CN112259804A - 极组的叠片方法以及极组的叠片设备 - Google Patents

极组的叠片方法以及极组的叠片设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种极组的叠片方法以及极组的叠片设备。所述叠片方法通过依次交替进行叠片操作和检测操作来制得所述极组：所述叠片操作包括：按照多个所述负极片和多个正极片依次交替排列的层叠顺序不断叠片，得到已叠极片；其中，已叠极片最初为单一所述负极片，已叠极片最终为极组；检测操作包括：将已叠极片通过检测单元来测试电参数，其中：如果测试结果正常，则继续叠片操作；否则，停止叠片操作。所述极组的叠片方法通过将叠片操作和检测操作交替进行，使得叠片单元在已叠极片上每叠入一层极片都能通过检测单元来及时检测，提高了合格极组的生产效率，降低了生产成本。

Description

极组的叠片方法以及极组的叠片设备
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，特别涉及一种极组的叠片方法以及极组的叠片设备。
背景技术
目前，锂离子电池具有比能量高、循环次数多、存储时间长等优点，得到了广泛的应用，例如，电动自行车、电动汽车、移动基站和储能电站等领域。为了满足电动汽车等设备的电量需求，锂离子电池通常将多个电池单体采用串并联方式来形成电池组进行使用。
但是，在锂离子电池实际生产过程中，通过大批量生产电池单体，而生产得到的电池单体往往达不到实际要求，例如，生产过程中，由于生产工序分散，致使电池单体只能在完成叠片工序以后，将最终得到极组送到检测工序进行检测，以根据检测结果来确认是否对该极组进行后续加工，这就导致叠片工序中无法及时发现不合格产品并且及时停止对该不合格产品继续进行叠片操作，造成了合格极片的浪费，无形间增加了产品的成本，降低了生产能力，延长了生产周期，效率低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种极组的叠片方法以及极组的叠片设备，以解决现有技术中的锂离子电池在批量生产电池单体时无法及时发现叠片工序中的不合格产品而造成的成本高、周期长等问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
本发明第一方面提供了一种极组的叠片方法，所述叠片方法通过依次交替进行叠片操作和检测操作来制得所述极组：
所述叠片操作包括：按照多个所述负极片和多个正极片依次交替排列的层叠顺序不断叠片，得到已叠极片；其中，所述已叠极片最初为单一所述负极片，所述已叠极片最终为所述极组；
所述检测操作包括：将所述已叠极片通过检测单元来测试电参数，其中：如果测试结果正常，则继续所述叠片操作；否则，停止所述叠片操作。
可选的，在所述叠片操作中使所述已叠极片中的相邻的所述正极片和所述负极片保持间隔，在所述检测操作中，通过所述检测单元将所述已叠极片的极耳压紧并且对处于压紧状态下的所述极耳进行检测。
可选的，在所述检测操作中，使测试温度的波动范围在±2℃以内。
可选的，所述电参数为电压参数。
可选的，所述检测单元的测试电压设定为250V；
和/或，所述检测单元的测试时间设定为10ms。
本发明第二方面还提供了一种极组的叠片设备，所述叠片设备包括叠片单元和检测单元，其中，
所述叠片单元用于对多个正极片和多个负极片依次交替叠片以得到层数不断增加的已叠极片，其中，所述已叠极片最初为单一所述负极片，所述已叠极片最终为所述极组；
所述检测单元用于测试所述已叠极片的电参数并且得到相应的测试结果。
可选的，所述检测单元包括本体、测试底座和测试探头，所述测试探头设置为能够靠近或远离所述测试底座，以使得所述测试探头和所述测试底座能够共同将所述已叠极片的极耳压紧，所述本体与所述测试探头电连接并且设置为能够通过所述测试探头测试处于压紧状态下的所述极耳处的电参数。
可选的，所述测试探头的工作面为导电平面，所述测试底座的工作面为绝缘平面。
可选的，所述叠片单元和所述检测单元设置为集成一体化结构。
可选的，所述叠片单元设置为叠片机。
相对于现有技术，本发明所述的极组的叠片方法具有以下优势：
所述极组的叠片方法通过将叠片操作和检测操作交替进行，使得叠片单元在已叠极片上每叠入一层极片都能通过检测单元来及时检测，实现了极组在生产过程中能够将叠片工序和检测工序同步进行，优化了极组的生产流程；而且，一旦发现已叠极片的电参数不正常，则停止叠片操作，有助于及时发现不合格的已叠极片，避免在不合格的已叠极片上继续进行叠片操作，节省了材料，缩短了生产周期，提高了合格极组的生产效率，降低了生产成本。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
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方式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显示的是本发明实施方式所述的整个叠片过程中，当已叠极片进行某次检测操作的结构示意图，其中，该已叠极片最新叠入的极片为负极片；
图2为图1所示的已叠极片进行下一次叠片操作的结构示意图，其中，该已叠极片在该下一次叠片操作中叠入正极片；
图3为图2所示的已叠极片进行下一次检测操作的结构示意图，其中，该已叠极片最新叠入的极片为图2中叠入的正极片。
附图标记说明：
1、负极片；2、正极片；3、绝缘膜；4、已叠极片；5、叠片单元；6、叠片平台；7、叠片机械手；8、检测单元；9、测试探头；10、测试底座；11、极耳。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。
本发明提供了一种极组的叠片方法，如图1-3所示，所述叠片方法通过依次交替进行叠片操作和检测操作来制得所述极组：所述叠片操作包括：按照多个所述负极片1和多个正极片2依次交替排列的层叠顺序不断叠片，得到已叠极片4；其中，所述已叠极片4最初为单一所述负极片1，所述已叠极片4最终为所述极组；所述检测操作包括：将所述已叠极片4通过检测单元8来测试电参数，其中：如果测试结果正常，则继续所述叠片操作；否则，停止所述叠片操作。
值得一提的是，在检测操作中，如果测试结果异常，则停止所述叠片操作，此时，可以采用各种合理的措施，例如，可以将已叠极片4从叠片单元的叠片区移出并且送去返修，待返修成功后可以再次送到叠片区继续叠片，充分利用了已叠极片中的合格极片，避免了极片的浪费，缩短了该已叠极片中合格极片再次叠成极片的生产周期。
通过上述技术方案，本发明提供了一种极组的叠片方法，所述极组的叠片方法通过将叠片操作和检测操作交替进行，使得叠片单元5在已叠极片4上每叠入一层极片(即，单一正极片2，或者是单一负极片1)都能通过检测单元来及时检测，实现了极组在生产过程中能够将叠片工序和检测工序合入同一工序来同步进行，优化了极组的生产流程；而且，一旦发现已叠极片4的电参数不正常，则停止叠片操作，有助于及时发现不合格的已叠极片4，避免在不合格的已叠极片4上继续进行叠片操作，节省了材料，缩短了生产周期，提高了合格极组的生产效率，降低了生产成本。
一般而言，极组包括交替分布的多个正极片2和多个负极片1，并且极组的在叠片方向上的相对的两端分别为负极片1，相邻的正极片和负极片之间设置有绝缘膜3以用于绝缘分隔。为了方便检测已叠极片4是否合格，在所述叠片操作中使所述已叠极片4中的相邻的所述正极片2和所述负极片1保持间隔，如图1和3所示，在所述检测操作中，通过所述检测单元8将所述已叠极片4的极耳11压紧并且对处于压紧状态下的所述极耳11进行检测，操作更为简单便捷，提高了检测效率。
具体的叠片过程，可以参考图1-3，其中，图1中显示的为第n次叠片操作完成后得到的已叠极片，此时第n次的已叠极片最新叠入的是单一负极片，检测单元对第n次的已叠极片进行检测，即，将第n次的已叠极片的极耳压紧并检测；如果检测结果合格的话，则继续进行叠片操作，即，第n次的已叠极片进入到图2所示的第n+1次的叠片操作，即在第n次的已叠极片上最新叠入单一正极片，以得到第n+1次的已叠极片；随后第n+1次的已叠极片进入图3所示的检测操作，即，第n+1次的已叠极片进行检测即，将第n+1次的已叠极片的极耳压紧并检测；如果检测结果合格的话，则继续进行叠片操作，即，在第n+1次的已叠极片上最新叠入单一负极片，如此循环操作，直至最终得到合格的极组为止。这样，在叠片过程中，提高了不合格极片的检出率，还能立即检出已叠极片因异物引入而造成的异常情况。
为了避免检测结果因环境温度波动大而出现偏差，在所述检测操作中，使测试温度的波动范围在±2℃以内，检测结果更为精准。
进一步的，电参数可以为电流参数等；优选地，所述电参数为电压参数，便于通过高压测试装置来快速测量，能够快速检测出因绝缘膜3破损而导致短路的不合格已叠极片。
进一步的，所述检测单元8的测试电压设定为250V，检测条件更为合理；所述检测单元8的测试时间设定为10ms，保证了检测结果的稳定性。这样，确保了极组在叠片过程中能够以统一的检测条件进行检测，避免了检测结果因检测条件的差异而出现偏差。其中，测试电压和测试时间可以根据实际工艺的需求进行合理调整。
本发明第二方面还提供了一种极组的叠片设备，如图1-3所示，所述叠片设备包括叠片单元5和检测单元8，其中，所述叠片单元5用于对多个正极片2和多个负极片1依次交替叠片以得到层数不断增加的已叠极片4，其中，所述已叠极片4最初为单一所述负极片1，所述已叠极片4最终为所述极组；所述检测单元8用于测试所述已叠极片4的电参数并且得到相应的测试结果。
通过上述技术方案，本发明提供了一种极组的叠片设备，所述极组的叠片设备的叠片单元5在已叠极片4上每叠入一层极片(即，单一正极片2，或者是单一负极片1)都能通过检测单元来及时检测，实现了极组在生产过程中能够将叠片工序和检测工序同步进行，优化了极组的生产流程；而且，一旦发现已叠极片4的电参数不正常，则停止叠片操作，有助于及时发现不合格的已叠极片4，提高了不合格极片的检出率，避免在不合格的已叠极片4上继续进行叠片操作，节省了材料，缩短了生产周期，提高了合格极组的生产效率，降低了生产成本。
进一步的，所述检测单元8包括本体、测试底座10和测试探头9，所述测试探头9设置为能够靠近或远离所述测试底座10，以使得所述测试探头9和所述测试底座10能够共同将所述已叠极片4的极耳11压紧，所述本体与所述测试探头9电连接并且设置为能够通过所述测试探头9测试处于压紧状态下的所述极耳11处的电参数；结构简单，设计更为合理，便于快速测量已叠极片的电参数。其中，检测单元8可以参考常规的Hi-pot检测装置(即，高压检测装置)，本体可以采用Hi-pot检测装置的测试部分，但是测试底座10和测试探头9与Hi-pot检测装置的探针结构不同，能够实现压紧和检测已叠极片的极耳。
为了解决现有技术中采用探针检测极组的极耳时容易出现针尖部分压伤极耳的难题，所述测试探头9的工作面为导电平面，所述测试底座10的工作面为绝缘平面，通过测试探头9和测试底座10的面面接触，避免了已叠极片的极耳在检测过程中受到损伤，安全高效。值得一提的是，每个极片均具有正极耳和负极耳，则检测单元包括两个测试探头2，以分别用于压紧和检测已叠极片的正极耳和负极耳，具体的，已叠极片通过其中一个测试探头9和测试底座10压紧正极耳，已叠极片通过另一个测试探头9和测试底座10压紧负极耳，并且两个测试探头2分别与已叠极片的正极耳和负极耳导电连接，以测量已叠极片的电参数。其中，测试探头9可以通过金属片来形成工作面。
为了方便交替进行叠片工序和检测工序，所述叠片单元5和所述检测单元8设置为集成一体化结构，有利于集中进行叠片工序和检测工序，缩短了生产周期，安全高效。
其中，所述叠片单元5设置为叠片机，便于在原有生产线的叠片机的基础上通过增加检测单元进行改造，降低了改造成本。其中，叠片机的叠片平台6设置有叠片区，叠片平台6中的叠片区的正上方有叠片机械手7，便于相互配合来制作极组，此外，测试底座10固定安装于叠片平台6上，并且测试底座10的设置位置与叠片区的已叠极片的极耳相对应，测试探头9设置为能够通过伸缩结构或者推拉结构等合理结构来靠近或远离测试底座10。
以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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)

1.一种极组的叠片方法，其特征在于，所述叠片方法通过依次交替进行叠片操作和检测操作来制得所述极组：
所述叠片操作包括：按照多个所述负极片(1)和多个正极片(2)依次交替排列的层叠顺序不断叠片，得到已叠极片(4)；其中，所述已叠极片(4)最初为单一所述负极片(1)，所述已叠极片(4)最终为所述极组；
所述检测操作包括：将所述已叠极片(4)通过检测单元(8)来测试电参数，其中：如果测试结果正常，则继续所述叠片操作；否则，停止所述叠片操作。
2.根据权利要求1所述的极组的叠片方法，其特征在于，在所述叠片操作中使所述已叠极片(4)中的相邻的所述正极片(2)和所述负极片(1)保持间隔，在所述检测操作中，通过所述检测单元(8)将所述已叠极片(4)的极耳(11)压紧并且对处于压紧状态下的所述极耳(11)进行检测。
3.根据权利要求2所述的极组的叠片方法，其特征在于，在所述检测操作中，使测试温度的波动范围在±2℃以内。
4.根据权利要求3所述的极组的叠片方法，其特征在于，所述电参数为电压参数。
5.根据权利要求4所述的极组的叠片方法，其特征在于，所述检测单元(8)的测试电压设定为250V；
和/或，所述检测单元(8)的测试时间设定为10ms。
6.一种极组的叠片设备，其特征在于，所述叠片设备包括叠片单元(5)和检测单元(8)，其中，
所述叠片单元(5)用于对多个正极片(2)和多个负极片(1)依次交替叠片以得到层数不断增加的已叠极片(4)，其中，所述已叠极片(4)最初为单一所述负极片(1)，所述已叠极片(4)最终为所述极组；
所述检测单元(8)用于测试所述已叠极片(4)的电参数并且得到相应的测试结果。
7.根据权利要求6所述的极组的叠片设备，其特征在于，所述检测单元(8)包括本体、测试底座(10)和测试探头(9)，所述测试探头(9)设置为能够靠近或远离所述测试底座(10)，以使得所述测试探头(9)和所述测试底座(10)能够共同将所述已叠极片(4)的极耳(11)压紧，所述本体与所述测试探头(9)电连接并且设置为能够通过所述测试探头(9)测试处于压紧状态下的所述极耳(11)处的电参数。
8.根据权利要求7所述的极组的叠片设备，其特征在于，所述测试探头(9)的工作面为导电平面，所述测试底座(10)的工作面为绝缘平面。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的极组的叠片设备，其特征在于，所述叠片单元(5)和所述检测单元(8)设置为集成一体化结构。
10.根据权利要求9所述的极组的叠片设备，其特征在于，所述叠片单元(5)设置为叠片机。
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