從框架22的前側(cè)由前柄軸驅(qū)動(dòng)裝置70支承，并以懸臂方式向后延伸在卷繞腔36中。半柄軸58有一第一平面60和一第一曲面62。第一半柄軸58安置在輕觸輥48的豎直上方，使第一平面60面向上并位于基本上水平的位置中，在第一曲面62與輥48和50之間形成間隙。第二半柄軸64從框架22的后面由后柄軸驅(qū)動(dòng)裝置72支承，并可以通過驅(qū)動(dòng)軸74前后移動(dòng)，而與第一半柄軸58豎直對(duì)齊。第二半柄軸64有一第二平面66和一第二曲面68。當(dāng)?shù)诙氡S64向前移動(dòng)時(shí)，第二半柄軸64與第一半柄軸58豎直對(duì)齊；使第一平面60和第二平面66互相面對(duì)并稍許隔開，由此在兩個(gè)半柄軸64和58之間形成一個(gè)縫隙。當(dāng)?shù)诙氡S64向前移動(dòng)時(shí)，后柄軸驅(qū)動(dòng)軸74在槽76中接受第一柄軸端部59，而第二柄軸端部65以同樣方式被柄軸驅(qū)動(dòng)裝置70前面的驅(qū)動(dòng)軸所接受。前后柄軸驅(qū)動(dòng)裝置70和72通過一個(gè)強(qiáng)制性機(jī)械連桿(未示出)互相嚙合，使其各自的驅(qū)動(dòng)軸一致地轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)成對(duì)的半柄軸58和64的每個(gè)端部提供轉(zhuǎn)動(dòng)力。
下框架22通常在其兩側(cè)包括第一進(jìn)給床30和第二進(jìn)給床31。卷繞腔36安置在框架22的中點(diǎn)，其右邊伸出第一進(jìn)給床30，其左邊伸出第二進(jìn)給床31?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向上框架24，上框架24也基本上由細(xì)長的金屬塊體組成，其中安置一個(gè)居中的卷繞腔41和在其間延伸通過的孔49。在上卷繞腔41的兩側(cè)鄰近處各形成一個(gè)壓力輥槽27。在每個(gè)壓力輥槽27中安置兩個(gè)壓力輥34，這些壓力輥為圓柱形，其轉(zhuǎn)動(dòng)軸線基本上垂直于上框架24的長度方向。壓力輥34是自由轉(zhuǎn)動(dòng)的；但是，輥34的下切面延伸在上框架24的下表面47下方。同時(shí)，輥34是彈簧編壓的，以施加一個(gè)向下的力。
一個(gè)上輥框架42在樞軸43處樞軸式連接在上框架24上。上輥框架42類似于下輥框架38。上輥框架42包括從其向下延伸的支承臂45，支承臂45通過上框架24中的孔49伸入上卷繞腔41。第二對(duì)成形輥52延伸在支承臂45之間，并由它們可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承。第二輕觸輥54與第一輕觸輥48及半柄軸58和64豎直對(duì)準(zhǔn)。第二成形輥56安置在第二輕觸輥54右邊并稍許低于第二輕觸輥54。當(dāng)上框架24樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)到與下框架22接合時(shí)，輥54和56與第二曲面68形成一個(gè)間隙，其方式跟曲面62與輥48和50形成間隙一樣。上壓力輥44可操縱地連接在上輥框架42上，以便使第二對(duì)成形輥52升降而與電池芯繞組接合和脫開。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖2和3，圖2中的先有技術(shù)例示一個(gè)分開的從動(dòng)柄軸80，后者有一個(gè)在兩個(gè)半柄軸之間接合的分隔物90。當(dāng)柄軸80順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，分隔物使正電極86在柄軸80和輕觸輥82之間接合，而同時(shí)使分隔物90和負(fù)電極88在柄軸80和輕觸輥84之間接合。當(dāng)正負(fù)電極通過柄軸80與輕觸輥82和84的結(jié)合而受到牽引時(shí)，電極86和88往往繼續(xù)處在對(duì)置的水平方向中。但是，因?yàn)榉指粑?0已經(jīng)卡住兩個(gè)電極86和88的前邊緣，所以沿順時(shí)針方向繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)柄軸80使分隔物90迫使電極86和88的前邊緣符合柄軸80的曲面。當(dāng)相應(yīng)的電極從柄軸80與輕觸輥82和84之間顯露時(shí)，柄軸80在成形工藝其余過程期間的繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)使相應(yīng)的電極繼續(xù)偏轉(zhuǎn)。在分隔物90從柄軸80的轉(zhuǎn)動(dòng)與電極86和88繼續(xù)的水平方向中的傾向所感生的應(yīng)力導(dǎo)致分隔物90的介電材料絕緣性能的潛在破壞。此種絕緣性能的破壞可能相應(yīng)地導(dǎo)致正負(fù)電極86和88之間的短路，從而造成一個(gè)有缺陷的異常電池芯。此種可能性要求使用較厚的分隔物，其中心部分的間距有兩倍厚度，其體積本來可用于增加電極材料。
本發(fā)明的概念以簡化方式例示于圖3中。在本發(fā)明的概念中，兩個(gè)半柄軸58和64沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，以使分隔物90前進(jìn)，并由此再分別使正負(fù)電極86和88前進(jìn)，分別在柄軸與輕觸輥54和48之間接合。當(dāng)電極86和88前進(jìn)時(shí)，它們而后接合成形輥50和56。成形輥50和56從輕觸輥48和54沿豎直方向移動(dòng)，與通過柄軸中心的水平面更接近于成一直線。由于成形輥50和56的豎直移動(dòng)，電極86和88偏轉(zhuǎn)而符合柄軸的外曲面。成形輥50和56減小了在分隔物90中于分隔物90接合電極86和88的前邊緣的部位處感生的應(yīng)力。結(jié)果，分隔物90的絕緣性能很少受到破壞，成品電池芯圍繞柄軸卷繞得更緊密和形成得更均勻。應(yīng)力減小也允許使用直徑更小的柄軸，由此增大電池內(nèi)可用于電極的體積。
現(xiàn)在參照?qǐng)D4，該示意的立面圖示出當(dāng)框架24樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)到接合框架22時(shí)上下框架22和24、各輥32和34、第一和第二半柄軸58和64以及第一對(duì)和第二對(duì)成形輥46和52的總體關(guān)系?？梢宰⒁獾剑總€(gè)輥34與下輥32豎直對(duì)齊，而進(jìn)給床31的平面平行于進(jìn)給床30的平面并比后者略高。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖5-8，以簡化方式示出卷繞設(shè)備20以例示其操作。電極86安置在第二進(jìn)給床31上，使得前邊緣87鄰近于半柄軸58的平表面60的一個(gè)邊緣。然后將分隔物90安置在電極86上方、半柄軸58上方和第一進(jìn)給床30上。然后將第二電極88安置在第一進(jìn)給床30上的分隔物90上，使得前邊緣89靠近半柄軸58的平表面60的對(duì)置邊緣(圖1)。然后使第二半柄軸64向前移動(dòng)到分隔物90和第一半柄軸58上方，使得分隔物90安置在第一和第二半柄軸58和64的第一和第二平表面60和66之間。然后使上框架24向下轉(zhuǎn)動(dòng)到與下框架22對(duì)齊并固定于其上。電極86和分隔物90與電極88和分隔物90現(xiàn)在安置在輥32和34之間。因?yàn)檩?4被彈簧偏壓在一個(gè)向下位置中，所以分隔物90與電極86和88被豎直地壓緊在輥32和34之間，由此在分隔物90與電極86和88之間產(chǎn)生摩擦力。然后激勵(lì)壓力缸40和44，以使第一對(duì)和第二對(duì)成形輥42和46移入半柄軸58和64上方和下方的操作位置中(圖1)。圖5表示分隔物90與電極86和88相對(duì)于卷繞設(shè)備20的各部件的開始位置。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖6，例示螺旋形電池芯的開始形成。在該圖中，如箭頭A所示，半柄軸58和64轉(zhuǎn)動(dòng)約180°，由此使分隔物90接合在兩個(gè)半柄軸與輕觸輥48和54及成形輥50和56之間。因?yàn)楦鬏?4在分隔物90與電極86和88之間施加一個(gè)向下的壓緊力，所以當(dāng)分隔物90被引入卷繞腔時(shí)，在分隔物和各電極之間形成的摩擦力使各電極沿對(duì)置的水平方向移動(dòng)。前邊緣87和89分別被引入在輕觸輥54和48之間的接合。當(dāng)柄軸繼續(xù)如圖7中箭頭A所示地沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電極86和88繼續(xù)其各自的水平移動(dòng)而與成形輥50和56接合。前邊緣87和89受輥50和56偏轉(zhuǎn)而符合半柄軸58和64的彎曲表面62和68(圖1)。輥48、50、54和56在整個(gè)卷繞過程中保持與電池芯的外表面的接觸，直到電池芯如圖8中所示完全卷繞成功為止。
在卷繞過程完成時(shí)，第二半柄軸64向后移動(dòng)并與電池芯脫開。然后卷繞好的電池芯滑入一個(gè)電池盒或筒中(未示出)。雖然兩對(duì)成形輥46和52(圖1)仍然與卷繞好的電池芯的外面接合，但由于電池芯的外表面與兩對(duì)金屬成形輥46和52之間的摩擦系數(shù)很小，所以卷繞好的電池芯相當(dāng)容易地滑動(dòng)離開半柄軸58。然后釋放壓力缸40和44中的壓力，將兩對(duì)成形輥46和52從其向著柄軸的偏壓位置脫開，并使上框架24向上進(jìn)行樞軸式轉(zhuǎn)動(dòng)而脫出與下框架22的對(duì)齊。卷繞設(shè)備20現(xiàn)在準(zhǔn)備重復(fù)該過程而成形下一個(gè)電池芯。
在上列描述中，該技術(shù)的專業(yè)人員將容易理解，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改而并不偏離本文中公開的概念。此類修改被認(rèn)為包括在后隨的權(quán)利要求中，除非這些權(quán)利要求另有特別說明。
權(quán)利要求
1.一種電池芯卷繞設(shè)備，用于將多個(gè)由具有第一前邊緣的第一導(dǎo)電軟電極和具有第二前邊緣的第二導(dǎo)電軟電極組成的軟帶部件與一個(gè)分隔物卷繞在一個(gè)電化學(xué)電池中，所述設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長的第一進(jìn)給床；一個(gè)細(xì)長的第二進(jìn)給床，沿縱向距上述第一進(jìn)給床設(shè)置，所述第一和第二進(jìn)給床限定了一個(gè)在兩者之間的卷繞腔；一個(gè)第一半柄軸，有一第一平表面和一第一彎曲卷繞表面，所述第一半柄軸可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在上述卷繞腔中，基本上位于所述第一和第二進(jìn)給床之間的中間；一個(gè)第二半柄軸，有一第二平表面和一第二彎曲卷繞表面，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承在上述卷繞腔中，基本上位于所述第一和第二進(jìn)給床的之間中間，使得所述第二平表面面對(duì)所述第一平表面，而所述第一和第二平表面互相間隔，其間形成一個(gè)縫隙；第一對(duì)成形輥，可轉(zhuǎn)動(dòng)地支承和設(shè)置在上述卷繞腔中，所述第一對(duì)成形輥離所述第一半柄軸基本上等距離并向其偏置，以便在卷繞電化學(xué)電池期間使電化學(xué)電池電極和分隔物接合并圍繞所述第一和第二彎曲表面成形；第二對(duì)成形輥，設(shè)置在上述卷繞腔中，所述第二對(duì)成形輥離所述第二半柄軸基本上等距離并向其偏置，以便在卷繞電化學(xué)電池期間使電化學(xué)電池電極和分隔物接合并圍繞所述第二和第一彎曲表面成形；至少一個(gè)進(jìn)給輥，可轉(zhuǎn)動(dòng)地埋置在每個(gè)所述第一進(jìn)給床和第二進(jìn)給床中，該進(jìn)給輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線基本上垂直于所述第一和第二進(jìn)給床的細(xì)長軸線；以及一個(gè)壓力輥，可轉(zhuǎn)動(dòng)地安裝成與每個(gè)上述進(jìn)給輥對(duì)齊，該壓力輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行于上述進(jìn)給輥，而且該壓力輥彈性地偏壓向上述進(jìn)給輥。
2.權(quán)利要求1所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于，所述第一進(jìn)給床的平面平行于所述第二進(jìn)給床的平面并與其偏移。
3.權(quán)利要求2所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于，所述第二半柄軸可以從一個(gè)未接合的第一退回位置移動(dòng)到一個(gè)接合的第二前進(jìn)位置。
4.權(quán)利要求1所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于，所述第一對(duì)和第二對(duì)成形輥可以在一個(gè)未接合的第一位置和接合的第二位置之間運(yùn)動(dòng)，該第二位置鄰近所述第一和第二彎曲表面。
5.權(quán)利要求4所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于，所述第一對(duì)和第二對(duì)成形輥對(duì)電池芯施加恒定壓力。
6.權(quán)利要求5所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于，所述第一對(duì)成形輥包括一個(gè)第一輕觸輥和一個(gè)向所述第一彎曲表面偏壓的第一成形輥，所述第一輕觸輥和所述第一半柄軸形成一個(gè)近似地垂直于第一進(jìn)給床的平面的平面，而所述第一形成輥位于所述第一輕觸輥和所述第二進(jìn)給床之間，所述第一輕觸輥和所述第一成形輥離所述第一彎曲表面基本上等距離，在所述的這兩個(gè)輥與所述第一彎曲表面之間形成一個(gè)第一輕觸輥間隙和一個(gè)第一成形輥間隙。
7.權(quán)利要求6所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于，所述第二對(duì)成形輥包括一個(gè)第二輕觸輥和一個(gè)向所述第二彎曲表面偏置的第二成形輥，所述第二輕觸輥和所述第二半柄軸形成一個(gè)近似地垂直于所述第二進(jìn)給床的平面的平面，而所述第二成形輥位于所述第二輕觸輥和所述第一進(jìn)給床之間，所述第二輕觸輥和所述第二成形輥離所述第二彎曲表面基本上等距離，在所述的這兩個(gè)輥與所述第二彎曲表面之間形成一個(gè)第二輕觸輥間隙和一個(gè)第二成形輥間隙。
8.權(quán)利要求7所述的電池芯卷繞設(shè)備，其特征在于在所述第一輕觸輥和第一彎曲表面之間的所述第一輕觸輥間隙近似地位于所述第一進(jìn)給床的同一平面內(nèi)；以及在所述第二輕觸輥和第二彎曲表面之間的所述第二輕觸輥間隙近似地位于所述第二進(jìn)給床的同一平面內(nèi)。
9.一種用于將多個(gè)軟帶部件卷繞成帶卷的方法，這些軟帶部件包括具有第一前邊緣的第一導(dǎo)電軟電極、具有第二前邊緣的第二導(dǎo)電軟電極和一個(gè)分隔物，該方法包括按下列順序完成的步驟將該第一導(dǎo)電軟電極定位在第一進(jìn)給床上，該第一前邊緣靠近一個(gè)第一半柄軸的第二邊緣，第一半柄軸具有第一大體平的表面和第一彎曲驅(qū)動(dòng)表面；將該分隔物大體上定位在第一導(dǎo)電軟電極上，上述第一大體平的表面上和一個(gè)與上述第一進(jìn)給床成一直線的第二進(jìn)給床上；將第二導(dǎo)電軟電極定位在上述第二進(jìn)給床上的分隔物上，該第二前邊緣靠近上述第一半柄軸的第二邊緣；使一個(gè)具有第二大體平的表面和第二彎曲驅(qū)動(dòng)表面的第二半柄軸對(duì)齊到上述第一半柄軸上的一個(gè)接合位置，使得上述第一和第二大體平的表面互相面對(duì)，由此將該分隔物設(shè)置在上述第一和第二平的表面之間；將第一對(duì)成形輥定位在上述第一彎曲表面附近而在該第一彎曲表面和第一對(duì)成形輥之間形成一個(gè)第一間隙，同時(shí)將第二對(duì)成形輥定位在上述第二彎曲表面附近而在該第二彎曲表面和第二對(duì)成形輥之間形成一個(gè)第二間隙，上述第一對(duì)和第二對(duì)成形輥用于使各電極圍繞上述第一和第二彎曲表面成形；使上述第一和第二半柄軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以開始圍繞上述第一和第二半柄軸卷繞該分隔物；通過連接轉(zhuǎn)動(dòng)上述第一和第二半柄軸使該第一前邊緣卡在該分隔物和第一彎曲表面之間和使該第二前邊緣卡在該分隔物和第二彎曲表面之間；以及轉(zhuǎn)動(dòng)上述第一和第二半柄軸，直到該帶卷完全形成。
10.權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，定位上述第一對(duì)和第二對(duì)成形輥的步驟包括將第一對(duì)成形輥定位在所述第一半柄軸的附近，使得所述第一對(duì)的第一輕輥與所述第一半柄軸近似地豎直對(duì)準(zhǔn)，其中所述第一輕觸輥與所述第一彎曲表面形成一個(gè)第一輕觸輥間隙，而所述第一對(duì)的第一成形輥與所述第一彎曲表面形成一個(gè)第一成形輥間隙，位于所述第一半柄軸和所述第一輕觸輥的中心軸線的半中間；將第二對(duì)成形輥定位在所述第二半柄軸的附近，使得所述第二對(duì)的第二輕觸輥與所述第二半柄軸近似地豎直對(duì)準(zhǔn)，其中所述第二輕觸輥與所述第二彎曲表面形成一個(gè)第二輕觸輥間隙，而所述第二對(duì)的第二成形輥與所述第二彎曲表面形成一個(gè)第二成形輥間隙，位于所述第二半柄軸和所述第二輕觸輥的中心軸線的半中間。
11.權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該電池還包括一個(gè)筒，該方法在最后轉(zhuǎn)動(dòng)步驟之后還包括下列步驟從所述接合位置退出所述第二半柄軸；與該帶卷沿縱向?qū)?zhǔn)地安置一個(gè)筒；將該帶卷從所述第一半柄軸移入該筒中；以及從其各自的偏置位置退出所述第一對(duì)和第二對(duì)成形輥。
全文摘要
一種電池芯卷繞設(shè)備,用于將多個(gè)由具有第一前邊緣(87)的第一導(dǎo)電軟電極(86)、具有第二前邊緣(89)的第二導(dǎo)電軟電極(88)與一個(gè)分隔物(90)卷繞在一個(gè)電化學(xué)電池中,該設(shè)備包括一個(gè)細(xì)長的第一進(jìn)給床和一個(gè)沿縱向距第一進(jìn)給床設(shè)置的細(xì)長的第二進(jìn)給床。兩個(gè)進(jìn)給床之間形成一卷繞腔。一個(gè)有第一平表面和第一彎曲卷繞表面的第一半柄軸(58)轉(zhuǎn)動(dòng)式支承在卷繞腔中,基本上在第一和第二進(jìn)給床之間的半中間;而一個(gè)有第二平表面和第二彎曲卷繞表面的第二半柄軸(64)轉(zhuǎn)動(dòng)式支承在卷繞腔中,使第二平表面面對(duì)第一平表面,而第一和第二平表面之間形成一縫隙。第一對(duì)成形輥(48,50)轉(zhuǎn)動(dòng)式支承和安置在卷繞腔中,靠近第一彎曲表面并與其形成一間隙;第二對(duì)成形輥(54,56)安置在卷繞腔中,靠近第二彎曲表面并與其形成一間隙。至少一個(gè)進(jìn)給輥(32)轉(zhuǎn)動(dòng)式埋置在每個(gè)第一和第二進(jìn)給床中,每個(gè)輥的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線基本上垂直于進(jìn)給床的縱向軸線,而一個(gè)壓力輥(34)轉(zhuǎn)動(dòng)式安裝成與每個(gè)進(jìn)給輥對(duì)齊,壓力輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線與進(jìn)給輥轉(zhuǎn)動(dòng)軸線平行,每個(gè)壓力輥對(duì)著其鄰近的進(jìn)給輥受到彈簧偏壓。
文檔編號(hào)H01M6/02GK1245590SQ97181686
公開日2000年2月23日 申請(qǐng)日期1997年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月12日
發(fā)明者T·科拉克 申請(qǐng)人:永備電池有限公司