用于螺旋卷繞電極的芯軸的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及用于螺旋卷繞可再充電電池的電極的芯軸(mandrel)。
【背景技術】
[0002]隨著IT技術的發展，各種移動設備諸如智能電話和平板個人計算機(PC)被快速地發布到市場。為了改善設計和方便性，這樣的裝置已經變得越來越薄。在這些變薄的裝置中，電池厚度的精確性是重要的。
[0003]可再充電電池諸如鋰二次電池一般包括在殼內部的電解質和一對被卷繞的電極板(即，電極組件)。在可再充電電池中，電池的反復充電和放電會導致電池內部的膨脹，其中電池的厚度增大。這種膨脹可能由電池內的鋰化合物的產生引起，其能夠導致電極/電解質界面層的生長。如果鋰二次電池中的電極板之間的間隙過小，則當電極膨脹時，電極板會不均勻地變形。
[0004]此外，當電極板之間的間隙過小時，電極板的側面會彎曲，導致電極組件的不均勻的厚度。近來已經發展了具有相對大的寬度和相對小的厚度的電池。然而，在具有小的厚度的電池中，電極之間沒有足夠的緩沖空間，使得難以形成或保持均勻的厚度。
[0005]在本背景部分公開的以上信息僅用于增強對本發明的背景的理解，因此，它可以包含不形成該國中為本領域普通技術人員所知曉的現有技術的信息。
【發明內容】
[0006]本發明提出一種能夠均勻地形成電極組件的厚度并最小化電極板在膨脹時的變形的芯軸。
[0007]本發明的一個或多個實施例提出一種配置為卷繞可再充電電池的電極的芯軸，該芯軸包括:第一卷軸和第二卷軸，在兩者之間具有間隙，其中第一卷軸包括面對第二卷軸的間隙表面、通過間隙表面連接的第一前表面和第二前表面以及將第一前表面和第二前表面連接在一起的第一傾斜面和第二傾斜面，其中第一傾斜面比第二傾斜面長。第一傾斜面的長度和第二傾斜面的長度的比可以在約1.1與約1.5之間。
[0008]第一傾斜面可以連接到第一前表面，第二傾斜面可以連接到第二前表面。第一傾斜面和第一前表面之間的傾斜角與第二傾斜面和第二前表面之間的傾斜角的比可以在約
0.95與約0.7之間。第一傾斜面和第一前表面可以在弧形的拐角處相交。
[0009]第一傾斜面和第二傾斜面可以在長度方向和垂直于長度方向的深度方向上延伸。第一傾斜面在深度方向上延伸的深度所對應的距離與第二傾斜面在深度方向上延伸的深度所對應的距離之間的比可以在約1.5與約4之間。
[0010]芯軸的以毫米為單位的厚度與第一傾斜面和第二傾斜面之間的以度為單位的角度之間的比可以在約0.25與約1.2之間。
[0011]第一傾斜面和第二傾斜面之間的角度可以在約50°與約70°之間，第一前表面和第二前表面可以是平行的。
[0012]第二卷軸可以包括面對第一卷軸的間隙表面、通過間隙表面連接的第三前表面和第四前表面以及將第三前表面和第四前表面連接的第三傾斜面和第四傾斜面，其中第三傾斜面可以比第四傾斜面長。第三傾斜面可以平行于第一傾斜面，第四傾斜面可以平行于第二傾斜面。
【附圖說明】
[0013]圖1是示出根據本發明的一個或多個實施例的用于螺旋卷繞電極的芯軸的透視圖。
[0014]圖2是示出圖1的用于螺旋卷繞電極的芯軸的縱向截面圖。
[0015]圖3是示出通過根據本發明的實施例的芯軸卷繞的電極組件和通過對稱芯軸卷繞的電極組件在充電之后的電極組件的對比厚度分布的圖形。
[0016]圖4是示出根據本發明的一個或多個實施例的用于螺旋卷繞電極的芯軸的縱向截面圖。
[0017]非限制性實施例中的標記的描述
[0018]101，102:芯軸
[0019]10，30:第一螺旋卷繞卷軸
[0020]11，31:第一前表面
[0021]12，32:第二前表面
[0022]13，33:第一傾斜面
[0023]14，34:第二傾斜面
[0024]15，25，35，45:間隙表面
[0025]20，40:第二螺旋卷繞卷軸
[0026]21，41:第三前表面
[0027]22，42:第四前表面
[0028]23，43:第三傾斜面
[0029]24，44:第四傾斜面
【具體實施方式】
[0030]在下文，參照附圖描述本發明的示范性實施例，使得本發明能夠被本領域技術人員容易地實施。如本領域技術人員將認識到的，所述的實施例可以以各種不同的方式修改，而都沒有背離本發明的精神或范圍。同樣的附圖標記可以在整個說明書和附圖中指代同樣的元件。
[0031]圖1是示出根據本發明的一個或多個實施例的用于螺旋卷繞電極的芯軸的透視圖。圖2是示出根據圖1的芯軸的縱向截面圖。
[0032]參照圖1和圖2，根據本發明的一個或多個實施例的芯軸101包括第一卷軸(reel) 10和第二卷軸20。第一卷軸10和第二卷軸20分開地設置，在兩者之間具有間隙，電極板的端部被插入在第一卷軸10和第二卷軸20之間。當正電極、負電極和隔板插設(或插入)在第一卷軸10和第二卷軸20之間時，第一卷軸10和第二卷軸20可以隨后一起(或同時地)旋轉(或卷繞)，在芯軸101的外表面形成卷繞的電極板。
[0033]第一卷軸10包括:間隙表面15，面對第二卷軸20并在寬度方向Y和垂直于寬度方向Y的深度方向X上延伸；第一前表面11和第二前表面12，通過間隙表面15連接并在寬度方向和垂直于深度方向X和寬度方向Y的長度方向Z上延伸；以及第一傾斜面13和第二傾斜面14，連接第一前表面11和第二前表面12并在寬度方向Y、深度方向X和長度方向Z上延伸。第一卷軸10的垂直截面為大致五邊形形狀，間隙表面15、第一前表面11、第一傾斜面13、第二傾斜面14和第二前表面12順序地連接以形成五邊形(即，第一前表面11從間隙表面15朝向第一傾斜面13延伸，第一傾斜面13從第一前表面11朝向第二傾斜面14延伸，第二傾斜面14從第一傾斜面13朝向第二前表面12延伸，第二前表面12從第二傾斜面14朝向間隙表面15延伸，間隙表面15從第二前表面12朝向第一前表面11延伸)。
[0034]間隙表面15、第一前表面11、第一傾斜面13、第二傾斜面14和第二前表面12形成在寬度方向Y上延伸的多個矩形。間隙表面15、第一前表面11、第一傾斜面13、第二傾斜面14和第二前表面12具有相同的寬度(即，在寬度方向Y上均勻地延伸)。
[0035]第一前表面11和第二前表面12是平行的并在長度方向Z上具有相同的長度。第一傾斜面13和第二傾斜面14連接第一前表面11和第二前表面12。第一傾斜面13連接到第一前表面11，第二傾斜面14連接到第二前表面12。
[0036]第一傾斜面13具有比第二傾斜面14大的在長度方向Z和深度方向X上延伸的長度。第一傾斜面13的長度LI與第二傾斜面14的長度L2的比在約1.1與約1.5之間。因而，因為第一傾斜面13形成得比第二傾斜面14長，所以芯軸101的各側是不對稱的，這在卷繞期間產生電極組件的長度上的差異并可以產生電極板之間的相應增大的間隙。
[0037]第一前表面11和第一傾斜面13之間的傾斜角Al小于第二前表面12和第二傾斜面14之間的傾斜角A2。傾斜角Al與傾斜角A2的比可以在約0.95與約0.7之間。因而，因為第一傾斜面13和第二傾斜面14具有在長度方向Z上的不同的斜度，所以電極組件的兩側的表面被不對稱地卷繞并可以產生電極板之間的相應增大的間隙。
[0038]如以上論述的，第一傾斜面13和第二傾斜面14在長度方向Z和深度方向X上延伸。與第一傾斜面13在深度方向X上延伸的長度相對應的距離Dl比與第二傾斜面14在深度方向X上延伸的長度相對應的距離D2長。距離Dl與距離D2的比可以在約1.5與約4之間。因此，與第一前表面11相比，第一傾斜面13與第二傾斜面14相交的拐角(在深度方向X上)更接近第二前表面12。
[0039]此外，以毫米(mm)為單位的第一卷軸10的厚度(即，第一卷軸10的在深度方向X上延伸的長度或D1+D2)與第一傾斜面13和第二傾斜面14之間的以度為單位的角度A3之比可以在約0.25與約1.2之間。此外，第一傾斜面13和第二傾斜面