CN109560252B - 电极层叠组件的制造方法以及电极层叠组件 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电极层叠组件的制造方法以及电极层叠组件，制造方法包括以下步骤：单元制造步骤：在两个隔离膜之间固定第一极片，再切割两个所述隔离膜形成具有两个所述隔离膜和一个所述第一极片的基本单元；叠片步骤：将所述基本单元和第二极片交替层叠；热压步骤：对叠片后的所述基本单元和所述第二极片加压，形成电极层叠组件。由此，采用基本单元和第二极片交替堆叠的方式生产制造电极层叠组件，可以有效提高电极层叠组件的制造效率，可以有效降低电极层叠组件的制造成本。

Description

电极层叠组件的制造方法以及电极层叠组件

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电极层叠组件的制造方法以及采用该制造方法制造的电极层叠组件。

背景技术

锂离子电池具有比能量高，寿命长，安全，环保等优点，已经广泛应用在笔记本电脑、手机、数码相机、电动汽车、储能等领域。随着电脑、手机、电动汽车等需求的不断发展，要求电池具有更高的能量密度。

目前，锂离子电池的电芯制备方法主要有卷绕和堆叠两种。在圆柱形和方形锂离子电池普遍采用卷绕方式，而堆叠方式主要在软包电池生产中使用及在部分方形电池上使用。在空间利用率上，堆叠式电芯比卷绕式电芯具有更高的利用率，因此可以获得更高的能量密度。

卷绕是将正极片、隔离膜、负极片对齐后，共同卷绕在一起。其极片数量少，效率高，卷绕速度可达到几十ppm(Pages per minute-生产数量)。但卷绕式电芯在充放电过程中存在受力不均，电芯易发生变形，导致电池性能恶化，甚至出现安全隐患。另外，卷绕式电芯的电极片长度较长，极耳引出的数量少，因此卷绕式电芯的内阻较高。

堆叠是将多片正极片、隔离膜、负极片交替堆叠在一起，目前叠片工艺大多采用“Z”叠片工艺，叠片后电池直接进行封装入壳，传统叠片后电池直接封装，这样电池在使用过程中内部各层之间会发生错位，对电池安全造成影响。还有，此种堆叠方式效率低，影响电池的制造效率。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种电极层叠组件的制造方法，以解决堆叠方式效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电极层叠组件的制造方法，包括以下步骤：单元制造步骤：在两个隔离膜之间固定第一极片，再切割两个所述隔离膜形成具有两个所述隔离膜和一个所述第一极片的基本单元；叠片步骤：将所述基本单元和第二极片交替层叠；热压步骤：对叠片后的所述基本单元和所述第二极片加压，形成电极层叠组件。

进一步地，所述单元制造步骤包括：在第一个所述隔离膜上放置所述第一极片，第二个所述隔离膜落在多个所述第一极片上，在固定工位对第一个所述隔离膜、所述第一极片和第二个所述隔离膜固定。

进一步地，所述单元制造步骤包括：两个所述隔离膜带有热熔胶，在所述固定工位采用热压机构使所述热熔胶熔化，以将第一个所述隔离膜、所述第一极片和第二个所述隔离膜粘接固定。

进一步地，所述单元制造步骤包括：在所述热压机构和所述隔离膜之间放置保护膜，使所述保护膜在所述热压机构两侧收放。

进一步地，在所述叠片步骤之后且在所述热压步骤之前还包括：预热步骤：两个所述隔离膜带有热熔胶，对叠片后的所述基本单元和所述第二极片加热至所述热熔胶熔化。

进一步地，所述预热步骤包括：采用预热烘箱对叠片后的所述基本单元和所述第二极片加热。

进一步地，所述单元制造步骤包括：采用切刀切割两个所述隔离膜形成所述基本单元。

进一步地，所述单元制造步骤包括：采用负极片作为第一极片。

进一步地，所述热压步骤包括：同时对多组叠片后的所述第一极片、所述第二极片和所述隔离膜加压。

相对于现有技术，本发明所述的电极层叠组件的制造方法具有以下优势：

由此，采用基本单元和第二极片交替堆叠的方式生产制造电极层叠组件，可以有效提高电极层叠组件的制造效率，可以有效降低电极层叠组件的制造成本。

本发明的另一目的在于提出一种电化学装置的电极层叠组件。

所述电化学装置的电极层叠组件与上述电极层叠组件的制造方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意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。在附图中：

图1为本发明实施例所述的电极层叠组件中的基本单元的示意图；

图2为制造基本单元的设备示意图；

图3为叠片步骤的示意图；

图4为叠片步骤后形成的层叠结构的示意图；

图5为本发明实施例所述的电极层叠组件的示意图。

图6为本发明实施例所述的电极层叠组件的制造方法的步骤示意图。

附图标记说明：

电极层叠组件10；

基本单元1；隔离膜11；第一极片12；

第二极片2；

热压机构20；保护膜30；料盒40。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明实施例的电极层叠组件10的制造方法。

如图5所示，根据本发明实施例的电极层叠组件10的制造方法包括以下步骤：单元制造步骤、叠片步骤和热压步骤。

如图1所示，单元制造步骤为在两个隔离膜11之间固定第一极片12，再切割两个隔离膜11形成具有两个隔离膜11和一个第一极片12的基本单元1。也就是说，在两个隔离膜11之间放置多个水平依次排布的第一极片12，然后再在两个相邻的第一极片12之间切割开两个隔离膜11，从而可以形成多个基本单元1。

具体地，如图2所示，单元制造步骤包括：在第一个隔离膜11上放置第一极片12，第二个隔离膜11落在多个第一极片12上，在固定工位对第一个隔离膜11、第一极片12和第二个隔离膜11固定。可以理解的是，第一隔离膜11可以起到支撑多个第一极片12的作用，这样可以便于多个第一极片12水平依次排布，而且还可以进一步地方便第二隔离膜11落在多个第一极片12上。

例如，如图2所示，在固定工位之前，电极层叠组件10的制造装置分别设置有两个挂轴，两个挂轴用于挂设卷绕状态的第一个隔离膜11和第二个隔离膜11，第一个挂轴位于第二个挂轴的下方，这样第一隔离膜11可以位于第二个隔离膜11的下方，具体地，第一个挂轴位于第二个挂轴的斜下方，这样第一个挂轴和第二个挂轴会在空间上形成避让，而且还可以为第一极片12的放置留有位置。

其中，电极层叠组件10的制造装置还可以包括：料盒40，料盒40可以定位在第一个挂轴的正上方，料盒40用于放置堆叠的第一极片12，这样可以缩短第一极片12放置在第一个隔离膜11上的距离，可以缩短第一极片12的放置空间。

第一极片12的放置方式可以为采用机械手放置，机械手可以从料盒40内拿取第一极片12然后按照顺序放置在第一个隔离膜11上，还可以利用加紧机构将第一极片12在第一个隔离膜11上有效定位，从而可以保证第一极片12在第一个隔离膜11和第二隔离膜11的放置稳定性。

其中，如图2所示，两个隔离膜11带有热熔胶，在固定工位采用热压机构20使热熔胶熔化，以将第一个隔离膜11、第一极片12和第二个隔离膜11粘接固定。由此，热压机构20的设置位置对应固定工位，热压机构20在固定工位将热熔胶熔化，然后再通过热熔胶将第一个隔离膜11、第一极片12和第二个隔离膜11压接在一起，从而可以形成一个结构可靠的基本单元1。由此，热压机构20可以高效地生产制造基本单元1。其中，热压机构20可以为热辊压机构。

进一步地，在热压机构20和隔离膜11之间放置保护膜30，使保护膜30在热压机构20两侧收放。可以理解的是，保护膜30的主要作用是在固定工位对隔离膜11和第一极片12进行保护，在固定工位需要热熔胶熔化并粘接固定第一极片12，保护膜30可以有效保护隔离膜11，放置外物对隔离膜11造成损坏。需要说明的是，隔离膜11的损坏易导致电池短路，发生危险。

具体地，采用切刀切割两个隔离膜11形成基本单元1。切刀为自动化切刀，切刀连接有驱动装置，驱动装置在开启时，可以按照间隔预定时间的方式反复驱动切刀上下运动以不断地切割出基本单元1。

如图3和图4所示，叠片步骤为将基本单元1和第二极片2交替层叠。由于第一极片12的两个表面均有隔离膜11，这样在基本单元1和第二极片2交替层叠时，第一极片12和第二极片2之间均隔离有隔离膜11。由此，一方面可以使得叠片步骤效率较高，另一方面可以保证叠片的有效性。其中，第一极片12可以为负极片，第二极片2可以为正极片。或者，第一极片12可以为正极片，第二极片2可以为负极片。

如图6所示，热压步骤：对叠片后的基本单元1和第二极片2加压，形成电极层叠组件10。

由此，采用上述步骤制造电极层叠组件10的方法可以提高制造效率，其制造效率要远超过传统Z字形折叠的方式，而且所制造的电池折叠组件结构更加可靠稳定，不会出现错位的问题。

根据本发明的一些实施例，如图6所示，在叠片步骤之后且在热压步骤之前还包括：预热步骤：两个隔离膜11带有热熔胶，对叠片后的基本单元1和第二极片2加热至热熔胶熔化。通过采用预热步骤，可以使得基本单元1和第二极片2在热压步骤牢靠粘接在一起，从而可以进一步地提升电极层叠组件10的结构可靠性。

其中，预热步骤包括：采用预热烘箱对叠片后的基本单元1和第二极片2加热。预热烘箱的效率高，而且易于调节设定。

其中，在热压步骤，还可以同时对多组预热后的基本单元1和第二极片2加压。由此，在同一时间，可以同时形成多组电极层叠组件10，从而可以有效提升该制造方法的制造效率。

热压步骤可以采用热压机，热压机可以包括至少两个热压板，例如，两个，两个热压板可以相互加压，从而形成电极层叠组件10。当然，热压板超过两个时，这样热压机可以对多组层叠结构进行加压，同时得到多组电极层叠组件10。

根据本发明实施例的电化学装置的电极层叠组件10，采用上述实施例的电极层叠组件10的制造方法制造。其中，电化学装置可以为电池，也可以为电容器等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (5)

1.一种电极层叠组件(10)的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

单元制造步骤：在两个隔离膜(11)之间固定第一极片(12)，再切割两个所述隔离膜(11)形成具有两个所述隔离膜(11)和一个所述第一极片(12)的基本单元(1)；

在第一个所述隔离膜(11)上放置所述第一极片(12)，第二个所述隔离膜(11)落在多个所述第一极片(12)上，在固定工位对第一个所述隔离膜(11)、所述第一极片(12)和第二个所述隔离膜(11)固定；

两个所述隔离膜(11)带有热熔胶，在所述固定工位采用热压机构(20)使所述热熔胶熔化，以将第一个所述隔离膜(11)、所述第一极片(12)和第二个所述隔离膜(11)粘接固定；

在所述热压机构(20)和所述隔离膜(11)之间放置保护膜(30)，使所述保护膜(30)在所述热压机构(20)两侧收放；

叠片步骤：将所述基本单元(1)和第二极片(2)交替层叠；

热压步骤：对叠片后的所述基本单元(1)和所述第二极片(2)加压，形成电极层叠组件(10)，在所述叠片步骤之后且在所述热压步骤之前还包括：预热步骤：两个所述隔离膜(11)带有热熔胶，对叠片后的所述基本单元(1)和所述第二极片(2)加热至所述热熔胶熔化；

在所述热压步骤后，采用切刀切割两个所述隔离膜(11)形成所述基本单元(1)；

其中，第一个所述隔离膜(11)挂设卷绕在第一个挂轴；第二个所述隔离膜(11)挂设卷绕在第二个挂轴；

所述第一个挂轴位于所述第二个挂轴的斜下方；

所述第一个挂轴的正上方设置有料盒(40)，所述料盒(40)用于放置堆叠的所述第一极片(12)；

所述热压机具有热压板，所述热压板为多个。

2.根据权利要求1所述的电极层叠组件(10)的制造方法，其特征在于，所述预热步骤包括：采用预热烘箱对叠片后的所述基本单元(1)和所述第二极片(2)加热。

3.根据权利要求1所述的电极层叠组件(10)的制造方法，其特征在于，所述单元制造步骤包括：采用负极片作为第一极片(12)。

4.根据权利要求1所述的电极层叠组件(10)的制造方法，其特征在于，所述热压步骤包括：同时对多组叠片后的所述第一极片(12)、所述第二极片(2)和所述隔离膜(11)加压。

5.一种电化学装置的电极层叠组件(10)，其特征在于，采用权利要求1-4中任一项所述的电极层叠组件(10)的制造方法制造。

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