复合极片制备方法、复合极片和复合极片制备装置

技术领域

本发明涉及复合极片制备领域，具体而言，涉及一种复合极片制备方法、复合极片和复合极片制备装置。

背景技术

现有的复合极片大多采用热压方式复合极片和隔离膜，但热压过程容易导致隔离膜闭孔，降低隔离膜的透气性，影响隔离膜的性能。并且，由于热压压力的限制，隔离膜和极片的贴附性不好，容易导致隔离膜出现打皱的现象，降低电芯合格率。

发明内容

本发明的目的包括，例如，提供了一种复合极片制备方法、复合极片和复合极片制备装置，其能够提高极片和隔离膜的黏附效果，防止隔离膜打皱；并且有利于提高隔离膜的性能，提升电芯品质。

本发明的实施例可以这样实现：

第一方面，本发明提供一种复合极片制备方法，包括：

提供成型极耳后的极片；

提供隔离膜；

在所述隔离膜和/或所述极片上喷涂浆料；其中，所述浆料包括粘接剂；

在喷涂的所述浆料干燥前，复合所述极片和所述隔离膜，以使所述极片和所述隔离膜通过所述粘接剂粘合；

烘烤粘合后的所述极片和所述隔离膜，形成复合极片。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

对成型极耳后的极片进行牵引；

对牵引后的所述极片进行纠偏；

在纠偏后的所述极片朝向所述隔离膜的一侧表面喷涂所述浆料。

在可选的实施方式中，所述提供隔离膜的步骤包括：

放卷隔离膜；

对放卷后的所述隔离膜进行纠偏。

在可选的实施方式中，对放卷后的所述隔离膜进行纠偏后，在纠偏后的所述隔离膜朝向所述极片的一侧表面喷涂所述浆料。

在可选的实施方式中，所述复合所述极片和所述隔离膜，以使所述极片和所述隔离膜通过所述粘接剂粘合的步骤包括：

在喷涂的所述浆料干燥前，所述极片和所述隔离膜同时穿过两个胶辊之间形成的间隙，以使所述极片和所述隔离膜通过所述粘接剂粘合。

在可选的实施方式中，所述间隙的宽度等于所述极片的厚度和所述隔离膜的厚度之和。

在可选的实施方式中，所述烘烤粘合后的所述极片和所述隔离膜，形成复合极片的步骤包括：

将粘合后的所述极片和所述隔离膜送入红外烘箱中进行烘烤。

在可选的实施方式中，所述方法还包括：

对烘烤后的所述复合极片进行冷却。

第二方面，本发明提供一种复合极片，采用如前述实施方式中任一项所述的复合极片制备方法制成。

第三方面，本发明提供一种复合极片制备装置，包括：

极片输送组件，用于输送成型极耳后的极片；

隔离膜输送组件，用于输送隔离膜；

喷涂组件，用于在所述隔离膜和/或所述极片上喷涂浆料；其中，所述浆料包括粘接剂；

复合组件，用于在所述喷涂浆料干燥前，复合所述极片和所述隔离膜；

烘烤组件，用于烘烤粘合后的所述极片和所述隔离膜，以形成复合极片。

本发明实施例的有益效果包括，例如：

本发明实施例提供的复合极片制备方法，在极片上成型极耳后，在极片和隔离膜两者中的至少一者上喷涂含有粘接剂的浆料，在浆料干燥前将极片和隔离膜粘合在一起，再进行烘烤。浆料既能提升隔离膜的性能，又能提升极片和隔离膜的粘附效果，提升复合极片的质量，从而提升包含该复合极片的电芯的质量。并且，该制备方法中，没有采用热压的方式，不会造成隔离膜的闭孔问题，有利于提升隔离膜的性能。

本发明实施例提供的复合极片，采用上述的复合极片制备方法制成。由于避免了隔离膜出现闭孔的问题，有利于提升隔离膜透气性，从而提升电芯品质。此外，浆料能进一步提升隔离膜的性能，且粘接剂能提升极片和隔离膜的粘附效果，提升复合极片的质量。此外，预先将极片和隔离膜复合，有利于提升后续的叠片效率和卷绕效率，进而提升电芯生产效率。

本发明实施例提供的复合极片制备装置，包括极片输送机构、隔离膜输送机构、喷涂机构、复合机构和烘烤机构。该复合极片制备装置制备的复合极片，极片和隔离膜的黏附效果更好，粘合结构更加可靠，防止隔离膜出现打皱等现象，同时有利于提高后续的叠片效率和卷绕效率，进而有利于提升电芯的生产效率和电芯品质。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的复合极片制备方法的步骤框图；

图2为本发明实施例提供的复合极片制备方法的工艺过程的示意图。

图标：100-复合极片制备装置；1-极片；2-隔离膜；3-复合极片；10-极片输送组件；110-极片放卷机构；120-接带平台；130-第一张力调节机构；140-第一纠偏机构；150-模切机构；160-第一牵引机构；170-第二纠偏机构；20-隔离膜输送组件；210-隔离膜放卷机构；220-隔离膜纠偏机构；30-喷涂组件；40-复合组件；50-烘烤组件；510-红外灯管；610-冷却组件；620-第二牵引机构；630-第二张力调节机构；70-收卷机构。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

第一实施例

请参考图1和图2，本实施例提供了一种复合极片制备方法，主要包括以下步骤：

步骤S100：提供成型极耳后的极片1；

步骤S200：提供隔离膜2；

步骤S300：在隔离膜2和/或极片1上喷涂浆料；其中，浆料包括粘接剂；

步骤S400：在喷涂的浆料干燥前，复合极片3和隔离膜2，以使极片1和隔离膜2通过粘接剂粘合；

步骤S500：烘烤粘合后的极片1和隔离膜2，形成复合极片3。

在极片1上成型极耳后，在极片1和隔离膜2两者中的至少一者上喷涂含有粘接剂的浆料，在浆料干燥前将极片1和隔离膜2粘合在一起，再进行烘烤。浆料既能提升隔离膜2的性能，又能提升极片1和隔离膜2的粘附效果，提升复合极片3的质量，从而提升包含该复合极片3的电芯的质量。并且，该制备方法中，没有采用热压的方式，不存在加压过程，不会造成隔离膜2的闭孔问题，有利于提升隔离膜2的透气性能，从而降低后续电芯产品的内阻，提升电芯产品的品质。

步骤S100中，采用极片输送组件10对极片1进行放卷、输送，极片1到达模切机构150处，通过激光切割在极片1上成型出极耳，本实施例主要是针对极耳成型后的极片1与隔离膜2的复合工艺。

可以理解，本实施例中的极片1是以连续的状态进行送料的，整个复合工艺中极片1和隔离膜2均为连续状态输送。

对成型极耳后的极片1进行牵引。可采用牵引辊或其它牵引机构对极片1进行牵引，保持极片1具有稳定的向前方移动的动力，以及对极片1的移动起到导向作用。

对牵引后的极片1进行纠偏。容易理解，极片1移动过程中容易出现错位和偏差，需要对极片1进行纠偏，以确保极片1的移动精度，有利于实现极片1和后续的隔离膜2对齐。

步骤S300中，在纠偏后的极片1朝向隔离膜2的一侧表面喷涂浆料。可选的，在极片1的表面喷涂或涂覆浆料，这里极片1的喷涂表面是指极片1用于与隔离膜2复合的一侧表面。根据实际隔离膜2的复合位置，该喷涂表面可以是极片1的上表面或下表面。浆料可以是水性或油性的陶瓷浆料，浆料的涂层厚度约为1微米至5微米。陶瓷浆料可以增强隔离膜2的性能，浆料中包含有粘接剂，粘接剂可实现极片1和隔离膜2的粘合，提高极片1和隔离膜2的粘附效果，防止隔离膜2出现打皱等问题。

可以理解，若极片1和隔离膜2的黏附效果不佳，在后续的叠片或卷绕过程中容易出现分层，且锂离子电池在后续充放电过程中，正负极极片1厚度会产生变化，极易导致电芯内部隔离膜2打皱，产生电芯坏品问题。而本实施例中，在浆料中添加粘接剂，可提高极片1和隔离膜2的粘附效果，防止出现隔离膜2打皱和电芯坏品的问题。

需要说明的是，上述采用的牵引机构、纠偏机构和喷涂机构等均可采用现有的成熟设备，只要能分别实现牵引、过程纠偏和浆料喷涂即可。

步骤S200中，放卷隔离膜2；对放卷后的隔离膜2进行纠偏。隔离膜2以卷材方式来料，以连续的状态输出，隔离膜2在输送过程中也会对隔离膜2进行过程纠偏，提高隔离膜2的输出精度。隔离膜2与极片1的粘合是在极片1上涂覆浆料以后，且浆料未干燥之前进行的。容易理解，浆料未干燥之前，粘接剂的粘合效果更好，可以提高极片1和隔离膜2的结合力。

本实施例中，将在极片1上喷涂浆料的步骤放在极片1纠偏过程之后，一来可以确保极片1和隔离膜2的复合精度，即纠偏后极片1和隔离膜2的对齐度更高。二来可以在喷涂浆料后，立即实现极片1和隔离膜2的复合，确保复合步骤在浆料干燥前，即在浆料处于未干燥的状态下进行，这样有利于粘接剂充分发挥粘合效果，进而提高极片1和隔离膜2的结合力，提升复合极片3的质量。

需要说明的是，步骤S300中，该实施例中是以浆料喷涂在极片1上进行说明的。在其它一些实施方式中，也可以将浆料喷涂在隔离膜2上。可选的，对放卷后的隔离膜2进行纠偏后，在纠偏后的隔离膜2朝向极片1的一侧表面喷涂浆料。喷涂浆料后的隔离膜2在浆料未干燥前与极片1进行粘合。这与本实施例中的工艺具有相似的技术效果。

或者，在一些实施方式中，在对极片1和隔离膜2分别纠偏后，分别在极片1和隔离膜2上喷涂浆料，在浆料未干燥前，实现极片1和隔离膜2的粘合，提高极片1和隔离膜2的粘合效果。

步骤S400中，在喷涂的浆料干燥前，极片1和隔离膜2同时穿过两个胶辊之间形成的间隙，以使极片1和隔离膜2通过粘接剂粘合。可选的，间隙的宽度等于极片1的厚度和隔离膜2的厚度之和。本实施例中，采用两个胶辊使极片1和隔离膜2粘附在一起。两个胶辊之间的间隙大约为极片1和隔离膜2的厚度之和，由于隔离膜2和极片1之间还有一层浆料，在极片1和隔离膜2同时通过两个胶辊之间的间隙时，两个胶辊会对极片1和隔离膜2施加一定的贴附力，使极片1和隔离膜2可靠地粘合在一起。可以理解，两个胶辊之间间隙的宽度决定了对极片1和隔离膜2施加贴附力的大小。由于极片1和隔离膜2之间有浆料，浆料中包含粘接剂，因此该贴附力只需将极片1和隔离膜2贴附接触在一起即可。该贴附力相比于现有的热压复合中的压力更小，因此也不会出现隔离膜2闭孔的问题。且无需加热，工艺更简单。

步骤S500中，将经过胶辊粘合后的极片1和隔离膜2送入红外烘箱中进行烘烤。本实施例中，采用红外烘箱，红外烘箱内设有红外灯管510，采用红外灯管510对复合极片3进行加热烘烤，固化浆料，使极片1和隔离膜2粘合为一个稳定可靠的整体。烘烤温度约为100℃至140℃。红外烘箱具有加热效率高、升温快，可快速将极片1表面升温至140℃，烘箱整体体积小，占地面积小。当然，在一些实施方式中，也可采用电加热箱或烤炉等对复合极片3进行烘烤，这里不作具体限定。

可选的，对烘烤后的复合极片3进行冷却。可通过水冷或风冷等方式冷却复合极片3，使得复合极片3降温至45℃以下，最后对冷却后的复合极片3进行牵引以及张力调节，完成复合极片3的收卷。

本实施例提供的复合极片制备方法，其实际过程如下：

对初始极片1进行放卷，放卷后的极片1经过接带平台120继续向前输送至模切机构150处，从接带平台120至模切机构150的输送过程中对极片1进行张力调节和过程纠偏。在模切机构150处采用激光切割在极片1上形成极耳。

形成极耳后的极片1继续向前输送至两个胶辊处，从模切机构150输送至胶辊的过程中，再次对极片1进行张力调节和过程纠偏，并且在过程纠偏后在极片1表面喷涂带有粘接剂的陶瓷浆料。与此同时，隔离膜2放卷后向胶辊处输送，隔离膜2输送过程中对隔离膜2进行过程纠偏。隔离膜2纠偏后且浆料未干燥前，隔离膜2和涂有浆料的极片1同时进入两个胶辊之间，实现极片1和隔离膜2的粘合。粘合后极片1、隔离膜2和浆料形成的整体一并进入红外烘箱中烘烤，烘烤完成后形成复合极片3，复合极片3输出烘箱后，经冷却、牵引和张力调节后进行收卷。收卷后的复合极片3可直接用于叠片或卷绕形成电芯。

由于该方法制备的复合极片3已经提前完成了极片1和隔离膜2的复合工作，若后续将该复合极片3采用卷绕工艺成型电芯，则卷绕机相比于传统技术减少了隔离膜的放卷和纠偏机构，卷绕机的结构更加简单，体积更小，占地面积更小。并且卷绕中只需对齐复合后的两种材料，减少了张力调节机构以及纠偏机构的使用数量，卷绕机的速度可以至少提升一倍，达到约5m/s的卷绕速度，大大提升电芯生产效率。

若将该复合极片3采用叠片工艺形成电芯，则叠片机相比于传统设备也可相应简化张力调节机构以及纠偏机构，叠片机的结构更加简单、紧凑，大大提升叠片速度。

本发明实施例还提供一种复合极片3，采用如前述实施方式中任一项的复合极片制备方法制成。该复合极片3没有采用加热加压的热复合工艺，不会造成隔离膜2的闭孔现象，隔离膜2透气性能更好，使得后续的电芯成品内阻更低。并且隔离膜2和极片1的黏附效果更好，隔离膜2不易出现褶皱，提高电芯的成品的品质。

第二实施例

本发明实施例提供一种复合极片制备装置100，包括极片输送组件10、隔离膜输送组件20、喷涂组件30、复合组件40和烘烤组件50。极片输送组件10用于输送成型极耳后的极片1；隔离膜输送组件20用于输送隔离膜2；喷涂组件30用于在隔离膜2和/或极片1上喷涂浆料；其中，浆料包括粘接剂；复合组件40用于在喷涂浆料干燥前，复合极片3和隔离膜2；烘烤组件50用于烘烤粘合后的极片1和隔离膜2，以形成复合极片3。

可选地，极片输送组件10包括依次设置的极片放卷机构110、接带平台120、第一张力调节机构130、第一纠偏机构140、模切机构150、第一牵引机构160和第二纠偏机构170。极片放卷机构110用于将卷材极片1进行放卷，接带平台120用于承接放卷后的极片1，并提供极片1向前输送的动力。第一张力调节机构130用于调节极片1输送过程中的张力。第一纠偏机构140用于对输送过程中的极片1进行纠偏校正。模切机构150用于在极片1上模切形成极耳。第一牵引机构160和第二纠偏机构170分别对成型极耳后的极片1进行牵引和过程纠偏。

隔离膜输送组件20包括隔离膜放卷机构210和隔离膜纠偏机构220，隔离膜放卷机构210对卷材形式的隔离膜2进行放卷，隔离膜纠偏机构220用于对放卷后的隔离膜2进行纠偏。隔离膜2和极片1粘合前，分别对隔离膜2和极片1进行纠偏，两个纠偏装置可协同作业，以提高隔离膜2和极片1的对齐精度，从而提高复合极片3的质量以及后续电芯成品的品质。

喷涂组件30采用现有的喷涂机构，比如采用旋转喷涂的方式进行喷涂浆料。喷涂组件30用于在极片1表面上喷涂带有粘接剂的水性或油性陶瓷浆料，以提高隔离膜2的性能以及提升极片1和隔离膜2的粘接稳定性。或者，喷涂机构用于在隔离膜2表面喷涂带有粘接剂的水性或油性陶瓷浆料。或者，喷涂机构用于分别在极片1表面和隔离膜2表面喷涂带有粘接剂的水性或油性陶瓷浆料。

复合组件40采用两个胶辊。两个胶辊具有间隙，间隙可供极片1和隔离膜2同时穿过，且使极片1和隔离膜2粘附在一起。可选地，两个胶辊之间的间隙可调，以适应不同型号规格(不同厚度)的极片1和隔离膜2通过，提高设备使用的灵活性。应当理解，在粘合极片1和隔离膜2的过程中，该间隙固定不变，以保证复合极片3各处粘接的均匀性。

可以理解，胶辊采用圆柱辊。两个胶辊平行间隔设置，两个胶辊之间形成的间隙用于供极片1和隔离膜2同时穿过。两个胶辊中至少一个连接有调节件，调节件用于带动其中一个胶辊朝靠近或远离另一个胶辊的方向移动，以实现两个胶辊之间间隙宽度的调节。这样可以实现不同厚度材料的复合，灵活性高，使用场景更广泛。可选的，调节件可以采用但不限于调节螺栓。

烘烤组件50采用红外烘箱，红外烘箱内设有红外灯管510，采用红外灯管510对复合极片3进行加热烘烤，烘箱整体体积小，占地面积小，使得整体装置的结构更加紧凑。

可选地，该复合极片制备装置100还包括冷却组件610、第二牵引机构620、第二张力调节机构630和收卷机构70。冷却组件610包括但不限于水冷设备和风冷设备中的至少一种。本实施例中，冷却组件610采用水冷辊，邻近红外烘箱的出口设置，可对复合极片3进行快速冷却。第二牵引机构620采用牵引辊，水冷辊和牵引辊分设于复合极片3的两侧，水冷辊和牵引辊之间具有供复合极片3穿过的间隙。这样设置结构更加紧凑，水冷辊和牵引辊共同作用，既对复合极片3具有牵引作用，又具有冷却效果。第二张力调节机构630设于水冷辊和收卷机构70之间，用于对冷却后的复合极片3进行张力调节，以便于后续的收卷动作。收卷机构70主要用于将制备好的复合极片3收纳成卷。当然，在一些实施方式中，冷却组件610和第二牵引机构620也可以分开单独设置，这里不作具体限定。

该复合极片制备装置100，在制备复合极片3过程中，通过陶瓷浆料内的粘接剂的作用将隔离膜2和极片1覆合在一起，中间不存在加压的过程，并不会导致隔离膜2闭孔，因而有利于提高隔离膜2性能以及电芯性能。并且有利于简化后续的叠片机或卷绕机的结构，提高电芯生产效率。

本实施例中未提及的其它部分内容，与第一实施例中描述的内容相似，这里不再赘述。

综上所述，本发明实施例提供的复合极片制备方法、复合极片3和复合极片制备装置100，具有以下几个方面的有益效果：

本发明实施例提供的复合极片制备方法，在极片1上成型极耳后，在极片1和隔离膜2两者中的至少一者上喷涂含有粘接剂的浆料，在浆料干燥前将极片1和隔离膜2粘合在一起，再进行烘烤。浆料既能提升隔离膜2的性能，又能提升极片1和隔离膜2的粘附效果，提升复合极片3的质量，防止隔离膜2出现褶皱，从而提升包含该复合极片3的电芯的质量。并且，该制备方法中，没有采用热压的方式，不存在加压过程，不会造成隔离膜2的闭孔问题，有利于提升隔离膜2的性能，进而提高电芯成品的性能和品质。此外，由于极片1和隔离膜2提前复合为复合极片3，有利于提升后续的卷绕或叠片速度，提高电芯生产效率。

本发明实施例提供的复合极片3，采用上述的复合极片制备方法制成。由于避免了隔离膜2出现闭孔的问题，有利于提升隔离膜2透气性，从而提升电芯品质。此外，浆料能进一步提升隔离膜2的性能，且粘接剂能提升极片1和隔离膜2的粘附效果，提升复合极片3的质量。此外，预先将极片1和隔离膜2复合，有利于提升后续的叠片效率或卷绕效率，进而提升电芯生产效率。

本发明实施例提供的复合极片制备装置100，包括极片输送组件10、隔离膜输送组件20、喷涂组件30、复合组件40和烘烤组件50。极片输送组件10用于输送成型极耳后的极片1；隔离膜输送组件20用于输送隔离膜2；喷涂组件30用于在隔离膜2和/或极片1上喷涂浆料；其中，浆料包括粘接剂；复合组件40用于在喷涂浆料干燥前，复合极片3和隔离膜2；烘烤组件50用于烘烤粘合后的极片1和隔离膜2，以形成复合极片3。该复合极片制备装置100制备的复合极片3，极片1和隔离膜2的黏附效果更好，粘合结构更加可靠，防止隔离膜2出现打皱等现象，同时有利于提高后续的叠片效率和卷绕效率，进而有利于提升电芯的生产效率和电芯品质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。