一种电池卷芯极耳模切间距参数算法的制作方法

本发明涉及锂电池，具体为一种电池卷芯极耳模切间距参数算法。

背景技术：

1、在锂电池设计中，卷芯大多通过卷绕的方式进行生产。在卷绕工序前，需将极片两侧的空箔切除多余的部分形成凸出状的多个箔材极耳。其中，极耳之间的间距指导模切机进行模切定位。在卷绕过程中，极耳间距参数会影响卷芯极耳的位置，参数存在误差会对对齐度造成影响，反复的参数调整和试制生产会造成时间、物料的浪费，并影响研发、生产效率。

2、卷芯的形态种类很多。按出极耳周期分，周期可设定为1、2、3、4等；按卷绕方向分，可分为顺时针卷绕、逆时针卷绕；按正负极极耳相对位置分，可分为左正右负、左负右正；按初始起始位置分，可分为起始位置在下侧、起始位置在上侧……同时，隔膜厚度、极片厚度、隔膜先卷折数、负极先卷折数、负极后卷折数、极耳起始折数、极耳中心距、负极包覆正极长度、负极始末端空置长度……这些参数的变化都会对卷芯的设计造成影响；

3、特别对于多极耳卷芯而言，卷绕过程中极耳间距的确定和极耳对齐度的控制是影响生产工艺的难点。

4、现有技术一，公开了极耳模切参数获得方法、多极耳电芯及卷绕方法、电池，公开号为cn116053556a，其中：使用未模切的极耳进行卷绕，人工裁切极耳后将极片展开，测量极耳间距，确定极耳模切参数；

5、现有技术二，公开了一种快速确定极耳间距尺寸的方法、装置及电池生产系统，公开号为cn115451851a，其中：获取卷芯剖面图，利用剖面图预设极耳位置，计算极耳间距；

6、现有技术三，公开了电池极耳模切参数确定方法、装置、设备及存储介质，公开号为cn114122633a，其中：按照预设的卷芯卷绕方案计算极片长度和间距；

7、上述现有技术还存在如下缺点：

8、现有技术一和现有技术二，需要在有材料进行初始样品制作时才能进行设计；

9、现有技术一、现有技术二和现有技术三，无法针对多种卷芯形态进行针对性设计；

10、还有在工艺调整时，现有技术一、现有技术二和现有技术三，无法快速调整设计方案，不仅需要重新制作样品，还需要重新设计算法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，通过卷芯工艺分析，来对卷芯的形态和工艺参数进行分类，以确定影响计算方法的因子，并基于设定的一种基准形态进行算法分析，从而对影响因素进行分析，以制定判别式参数表和判别式因子规则表；

3、通过判别式参数表和判别式因子规则表得出判别式：卷芯形态判别式和极耳序列号判别式；

4、通过定量计算，来确定基准形态的算法；

5、通过将判别式的结果与基准形态的算法相结合，最终得到多种形态的卷芯极耳模切间距参数的通用算法。

6、优选的，设定的一种基准形态进行算法分析，包括假定一种基准形态，通过极片起始位置变化、卷绕方向变化和极耳相对位置变化对基准形态进行变化，并进行规律总结。

7、优选的，所述卷芯形态判别式：

8、xt＝fx×qs×wz

9、以及极耳序列号判别式：

10、正极：

11、

12、负极：

13、

14、优选的，所述定量计算包括，在进行参数分析和形态分析后，先计算折长，同时利用对应的计算公式再计算段长，段长即为模切极耳间距参数，并以段长计算公式作为基准形态的算法。

15、优选的，计算折长是按厚度递增计算方式，将卷芯卷绕分为以下部分：隔膜先卷阶段、负极先卷阶段、正极卷绕阶段和负极后卷阶段。

16、优选的，计算段长包括，起始段、中间段和收尾段的计算；

17、在整个定量计算中，段长大小交替是由于极耳中心距的加减变化，极耳中心距的加减也是交替进行的；由此可知，极耳中心距的加减可与极耳序列号的奇偶产生量化关系。

18、优选的，将基准形态的算法与判别式的结果相结合，设极耳周期为1时，各个极片分区中的负极段长计算公式为：

19、起始段段长：

20、

21、第n+1段段长：

22、

23、收尾段段长：

24、

25、同理，得出极耳周期为1时，各个极片分区中的正极段长计算公式为：

26、起始段段长：

27、

28、第n+1段段长：

29、

30、收尾段段长：

31、

32、同理，在极耳起始折数大于1时、极片末尾若干折无极耳时，则相应段长计算需累加相应数量的周期为1的情况下的段长，然后再将各个极片分区中的段长以上述方式循环计算。

33、与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过研究卷芯的结构和卷绕的方法，对卷芯的形态和工艺参数进行了分类；确定影响计算方法的因子，并在此基础上假定一种基准形态，进行算法探究；进而给出了多极耳卷芯形态判别式和极耳序列号判别式，用于判定卷芯的形态，通过判别式结果与基准形态的算法相结合，形成多种形态卷芯通用的算法，解决了多种形态、多种极耳结构的卷芯极片段长通用计算方法的问题，可以进一步使用计算机编程对卷芯进行辅助设计。

技术特征：

1.一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：通过卷芯工艺分析，来对卷芯的形态和工艺参数进行分类，以确定影响计算方法的因子，并基于设定的一种基准形态进行算法分析，从而对影响因素进行分析，以制定判别式参数表和判别式因子规则表；

2.根据权利要求1所述的一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：基于设定的一种基准形态进行算法分析，包括假定一种基准形态，以便对极片的卷绕方向、起始位置和极耳相对位置的变化进行定性分类讨论，并进行规律总结。

3.根据权利要求1所述的一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：所述卷芯形态判别式：

4.根据权利要求1所述的一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：所述定量计算包括，在进行参数分析和形态分析后，先计算折长，同时利用对应的计算公式再计算段长，段长即为模切极耳间距参数，并以段长计算公式作为基准形态的算法。

5.根据权利要求4所述的一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：计算折长是按厚度递增计算方式，将卷芯卷绕分为以下部分：隔膜先卷阶段、负极先卷阶段、正极卷绕阶段和负极后卷阶段。

6.根据权利要求4所述的一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：计算段长包括，起始段、中间段和收尾段的计算；

7.根据权利要求1所述的一种电池卷芯极耳模切间距参数算法，其特征在于：将基准形态的算法与判别式的结果相结合，设极耳周期为1时，各个极片分区中的负极段长计算公式为：

技术研发人员：花宇,符周舟受保护的技术使用者：上海电气国轩新能源科技（南通）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/2/29