CN110265699A - 用于电芯制造的叠片方法和电芯极组制造装备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于电芯制造的叠片方法和电芯极组制造装备，叠片方法包括将第一隔膜的末端和第二隔膜的末端均设置在叠片区，第一隔膜位于叠片区的部分与第二隔膜位于叠片区的部分相对，第一隔膜和第二隔膜的拉出方向相反，将第一隔膜上的叠片单元依次折叠在第二隔膜位于叠片区中背离第一隔膜的一侧，同时将第二隔膜上的叠片单元依次折叠在第一隔膜位于叠片区中背离第二隔膜的一侧。根据本发明的叠片方法，缩短了电芯极组的制造时间，提升了电芯极组的制造效率，从而提高了电芯制造效率。

Description

用于电芯制造的叠片方法和电芯极组制造装备
技术领域
本发明涉及电池制造领域，具体而言，涉及一种用于电芯制造的叠片方法和电芯极组制造装备。
背景技术
相关技术中，随着新能源汽车等新能源机械的发展，电池的应用越来越广泛。在锂电池等电池领域中，在制造电芯的极组时，通常采用z形叠片技术，即在叠片时，先叠负极片，再在负极片包覆隔膜，再叠正极片，再在正极包裹隔膜。该叠片方式的叠片单元为单张极片或单张隔膜，使用该叠片方法速度较慢，导致电芯制造效率低下。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种至少能在一定程度上能提高电芯极组制造效率的叠片方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种叠片方法，包括将正极片、负极片、第一隔膜或第二隔膜安装成叠片单元，并将多个所述叠片单元折叠并制成一组电芯极组，其中，所述将多个所述叠片单元折叠并制成一组电芯极组，包括：将所述第一隔膜的末端和所述第二隔膜的末端均设置在叠片区，所述第一隔膜位于所述叠片区的部分与所述第二隔膜位于所述叠片区的部分相对，所述第一隔膜和所述第二隔膜的拉出方向相反，将所述第一隔膜上的所述叠片单元依次折叠在所述第二隔膜位于所述叠片区中背离所述第一隔膜的一侧，同时将所述第二隔膜上的所述叠片单元依次折叠在所述第一隔膜位于所述叠片区中背离所述第二隔膜的一侧。
进一步地，所述将正极片、负极片、第一隔膜或第二隔膜安装成叠片单元，并将多个所述叠片单元折叠并制成一组电芯极组，包括：将所述第一隔膜在所述叠片区的上游侧安装一个叠片单元，并将所述叠片单元折叠在所述第二隔膜后，再将所述第一隔膜在所述叠片区的上游侧重新安装下一个叠片单元，以及将所述第二隔膜在所述叠片区的上游侧安装一个叠片单元，并将所述叠片单元折叠在所述第一隔膜后，再将所述第二隔膜在所述叠片区的上游侧重新安装下一个叠片单元。
进一步地，所述将多个所述叠片单元折叠并制成一组电芯极组，包括：将一个所述叠片单元折叠在所述第一隔膜或所述第二隔膜时，将该所述叠片单元的折叠位置处进行定位。
进一步地，所述叠片单元包括：第一种叠片单元和第二种叠片单元，所述第一种叠片单元包括：所述正极片、隔膜和所述负极片，所述正极片和所述负极片分别设置在所述隔膜相对的两侧，所述第二种叠片单元包括：所述隔膜和所述负极片，所述负极片设置在所述隔膜的一侧，其中，所述隔膜为所述第一隔膜或所述第二隔膜，每个所述电芯极组中最外侧的所述叠片单元分别为所述第一种叠片单元和所述第二种叠片单元。
进一步地，所述将多个所述叠片单元折叠并制成一组电芯极组，还包括：将相邻的两组所述电芯极组之间的所述第一隔膜和所述第二隔膜进行裁断的步骤。
进一步地，所述将多个所述叠片单元折叠并制成一组电芯极组，还包括：将裁断后的所述电芯极组进行隔膜尾卷和贴胶固定的步骤。
相对于现有技术，本发明所述的叠片方法具有以下优势：
1)根据本发明的叠片方法，可以同时在叠片区的两侧安装叠片单元并分别折叠在叠片区，缩短了电芯极组的制造时间，提升了电芯极组的制造效率，从而提高了电芯制造效率。
本发明的另一目的在于提出一种电芯极组制造装备，所述电芯极组制造装备具有叠片区，所述叠片区的相对两侧分别设有叠片单元安装区，所述电芯极组制造装备包括：第一叠片单元安装结构、第二叠片单元安装结构、第一转运结构、第二转运结构、以及相对设置的第一隔膜输送装置和第二隔膜输送装置，其中，从所述第一隔膜输送装置拉出的第一隔膜适于从第一侧的所述叠片单元安装区拉出至所述叠片区，从所述第二隔膜输送装置拉出的第二隔膜适于从第二侧的所述叠片单元安装区拉出至所述叠片区，所述第一转运结构用于将所述第一隔膜上的所述叠片单元依次折叠在所述第二隔膜位于所述叠片区中背离所述第一隔膜的一侧，所述第二转运结构用于将所述第二隔膜上的所述叠片单元依次折叠在所述第一隔膜位于所述叠片区中背离所述第二隔膜的一侧。
进一步地，所述电芯极组制造装备还包括：辅助辊，所述辅助辊用于在一个所述叠片单元折叠在所述第一隔膜或所述第二隔膜时，将该所述叠片单元的折叠位置处进行压持定位。
进一步地，所述叠片区设有定位夹持装置，所述定位夹持装置用于将位于所述叠片区的叠片单元夹持定位。
进一步地，所述第一转运结构将所述第一隔膜的所述叠片单元运送至所述叠片区时的运动轨迹、所述第二转运结构将所述第二隔膜的所述叠片单元运送至所述叠片区时的运动轨迹均为半圆形。
相对于现有技术，本发明所述的电芯极组制造装备具有以下优势：
1)根据本发明的电芯极组制造装备，可以同时在叠片区的两侧安装叠片单元并分别折叠在叠片区，缩短了电芯极组的制造时间，提升了电芯极组的制造效率，从而提高了电芯制造效率。
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为利用本发明实施例所述的电芯极组制造装备进行叠片的示意图；
图2为将本发明实施例所述叠片单元从叠片单元安装区运送至叠片区进行折叠的示意图；
图3为本发明实施例所述的第一种叠片单元的结构示意图；
图4为本发明实施例所述的第二种叠片单元的结构示意图。
附图标记说明：
电芯极组制造装备100，第一隔膜输送装置11，第二隔膜输送装置12，第一转运结构31，第二转运结构32，定位夹持装置4，辅助辊5，叠片区61，叠片单元安装区62，放料台7，电芯极组200，叠片单元210，第一种叠片单元211，第二种叠片单元212，第一隔膜221，第二隔膜222，正极片231，负极片232。
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。
下面参考图1-图4并结合实施例描述本发明实施例的叠片方法。
如图1-图2所示，叠片方法可以包括将正极片231、负极片232、第一隔膜221或第二隔膜222安装成叠片单元210，并将多个叠片单元210折叠并制成一组电芯极组200。
其中，将多个叠片单元210折叠并制成一组电芯极组200，包括：将第一隔膜221的末端和第二隔膜222的末端均设置在叠片区61，例如可以通过定位夹持装置4等装置将第一隔膜221的末端和第二隔膜222的末端定位在叠片区61。
如图1所示，第一隔膜221位于叠片区61的部分与第二隔膜222位于叠片区61的部分相对，即在叠片区61中，第一隔膜221和第二隔膜222重合。第一隔膜221和第二隔膜222的拉出方向相反，即第一隔膜221和第二隔膜222分别从相反的方向拉动至叠片区61。
如图1所示，叠片区61的相对两侧分别设有一个用于安装叠片单元210的叠片单元安装区62。第一隔膜221穿过叠片区61的第一侧的叠片单元安装区62后进入叠片区61，第二隔膜222穿过叠片区61的第二侧的叠片单元安装区62后进入叠片区61。
通过在第一隔膜221穿过叠片区61的第一侧的叠片单元安装区62的部分放置正极板和/或负极板，从而第一隔膜221穿过叠片区61的第一侧的叠片单元安装区62的部分可以与正极板和/或负极板共同形成一个叠片单元210。通过在第二隔膜222穿过叠片区61的第二侧的叠片单元安装区62的部分放置正极板和/或负极板，从而第二隔膜222穿过叠片区61的第二侧的叠片单元安装区62的部分可以与正极板和/或负极板共同形成一个叠片单元210。
如图1-图2所示，随后，可以将第一隔膜221上的叠片单元210依次折叠在第二隔膜222位于叠片区61中背离第一隔膜221的一侧，同时将第二隔膜222上的叠片单元210依次折叠在第一隔膜221位于叠片区61中背离第二隔膜222的一侧。
由此，叠片区61的第一侧的叠片单元安装区62和叠片区61的第二侧的叠片单元安装区62可以分别同时安装叠片单元210，且可以同时运送叠片区61的第一侧的叠片单元安装区62的叠片单元210以及叠片区61的第二侧的叠片单元安装区62的叠片单元210进入叠片区61折叠以共同形成电芯机组，从而可以大大缩短电芯极组200的制造时间，提升了电芯极组200的制造效率，从而提高了电芯制造效率。
具体地，如图1所示，将正极片231、负极片232、第一隔膜221或第二隔膜222安装成叠片单元210，并将多个叠片单元210折叠并制成一组电芯极组200，包括：将第一隔膜221在叠片区61的上游侧安装一个叠片单元210，并将叠片单元210折叠在第二隔膜222后，再将第一隔膜221在叠片区61的上游侧重新安装下一个叠片单元210，以及将第二隔膜222在叠片区61的上游侧安装一个叠片单元210，并将叠片单元210折叠在第一隔膜221后，再将第二隔膜222在叠片区61的上游侧重新安装下一个叠片单元210。由此，可以使每一个叠片单元安装区62的叠片单元210逐个安装并依次在折叠区折叠，使叠片单元210的折叠更加条理化。
在一些实施例中，如图1-图2所示，在叠片区61的第一侧的叠片单元安装区62安装成叠片单元210后，可以通过第一转运结构31将做好的叠片单元210从第一侧的叠片单元安装区62移动至叠片区61，并在叠片区61折叠，使第一转运结构31转运的叠片单元210折叠向第二隔膜222背离第一隔膜221的一侧，并使第一转运结构31转运的叠片单元210与第二隔膜222相对，然后可以继续在第一侧的叠片单元安装区62继续制作下一个叠片单元210，并通过第一转运结构31将下一个叠片单元210转运至叠片区61，并折叠设置在上一个由第一转运结构31转运的叠片单元210的背离第二隔膜222的一侧。
相似地，如图1-图2所示，在叠片区61的第二侧的叠片单元安装区62安装成叠片单元210后，可以通过第二转运结构32将做好的叠片单元210从第二侧的叠片单元安装区62移动至叠片区61，并在叠片区61折叠，使第二转运结构32转运的叠片单元210折叠向第一隔膜221背离第二隔膜222的一侧，并使第二转运结构32转运的叠片单元210与第一隔膜221相对，然后可以继续在第二侧的叠片单元安装区62继续制作下一个叠片单元210，并通过第二转运结构32将下一个叠片单元210转运至叠片区61，并折叠设置在上一个由第二转运结构32转运的叠片单元210的背离第一隔膜221的一侧。
具体地，将多个叠片单元210折叠并制成一组电芯极组200，包括：将一个叠片单元210折叠在第一隔膜221或第二隔膜222时，将该叠片单元210的折叠位置处进行定位。例如，如图1和图2所示，可以在叠片单元210的折叠位置处设置压辊，以防止叠片单元210中的隔膜在折叠过程中被抽出。
具体地，如图3和图4所示，叠片单元210包括：第一种叠片单元211和第二种叠片单元212，第一种叠片单元211包括：正极片231、隔膜和负极片232，正极片231和负极片232分别设置在隔膜相对的两侧，第二种叠片单元212包括：隔膜和负极片232，负极片232设置在隔膜的一侧，其中，隔膜为第一隔膜221或第二隔膜222，每个电芯极组200中最外侧的叠片单元210分别为第一种叠片单元211和第二种叠片单元212。由此可以实现每组电芯级组中负极片232数量比正极片231数量多一个的技术要求。
具体地，将多个叠片单元210折叠并制成一组电芯极组200，还包括：将相邻的两组电芯极组200之间的第一隔膜221和第二隔膜222进行裁断的步骤，例如可以通过刀片等工具将第一隔膜221和第二隔膜222进行裁断，以形成单独的一组电芯机组。
具体地，将多个叠片单元210折叠并制成一组电芯极组200，还包括：将裁断后的电芯极组200进行隔膜尾卷和贴胶固定的步骤。即每组电芯极组200上被裁切的剩余的第一隔膜221和第二隔膜222缠绕在该组电芯极组200外侧，并通过胶粘等方式将每组电芯极组200上被裁切的剩余的第一隔膜221和第二隔膜222固定在该组电芯极组200外侧，使电芯极组200占用空间小，且缠绕在该组电芯极组200外侧的隔膜可以对该组电芯极组200内部的叠片单元210进行保护。
下面描述本发明实施例的电芯极组制造装备100。
如图1所示，本发明实施例的电芯极组制造装备100，电芯极组制造装备100具有叠片区61，叠片区61的相对两侧分别设有叠片单元安装区62，电芯极组制造装备100包括：第一叠片单元安装结构、第二叠片单元安装结构、第一转运结构31、第二转运结构32、以及相对设置的第一隔膜输送装置11和第二隔膜输送装置12，其中，从第一隔膜输送装置11拉出的第一隔膜221适于从第一侧的叠片单元安装区62拉出至叠片区61，从第二隔膜输送装置12拉出的第二隔膜222适于从第二侧的叠片单元安装区62拉出至叠片区61，第一转运结构31用于将第一隔膜221上的叠片单元210依次折叠在第二隔膜222位于叠片区61中背离第一隔膜221的一侧，第二转运结构32用于将第二隔膜222上的叠片单元210依次折叠在第一隔膜221位于叠片区61中背离第二隔膜222的一侧。具体地，如图1所示，第一隔膜输送装置11包括可拉出第一隔膜221的第一隔膜221滚筒，和第二隔膜输送装置12包括可拉出第二隔膜222的第二隔膜222滚筒，第一叠片单元安装结构、第二叠片单元安装结构均为夹爪，夹爪可以从放料台7取出正极片231和/或负极片232并并将正极片231和/或负极片232安装在叠片单元安装区62，以实现叠片单元210的安装。放料台7可以为多个，每个放料台7分别盛放待安装的正极片231或待安装的负极片232。
需要说明的是，第一转运结构31将叠片单元210运送至叠片区61时，会顺便将部分第一隔膜221从第一隔膜221滚筒拉出。第二转运结构32将叠片单元210运送至叠片区61时，会顺便将部分第二隔膜222从第二隔膜222滚筒拉出。
根据本发明的电芯极组制造装备100，可以同时在叠片区61的两侧安装叠片单元210并分别折叠在叠片区61，缩短了电芯极组200的制造时间，提升了电芯极组200的制造效率，从而提高了电芯制造效率。
具体地，如图1和图2所示，电芯极组制造装备100还包括：辅助辊5，辅助辊5用于在一个叠片单元210折叠在第一隔膜221或第二隔膜222时，将该叠片单元210的折叠位置处进行压持定位，以防止叠片单元210中的隔膜在折叠过程中被抽出。
具体地，如图1和图2所示，叠片区61设有定位夹持装置4，定位夹持装置4用于将位于叠片区61的叠片单元210夹持定位，以防止第一隔膜221或第二隔膜222脱离叠片区61，保证极组在叠片区61的制造。定位夹持装置4还可以对极组进行夹紧，缩小极组体积。
具体地，第一转运结构31将第一隔膜221的叠片单元210运送至叠片区61时的运动轨迹、第二转运结构32将第二隔膜222的叠片单元210运送至叠片区61时的运动轨迹均为半圆形。例如第一转运结构31为卡爪且一端绕第一旋转轴可旋转，从而使第一隔膜221的叠片单元210稳定可靠地运送至叠片区61。第二转运结构32为卡爪且一端绕第二旋转轴可旋转，从而使第二隔膜222的叠片单元210稳定可靠地运送至叠片区61。
以上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 (10)

1.一种用于电芯制造的叠片方法，其特征在于，包括：将正极片(231)、负极片(232)、第一隔膜(221)或第二隔膜(222)安装成叠片单元(210)，并将多个所述叠片单元(210)折叠并制成一组电芯极组(200)；
其中，所述将多个所述叠片单元(210)折叠并制成一组电芯极组(200)，包括：将所述第一隔膜(221)的末端和所述第二隔膜(222)的末端均设置在叠片区(61)，所述第一隔膜(221)位于所述叠片区(61)的部分与所述第二隔膜(222)位于所述叠片区(61)的部分相对，所述第一隔膜(221)和所述第二隔膜(222)的拉出方向相反，将所述第一隔膜(221)上的所述叠片单元(210)依次折叠在所述第二隔膜(222)位于所述叠片区(61)中背离所述第一隔膜(221)的一侧，同时将所述第二隔膜(222)上的所述叠片单元(210)依次折叠在所述第一隔膜(221)位于所述叠片区(61)中背离所述第二隔膜(222)的一侧。
2.根据权利要求1所述的用于电芯制造的叠片方法，其特征在于，所述将正极片(231)、负极片(232)、第一隔膜(221)或第二隔膜(222)安装成叠片单元(210)，并将多个所述叠片单元(210)折叠并制成一组电芯极组(200)，包括：
将所述第一隔膜(221)在所述叠片区(61)的上游侧安装一个叠片单元(210)，并将所述叠片单元(210)折叠在所述第二隔膜(222)后，再将所述第一隔膜(221)在所述叠片区(61)的上游侧重新安装下一个叠片单元(210)；以及
将所述第二隔膜(222)在所述叠片区(61)的上游侧安装一个叠片单元(210)，并将所述叠片单元(210)折叠在所述第一隔膜(221)后，再将所述第二隔膜(222)在所述叠片区(61)的上游侧重新安装下一个叠片单元(210)。
3.根据权利要求1所述的用于电芯制造的叠片方法，其特征在于，所述将多个所述叠片单元(210)折叠并制成一组电芯极组(200)，包括：
将一个所述叠片单元(210)折叠在所述第一隔膜(221)或所述第二隔膜(222)时，将该所述叠片单元(210)的折叠位置处进行定位。
4.根据权利要求1所述的用于电芯制造的叠片方法，其特征在于，所述叠片单元(210)包括：第一种叠片单元(211)和第二种叠片单元(212)，所述第一种叠片单元(211)包括：所述正极片(231)、隔膜和所述负极片(232)，所述正极片(231)和所述负极片(232)分别设置在所述隔膜相对的两侧，所述第二种叠片单元(212)包括：所述隔膜和所述负极片(232)，所述负极片(232)设置在所述隔膜的一侧，其中，所述隔膜为所述第一隔膜(221)或所述第二隔膜(222)，每个所述电芯极组(200)中最外侧的所述叠片单元(210)分别为所述第一种叠片单元(211)和所述第二种叠片单元(212)。
5.根据权利要求1所述的用于电芯制造的叠片方法，其特征在于，所述将多个所述叠片单元(210)折叠并制成一组电芯极组(200)，还包括：将相邻的两组所述电芯极组(200)之间的所述第一隔膜(221)和所述第二隔膜(222)进行裁断的步骤。
6.根据权利要求5所述的用于电芯制造的叠片方法，其特征在于，所述将多个所述叠片单元(210)折叠并制成一组电芯极组(200)，还包括：将裁断后的所述电芯极组(200)进行隔膜尾卷和贴胶固定的步骤。
7.一种电芯极组制造装备(100)，其特征在于，所述电芯极组制造装备(100)具有叠片区(61)，所述叠片区(61)的相对两侧分别设有叠片单元安装区(62)，所述电芯极组制造装备(100)包括：第一叠片单元(210)安装结构、第二叠片单元(210)安装结构、第一转运结构(31)、第二转运结构(32)、以及相对设置的第一隔膜输送装置(11)和第二隔膜输送装置(12)；
其中，从所述第一隔膜输送装置(11)拉出的第一隔膜(221)适于从第一侧的所述叠片单元安装区(62)拉出至所述叠片区(61)，从所述第二隔膜输送装置(12)拉出的第二隔膜(222)适于从第二侧的所述叠片单元安装区(62)拉出至所述叠片区(61)，所述第一转运结构(31)用于将所述第一隔膜(221)上的所述叠片单元(210)依次折叠在所述第二隔膜(222)位于所述叠片区(61)中背离所述第一隔膜(221)的一侧，所述第二转运结构(32)用于将所述第二隔膜(222)上的所述叠片单元(210)依次折叠在所述第一隔膜(221)位于所述叠片区(61)中背离所述第二隔膜(222)的一侧。
8.根据权利要求7所述的电芯极组制造装备(100)，其特征在于，还包括：辅助辊(5)，所述辅助辊(5)用于在一个所述叠片单元(210)折叠在所述第一隔膜(221)或所述第二隔膜(222)时，将该所述叠片单元(210)的折叠位置处进行压持定位。
9.根据权利要求7所述的电芯极组制造装备(100)，其特征在于，所述叠片区(61)设有定位夹持装置(4)，所述定位夹持装置(4)用于将位于所述叠片区(61)的叠片单元(210)夹持定位。
10.根据权利要求7所述的电芯极组制造装备(100)，其特征在于，所述第一转运结构(31)将所述第一隔膜(221)的所述叠片单元(210)运送至所述叠片区(61)时的运动轨迹、所述第二转运结构(32)将所述第二隔膜(222)的所述叠片单元(210)运送至所述叠片区(61)时的运动轨迹均为半圆形。
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