CN110265630B - 一种电极组件的制备方法和装置 - Google Patents

一种电极组件的制备方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110265630B
CN110265630B CN201910579237.2A CN201910579237A CN110265630B CN 110265630 B CN110265630 B CN 110265630B CN 201910579237 A CN201910579237 A CN 201910579237A CN 110265630 B CN110265630 B CN 110265630B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
diaphragm
electrode assembly
base film
separator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910579237.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110265630A (zh
Inventor
饶忠儒
刘小安
孙晓辉
陆贵权
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Svolt Energy Technology Co Ltd
Original Assignee
Svolt Energy Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Svolt Energy Technology Co Ltd filed Critical Svolt Energy Technology Co Ltd
Priority to CN201910579237.2A priority Critical patent/CN110265630B/zh
Publication of CN110265630A publication Critical patent/CN110265630A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110265630B publication Critical patent/CN110265630B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0587—Construction or manufacture of accumulators having only wound construction elements, i.e. wound positive electrodes, wound negative electrodes and wound separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/403—Manufacturing processes of separators, membranes or diaphragms
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/46—Separators, membranes or diaphragms characterised by their combination with electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供一种电极组件的制备方法和装置，制备方法包括：基膜在放卷的过程中，对所述基膜的展开段进行表面处理，以得到连续延伸的隔膜；将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件。本发明能够在制备电极组件的过程中免除更换隔膜卷的步骤，有效提高了电极组件的制备效率，降低了电极组件的制备成本。

Description

一种电极组件的制备方法和装置
技术领域
本发明涉及一种电极组件的制备方法和装置，属于动力电池制造技术领域。
背景技术
在全球范围内的能源危机和环境危机的双重压力下，欧洲各国纷纷发布燃油车禁售时间表，而在中国，新能源汽车势力在国家政策的支持下，更如雨后春笋般蓬勃发展。在全行业的重视下，电动汽车已经迅速升级到标准平台化，新能源汽车迎来市场利好局面，在市场经济的引导下，各个动力电池厂商纷纷进行大规模扩产，以期满足巨大的动力电池需求。
动力电池制造技术是新能源汽车发展的关键技术之一，其中，电级组件所用的隔膜多为外购的成型隔膜，隔膜检验合格后，直接进行使用。
隔膜的一致性从根本上决定了动力电池的经济性、安全性和产品的一致性，而隔膜的一致性取决于隔膜供应商的技术水平。其中，隔膜上PVDF胶的涂覆效果，将直接影响极组定型效果，电芯的电导率、放电倍率、自放电水平等。并且，受制于单卷隔膜的长度，在电极组件的生产过程中需要频繁更换隔膜卷，降低了设备的设备利用率，提高单位电芯的生产成本。
此外，在现有卷绕机、叠片机的工作模式下，隔膜换卷后需要进行隔膜空叠纠偏，人工进行空隔膜排出作业；在保证极组隔膜的完整性的前提下，在单卷隔膜用尽前，需要提前进行隔膜自动换卷作业，这造成单卷隔膜的实际利用率＜97％(按单卷隔膜900m、单个极组隔膜总长20m，换卷废弃量按10m计算)，增加了电极组件制备中的隔膜原材成本。
发明内容
本发明提供一种电极组件的制备方法和装置，能够在制备电极组件的过程中免除更换隔膜卷的步骤，有效提高了电极组件的制备效率，降低了电极组件的制备成本。
本发明提供一种电极组件的制备方法，制备方法包括：
基膜在放卷的过程中，对所述基膜的展开段进行表面处理，以得到连续延伸的隔膜；
将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件。
如上所述的电极组件的制备方法，其中，所述将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件，包括：
对所述连续延伸的隔膜进行分切处理，得到第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度方向均沿所述隔膜的延伸方向；
将所述第一隔膜与所述第一电极贴合以得到第一电极复合件，将所述第二隔膜与所述第二电极贴合以得到第二电极复合件；
对所述第一电极复合件和第二电极复合件进行卷绕，得到所述电极组件。
如上所述的电极组件的制备方法，其中，所述将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件，包括：
对所述连续延伸的隔膜进行分切处理，得到第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度方向均沿所述隔膜的延伸方向；
将所述第一隔膜与所述第一电极热压贴合，得到第一电极复合件；
将所述第二隔膜与N个第二电极片热压贴合，得到第二电极复合件；
对所述第一电极复合件和第二电极复合件进行卷绕，得到所述电极组件；
其中，N＞2，所述第二电极复合件中，相邻的两个第二电极片之间具有间距；所述N个第二电极片经由对所述第二电极分切得到，所述第一电极为负极，所述第二电极为正极。
如上所述的电极组件的制备方法，其中，所述第二电极复合件中，相邻的两个第二电极片之间具有间距，所述间距为：
d＝x，n＝1；
d＝3x+2TS+TA+LC，n＝2；
d＝2x+2nTS+nTA+(n-2)TC，n＞2；
其中，d为当前第二电极片与前一第二电极片的间距，x为当前第二极片与卷边部的对齐度，n为当前第二正极片的序号，TS为第二隔膜的厚度，TA为第一电极的厚度，LC为第二电极片的长度，TC为第二电极片的厚度。
如上所述的电极组件的制备方法，其中，所述将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件，包括：
将所述连续延伸的隔膜引入所述电极组件制备模块中，使所述连续延伸的隔膜折叠成层叠体，在所述折叠过程中，分别使第一电极和第二电极叠于所述层叠体中同一段隔膜的两侧，得到所述电极组件。
本发明还提供一种用于实施上述任一所述方法的电极组件的制备装置，包括：隔膜制备模块和电极组件制备模块；
所述隔膜制备模块包括基膜放卷单元和基膜处理单元；
所述电极组件制备模块包括电极处理单元；
所述基膜放卷单元用于对基膜卷放卷成基膜，所述基膜处理单元用于对所述基膜的表面进行处理，以得到连续延伸的隔膜；
所述电极处理单元用于将所述连续延伸的隔膜表面分别与第一电极和第二电极进行组合，并获得所述电极组件。
如上所述的电极组件的制备装置，其中，所述电极处理单元为卷绕机。
如上所述的电极组件的制备装置，其中，所述电极处理单元为叠片机。
本发明还提供一种电极组件，按照上述任一所述的制备方法得到。
本发明还提供一种锂电池，包括上述所述的电极组件。
本发明电极组件的制备方法，将隔膜的制备与电极组件的制备进行集成，从而使连续延伸的隔膜能够持续不断的进入电极组件制备模块中进行电极组件的制备，因此本发明的电极组件制备并不受制于单卷隔膜的长度，免去了频繁更换隔膜卷以及进行隔膜空叠纠偏的操作，提高了电极组件生产设备的利用率，更避免了由于频繁更换隔膜卷引起的隔膜浪费，降低了电极组件的生产成本。此外，本发明还能够根据电极组件的需要，以实际隔膜需要量控制隔膜的生产量，有效降低了隔膜卷的积压，增加了流动成本。
附图说明
图1为本发明以卷绕方式进行电极组件制备的一工艺流程示意图；
图2为本发明以卷绕方式进行电极组件制备的又一工艺流程示意图；
图3为本发明以叠片方式进行电极组件制备的一工艺流程示意图；
图4为本发明电极组件的制备装置的一实施例的结构示意图；
图5为本发明电极组件的制备装置的又一实施例的结构示意图；
图6为本发明电极组件的制备装置的再一实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
本发明提供一种电极组件的制备方法，包括：
S101：基膜在放卷的过程中，对所述基膜的展开段进行表面处理，以得到连续延伸的隔膜；
在制备电极组件之初，本发明对基膜卷进行放卷，并对放卷后的基膜表面进行了处理使其成为电极组件中的隔膜。具体操作可以在隔膜制备模块中完成，例如隔膜制备机。
详细地，对基膜卷进行放卷处理，在放卷过程中对基膜的展开段依次进行胶液喷涂处理、干燥处理以及厚度测量处理，得到隔膜。具体胶液喷涂处理、干燥处理以及厚度测量处理与本领域常用手段相同。
值得注意的是，在结束厚度测量处理后，本发明并不对生成的隔膜进行收卷处理，而是使隔膜保持连续延伸的展开状态，并且以该状态直接进行后续的电极组件的制备。
S102：将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件。
将连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块后，可以按照预设模式，例如以卷绕模式、叠片模式等将第一电极、第二电极与连续延伸的隔膜进行有序组合，从而得到电极组件。
其中，第一电极可以为正极或负极，且当第一电极为正极时，第二电极为负极；当第一电极为负极时，第二电极为正极。
本发明制备方法在具体执行时，可以首先使基膜放卷并将放卷后的基膜起始端引入电极组件制备模块中，随着电极组件制备模块对基膜起始端的驱动，能够有效带动之后的基膜展开段移动以进行表面处理得到连续延伸的隔膜，并且连续延伸的隔膜会以持续态不断被引入电极组件制备模块中进行电极组件的制备。
本发明电极组件的制备方法，将隔膜的制备与电极组件的制备进行集成，即，以隔膜不断生成保证隔膜的不断使用。具体地，基膜不断进行放卷、表面处理，从而使连续延伸的隔膜能够持续不断的进入电极组件制备模块中进行电极组件的制备，因此本发明的电极组件制备并不受制于单卷隔膜的长度，免去了频繁更换隔膜卷以及进行隔膜空叠纠偏的操作，提高了电极组件生产设备的利用率，更避免了由于频繁更换隔膜卷引起的隔膜浪费，降低了电极组件的生产成本。此外，本发明还能够根据电极组件的需要，以实际隔膜需要量控制隔膜的生产量，有效降低了隔膜卷的积压，增加了流动成本。
图1为本发明以卷绕方式进行电极组件制备的一工艺流程示意图。请参考图1，在基膜卷1放卷后，对基膜展开段依次经过胶液喷涂单元a、干燥单元b以及厚度测量单元c的处理后，得到连续延伸的隔膜2。
之后，将所述连续延伸的隔膜2引入分切单元d进行分切处理，得到第一隔膜3和第二隔膜4，所述第一隔膜3和所述第二隔膜4的长度方向均沿所述隔膜2的延伸方向；将所述第一隔膜3与所述第一电极5贴合以得到第一电极复合件6，将所述第二隔膜4与所述第二电极7贴合以得到第二电极复合件8；对所述第一电极复合件6和第二电极复合件8进行卷绕，得到所述电极组件。
具体地，分切处理是对厚度测量处理后的连续延伸的隔膜2进行竖向均等分割，使成为连续延伸的第一隔膜3和第二隔膜4。
随后，将第一隔膜3的一侧与第一电极5的一侧进行贴合，具体的，在电极组件制备模块中，将第一电极卷50悬挂在放卷轴上，根据辊的序号和标识方向进行设置，在设备操作屏上选择并设定好第一电极卷50放卷的张力和速度，选定完毕后，对第一电极卷50进行放卷，放卷过程中采用在线纠偏控制系统，使得纠偏范围：≤±20mm，纠偏控制系统能够避免第一电极卷50在放卷的过程中发生较大的角度偏移。放卷后的第一电极5和进入电极组件制备模块中的第一隔膜3进入电极组件制备模块中的辊压单元e进行贴合，最终形成第一电极复合件6。
同时，将第二隔膜4的一侧与第二电极7的一侧进行贴合，具体的，在电极组件制备模块中，将第二电极卷70悬挂在放卷轴上，根据辊的序号和标识方向进行设置，在设备操作屏上选择并设定好第二电极放卷70的张力和速度，选定完毕后，对第二电极卷70进行放卷，放卷过程中采用在线纠偏控制系统，使得纠偏范围：≤±20mm，纠偏控制系统能够避免第二电极卷70在放卷的过程中发生较大的角度偏移。放卷后的第二电极7和进入电极组件制备模块中的第二隔膜4进入电极组件制备模块中的辊压单元e进行贴合，最终形成第二电极复合件8。
完成第一电极复合件6和第二电极复合件8的制备后，电极组件制备模块的卷绕单元根据预设的卷绕大小设置卷针，卷针设置完毕后，第一电极复合件6和第二电极复合件8一同放出并以卷针为转轴进行翻转卷绕直至得到预设规格的电极组件。卷绕过程中，第一隔膜3的两侧分别为第一电极5和第二电极7。
进一步地，为了保证第一电极5与第一隔膜3的贴合紧密度，可以在制备第一电极复合件时6对第一电极5与第一隔膜3进行热压贴合，并且为了避免热压温度对第一隔膜3和第一电极5造成损伤，可以设置第一保护膜和第二保护膜以分别对第一隔膜3和第一电极5进行保护。具体地，在第一电极5和第一隔膜3进行热压贴合之前，优先使第一保护膜和第二保护膜进入辊压单元e中与热辊接触，随后再将第一电极5和第一隔膜3引入第一保护膜和第二保护膜之间，在第一保护膜和第二保护膜的保护下完成第一电极5和第一隔膜3的热压贴合，生成第一电极复合件6。
热贴合后，还可以对第一保护膜和第二保护膜进行收卷，以形成第一保护膜卷和第二保护膜卷进行循环使用。能够理解的是，第一保护膜和第二保护膜除了对第一隔膜3和第一电极5进行保护外，还分别对第一隔膜3和第一电极5在辊压单元e中的移动起到了牵引作用，辅助第一电极复合件6从辊压单元e中输出。
同样的，可以采用上述方式对第二电极7和第二隔膜4进行热压贴合。
由于本实施例的电极组件制备过程中的隔膜具有不间断性，因此能够进一步保证电极组件性能的稳定均一性，避免由于对隔膜卷换卷时机把握不当可能导致的对电极组件性能的影响。
图2为本发明以卷绕方式进行电极组件制备的又一工艺流程示意图。请参考图2，其中，基膜放卷与隔膜分切处理后得到的第一隔膜3和第二隔膜4的流程与图1相同，此处不再赘述。
完成第一隔膜3的制备后，将所述第一隔膜3与所述第一电极5热压贴合，得到第一电极复合件6；其中，第一电极5为负极。
第一电极复合件6由第一隔膜3的一侧与第一电极5的一侧进行热压贴合得到。具体的，在电极组件制备模块中，将第一电极卷50悬挂在放卷轴上，根据辊的序号和标识方向进行设置，在设备操作屏上选择并设定好第一电极卷50放卷的张力和速度，选定完毕后，对第一电极卷50进行放卷，放卷过程中采用在线纠偏控制系统，使得纠偏范围：≤±20mm，纠偏控制系统能够避免第一电极卷50在放卷的过程中发生较大的角度偏移。放卷后的第一电极5和进入电极组件制备模块中的第一隔膜3进入电极组件制备模块中的热辊压单元e进行贴合，最终形成第一电极复合件6。
在制备第一电极复合件6的过程中，为了避免热辊压温度对第一隔膜3和第一电极5造成损伤，可以设置第一保护膜和第二保护膜以分别对第一隔膜3和第一电极5进行保护。具体地，将第一保护膜卷90和第二保护膜卷91也设置在放卷轴上，在第一电极5和第一隔膜3进入热辊压单元e之前，优先使第一保护膜卷90和第二保护膜卷91放卷成为第一保护膜和第二保护膜并进入热辊压单元e中与热辊接触，随后再将第一电极5和第一隔膜3引入第一保护膜和第二保护膜之间，在第一保护膜和第二保护膜的保护下完成第一电极5和第一隔膜3的热压贴合，生成第一电极复合件6。
热压贴合后，可以对第一保护膜和第二保护膜进行收卷，以形成第一保护膜卷90’和第二保护膜卷91’进行循环使用。能够理解的是，第一保护膜和第二保护膜除了对第一隔膜3和第一电极5进行保护外，还分别对第一隔膜3和第一电极5在热辊压单元e中的移动起到了牵引作用，辅助第一电极复合件6从热辊压单元e中输出。
上述第一保护膜和第二保护膜可以为具有优异的耐高温性能的PET膜。
完成第二隔膜4的制备后，将所述第二隔膜4与N个第二电极片7’热压贴合，得到第二电极复合件8；N＞2，所述第二电极复合件8中，相邻的两个第二电极片7’之间具有间距；其中，所述第二电极7为正极，所述N个第二电极片7’经由对所述第二电极7分切制片得到。
具体地，在第二电极7与第二隔膜4热贴合的过程中，需要对第二电极卷70放卷展开的第二电极7进行切片生成第二电极片7’，即正极片7’，进而使不断生成的正极片7’与第二隔膜4进行热贴合，生成本实施例中的第二电极复合件8。
具体地，第二电极卷70悬挂在放卷轴上，根据辊的序号和标识方向进行设置，在设备操作屏上选择并设定好第二电极卷70放卷的张力和速度，选定完毕后，对第二电极卷70进行放卷，放卷过程中采用在线纠偏控制系统，使得纠偏范围：≤±20mm，纠偏控制系统能够避免第二电极卷70在放卷的过程中发生较大的角度偏移。开始放卷时，第二隔膜4也同时进入电极组件制备模块中，放卷轴中第二电极7的展开段先进入制片单元f，制片单元f主要的作用是对第二电极卷70的展开段进行切割使成为具有恒定长度的正极片7’，并且能够通过控制切割时刻保持相邻的两个第二电极片7’具有一定间距。不断生成的第二电极片7’会与第二隔膜4一起进入热辊压单元e中进行热压贴合，从而生成本实施例的第二电极复合件8。
为了保护第二隔膜4和N个第二电极片7’，也可以利用上述保护膜隔绝第二隔膜4和N个第二电极片7’与热辊压单元e的直接接触，具体工艺流程与上述第一电极复合件6的制备相同。
完成第一电极复合件6和第二电极复合件8的制备后，对第一电极复合件6和第二电极复合件8进行卷绕，得到本实施例的电极组件。具体卷绕方法与图2中的卷绕方法相同，此处不再赘述。
由于本实施例的电极组件制备过程中的隔膜具有不间断性，因此能够进一步保证电极组件性能的稳定均一性，避免由于对隔膜卷换卷时机把握不当可能导致的对电极组件性能的影响。
此外，由于负极材质的一般较为柔软，当将负极卷绕为卷状时，负极不易发生断裂，而正极材质较硬，当将正极像负极一样卷绕时，正极难以承受过大角度的弯折，一旦弯折的角度再大，就会发生断裂，进而导致电芯发生变形，变形后的电芯不仅外观平整度变差，内部还会存在隔膜褶皱等缺陷，致使电池出现容量低、循环性能差及自放电快等质量问题。
而本实施例的第二电极复合件8由N个规格相同的第二电极片7’和第二隔膜4热贴合而成，即，第二电极复合件8与第一电极复合件6在结构上不同，第一电极复合件6中的负极(第一电极5)是一整片连续延伸的负极，而第二电极复合件8中的正极(第二电极)是切割而成的N个第二电极片7’，并不是一整片连续延伸的正极。因此，本实施例的电极组件解决了卷绕电芯的应力集中在边缘弯折处，易于导致电芯变形影响其性能的技术问题，具有优异的电极组件的性能和稳定性。
进一步地，可以通过控制上述第二电极复合件8中的相邻两个第二电极片7’的间距，使卷绕生成的电极组件的第二电极片7’处于相互对齐的状态，从而进一步提升电极组件的性能。具体地，相邻两个第二电极片7’的间距满足以下公式：
间距公式如下所示：
d＝x，n＝1； 式1
d＝3x+2TS+TA+LC，n＝2； 式2
d＝2x+2nTS+nTA+(n-2)TC，n＞2； 式3
在上述公式中，d代表相邻第二电极片之间的间距，x为当前第二电极片与卷边部(即电极组件弯曲的部位)的对齐度，n代表当前第二电极片的序号，TS为第二隔膜的厚度(单层厚度)，TA为第一电极卷(负极卷)展开后的第一电极的厚度，LC为第二电极片的长度，TC为第二电极片的厚度。
具体地，利用式1计算第一片第二电极片距离第二隔膜顶端的距离，利用式2计算第二片第二电极片与第一片第二电极片之间的间距，用式3计算第m片第二电极片与第(m-1)片第二电极片之间的间距，m≥3。
在实际制片过程中，可以将上述式1-3输入至电极组件制备模块中的控制单元，进而该控制单元根据上述1-3以及第二电极卷的放卷速度，控制制片单元对第二电极卷展开段的切割间隔，而得到具有上述间距的N个第二电极片。
图3为本发明以叠片方式进行电极组件制备的一工艺流程示意图。
请参考图3，基膜放卷与连续延伸的隔膜2的制备工艺流程与图1相同。当完成连续延伸的隔膜2的制备后，将连续延伸的隔膜2引入所述电极组件制备模块中，使所述连续延伸的隔膜2折叠成层叠体2’，在折叠过程中，分别使第一电极5和第二电极7叠于层叠体2’中同一段隔膜的两侧，得到电极组件。
具体地，当连续延伸的隔膜2进入所述电极组件制备模块，电极组件制备模块中的折叠单元会将隔膜2按照Z型折叠形成层叠体2’，并且同时将恒定长度的第一电极片5和第二电极片6加入层叠体2’中同一段隔膜的两侧，形成按照隔膜2、第一电极5、隔膜2、第二电极6依序层叠的含有电极层叠体，即为电极组件。
由于本实施例的电极组件制备过程中的隔膜具有不间断性，因此能够进一步保证电极组件性能的稳定性，避免由于对隔膜卷换卷时机把握不当可能导致的对电极组件性能的影响。
本发明还提供一种电极组件，按照上述任一所述的制备方法得到。
该电极组件在制备过程中，其隔膜能够以持续状态与第一电极和第二电极进行组合，此能够进一步保证电极组件性能的稳定性。
本发明还提供一种锂电池，包括上述所述的电极组件。
由于锂电池中具有稳定性极强的电极组件，因此本发明的锂电池动力性能更加良好，适用于新能源汽车的高速发展。
图4为本发明电极组件的制备装置的一实施例的结构示意图，请同时参考图1-4，本实施例的电极组件的制备装置100，包括：隔膜制备模块和电极组件制备模块；
所述隔膜制备模块包括基膜放卷单元A1和基膜处理单元A2；
所述电极组件制备模块包括电极处理单元B；
所述基膜放卷单元A1用于对基膜卷放卷成基膜，所述基膜处理单元A2用于对所述基膜的表面进行处理，以得到连续延伸的隔膜；
所述电极处理单元B用于将所述连续延伸的隔膜表面分别与第一电极和第二电极进行组合，并获得所述电极组件。
其中，隔膜制备模块用于以基膜为原材料制备连续延伸的隔膜，具体地，基膜放卷单元A1用于对基膜卷进行放卷，基膜处理单元A2用于对放卷后的基膜进行处理，得到隔膜。进一步地，基膜处理单元A2可以包括胶液喷涂a单元、干燥单元b以及厚度测量单元c。
电极组件制备模块用于以来自于隔膜制备模块中的连续延伸的隔膜以及第一电极、第二电极为原材料制备电极组件，具体地，电极处理单元B用于将连续延伸的隔膜表面分别与第一电极和第二电极进行组合，并获得电极组件。
上述隔膜制备模块和电极组件制备模块通过连续延伸的隔膜进行集成，进而得到本发明的电极组件的制备装置100。该装置能够同时进行隔膜和电极组件的制备，无需进行隔膜卷换卷处理，显著地提高了电极组件的生产效率，降低了电极组件的生产成本。
当电极处理单元B为叠片机时，本实施例提供的电极组件的制备装置100可用于执行如图3所示的方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。
图5为本发明电极组件的制备装置的又一实施例的结构示意图，请同时参考图1-5，当本实施例的电极组件的制备装置200的电极处理单元B为卷绕机时，在图4的基础上，隔膜制备模块还包括分切单元d，用于对经过所述连续延伸的隔膜进行竖向分切，以得到第一隔膜和第二隔膜，从而分别使第一隔膜和第一电极贴合生成第一电极复合件，使第二隔膜和第二电极贴合生成第二电极复合件。
本实施例提供的电极组件的制备装置200可用于执行如图1所示的方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。
图6为本发明电极组件的制备装置的再一实施例的结构示意图，在图5的基础上，本实施例的电极组件的制备装置300的电极制备模块还可以包括制片单元f，该制片单元f用于对第二电极卷放卷后的展开段进行切割，制备N个第二电极片，进而得到第二隔膜上贴合有N个第二电极片的第二电极复合体。
本实施例提供的电极组件的制备装置300可分别用于执行如图2所示的方法，其实现方式与原理相同，不再赘述。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种电极组件的制备方法，其特征在于，制备方法包括：
基膜在放卷的过程中，对所述基膜的展开段进行表面处理，以得到连续延伸的隔膜；
将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件；
所述将所述连续延伸的隔膜引入电极组件制备模块中，并使所述连续延伸的隔膜与第一电极和第二电极组合，以得到所述电极组件，包括：
对所述连续延伸的隔膜进行分切处理，得到第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度方向均沿所述隔膜的延伸方向；
将所述第一隔膜与所述第一电极热压贴合，得到第一电极复合件；
将所述第二隔膜与N个第二电极片热压贴合，得到第二电极复合件；
对所述第一电极复合件和第二电极复合件进行卷绕，得到所述电极组件；
其中，N＞2，所述第二电极复合件中，相邻的两个第二电极片之间具有间距；所述N个第二电极片经由对所述第二电极分切得到，所述第一电极为负极，所述第二电极为正极。
2.根据权利要求1所述的电极组件的制备方法，其特征在于，所述第二电极复合件中，相邻的两个第二电极片之间具有间距，所述间距为：
d＝x，n＝1；
d＝3x+2TS+TA+LC，n＝2；
d＝2x+2nTS+nTA+(n-2)TC，n＞2；
其中，d为当前第二电极片与前一第二电极片的间距，x为当前第二极片与卷边部的对齐度，n为当前第二正极片的序号，TS为第二隔膜的厚度，TA为第一电极的厚度，LC为第二电极片的长度，TC为第二电极片的厚度。
3.一种用于实施权利要求1或2所述方法的电极组件的制备装置，其特征在于，包括：隔膜制备模块和电极组件制备模块；
所述隔膜制备模块包括基膜放卷单元和基膜处理单元；
所述电极组件制备模块包括电极处理单元；
所述基膜放卷单元用于对基膜卷放卷成基膜，所述基膜处理单元用于对所述基膜的表面进行处理，以得到连续延伸的隔膜；
所述电极处理单元用于将所述连续延伸的隔膜表面分别与第一电极和第二电极进行组合，并获得所述电极组件；
所述基膜处理单元用于对所述连续延伸的隔膜进行分切处理，得到第一隔膜和第二隔膜，所述第一隔膜和所述第二隔膜的长度方向均沿所述隔膜的延伸方向；
所述电极处理单元，具体用于将所述第一隔膜与所述第一电极热压贴合，得到第一电极复合件；将所述第二隔膜与N个第二电极片热压贴合，得到第二电极复合件；对所述第一电极复合件和第二电极复合件进行卷绕，得到所述电极组件；其中，N＞2，所述第二电极复合件中，相邻的两个第二电极片之间具有间距；所述N个第二电极片经由对所述第二电极分切得到，所述第一电极为负极，所述第二电极为正极。
4.根据权利要求3所述的电极组件的制备装置，其特征在于，所述电极处理单元为卷绕机。
5.一种电极组件，其特征在于，按照权利要求1或2所述的制备方法得到。
6.一种锂电池，其特征在于，包括权利要求5所述的电极组件。
CN201910579237.2A 2019-06-28 2019-06-28 一种电极组件的制备方法和装置 Active CN110265630B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910579237.2A CN110265630B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 一种电极组件的制备方法和装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910579237.2A CN110265630B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 一种电极组件的制备方法和装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110265630A CN110265630A (zh) 2019-09-20
CN110265630B true CN110265630B (zh) 2021-06-15

Family

ID=67923271

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910579237.2A Active CN110265630B (zh) 2019-06-28 2019-06-28 一种电极组件的制备方法和装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110265630B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112018453B (zh) * 2020-09-08 2022-02-01 深圳吉阳智能科技有限公司 复合叠片电芯制作控制方法、复合叠片电芯和锂电池

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100388648B1 (ko) * 2001-05-23 2003-06-25 주식회사 코캄엔지니어링 자동화된 리튬 2차전지 제조 시스템
JP5369385B2 (ja) * 2007-04-23 2013-12-18 パナソニック株式会社 リチウムイオン二次電池およびその製造方法並びに製造装置
US9466825B2 (en) * 2012-11-21 2016-10-11 Nagano Automation Co., Ltd. Apparatus that sandwiches electrode sheet with separators
CN106328984B (zh) * 2015-06-15 2019-05-28 河南比得力高新能源科技有限公司 防震圆柱型动力锂离子电池及其制备工艺
CN106099157B (zh) * 2016-06-24 2018-09-18 合肥国轩高科动力能源有限公司 一种高效的叠片电池制作方法
CN107863552A (zh) * 2017-12-05 2018-03-30 中航锂电技术研究院有限公司 一种电芯结构及采用该电芯结构的电池

Also Published As

Publication number Publication date
CN110265630A (zh) 2019-09-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN209843844U (zh) 一种复合式电池极组制备装置和动力电池
CN109004260B (zh) 一种分切叠片卷绕式软包装锂离子电池电芯的制备方法
WO2020259693A1 (zh) 用于电芯制造的叠片方法和电芯极组制造装备
CN210468000U (zh) 制造二次电池的电极组件的设备
CN205646029U (zh) 一种卷绕式叠片电芯单元的连续复合装置
CN105811017A (zh) 一种卷绕式叠片电芯单元的连续复合装置
CN110993856B (zh) 一种制备锂离子电池双层复合隔膜的装置及其使用方法
CN102931430A (zh) 全自动电芯卷绕装置
CN110911762A (zh) 一种防止锂电池电芯卷绕褶皱的方法
CN110265630B (zh) 一种电极组件的制备方法和装置
CN217485476U (zh) 一种极片及电芯
CN106602150A (zh) 一种用于制造卷绕元件的卷绕装置及卷绕元件的卷绕方法
CN105958100A (zh) 一种卷绕式叠片电池
CN112993416B (zh) 一种电池极片的卷叠装置和电池极片的卷叠方法
CN208208909U (zh) 电芯卷绕机
CN110676426A (zh) 一种电池极片辊压装置及方法
CN102157754A (zh) 一种锂离子电芯的卷绕方法
CN113644321A (zh) 叠片电池的叠片方法及设备
CN210908960U (zh) 板材压花覆膜一体生产线
CN205985230U (zh) 一种卷绕式叠片电池单体电极组件的制造装置
CN217035719U (zh) 电池/电容用带材热复合装置
CN114122484B (zh) 极片贴片系统、叠片机及极片贴片方法
CN114614066A (zh) 电池卷绕方法及装置
CN211879547U (zh) 一种动力电池卷芯及其卷绕机构
CN207800801U (zh) 一种新型聚合物锂离子电池覆膜机

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CP03 Change of name, title or address
CP03 Change of name, title or address

Address after: 213000 No. 8899, Xincheng Avenue, Jintan District, Changzhou City, Jiangsu Province

Patentee after: SVOLT Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: 213000 168 Huacheng Road, Jintan District, Changzhou, Jiangsu

Patentee before: SVOLT Energy Technology Co.,Ltd.