CN110277584A - 一种叠片电池的生产工艺及转盘式装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠片电池的生产工艺及转盘式装置，生产工艺包括以下步骤：将正、负极片分割成连续不切断的多个单元、置料、点胶、热压等步骤；该装置包括上料工位、点胶工位以及热压工位，上料工位、点胶工位以及热压工位沿转盘顺时针设置；本发明优点为将极片分割成连续不切断的多个单元替代现有的单片切割提高了叠片电池的生产效率。

Description

一种叠片电池的生产工艺及转盘式装置

技术领域

本发明涉及叠片电池生产技术领域，具体涉及一种叠片电池的生产工艺及转盘式装置。

背景技术

锂电池具有能量密度高、循环寿命长、自放电小、无记忆效应等优点，自商品化以来，受到了广泛的关注与应用。

目前锂电池的制作方法主要有卷绕式和叠片式两种。卷绕式电池是把正极片和负极片做成连续的长片型，中间通过隔膜隔开，然后通过卷绕的方式制成电池卷芯。这种传统卷绕式锂离子电池在极片弯曲的地方存在应力集中的问题，由充放电造成的极片的膨胀和收缩长期累积可能会造成极片的变形，影响电池性能。

叠片式锂离子电池主要有Z字型叠绕和卷绕叠片，Z字型叠绕主要是将正负极片分别切成单片，隔膜呈Z字型叠绕，正负极单片依次交叉叠放，中间由隔膜隔开。此种Z字型叠绕生产正极单片、隔膜、负极单片依次叠绕，生产效率较低，且正负极片位置排列容易出现错位。卷绕式叠片将正极片、隔膜、负极片依次叠放组成电池单体，电池单体再在第二层隔膜上定位组合，由第二层隔膜卷绕成电池卷芯。卷绕式叠片电池沿一个方向卷绕形成的电芯在截面上呈椭圆形，会导致电极单体与电极单体之间接触不紧密，影响电池的性能。

对于叠片式小电池的制作，通常采用叠绕制作，采用叠绕制作中存在如下问题：极片需要切成单片，导致工作效率低。

因此，有必要提供一种叠片电池极片的制作方法及转盘式装置来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叠片电池极片的生产工艺，解决现有技术中存在的极片需要切成单片，导致工作效率低等问题。

本发明提供的叠片电池极片的制作方法，包括以下步骤：1)将正、负极片分割成连续不切断的多个单元；

2)放置切割后的第一负极片；

3)喷胶；

4)在喷胶后的负极片上放置第一隔膜；

5)进行热压；

6)热压后的第一隔膜上进行喷胶；

7)放置第一正极片，再进行热压；

8)再次喷胶，放置第二隔膜；

9)放置第二负极片，重复步骤3-步骤8，按一负一正的单元模式重叠放置；

所述的单元包括极片模片、极耳，极耳设置在极片模片一侧，相邻极耳之间通过连接带相互连接。

所述相邻的极片模片之间切出间隙。

本发明的另一个目的是提供一种实现上述一种叠片电池的生产工艺的转盘式装置，该装置包括上料工位、点胶工位以及热压工位，上料工位、点胶工位以及热压工位沿转盘顺时针设置，所述上料工位包括第一工作台，所述点胶工位包括点胶机、第二工作台，第二工作台作为点胶台设置在点胶机下方，所述热压工位包括热压机和第三工作台，第三工作台作为热压平台设置在热压机下方，第一工作台、第二工作台和第三工作台分别固定在转盘上。

所述的点胶机包括点胶机构、横移机构，所述点胶机构包括安装座及安设于所述安装座上的升降驱动部、升降板、胶筒、点胶阀及点胶头，所述点胶阀连接于所述胶筒与所述点胶头之间以控制所述点胶头的出胶量，所述横移机构驱使所述点胶机构沿左右移动使得点胶头接近所述第二工作台上的待点胶件，点胶头安装在升降板上，所述升降驱动部为升降气缸，升降气缸与升降板连接。

所述横移机构为电机丝杆驱动结构，丝杆与安装座之间通过滑动模块连接，通过电机丝杆驱动结构从而使安装座在第二工作台上进行往复滑动。

所述第一工作台、第二工作台和第三工作台上均布有若干个定位孔。

所述的热压机包括下压板、固定板、导向杆以及驱动下压板直线移动的气缸，气缸设置在固定板中心，输出端连接下压板，导向杆设置在气缸两侧，通过轴承座与固定板连接，导向杆的一端连接下压板，下压板中安装若干加热棒，下压板中安装有检测热压温度的热电偶。

所述上料工位设置有机械手，利用机械手进行正负极片的放置和产品出料。

本发明的第三个目的在于提供一种夹具，用于步骤1)中将正、负极片分割成连续不切断的多个单元，该夹具上设置有若干个连续的单元，单元包括所述的单元通过一条主干连接形成连续带状，相邻单元之间具有沟槽，该沟槽作为极片单片的轮廓的切割线。

本发明提供的叠片电池极片的制作方法，将含有连续不切断多个(N)单元的极片替代现有的单片极片叠片来提高叠片的生产效率，相当于同样的叠片工序完成后，叠制了N倍数量的电芯。

附图说明

图1为本发明转盘式装置的结构示意图。

图2为本发明家具的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

参见图1，一种用于叠片电池生产的转盘式装置，该装置包括上料工位、点胶工位以及热压工位，上料工位、点胶工位以及热压工位沿转盘顺时针设置，所述上料工位包括第一工作台1，所述点胶工位包括点胶机2、第二工作台3，第二工作台作为点胶台设置在点胶机下方，所述热压工位包括热压机4和第三工作台5，第三工作台作为热压平台设置在热压机下方，第一工作台、第二工作台和第三工作台分别固定在转盘上，转盘式采用转盘体6和中心设置转轴方案，转轴与控制器连接，通过控制器驱动转动，所述转盘体可随着所述转轴的转动而转动。

所述的点胶机包括点胶机构、横移机构，所述点胶机构包括安装座21及设于所述安装座上的升降驱动部22、升降板23、胶筒、点胶阀及点胶头，所述点胶阀连接于所述胶筒与所述点胶头之间以控制所述点胶头的出胶量，所述横移机构驱使所述点胶机构沿左右移动使得点胶头接近所述第二工作台上的待点胶件，点胶头安装在升降板上，所述升降驱动部为升降气缸，升降气缸与升降板连接。

所述横移机构为电机丝杆驱动结构24，丝杆与安装座之间通过滑动模块连接，通过电机丝杆驱动结构从而使安装座在第二工作台上进行往复滑动。

所述第一工作台、第二工作台和第三工作台上均布有若干个定位孔。

所述的热压机包括下压板41、固定板42、导向杆43以及驱动下压板直线移动的气缸44，气缸设置在固定板中心，输出端连接下压板，导向杆设置在气缸两侧，通过轴承座与固定板连接，导向杆的一端连接下压板，下压板中安装若干加热棒，下压板中安装有检测热压温度的热电偶。

所述上料工位设置有机械手，利用机械手进行正负极片的放置和产品出料。

该装置适与一控制器(图中未示出)电性连接，由控制器控制本发明的机械手、点胶机构、转盘、热压机构工作，进一步地提高整套装置的自动化程度，其中，控制器为现有的控制器，其结构及控制原理均为本领域的公知，故在此不再对其进行详细的描述。

实施例二

一种夹具，应用于激光切割机及磨切机中作为极片加工的夹具7，将正、负极片分割成连续不切断的多个单元，该夹具上设置有若干个连续的单元，单元包括所述的单元通过一条主干连接形成连续带状，相邻单元之间具有沟槽，该沟槽作为极片单片的轮廓的切割线，参见图2，所述单元包括连为一体的第一部分71、第二部分72，第一部分对应于正极单片或负极单片形状，正极单片或负极单片形状为长条形、圆形或其他异形，其一端设置第二部分，第二部分对应正极单片或负极单片极耳的形状，所述第一部分之间断开，第二部分之间通过连接主干73相互连接，通过连接主干及单元的轮廓使切割后的极片在极耳处连接为一个连续不切断整体。

基于上述结构，本发明还同时提供一种叠片电池的生产工艺，包括以下步骤：1)将正、负极片分割成连续不切断的多个单元，采用具有如图所述的夹具利用现有的激光切割机，将极片放置于夹具上，通过激光沿切割线进行切割；

2)放置切割后的第一负极片；

3)喷胶；

4)在喷胶后的负极片上放置第一隔膜；

5)进行热压；

6)热压后的第一隔膜上进行喷胶；

7)放置第一正极片，再进行热压；

8)再次喷胶，放置第二隔膜；

9)放置第二负极片，重复步骤3-步骤8，按一负一正的单元模式重叠放置；

10)完成电池所需叠放层数后，将包含多个单元电池的上述产品，在另一切割装置中按单元分切成小电池，最后将每个小单元电池用铝塑膜进行封装、干燥、注液等过程完成叠片式锂离子电池制作。

所述的单元包括极片模片、极耳，极耳设置在极片模片一侧，相邻极耳之间通过连接带相互连接。

所述相邻的极片模片之间切出间隙。

本发明工作方式为：将正、负极片切割为连续不切断的极片膜片后，通过转盘式装置进行叠片电池的制作生产，在工作台上将正、负极片及隔膜按照负极片-隔膜-正极片-隔膜-负极片-隔膜-负极片-隔膜-正极片…-隔膜-负极片的一负一正的模式重叠放置，重叠过程中进行多次喷胶、热压工序，在完成电池所需叠放层数后，将包含多个单元电池的上述产品，在另一切割装置中按单元分切成小电池，最后将每个小单元电池用铝塑膜进行封装，之后对铝塑膜内的电芯进行干燥、注液等过程制备出符合客户需求的软包装叠片式锂离子电池。

上述内容仅为本发明典型实施方式，并且易于作出其他多种变化而不超出本发明权利要求中描述的准确范围。

Claims (10)

1.一种叠片电池的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：1)将正、负极片分割成连续不切断的多个单元；

2)放置切割后的第一负极片；

3)喷胶；

4)在喷胶后的负极片上放置第一隔膜；

5)进行热压；

6)热压后的第一隔膜上进行喷胶；

7)放置第一正极片，再进行热压；

8)再次喷胶，放置第二隔膜；

9)放置第二负极片，重复步骤3-步骤8，按一负一正的单元模式重叠放置，得到达到所需叠放层数后含多个单元的电池；

10)将步骤9)达到所需叠放层数的电池进行分切，然后按照常规工艺完成叠片电池的制作。

2.根据权利要求1所述的叠片电池的生产工艺，其特征在于，所述单元包括极片模片、极耳，极耳设置在极片模片一侧，相邻极耳之间通过连接带相互连接，相邻的极片模片之间断开。

3.一种实现如权利要求1-2任一所述的叠片电池的生产工艺的转盘式装置，其特征在于，该装置包括上料工位、点胶工位以及热压工位，上料工位、点胶工位以及热压工位沿转盘顺时针设置，所述上料工位包括第一工作台，所述点胶工位包括点胶机、第二工作台，第二工作台作为点胶台设置在点胶机下方，所述热压工位包括热压机和第三工作台，第三工作台作为热压平台设置在热压机下方，第一工作台、第二工作台和第三工作台分别固定在转盘上。

4.根据权利要求3所述的转盘式装置，其特征在于，所述点胶机包括点胶机构、横移机构，所述点胶机构包括安装座及安设于所述安装座上的升降驱动部、升降板、胶筒、点胶阀及点胶头，所述点胶阀连接于所述胶筒与所述点胶头之间以控制所述点胶头的出胶量，所述横移机构驱使所述点胶机构沿左右移动使得点胶头接近所述第二工作台上的待点胶件，点胶头安装在升降板上，所述升降驱动部为升降气缸，升降气缸与升降板连接。

5.根据权利要求4所述的转盘式装置，其特征在于，所述横移机构为电机丝杆驱动结构，丝杆与安装座之间通过滑动模块连接，通过电机丝杆驱动结构从而使安装座在第二工作台上进行往复滑动。

6.根据权利要求5所述的转盘式装置，其特征在于，所述第一工作台、第二工作台和第三工作台上均布有若干个定位孔。

7.根据权利要求6所述的转盘式装置，其特征在于，所述的热压机包括下压板、固定板、导向杆以及驱动下压板直线移动的气缸，气缸设置在固定板中心，输出端连接下压板，导向杆设置在气缸两侧，通过轴承座与固定板连接，导向杆的一端连接下压板，下压板中安装若干加热棒，下压板中安装有检测热压温度的热电偶。

8.根据权利要求7所述的转盘式装置，其特征在于，所述上料工位设置有机械手，利用机械手进行正负极片的放置和产品出料。

9.根据权利要求8所述的转盘式装置，其特征在于，所述装置还包括控制器，该控制器分别与机械手、点胶机构、转盘、热压机构电性连接。

10.一种实现如权利要求1-2任一所述叠片电池中极片单元制作的夹具，其特征在于，该夹具上设置有若干个连续的单元，所述的单元通过一条主干连接形成连续带状，相邻单元之间具有沟槽，该夹具的轮廓作为极片单片的轮廓的切割线。