一种锂电池热复合Z字叠片装置及方法与流程

一种锂电池热复合z字叠片装置及方法
技术领域
1.本发明属于锂电池生产设备领域，特别涉及一种锂电池热复合z字叠片装置及方法。


背景技术：

2.公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
3.随着世界石油能源的日渐枯竭，新能源的需求越来越迫切，锂电池有高能量密度和电压、较长的循环时间，并已商业化且得到广泛使用。目前市面上z字叠片电池技术广泛应用，普遍的是电池极片先搬送至叠片台，然后隔膜在机构作用下完成z字变向，再搬送一片极片，往复完成整个电芯的叠片，这种叠片方法效率慢，隔膜始终处于浮动状态，容易引起隔膜褶皱，电芯中正、负极片易出现错位松动，影响电池性能；另一种是热复合叠片，即先把电极与隔膜进行热复合，分割成单元后再进行堆叠，同样的由于堆叠效率较慢，生产成本较高。


技术实现要素：

4.为了解决上述问题，本发明提供一种锂电池热复合z字叠片装置及方法，该热复合z字叠片方法生产效率高。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一个方面，提供了一种锂电池热复合z字叠片装置，包括：
7.第一正极极片裁切机构用于将第一正极极片放卷、裁切后，与第二正极极片交替输送至热复合机构；
8.第一隔膜输送机构用于将第一隔膜连续输送至热复合机构；
9.第一负极极片裁切机构用于将第一负极极片放卷、裁切后连续输送至热复合机构；
10.第二隔膜输送机构用于第一隔膜连续输送至热复合机构；
11.第二正极极片裁切机构用于将第二正极极片放卷、裁切后，与第一正极极片交替输送至热复合机构；
12.所述第一负极极片位于第一隔膜与第二隔膜之间，所述第一正极极片位于第一隔膜下方，所述第二正极极片位于第二隔膜的上方，在热复合机构上形成热复合单元；
13.叠片机构用于驱动所述热复合单元进行z字形折叠，形成z字叠芯。
14.在一些实施例中，所述第一正极极片裁切机构、第一隔膜输送机构、第一负极极片裁切机构、第二隔膜输送机构、第二正极极片裁切机构均配置过程纠偏机构，以保证物料沿直线运行，防止跑偏，保证产品的质量和生产效率。
15.在一些实施例中，所述第一正极极片裁切机构、第一负极极片裁切机构、第二正极
极片裁切机构均配置表面缺陷检测机构，所述第一隔膜输送机构、第二隔膜输送机构均配置除静电机构，以及时去除静电，使物料表面不易吸附尘埃、杂质等，提高表面的清洁度，从而提高产品表面质量。
16.在一些实施例中，所述第一正极极片裁切机构、第一隔膜输送机构、第一负极极片裁切机构、第二隔膜输送机构、第二正极极片裁切机构均配置缓存部件，以便于调整各物料的输送速度，提高运行效率。
17.在一些实施例中，所述叠片机构包括：沿物料传输方向依次设置的热复合单元缓存辊、叠片摆辊、叠片台；所述叠片台上设置有第一压针部件、第二压针部件和电芯裁切刀，所述热复合单元缓存辊、叠片摆辊之间设置有热复合单元裁切刀。通过叠片摆辊左右摆动拉动热复合单元体并在第一压针部件与第二压针部件来回交替作用下在叠片台上形成z字叠芯。
18.本发明的第二个方面，提供了一种锂电池热复合z字叠片方法，采用上述的装置进行叠片，包括：
19.将第一正极极片、第二正极极片交替输送至热复合机构；
20.将第一负极极片、第一隔膜与第二隔膜连续输送至热复合机构；
21.所述第一负极极片位于第一隔膜与第二隔膜之间，所述第一正极极片位于第一隔膜下方，所述第二正极极片位于第二隔膜的上方，在热复合机构上形成热复合单元；
22.将所述热复合单元进行z字形折叠，形成z字叠芯，即得。
23.本发明通过采用负极交叉送片，连续、热复合工艺保证隔膜精度，同时，可以多片同时叠片，效率翻倍。
24.在一些实施例中，所述第一负极极片与第一正极极片、第二正极极片在第一、第二隔膜间的相对位置为中心对称。以便于后续对形成的热复合单元体进行多片同时叠片，提升工作效率。
25.在一些实施例中，极片与隔膜形成四层或三层的热复合单元。
26.在一些实施例中，叠片摆辊左右摆动拉动第一隔膜、第二隔膜上的热复合单元在叠片台上形成多个z字叠芯，与之前的正、负极片排布方式相配合，既保证隔膜精度，又提升叠片效率。
27.在一些实施例中，组成多个z字叠芯的最后一个连续的热复合单元为三层单元，其余的均为四层单元。
28.在一些实施例中，所述热复合单元缓存辊可缓存多个热复合单元；
29.在一些实施例中，所述第一压针部件、第二压针部件不限于一个压针，可以是一对或多组压针；
30.在一些实施例中，所述叠片台上开有叠片真空吸附孔，用于吸附热复合单元；
31.在一些实施例中，所述电芯裁切刀为多把刀，裁断位位于相邻z叠叠芯之间的隔膜。
32.本发明的有益效果
33.(1)本发明应用热复合技术，提高走带速度，提升叠片效率，提升电池性能；
34.(2)本发明采用负极交叉送片，连续、热复合工艺保证隔膜精度，多片同时叠片，效率翻倍；
35.(3)本发明装置结构简单、实用性强，易于推广。
附图说明
36.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示例性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
37.图1为本发明锂电池热复合z字叠片装置的示意图；
38.图2为本发明热复合单元体的结构示意图；
39.图3为本发明叠芯的结构示意图；
40.其中，1第一正极极片裁切机构、11第一正极极片放卷部件、12第一正极极片缓存部件、13第一正极极片表面缺陷检测机构、14第一正极极片过程纠偏机构、15第一正极极片驱动部件、16第一正极极片裁断部件、17第一正极极片夹爪、2第一隔膜输送机构、21第一隔膜放卷部件、22第一隔膜除静电机构、23第一隔膜缓存部件、24第一隔膜过程纠偏机构、3第一负极极片裁切机构、31第一负极极片放卷部件、32第一负极极片缓存部件、33第一负极极片表面缺陷检测机构、34第一负极极片过程纠偏机构、35第一负极极片驱动部件、36第一负极极片裁断部件、37第一负极极片夹爪、4第二隔膜输送机构、41第二隔膜放卷部件、42第二隔膜除静电机构、43第二隔膜缓存部件、44第二隔膜过程纠偏机构、5第二正极极片裁切机构、51第二正极极片放卷部件、52第二正极极片缓存部件、53第二正极极片表面缺陷检测机构、54第二正极极片过程纠偏机构、55第二正极极片驱动部件、56第二正极极片裁断部件、57第二正极极片夹爪、6热复合机构、61送料辊、62热复合腔体、63热压辊、7叠片机构、71热复合单元缓存辊、72叠片摆辊、73第一压针部件、74第二压针部件、75叠片台、76叠片真空吸附孔、77热复合单元裁切刀、78电芯裁切刀、8单体电池、9热复合单元体、91第一隔膜、92第二隔膜、93第一正极极片、94第一负极极片、95第二正极极片、10叠芯。
具体实施方式
41.应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
42.下面结合具体的实施例，对本发明做进一步的详细说明，应该指出，所述具体实施例是对本发明的解释而不是限定。
43.实施例1
44.如图1所示，本发明提供一种锂电池热复合z字叠片方法，包括第一正极极片裁切机构1、第一隔膜输送机构2、第一负极极片裁切机构3、第二隔膜输送机构4、第二正极极片裁切机构5、热复合机构6、叠片机构7，所述第一正极极片裁切机构1包括第一正极极片放卷部件11、用于极片缓存的第一正极极片缓存部件12、用于缺陷检测的第一正极极片表面缺陷检测机构13、用于过程纠偏的第一正极极片过程纠偏机构14、用于极片驱动运输的第一正极极片驱动部件15、用于裁断极片的第一正极极片裁断部件16、用于极片夹持运输的第一正极极片夹爪17；所述第一隔膜输送机构2包括第一隔膜放卷部件21、用于静电消除的第一隔膜除静电机构22、用于隔膜缓存的第一隔膜缓存部件23、用于过程纠偏的第一隔膜过程纠偏机构24；所述第一负极极片裁切机构3包括第一负极极片放卷部件31、用于极片缓存
的第一负极极片缓存部件32、用于缺陷检测的第一负极极片表面缺陷检测机构33、用于过程纠偏的第一负极极片过程纠偏机构34、用于极片驱动运输的第一负极极片驱动部件35、用于裁断极片的第一负极极片裁断部件36、用于极片夹持运输的第一负极极片夹爪37；所述第二隔膜输送机构4包括第二隔膜放卷部件41、用于静电消除的第二隔膜除静电机构42、用于隔膜缓存的第二隔膜缓存部件43、用于过程纠偏的第二隔膜过程纠偏机构44；所述第二正极极片裁切机构5包括第二正极极片放卷部件51、用于极片缓存的第二正极极片缓存部件52、用于缺陷检测的第二正极极片表面缺陷检测机构53、用于过程纠偏的第二正极极片过程纠偏机构54、用于极片驱动运输的第二正极极片驱动部件55、用于裁断极片的第二正极极片裁断部件56、用于极片夹持运输的第二正极极片夹爪57；所述热复合机构6包括送料辊61、热复合腔体62、热压辊63；所述叠片机构7包括热复合单元缓存辊71、叠片摆辊72、第一压针部件73、第二压针部件74、叠片台75、叠片真空吸附孔76、热复合单元裁切刀77、电芯裁切刀78；
45.从图1中可以看出，所述热复合机构6适用于在工作过程中通过送料辊61牵引所述第一隔膜输送机构2和所述第二隔膜输送机构4上的隔膜，经过热复合腔体62、热压辊63的作用以使得所述第一负极极片放卷部件31、第一正极极片放卷部件11或第二正极极片放卷部件51释放的电极卷料经所述第一负极极片裁断部件36、第一正极极片裁断部件16或第二正极极片裁断部件56裁断形成第一负极极片93、第一正极极片92或第二正极极片94再通过第一负极极片夹爪37、第一正极极片夹爪17或第二正极极片夹爪57送入送料辊61中，通过热复合腔体62与热压辊63的作用使得极片与隔膜形成连续的热复合单元体9，其中热复合腔体62提供融化第一隔膜91、第二隔膜92表面涂覆胶质的热量，热压辊63上下辊间隙可调，提供热复合单元体9热压压力；所述叠片机构7适用于在工作过程中，叠片摆辊72左右摆动拉动热复合单元体9并在第一压针部件73与第二压针部件74来回交替作用下在叠片台75上形成z字叠芯，每次压针来回交替，叠片台75上的叠片真空吸附孔76吸附热复合单元，达到一定层数的z字叠芯后，所述热复合单元裁切刀77裁断热复合单元体9的第一隔膜91、第二隔膜92，最终形成的叠芯10在电芯裁切刀78裁断相邻第一负极极片之间的第一隔膜91、第二隔膜92的作用下形成单体电池8；
46.同时的，如图2所示，在一个叠片过程中，第一隔膜91、第二隔膜92、位于第一隔膜91与第二隔膜92之间的第一负极极片94连续走带，走带时，第一正极极片93先连续送几片(不限制于图片中数量)在第一隔膜91上，之后第二正极极片95在连续送几片(不限制于图片中数量)在第二隔膜92下，循环多次后，最后一次送片仅送第一隔膜91与第二隔膜92中间的第一负极极片，如此形成连续的热复合单元体9；
47.上述采用负极交叉送片形成的热复合单元体9，后续可以在叠片摆辊72左右摆动拉动下在第一压针部件73与第二压针部件74来回交替作用下在叠片台75上形成z字叠芯，如图3所示，从而实现多片同时叠片，效率翻倍。
48.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种锂电池热复合z字叠片装置，其特征在于，包括：第一正极极片裁切机构用于将第一正极极片放卷、裁切后，与第二正极极片交替输送至热复合机构；第一隔膜输送机构用于将第一隔膜连续输送至热复合机构；第一负极极片裁切机构用于将第一负极极片放卷、裁切后连续输送至热复合机构；第二隔膜输送机构用于第一隔膜连续输送至热复合机构；第二正极极片裁切机构用于将第二正极极片放卷、裁切后，与第一正极极片交替输送至热复合机构；所述第一负极极片位于第一隔膜与第二隔膜之间，所述第一正极极片位于第一隔膜下方，所述第二正极极片位于第二隔膜的上方，在热复合机构上形成热复合单元；叠片机构用于驱动所述热复合单元进行z字形折叠，形成z字叠芯。2.如权利要求1所述的锂电池热复合z字叠片装置，其特征在于，所述第一正极极片裁切机构、第一隔膜输送机构、第一负极极片裁切机构、第二隔膜输送机构、第二正极极片裁切机构均配置过程纠偏机构。3.如权利要求1所述的锂电池热复合z字叠片装置，其特征在于，所述第一正极极片裁切机构、第一负极极片裁切机构、第二正极极片裁切机构均配置表面缺陷检测机构，所述第一隔膜输送机构、第二隔膜输送机构均配置除静电机构。4.如权利要求1所述的锂电池热复合z字叠片装置，其特征在于，所述第一正极极片裁切机构、第一隔膜输送机构、第一负极极片裁切机构、第二隔膜输送机构、第二正极极片裁切机构均配置缓存部件。5.如权利要求1所述的锂电池热复合z字叠片装置，其特征在于，所述叠片机构包括：沿物料传输方向依次设置的热复合单元缓存辊、叠片摆辊、叠片台；所述叠片台上设置有第一压针部件、第二压针部件和电芯裁切刀，所述热复合单元缓存辊、叠片摆辊之间设置有热复合单元裁切刀。6.一种锂电池热复合z字叠片方法，其特征在于，采用权利要求1-5任一项所述的装置进行叠片，包括：将第一正极极片、第二正极极片交替输送至热复合机构；将第一负极极片、第一隔膜与第二隔膜连续输送至热复合机构；所述第一负极极片位于第一隔膜与第二隔膜之间，所述第一正极极片位于第一隔膜下方，所述第二正极极片位于第二隔膜的上方，在热复合机构上形成热复合单元；将所述热复合单元进行z字形折叠，形成z字叠芯，即得。7.如权利要求6所述的锂电池热复合z字叠片方法，其特征在于，所述第一负极极片与第一正极极片、第二正极极片在第一、第二隔膜间的相对位置为中心对称。8.如权利要求6所述的锂电池热复合z字叠片方法，其特征在于，极片与隔膜形成四层或三层的热复合单元。9.如权利要求4所述的锂电池热复合z字叠片方法，其特征在于，叠片摆辊左右摆动拉动第一隔膜、第二隔膜上的热复合单元在叠片台上形成多个z字叠芯。10.如权利要求4所述的锂电池热复合z字叠片方法，其特征在于，组成多个z字叠芯的最后一个连续的热复合单元为三层单元，其余的均为四层单元。

技术总结
本发明属于锂电池生产设备领域，提供了一种锂电池热复合Z字叠片装置及方法，包括第一正极极片裁切机构、第一隔膜输送机构、第一负极极片裁切机构、第二隔膜输送机构、第二正极极片裁切机构、热复合机构、叠片机构。所述第一负极极片持续不断送片入送料辊，第一正极极片与第二正极极片交替送片入送料辊，所述第一负极极片位于第一隔膜与第二隔膜之间，所述第一正极极片位于第一隔膜下方，所述第二正极极片位于第二隔膜的上方。本发明采用负极交叉送片，连续、热复合工艺保证隔膜精度，同时，可以多片同时叠片，效率翻倍。效率翻倍。效率翻倍。


技术研发人员：钱涛
受保护的技术使用者：安徽得壹能源科技有限公司
技术研发日：2023.07.31
技术公布日：2023/9/20