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捏折机构、制电芯装置、制电芯方法、叠片料带及电芯

文献发布时间:2024-04-18 20:01:55


捏折机构、制电芯装置、制电芯方法、叠片料带及电芯

技术领域

本申请涉电池制造技术领域,特别是涉及捏折机构、制电芯装置、制电芯方法、叠片料带及电芯。

背景技术

锂离子电池电芯主要有卷绕和叠片两种结构。叠片电芯是将正极片、负极片及隔膜依次叠码得到裸电芯,而后经过压合、封装等操作得到完整的电池。目前,叠片电芯多采用“Z”型叠片方式进行裸电芯的制备,在叠片时,相邻两个极片之间的隔膜发生折叠形成折角位置,但是不同位置的隔膜所形成折角位置无法统一,导致叠片电芯的极片与极片之间的对齐精度偏差较大,影响电芯质量。

发明内容

基于此,有必要针对电池叠片精度不高,影响电芯质量的问题,提供一种捏折机构、制电芯装置、制电芯方法、叠片料带及电芯。

第一方面,本申请实施例提供了一种捏折机构,包括:

至少一个捏折组件,布置于料带的输送路径上,各所述捏折组件用于对位于所述输送路径的料带执行捏折操作,所述捏折操作包括在料带上形成沿料带的厚度方向拱起的拱起部,并捏合所述拱起部,以在料带上形成捏合部。

在一些实施例中,所述捏折组件包括拱带件和捏合件,所述捏合件形成有捏合空间;

所述拱带件用于使位于所述输送路径的料带进入所述捏合空间,并形成所述拱起部,所述捏合件用于捏合位于所述捏合空间的所述拱起部,以形成所述捏合部。

在一些实施例中,所述拱带件可移动地设置,且在移动过程中可使得位于所述输送路径的料带进入所述捏合空间以形成所述拱起部;

所述捏合件包括间隔设置的两个捏合子件,所述两个捏合子件之间形成所述捏合空间,所述两个捏合子件能够相对移动,且在移动过程中能够调整所述捏合空间的大小,以捏合位于所述捏合空间的所述拱起部。

在一些实施例中,所述拱带件包括拱带压杆,所述拱带压杆可移动地设置,且在移动过程中可推动位于所述输送路径的料带进入所述捏合空间以形成所述拱起部。

在一些实施例中,所述捏折组件包括加热件,所述加热件设置于所述捏折组件,并用于在所述捏折组件执行所述捏合操作的过程中加热所述捏折组件。。

在一些实施例中,全部所述捏折组件用于在料带上形成沿所述料带的延伸方向间隔布置的多个所述捏合部,且每相邻两个所述捏合部的拱起方向相反。

在一些实施例中,所述至少一个捏折组件包括沿所述输送路径间隔布置的第一捏折组件和第二捏折组件,两者在所述料带上形成的所述捏合部的拱起方向相反。

在一些实施例中,所述捏折机构还包括检测件,所述检测件用于获取位于所述输送路径的料带的特征信息,并根据所述特征信息对料带的待捏折区域进行定位,所述捏折组件用于对定位到的待捏折区域执行所述捏折操作。

第二方面,本申请实施例提供了一种制电芯装置,制电芯装置能够利用复合料带制备电芯,所述复合料带包括隔膜料带以及沿所述隔膜料带的延伸方向间隔布置的多个极片组,所述制电芯装置包括叠片平台和上述实施例所述的捏折机构;所述叠片平台位于所述捏折机构的下游;

所述捏折机构用于对所述复合料带执行捏合操作,以在所述复合料带位于相邻两个所述极片组之间的区域形成所述捏合部以输出叠片料带,且所述叠片料带中各相邻两个所述捏合部的拱起方向相反;

所述制电芯装置能够使所述叠片料带依次在各所述捏合部处折叠,并在所述叠片平台上折叠形成电芯。

在一些实施例中,所述制电芯装置还包括送料机构和热复合机构,所述送料机构用于向所述热复合机构输送隔膜料带和多组极片;

所述热复合机构用于热复合所述隔膜料带与各组所述极片,以输出所述复合料带。

在一些实施例中,所述制电芯装置还包括切刀机构,所述切刀机构位于所述捏折机构的下游,且布置在所述叠片平台的上游;

所述切刀机构包括用于切断所述叠片料带的切刀部。

在一些实施例中,所述切刀机构还包括热封部,所述热封部用于热封所述叠片料带被所述切刀部切断的的切断端。

第三方面,本申请实施例提供了一种制电芯方法,包括:

提供复合料带,所述复合料带包括隔膜料带以及沿所述隔膜料带的延伸方向间隔布置的多个极片组;

对所述复合料带执行捏合操作,以在所述复合料带位于相邻两个所述极片组之间的区域形成捏合部以输出叠片料带,且所述叠片料带中每相邻两个所述捏合部的拱起方向相反;

将所述叠片料带依次在各所述捏合部处折叠,以得到多个所述极片组相层叠设置的电芯。

在一些实施例中,提供复合料带的步骤,包括:

提供隔膜料带及沿所述隔膜料带的延伸方向间隔布置的多组极片;

将各组极片热复合在所述隔膜料带上,得到所述复合料带。

在一些实施例中,将所述叠片料带依次在各所述捏合部处折叠,以得到多个所述极片组相层叠设置的电芯之后,包括:

切断未折叠的叠片料带与电芯的连接;

热封所述未折叠的叠片料带的切断端。

第四方面,本申请实施例提供了一种叠片料带,包括隔膜料带及沿所述隔膜料带的延伸方向间隔设置的多个极片组,各所述极片组的极片与所述隔膜料带层叠设置;

所述叠片料带位于相邻两个所述极片组之间的区域沿所述叠片料带的厚度方向拱起并被捏合,以形成沿多个沿所述叠片料带的延伸方向间隔设置的捏合部,相邻所述捏合部的拱起方向相反。

在一些实施例中,所述隔膜料带包括两层,所述极片组包括第一极片和第二极片,所述第二极片布置于两层所述隔膜料带之间,所述第一极片布置于所述叠片料带的外侧层,相邻所述极片组的所述第一极片位于所述叠片料带的相反两侧;位于相邻两个所述极片组之间的全部所述隔膜料带拱起并捏合,以形成所述捏合部。

在一些实施例中,形成所述捏合部的所述隔膜料带之间相粘连。

第五方面,本申请实施例提供了一种电芯,其特征在于,所述电芯由如上述所述的叠片料带依次在各所述捏合部处折叠形成。

上述捏折机构、制电芯装置、制电芯方法、叠片料带及电芯,在生产电芯时,可利用捏折机构中的各捏折组件对叠片料带的折角位置捏折出捏合部,在叠片时,可以依次在叠片料带的各个捏合部折叠,利用捏合部精确定位叠片料带的折角位置,有助于提高叠片料带的叠片精度,提高电芯品质。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:

图1为本申请一些实施例的捏折机构的结构示意图。

图2为本申请一些实施例的被捏折后的料带的结构示意图。

图3为本申请一些实施例的捏折组件的捏折过程示意图。

图4为本申请一些实施例的制电芯装置的系统示意图。

图5为本申请一些实施例的复合料带的结构示意图。

图6为本申请另一些实施例的复合料带的结构示意图。

图7为本申请一些实施例叠片料带的结构示意图。

图8为本申请一些实施例的制电芯方法的流程示意图。

图9为本申请另一些实施例的制电芯方法的流程示意图。

具体实施方式中的附图标号如下:

1000、制电芯装置;100、捏折机构;10、捏折组件;10A、第一捏折组件;10B、第二捏折组件;11、拱带件;12、捏合件;N、捏合空间;12c、捏合子件;20、加热件;30、检测件;200、切刀机构;201、切刀部;202、热封部;300、送料机构;301、输送辊;400、叠片平台;500、热复合机构;501、压辊;1、复合料带;2、叠片料带;g、拱起部;G、捏合部;1A、极片组;A1、第一极片;A2、第二极片;1B、隔膜料带;L、料带。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。

此外,若有出现,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中,若有出现,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是,若有出现,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。

叠片式锂电池制备通常采取类“Z”字形叠片。在叠片时,相邻叠片单元之间的拐角部位称之为折角位置。目前折角位置通常是在叠片过程中产生,叠片中容易出现各层叠片单元的折角位置不一致,叠片精度不高,影响电池品质。因此有必要提高各叠片单元之间的折角位置的一致性,提高叠片精度和电池品质。基于此,本申请实施例提供了捏折机构,其可以在叠片操作之前,在待折叠物料上捏折出折角位置,精确定位各折角位置,在叠片时以各折角位置为中心折叠物料待折叠物料,可提高叠片精度和电池品质。

本申请实施例提出的捏折机构,可以但不限于应用在电池叠片,其可以应用于其他需要进行类“Z”字形折叠的产品。当捏折机构应用于电池叠片,电池叠片中被捏折机构所捏折的对象根据叠片的具体构造而有所不同。在一些示例中,电池叠片由负极片、隔膜料带、正极片和隔膜料带四层物料层叠后按照类“Z”字形折叠而成时,捏折机构可以在该四层物料结构的延伸方向上同时对该四层物料进行捏折,得到多个依次间隔的捏合部,捏合部所在位置即为折叠位置。

首先对本申请实施例第一方面提供的捏折机构进行介绍。

请参照图1,本申请实施例提供的捏折机构100包括至少一个捏折组件10,布置于料带L的输送路径上,各捏折组件10用于对位于输送路径的料带L执行捏折操作,捏折操作包括在料带L上形成沿料带L的厚度方向拱起的拱起部g,并捏合拱起部g,以在料带L上形成捏合部G。

捏折组件10布置在料带L的输送路径上,其捏折组件10能够对途径自身的料带L执行捏折操作。料带L的输送路径可以是直线路径、曲线路径、折线路径等。在图1所示实施例中,输送路径是直线路径。料带L不限于上文中提及的用于制备电池叠片的料带L。

通常地,捏折组件10具有捏折工位,捏折工位位于输送路径上,料带L在走带过程中途径捏折工位。捏折组件10可以对位于其捏折工位的料带L执行捏折操作。

捏折操作包括使料带L沿其厚度方向拱起以在料带L上形成拱起部g、和捏合拱起部g两个步骤,该两个步骤可先执行使料带L拱起形成拱起部g,而后执行捏合拱起部g,也可以两个步骤同时进行。如图2所示,料带L上形成的捏合部G朝料带L厚度方向凸出设置。

可以理解地,拱起部g包括依次弯折连接的多个部分,该多个部分可以呈V字形、W字形、U字形等形状连接。捏折组件10捏合拱起部g,是指将该多个部分压合在一起,例如将呈V字形、W字形、U字形等形状的拱起部g压合形成I字形结构。拱起部g被捏合得到捏合部G。在叠片过程中,以该捏合部G为中心弯折料带L。其中,捏合拱起部g的方向通常是与拱起部g的拱起方向相交的方向。

在实际应用时,可以在用于生产电池叠片的料带L上,利用捏折机构100中的各捏折组件10对料带L的折角位置捏折出捏合部G。如此,料带L在折叠时,可以依次在料带L的各个捏合部G折叠,利用捏合部G精确定位料带L的折角位置,可提高料带L的叠片精度,提高产品品质。

在一些实施例中,请参照图1,捏折组件10包括拱带件11和捏合件12,捏合件12形成有捏合空间N。拱带件11用于使位于输送路径的料带L进入捏合空间N,并形成拱起部g,捏合部用于捏合位于捏合空间N的拱起部g,以形成捏合部G。

拱带件11可直接接触料带L或者不接触料带L而使得料带L拱起,并将拱起的料带L送入捏合空间N内。例如,拱带件11包括负压吸附件,负压吸附件可负压吸附料带L而拉动料带L拱起。又例如,拱带件11包括正压吹气件,正压吹气件可吹出正压气体推动料带L拱起。需要说明地,在本申请实施例中,拱带件11可以通过拉动或者推动等方式拱起料带L。料带L在拱起到位时即可位于捏合空间N内,并形成拱起部g。

捏合件12可折叠位于捏合空间N的料带L。可理解地,捏合件12的捏合空间N大小是可变的。示例地,捏合件12包括一端铰接另一端分离的两个压板,两个压板相对其铰接端转动时,可改变位于两者之间的捏合空间N的大小,以捏合拱起部g。又示例地,捏合件12包括两个气囊件,两个气囊件间隔形成捏合空间N,可通过改变冲入气囊件内的气体含量改变捏合空间N的大小,以捏折拱起部g。

在实际作用时,可以是拱带件11先使得料带L向捏合空间N内拱起并形成拱起部g后,捏合件12再将捏合空间N内的料带L捏合在一起。也可以是,拱带件11与捏合件12同步动作以在行程拱起部g的过程中对拱起部g进行捏合。

此时,通过拱带件11和捏合件12两者配合实现料带L的捏折,结构简单,易于实现。

在一些实施例中,参照图3,拱带件11可移动地设置,且在移动过程中可使得位于输送路径的料带L进入捏合空间N以形成拱起部g。

在一示例中,拱带件11布置在捏合空间N背离料带L的一侧,拱带件11上可设置夹爪或者吸附结构来拾取料带L,拱带件11在移动过程中拉动料带L进入捏合空间N。

此时,移动的拱带件11能够可靠地使得料带L拱起。

在一些实施例中,参照图3,拱带件11包括拱带压杆,拱带压杆可移动地设置,且在移动过程中可推动位于输送路径的料带L进入捏合空间N以形成拱起部g。

具体地,拱带压杆相对捏合件12在料带L的厚度方向上可移动地设置。捏合件12的捏合空间N位于拱带压杆的移动路径上,拱带压杆在移动过程中可推动部分料带L进入捏合空间N内,已形成拱起部g。可理解地,拱带件11与捏合件12布置在输送路径的料带L厚度方向上的相反两侧。

此时,拱带件11结构简单,运动方式简单,易于实现。

在一些实施例中,继续参照图3,捏合件12包括间隔设置的两个捏合子件12c,两个捏合子件12c之间形成捏合空间N,两个捏合子件12c能够相对移动,且在移动过程中能够调整捏合空间N的大小,以捏合位于捏合空间N的拱起部g。

两个捏合子件12c的移动方向对应料带L的延伸方向,以沿料带L的延伸方向调整捏合空间N的大小,捏合位于捏合空间N内的拱起部g。具体地,两个捏合子件12c中可以一者固定,另一者移动。还可以地,两个捏合子件12c均可移动。

捏合子件12c可以包括至少一个捏合块,也可以包括多个捏合块。两个捏合子件12c在移动方向上相对布置。各捏折组件10还包括捏合驱动件,捏合驱动件与两个捏合子件12c中的至少一者连接,并驱动捏合子件12c移动。捏合驱动件可以是直线电机、伸缩气缸等。通常地,可以通过调节捏合子件12c之间的间隙大小来调节捏合件12对拱起部g的压合力度。

此时,捏合子件12c结构简单,运动方式简单,易于实现。

结合图3说明一些实施例中捏折组件10的捏折过程:在a状态下,料带L经过捏折组件10的捏折工位;在b状态下,捏折组件1的拱带件11推动料带L进入到捏合件12的捏合空间N内,并得到拱起部g;在c状态下,捏合件12中两个捏合子件12c相互靠近,且拱带件11退出捏合空间N;在d状态下,两个捏合子件12c夹紧捏合空间N内的料拱起部g,以在料带L上形成捏合部G。

在一些实施例中,捏折组件10包括加热件20,加热件20设置于捏折组件10,并用于在捏折组件10执行捏合操作的过程中加热捏折组件10。

加热件20可以是加热丝、加热板等,其具体类型不限定,只要能够加热发热即可。具体地,当捏折组件10包括捏合件12、拱带件11时,加热件20可以设置在捏合件12和/或拱带件11上。

在实际作用时,在拱带件11拱起料带L形成拱起部g的过程中,和/或,捏合件12捏合拱起部g的过程中,均可以利用加热件20对拱起部g予以加热,使得拱起部g各部分被捏合的更加牢固,捏合部G定型效果更好。

在一些实施例中,请参照图2,全部捏折组件10用于在料带L上形成沿料带L的延伸方向间隔布置的多个捏合部G,且每相邻两个捏合部G的拱起方向相反。

示例地,可以由一个捏折组件10在料带L上间隔形成拱起方向相反的至少两个捏合部G。例如捏折机构100包括翻转驱动件,翻转驱动件可在料带L的厚度方向上翻转捏折组件10,使得捏折组件10在两个捏折状态之间切换。在其中一个捏折状态时,捏折组件10可以将料带L从其厚度方向上的第一侧向第二侧拱起捏合部G,在另一捏折状态时,捏折组件10可以将料带L从其第二侧向第一侧拱起捏合部G。

在实际应用时,在进行Z形叠片时,各个捏合部G折叠的方向大致相向的,此时,每相邻的捏合部G的拱起方向相反,更加便于叠片。

在一些实施例中,请参照图1,至少一个捏折组件10包括沿输送路径间隔布置的第一捏折组件10A和第二捏折组件10B,两者在料带L上形成的捏合部G的拱起方向相反。

为了使得全部捏折组件10能够使得每相邻两个捏合部G的拱起方向相反,此时设置两组捏折组件10,其中一组捏折组件10使得捏合部G从料带L的第一侧向第二侧拱起,另一组捏折组件10使得捏合部G从料带L的第二侧向第一侧拱起。

此时,捏折机构100通过设计两组捏折组件10分别以不同的拱起方向拱起料带L,以使得各组捏折组件10在料带L上形成拱起方向相反的捏合部G,有助于简化捏折机构100的结构,降低成本,简化控制。

在一些实施例中,请参照图1,捏折机构100还包括检测件30,检测件30用于获取位于输送路径的料带L的特征信息,并根据特征信息对料带L的待捏折区域进行定位,捏折组件10用于对定位到的待捏折区域执行捏折操作。

检测件30可获取料带L的特征信息。例如,检测件30包括CCD相机,通过CCD相机获取料带L的图像信息作为特征信息,并根据图像信息定位料带L的待捏折区域。又例如,检测件30包括超声波测厚仪,通过超声波测厚仪获取料带L的厚度信息作为特征信息,并根据厚度信息定位料带L的待捏折区域,适应待捏折区域的厚度较大或者厚度较小的情况。

当检测件30所采取的特征信息包括料带L的其中之一待捏折区域,则说明料带L的另一待捏折区域正在途径捏折组件10,进而对途径捏折组件10的待捏折区域定位。此时,检测件30可控制料带L的走带,并控制捏折组件10对途径自身的待捏折区域执行捏折操作。

此时,通过检测件30控制捏折组件10启动捏折操作,捏折组件10在料带L上形成的捏合部G的位置一致性较好,有助于提高叠片精度和产品品质。

第二方面,请参照图4,本申请实施例还提供了一种制电芯装置1000。本申请实施例提供的制电芯装置1000,能够利用复合料带1制备电芯,复合料带1包括隔膜料带1B以及沿隔膜料带1B的延伸方向间隔布置的多个极片组1A。可理解地,各个极片组1A包括至少一个极片,且极片与隔膜料带1B在厚度方向上层叠设置。

作为一示例地(如图5所示),复合料带1包括一隔膜料带1B,且各极片组1A均包括一个极片,每相邻两个极片组1A之间的极片位于隔膜料带1B的相反两侧且其中一个极片为第一极片A1,另一极片为第二极片A2,第一极片A1与第二极片A2极性相反。作为另一示例地(如图6所示),复合料带1包括两层隔膜料带1B,各极片组1A包括第一极片A1和第二极片A2,第一极片A1位于复合料带1的外侧层,第二极片A2位于两层隔膜料带1B之间,每相邻两个极片组1A之间的第一极片A1位于全部隔膜料带1B的相反两侧。关于复合料带1的具体类型,本领域技术人员可以进行常规设置。

请参照图4,本申请实施例提供的制电芯装置1000包括叠片平台400和上述任一实施例所述的捏折机构100。叠片平台400位于捏折机构100的下游。捏折机构100用于对复合料带1执行捏合操作,以在复合料带1位于相邻两个极片组1A之间的区域形成捏合部G以输出叠片料带2,且叠片料带2中各相邻的两个捏合部G的拱起方向相反。制电芯装置1000能够使叠片料带2依次在各捏合部G处折叠,并在叠片平台400上折叠形成电芯。

可理解地,复合料带1中位于相邻极片组1A之间的区域(可以作为待捏折区域)为隔膜料带1B,在制备电芯时,捏折组件10对复合料带1上,位于各相邻两个极片组1A之间的隔膜料带1B执行捏折操作。具体可以地,不管隔膜料带1B的层数设置多少,各捏折组件10在执行捏折操作时同时对位于待捏折区域的全部层隔膜料带1B捏折,形成由至少一层隔膜料带1B拱起并捏合在一起的捏合部G。

为了使得叠片料带2中,各相邻两个捏合部G的拱起方向相反,可以利用上述实施例中记载的方式实现,例如通过第一捏折组件10A和第二捏折组件10B分别对各相邻的待捏折区域进行捏折,具体在此不赘述。

结合图4理解,在复合料带1的输送路径上,复合料带1先经过捏折机构100捏折出捏合部G,捏折机构100输出具有捏合部G的叠片料带2,而后制电芯装置1000将叠片料带2依次以各个捏合部G为中心弯折,进而使得叠片料带2在叠片平台400上发生Z形折叠,形成电芯。

其中,捏折机构100输出叠片料带2后,可以是叠片物料的重力作用下在各捏合部G处折叠,进而在叠片平台400上进行Z形折叠。还可以是,制电芯装置1000包括摆叠机构,摆叠机构位于捏折机构100的下游,摆叠机构用于对叠片料带2在各捏合部G弯折并横向来回摆动,以Z形折叠叠片料带2。具体可以地,摆叠机构包括摆叠机械手,摆叠机械手可夹持叠片料带2,并摆动叠片料带2于捏合部G处折叠。

上述制电芯装置1000,在实际应用时,其捏折机构100可对复合料带1上位于各相邻两个极片组1A之间的区域捏折出捏合部G,且使得每相邻两个捏合部G的拱起方向相反,得到叠片料带2,进而能够使得叠片物料在各捏合部G处折叠,实现叠片物料的Z形折叠,得到电芯。捏合部G的存在可使得折角位置的一致性较好,电芯的叠片精度和质量较高。

在一些实施例中,请参照图4,制电芯装置1000还包括送料机构300和热复合机构500,送料机构300用于向热复合机构500输送隔膜料带1B及多组极片。热复合机构500用于热复合隔膜料带1B与各组极片,以输出复合料带1。

复合料带1中极片组1A中各极片和隔膜料带1B层叠设置,且为了确保各极片与隔膜料带1B良好接触且保持位置关系,极片和各隔膜料带1B是复合在一起的。此时,制电芯装置1000可以将隔膜料带1B和多组极片进行复合,得到复合料带1。

具体地,送料机构300将未复合在一起的多组极片与隔膜料带1B输送到热复合机构500,而后热复合机构500将隔膜料带1B与各组极片予以热复合,与隔膜料带1B复合在一起的各组极片作为一极片组1A。送料机构300可以包括输送辊301,输送辊301将隔膜料带1B沿输送路径走带输送。送料机构300还可以包括放极片机械手,放极片机械手将极片组1A中各极片放置在隔膜料带1B上或者放置在输送辊301上。

热复合机构500用于热压极片组1A和隔膜料带1B,热复合机构500的具体构造本领域技术人员可以常规设置。作为示例地,热复合机构500包括形成有辊压间隙的至少一对压辊501,压辊501上可设置发热结构,使得压辊501能够将途径辊压间隙的极片和隔膜料带1B热复合在一起。在其他示例中,热复合机构500也可以包括热压板,通过热压板将极片组1A和隔膜料带1B热压复合在一起。

此时,制电芯装置1000还可以热复合极片和隔膜料带1B形成复合料带1,实现复合料带1的制备。

在一些实施例中,请参照图4,制电芯装置1000还包括切刀机构200,切刀机构200位于捏折机构100的下游,且布置在叠片平台400的上游。切刀机构200包括用于切断叠片料带2的切刀部201。

切刀部201包括至少一把切刀。切刀通常是可移动地,在移动时能够切断叠片料带2。当切刀部201包括两把切刀,该两个切刀可以相互靠近以剪段料带L。切刀还可以是激光切割刀、风刀等无需与叠片料带2接触的刀具。关于切刀部201的具体构造在此不作限定,本领域技术人员可灵活设置。

在实际应用时,捏折机构100连续输出叠片料带2,叠片料带2不断折叠,使得极片组1A逐层叠加。当制备出具有N个层叠设置的极片组1A的电芯后,切刀机构200将该电芯与相连接的未折叠的叠片料带2之间切断,使得电芯与叠片料带2分离,如此,制电芯装置1000可以连续制备出多个电芯,大大提高生产效率。

其中,被切刀部201切断的部位通常是位于相邻两个极片组1A之间的区域,被切端的区域处可被捏折形成捏合部G,也可以被拱起形成拱起部g,也可以即不形成拱起部g也不形成捏合部G。

在一些实施例中,请参照图4,切刀机构200包括热封部202,热封部202用于热封叠片料带2被切刀部201切断的切断端。

热封部202可以对叠片料带2的切断端热压以使得切断端的各层物料连接在一起,各层物料结合紧密,连接可靠,有助于维持叠片料带2的结构稳定。作为示例地,热封部202包括吹热风部和夹板,吹热风部用于向切断端吹送热风以热熔或者软化叠片料带2,夹板用于夹紧切断端以压合软化叠片料带2。关于热封部202的具体构造,本领域技术人员可进行常规设置。

此时,热封部202可以对叠片料带2的切断端进行热封,提高叠片料带2的切断端的结构稳定性。

第三方面,请参照图8,本申请实施例还提供了一种制电芯方法,包括:

S10、提供复合料带1,复合料带1包括隔膜料带1B以及沿隔膜料带1B的延伸方向间隔布置的多个极片组1A;

S20、对复合料带1执行捏折操作,以在复合料带1位于相邻两个极片组1A之间的区域形成捏合部G以输出叠片料带2,且叠片料带2中每相邻两个捏合部G的拱起方向相反;

S30、将叠片料带2依次在各捏合部G处折叠,以得到多个极片组1A相层叠设置的电芯。

关于复合料带1的说明请参见上文描述,在此不赘述。复合料带1中,各极片组1A的极片与隔膜料带1B复合在一起。

复合料带1的各极片组1A之间是间隔的,位于相邻极片组1A之间的区域称作留白区域,留白区域所在范围对应上文中提及的待捏折区域所在范围。在执行步骤S20时,可以对复合料带1上的全部留白区域进行捏折并形成捏合部G,还也可以对复合料带1上的部分留白区域捏折形成捏合部G,且部分留白区域不捏折。例如,当需要对叠片料带2进行切割时,切割的区域可以是位于相邻两个极片组1A之间的未被捏折的留白区域。

对复合料带1执行捏折操作后,得到各叠片料带2包含了沿其延伸方向间隔布置的多个捏合部G,相邻捏合部G之间的区域是极片组1A所在区域。

在步骤S20中,可以利用将复合料带1输送至制电芯装置1000的捏折机构100处,捏折机构100在复合料带1处捏折形成多个捏合部G,并经由捏折机构100输出具有多个捏合部G、且相邻捏合部G的拱起方向相反的叠片料带2。

在步骤S30叠片料带2中,由于叠片料带2中每相邻两个捏合部G的拱起方向相反,因此可以在各捏合部G处折叠叠片料带2,使得叠片料带2呈Z形折叠,得到极片组1A层叠设置的电芯。具体地,在捏折机构100输出叠片料带2后,叠片料带2可以在重力作用下在各捏合部G处折叠以Z形折叠形成电芯。还可以地,叠片料带2在制电芯装置1000的摆叠机构的作用下在各捏合部G处折叠以Z形折叠形成电芯。

上述制电芯方法,在复合料带1位于相邻极片组1A之间的区域捏折出捏合部G,得到具有多个捏合部G且相邻捏合部G的拱起方向相反的叠片料带2,在Z形折叠叠片料带2以得到电芯的过程中,电芯的折角位置较为一致,叠片精度较高,且电芯品质较好。

在一些实施例中,请参照图9,提供复合料带1的步骤S10,包括:

S11、提供隔膜料带1B及沿隔膜料带1B的延伸方向间隔布置的多组极片;

S12、将各组极片热复合在隔膜料带1B上,得到复合料带1。

在步骤S11中,隔膜料带1B和各组极片可以由送料机构300进行输送。例如,利用送料机构300的输送辊301引导隔膜料带1B走带,并利用送料机构300的放极片机械手将各组极片与隔膜料带1B层叠放置。

在步骤S12中,可以利用热复合机构500将隔膜料带1B和各组极片进行热复合。具体示例地,热复合机构500包括位于输送辊301下游的压辊501,两个压辊501间隔形成辊压间隙,隔膜料带1B可经过辊压间隙。当隔膜料带1B和各组极片经过辊压间隙,可被压辊501热压而复合在一起。

如此,可值得极片与隔膜料带1B复合良好的复合料带1。

在一些实施例中,请参照图9,在将叠片料带2依次在各捏合部G处折叠,以得到多个极片组1A相层叠设置的电芯的步骤S30之后,还包括:

S40、切断未折叠的叠片料带2与电芯的连接;

具体地,捏折机构100连续输出叠片料带2,叠片料带2不断折叠,使得极片组1A逐层叠加。当制备出具有N个层叠设置的极片组1A的电芯后,切刀机构200将该电芯与相连接的未折叠的叠片料带2之间切断,使得电芯与叠片料带2分离。具体地,电芯与未折叠的叠片料带2之间通过一留白区域连接,则切刀机构200切断该留白区域即可。对于该留白区域的隔膜料带可以形成拱起部、也可以形成捏合部或者既不形成拱起部也不形成捏合部。

S50、热封未折叠的叠片料带2的切断端。

可在切刀部201切割叠片料带2后,利用切刀机构200的热封部202对被切刀部201切断后的切断端热封。具体地,可以利用热封部202的热风刀吹热并压合叠片料带2的切断端,对叠片料带2的切断端加热加压,使得切断端的隔膜料带1B软化并融合在一起,实现对切断端的热封。

如此,可以同一生产线实现多个电芯的制备,生产效率较高。

在进一步实施例中,在步骤S40之后,还可以包括S60:依次将制备得到的电芯从叠片平台400处移走。通常地,每次一个电芯在叠片平台400上折叠形成。可以利用机械手等工装将电芯从叠片平台400处移走。

第四方面,请参照图7,本申请实施例还提供了一种叠片料带2,包括隔膜料带1B及沿隔膜料带1B的延伸方向间隔设置的多个极片组1A,各极片组1A的极片与隔膜料带1B层叠设置。叠片料带2位于相邻两个极片组1A之间的区域沿叠片料带2的厚度方向拱起并被捏合,以形成沿叠排料带L的延伸方向间隔设置的捏合部G,相邻捏合部G的拱起方向相反。

隔膜料带1B是指由隔膜形成的带状物料。隔膜是制备电芯的重要组成部分,起着分隔正、负极,防止电芯内部短路,允许电解质离子自由通过,完成电化学充放电过程的作用,其性能决定了电池的界面结构、内阻等,直接影响电池的容量、循环性能以及安全性能等特性。隔膜可以是聚乙烯、聚丙烯、聚酰亚胺等材质,其具体材质可以进行常规选择。

极片组1A包括至少一个极片。当极片组1A仅包括一个极片,隔膜料带1B仅包括一层,相邻极片组1A的极片极性相反,且布置在隔膜料带1B的相反两侧。当极片组1A包括两个极片(极性不同的第一极片A1和第二极片A2,第一极片A1为正极片和负极片中的一者,第二极片A2为正极片和负极片中的另一者),隔膜料带1B可以包括两层,各极片组1A均包括位于两层隔膜料带1B之间的第二极片A2,且第一极片A1布置在外侧层,且相邻极片组1A的第一极片A1布置在叠片料带2的不同侧。关于各极片的具体构造,本领域技术人员可以进行常规选择。

可以但不限地,叠片料带2中,至少多个依次相邻的极片组1A包括位于叠片料带2的外侧层的第一极片A1,相邻极片组1A的第一极片A1布置于叠片料带2厚度方向上的相反两侧。如此,经折叠得到的电芯中,隔膜、第一极片A1、隔膜、第二极片A2依次布置。其中,对于在折叠后布置在电芯底部的极片组1A,其可以不包含位于叠片料带2的外侧层的第一极片A1,如此在叠片时,不需要考虑底部极片组1A的极片被叠片平台400刮粉,造成电芯掉粉的不良现象。当然,可以考虑在叠片平台400上铺设保护垫,叠片料带2折叠在保护垫上,利用保护垫保护底部极片组1A中位于外侧层的第一极片A1不被刮粉。

关于各个极片组1A的极片数量以及隔膜料带1B的层数可根据常规设置进行设定,只要能够经Z形折叠形成电芯即可。

上述叠片料带2,由于其相邻两个极片组1A之间的区域捏折形成有捏合部G,且相邻捏合部G的拱起方向相反,在Z形折叠时,可以在各捏合部G处顺利且快速地折叠,得到折角位置基本一致的电芯,有利于提高电芯的叠片效率,并提高电芯的质量。

在一些实施例中,如图7所示,隔膜料带1B包括两层,极片组1A包括第一极片A1和第二极片A2,第二极片A2布置于两层隔膜料带1B之间,第一极片A1布置于叠片料带2的外侧层,相邻所述极片组1A的第一极片A1位于叠片料带2的相反两侧,位于相邻两个极片组1A之间的全部隔膜料带1B拱起并捏合,以形成所述捏合部G。此时,相邻两个极片组1A之间的捏合部G由两层隔膜料带1B共同形成,捏合部G的强度更高。

在一些实施例中,形成捏合部G的隔膜料带1B之间相粘连。具体地,可以通过加热件20在捏折组件10执行捏折操作的过程中加热捏折组件10,以使得捏合部G的隔膜料带1B受热压合而粘连在一起,如此,由隔膜料带1B构成的捏合部G在叠片过程中定型效果更好,有利于提高叠片精度。

第五方面,本申请实施例还提供了一种电芯,该电芯由上述实施例的叠片料带2依次在各捏合部G处折叠形成。其具有上述所有有益效果。

本申请实施例中提供的捏折机构100、制电芯装置1000、制电芯方法、叠片料带2及电芯,在生产电芯时,可利用捏折机构100中的各捏折组件10对叠片料带2的折角位置捏折出捏合部G,在叠片时,可以依次在叠片料带2的各个捏合部G折叠,利用捏合部G精确定位叠片料带2的折角位置,有助于提高叠片料带2的叠片精度,提高电芯品质。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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06120116566099