CN112421093B - 一种电芯叠片方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电芯叠片方法，涉及电芯生产技术领域。首先在阳极片上切出折痕孔；接着将两层隔膜分别贴设于阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层；然后将两个阴极片分别贴设于阳极隔膜层的两侧，并使折痕孔位于两个阴极片之间；再将阳极隔膜层沿折痕孔所在直线进行折叠，以使两个阴极片相互对齐。与现有技术相比，本发明提供的电芯叠片方法由于采用了将阳极隔膜层沿折痕孔所在直线进行折叠，以使两个阴极片相互对齐的步骤，所以能够制造出能量密度高的电芯，提高续航时间，并且不会在阳极片上产生毛刺，避免毛刺刺穿隔膜而导致电芯短路的情况发生。

Description

一种电芯叠片方法

技术领域

本发明涉及电芯生产技术领域，具体而言，涉及一种电芯叠片方法。

背景技术

目前，在电芯的生产过程中，通常都是将阳极片切断后再进行叠片。但是阳极片切断时会产生毛刺，该毛刺容易刺穿隔膜，造成电芯短路的问题，并且由于阳极片是非连续的，所以电芯的能量密度较低，续航时间较短。

有鉴于此，设计出一种能够制造高能量密度电芯的电芯叠片方法特别是在电芯生产中显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电芯叠片方法，能够制造出能量密度高的电芯，提高续航时间，并且不会在阳极片上产生毛刺，避免毛刺刺穿隔膜而导致电芯短路的情况发生。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

一种电芯叠片方法，包括：在阳极片上切出折痕孔；将两层隔膜分别贴设于阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层；将两个阴极片分别贴设于阳极隔膜层的两侧，并使折痕孔位于两个阴极片之间；将阳极隔膜层沿折痕孔所在直线进行折叠，以使两个阴极片相互对齐。

进一步地，在阳极片上切出折痕孔的步骤包括：控制阳极片沿第一方向匀速移动；利用激光器在阳极片上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔；其中，第一方向与第二方向垂直。

进一步地，利用激光器在阳极片上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔的步骤中，利用激光器断续地对阳极片进行激光切割，以在阳极片上形成沿第二方向间隔设置的多个折痕孔，多个折痕孔位于同一直线上，且组合形成一组折痕孔。

进一步地，重复进行利用激光器在阳极片上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔的步骤，以使阳极片沿第一方向间隔设置有多组折痕孔。

进一步地，利用激光器在阳极片上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔的步骤包括：控制激光器的振镜随着阳极片的移动而摆动，且振镜的摆动速度与阳极片的移动速度相匹配，以使折痕孔呈长条状设置，且折痕孔的长度方向为第二方向。

进一步地，在阳极片上切出折痕孔的步骤后，电芯叠片方法还包括：利用压缩空气对阳极片进行吹扫，以清除折痕孔内的废料。

进一步地，将两层隔膜分别贴设于阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层的步骤包括：将阳极片穿过两个第一压辊之间；利用两个第一压辊同时带动两层隔膜进料，并将两层隔膜同时压贴于阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层。

进一步地，将两个阴极片分别贴设于阳极隔膜层的两侧，并使折痕孔位于两个阴极片之间的步骤包括：将阳极隔膜层穿过两个第二压辊之间；利用两个第二压辊交替地带动两个阴极片进料，并将两个阴极片交替地压贴于阳极隔膜层的两侧。

进一步地，利用两个第二压辊交替地带动两个阴极片进料，并将两个阴极片交替地压贴于阳极隔膜层的两侧的步骤包括：利用第二压辊带动阴极片料带进料，并将阴极片料带压贴于阳极隔膜层上；当阴极片料带进料预设长度时，利用切刀将阴极片料带切断，以形成压贴于阳极隔膜层上的阴极片。

进一步地，将阳极片沿折痕孔所在直线进行折叠，以使两个阴极片相互对齐的步骤前，电芯叠片方法还包括：对阳极片、隔膜和阴极片进行热复合。

本发明提供的电芯叠片方法具有以下有益效果：

本发明提供的电芯叠片方法，首先在阳极片上切出折痕孔；接着将两层隔膜分别贴设于阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层；然后将两个阴极片分别贴设于阳极隔膜层的两侧，并使折痕孔位于两个阴极片之间；再将阳极隔膜层沿折痕孔所在直线进行折叠，以使两个阴极片相互对齐。与现有技术相比，本发明提供的电芯叠片方法由于采用了将阳极隔膜层沿折痕孔所在直线进行折叠，以使两个阴极片相互对齐的步骤，所以能够制造出能量密度高的电芯，提高续航时间，并且不会在阳极片上产生毛刺，避免毛刺刺穿隔膜而导致电芯短路的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的电芯叠片方法的步骤框图；

图2为本发明实施例提供的电芯叠片方法中利用激光器对阳极片进行激光切割的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的电芯叠片方法应用于电芯生产线的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的电芯叠片方法切出折痕孔后的阳极片的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的电芯叠片方法的工艺流程图。

图标：100-电芯；110-阳极片；111-折痕孔；120-隔膜；130-阴极片；200-激光器；210-振镜；220-传动辊；230-第一压辊；240-第二压辊；250-切刀；260-阴极片料带；270-热复合装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，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。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

请结合参照图1、图2、图3、图4和图5，本发明实施例提供了一种电芯叠片方法，用于折叠生产电芯100。其能够制造出能量密度高的电芯100，提高续航时间，并且不会在阳极片110上产生毛刺，避免毛刺刺穿隔膜120而导致电芯100短路的情况发生。

需要说明的是，电芯叠片方法应用于电芯生产线上，电芯生产线能够利用电芯叠片方法对阳极片110、隔膜120和阴极片130进行加工叠片，从而制造出电芯100，该电芯100能量密度高，续航时间长，短路率低。

该电芯叠片方法包括以下步骤：

步骤S101：在阳极片110上切出折痕孔111。

值得注意的是，在步骤S101中，无需将阳极片110切断，只是在阳极片110上切出折痕孔111，以便于后续沿该折痕孔111所在直线进行折叠。这样一来，阳极片110是连续的，由其生产出的电芯100能量密度高，续航时间长，并且阳极片110上不会产生毛刺，也就避免了毛刺刺穿隔膜120造成电芯100短路的情况发生。

具体地，步骤S101包括三个步骤，分别为：

步骤S1011：控制阳极片110沿第一方向匀速移动。

本实施例中，利用传动辊220转动的方式带动阳极片料带匀速进料，从而使得阳极片110沿第一方向匀速移动，第一方向为阳极片料带的进料方向，即第一方向为阳极片110的长度方向。具体地，阳极片110所在平面为水平面，第一方向位于水平面上。

步骤S1012：利用激光器200在阳极片110上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔111；其中，第一方向与第二方向垂直。

值得注意的是，在步骤S1012中，由于阳极片110始终处于沿第一方向匀速移动的状态，所以若要在阳极片110上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔111，则需要不断调整激光器200射出激光的位置，以对阳极片110进行追踪，且在阳极片110上切出折痕孔111。

进一步地，控制激光器200的振镜210随着阳极片110的移动而摆动，且振镜210的摆动速度与阳极片110的移动速度相匹配，以实现对阳极片110的追踪，并且在阳极片110上切出沿第二方向延伸的折痕孔111，保证电芯生产线连续运行，实现动态的连续切割。具体地，阳极片110在传动辊220的带动下沿第一方向匀速移动，在需要切割时，激光器200发射激光，振镜210按照预设轨迹运动，以在阳极片110切割形成矩形的折痕孔111。

本实施例中，阳极片110上形成的折痕孔111呈长条状设置，即折痕孔111为矩形孔，折痕孔111的长度远远大于折痕孔111的宽度，折痕孔111的长度方向为第二方向，折痕孔111的宽度方向为第一方向，第二方向与第一方向垂直，第二方向位于水平面上。进一步地，折痕孔111所在直线沿折痕孔111的长度方向延伸，为了便于理解，将折痕孔111所在直线描述为折痕线，阳极片110能够沿折痕线进行折叠。

需要说明的是，在步骤S1012中，利用激光器200断续地对阳极片110进行激光切割，以在阳极片110上形成沿第二方向间隔设置的多个折痕孔111，多个折痕孔111位于同一直线上，且组合形成一组折痕孔111，即一组折痕孔111的数量为多个，一组中的多个折痕孔111均位于同一折痕线上。本实施例中，一组折痕孔111的数量为五个，一组中的五个矩形的折痕孔111平行间隔设置，且均位于同一折痕线上，但并不仅限于此，在其它实施例中，一组折痕孔111的数量可以为四个，也可以为六个，对一组折痕孔111的数量不作具体限定。

步骤S1013：重复进行利用激光器200在阳极片110上切割形成沿第二方向延伸的折痕孔111的步骤，以使阳极片110沿第一方向间隔设置有多组折痕孔111。

值得注意的是，在步骤S1013中，重复进行步骤S1012，以使阳极片110沿第一方向间隔设置有多组折痕孔111，从而在阳极片110上形成多条折痕线，折痕线沿第二方向延伸，多条折痕线沿第一方向平行间隔设置，阳极片110能够沿多条折痕线不断地进行折叠，以实现叠片作业。

本实施例中，阳极片110始终处于沿第一方向匀速移动的状态，而激光器200不断重复地在阳极片110上切出折痕孔111，以在阳极片110上切出多组折痕孔111，每组中的多个折痕孔111位于同一折痕线上，多组折痕孔111形成的多条折痕线平行间隔设置。具体地，折痕孔111的长度和宽度均可调节，每组中的相邻两个折痕孔111之间的间距可调节，相邻两组折痕孔111之间的间距可调节，以适应不同要求的电芯100。

本实施例中，在阳极片110始终处于匀速移动的状态下利用激光器200对阳极片110进行激光切割，以形成折痕孔111。但并不仅限于此，在其它一个实施例中，控制阳极片110步进移动，即在阳极片110沿第一方向移动一段预设距离时控制阳极片110停止移动，此时利用激光器200对阳极片110进行激光切割，以形成折痕孔111，随后控制阳极片110沿第一方向继续移动一段预设距离，再用激光器200对阳极片110进行激光切割，如此循环重复，能够达到在阳极片110上切出多组折痕孔111的目的；在其它另一个实施例中，控制阳极片110步进移动，即在阳极片110沿第一方向移动一段预设距离时控制阳极片110停止移动，此时通过机械加工的方式(例如辊切)对阳极片110进行机械切割，以形成折痕孔111，随后控制阳极片110沿第一方向继续移动一段预设距离，再通过机械加工的方式对阳极片110进行激光切割，如此循环重复，同样能够达到在阳极片110上切出多组折痕孔111的目的；对在阳极片110上切出折痕孔111的加工方式不作具体限定。

步骤S102：利用压缩空气对阳极片110进行吹扫，以清除折痕孔111内的废料。

值得注意的是，在步骤S102中，利用气泵向外吹出压缩空气，以将阳极片110上切出的废料吹至废料盒中，从而清除折痕孔111内的废料，防止废料沾附于阳极片110上，影响后续叠片作业。

步骤S103：将两层隔膜120分别贴设于阳极片110的两侧，以形成阳极隔膜层。

具体地，步骤S103包括两个步骤，分别为：

步骤S1031：将阳极片110穿过两个第一压辊230之间。

值得注意的是，在步骤S1031中，两个第一压辊230平行间隔设置，且转动方向相反，阳极片110穿过两个第一压辊230之间，且夹持于两个第一压辊230之间，两个第一压辊230共同作用，以带动阳极片110沿第一方向匀速移动。

步骤S1032：利用两个第一压辊230同时带动两层隔膜120进料，并将两层隔膜120同时压贴于阳极片110的两侧，以形成阳极隔膜层。

值得注意的是，在步骤S1032中，将一层隔膜120穿过一个第一压辊230和阳极片110之间，该第一压辊230带动隔膜120沿第一方向运动进料，且贴设于阳极片110的一侧；将另一层隔膜120穿过另一个第一压辊230和阳极片110之间，该第一压辊230带动隔膜120沿第一方向运动进料，且贴设于阳极片110的另一侧。两个第一压辊230共同作用，将两层隔膜120分别贴设于阳极片110的两侧，以形成阳极隔膜层。

步骤S104：将两个阴极片130分别贴设于阳极隔膜层的两侧，并使折痕孔111位于两个阴极片130之间。

值得注意的是，在步骤S104中，一个阴极片130贴设于阳极隔膜层的一侧，相邻的一个阴极片130贴设于阳极隔膜层的另一侧，折痕线设置于两个阴极片130之间，以便于进行电芯100的叠片作业。进一步地，阴极片130的数量为多个，折痕线的数量为多条，每个阴极片130设置于相邻两条折痕线之间，相邻两个阴极片130分别贴设于阳极隔膜层的两侧。

具体地，步骤S104包括两个步骤，分别为：

步骤S1041：将阳极隔膜层穿过两个第二压辊240之间。

值得注意的是，在步骤S1041中，两个第二压辊240平行间隔设置，且转动方向相反，阳极隔膜层穿过两个第二压辊240之间，且夹持于两个第二压辊240之间，两个第二压辊240共同作用，以带动阳极隔膜层沿第一方向匀速移动。

步骤S1042：利用两个第二压辊240交替地带动两个阴极片130进料，并将两个阴极片130交替地压贴于阳极隔膜层的两侧。

具体地，步骤S1042包括两个步骤，分别为：

步骤S10421：利用第二压辊240带动阴极片料带260进料，并将阴极片料带260压贴于阳极隔膜层上。

值得注意的是，在步骤S10421中，将阴极片料带260穿过第二压辊240和阳极隔膜层之间，第二压辊240能够带动阴极片料带260沿第一方向运动进料，且贴设于阳极隔膜层上。

步骤S10422：当阴极片料带260进料预设长度时，利用切刀250将阴极片料带260切断，以形成压贴于阳极隔膜层上的阴极片130。

值得注意的是，在步骤S10422中，预设长度是提前设置好的，当阴极片料带260随着阳极隔膜层进料预设长度时，切刀250进行切割动作，将阴极片料带260切断，此时切下来的阴极片130在第二压辊240的作用下贴设于阳极隔膜层上，而阴极片料带260暂停运动，等待下次进料。

值得注意的是，在步骤S1042中，两个第二压辊240交替动作，先将一个阴极片130压贴于阳极隔膜层的一侧，该阴极片130设置于相邻两条折痕线之间；再将另一个阴极片130压贴于阳极隔膜层的另一侧，该阴极片130设置于下一个相邻两条折痕线之间；如此重复循环，直至阳极隔膜层上贴设预设数量的阴极片130。

本实施例中，首先将一层阴极片料带260穿过一个第二压辊240和阳极隔膜层之间，该第二压辊240带动阴极片料带260沿第一方向运动进料，且贴设于阳极隔膜层的一侧；当该阴极片料带260进料预设长度时，切刀250切断该阴极片料带260，该阴极片料带260暂停运动，此时切下来的阴极片130贴设于阳极隔膜层的一侧；随后将另一层阴极片料带260穿过另一个第二压辊240和阳极隔膜层之间，该第二压辊240带动阴极片料带260沿第一方向运动进料，且贴设于阳极隔膜层的另一侧；当该阴极片料带260进料预设长度时，切刀250切断该阴极片料带260，该阴极片料带260暂停运动，此时切下来的阴极片130贴设于阳极隔膜层的另一侧；如此重复循环，直至阳极隔膜层上贴设预设数量的阴极片130。

步骤S105：对阳极片110、隔膜120和阴极片130进行热复合。

值得注意的是，在步骤S105中，利用热复合装置270通过热压的方式将阳极片110、隔膜120和阴极片130压合形成复合极片，即通过热压的方式将阳极隔膜层和阴极片130压合形成复合极片，以将阳极片110、隔膜120和阴极片130加热粘合在一起，提高叠片精度，满足高速叠片的需求。

步骤S106：将阳极隔膜层沿折痕孔111所在直线进行折叠，以使两个阴极片130相互对齐。

值得注意的是，在步骤S106中，对复合极片进行折叠，即沿折痕线对阳极隔膜层进行多次折叠，以将多个阴极片130包裹于阳极隔膜层内，且多个阴极片130相互对齐，即多个阴极片130的投影相重合。具体地，阳极隔膜层呈S形设置，任意相邻两个阴极片130之间均设置有一层阳极隔膜层，以防止短路，并且叠片精度高，能量密度高。

本发明实施例提供的电芯叠片方法，首先在阳极片110上切出折痕孔111；接着将两层隔膜120分别贴设于阳极片110的两侧，以形成阳极隔膜层；然后将两个阴极片130分别贴设于阳极隔膜层的两侧，并使折痕孔111位于两个阴极片130之间；再将阳极隔膜层沿折痕孔111所在直线进行折叠，以使两个阴极片130相互对齐。与现有技术相比，本发明提供的电芯叠片方法由于采用了将阳极隔膜层沿折痕孔111所在直线进行折叠，以使两个阴极片130相互对齐的步骤，所以能够制造出能量密度高的电芯100，提高续航时间，并且不会在阳极片110上产生毛刺，避免毛刺刺穿隔膜120而导致电芯100短路的情况发生。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (7)

1.一种电芯叠片方法，其特征在于，包括：

在阳极片上切出折痕孔，包括：控制所述阳极片沿第一方向匀速移动，所述第一方向为阳极片料带的进料方向；利用激光器在所述阳极片上切割形成沿第二方向延伸的所述折痕孔，包括：控制所述激光器的振镜随着所述阳极片的移动而摆动，且所述振镜的摆动速度与所述阳极片的移动速度相匹配，以使所述折痕孔呈长条状设置，且所述折痕孔的长度方向为所述第二方向；

其中，利用所述激光器断续地对所述阳极片进行激光切割，以在所述阳极片上形成沿第二方向间隔设置的多个所述折痕孔，多个所述折痕孔位于同一直线上，且组合形成一组所述折痕孔；所述第一方向与所述第二方向垂直；

将两层隔膜分别贴设于所述阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层；

将两个阴极片分别贴设于所述阳极隔膜层的两侧，并使所述折痕孔位于两个所述阴极片之间；

将所述阳极隔膜层沿所述折痕孔所在直线进行折叠，以使两个所述阴极片相互对齐。

2.根据权利要求1所述的电芯叠片方法，其特征在于，重复进行所述利用激光器在所述阳极片上切割形成沿第二方向延伸的所述折痕孔的步骤，以使所述阳极片沿所述第一方向间隔设置有多组所述折痕孔。

3.根据权利要求1所述的电芯叠片方法，其特征在于，所述在阳极片上切出折痕孔的步骤后，所述电芯叠片方法还包括：

利用压缩空气对所述阳极片进行吹扫，以清除所述折痕孔内的废料。

4.根据权利要求1所述的电芯叠片方法，其特征在于，所述将两层隔膜分别贴设于所述阳极片的两侧，以形成阳极隔膜层的步骤包括：

将所述阳极片穿过两个第一压辊之间；

利用两个所述第一压辊同时带动两层所述隔膜进料，并将两层所述隔膜同时压贴于所述阳极片的两侧，以形成所述阳极隔膜层。

5.根据权利要求1所述的电芯叠片方法，其特征在于，所述将两个阴极片分别贴设于所述阳极隔膜层的两侧，并使所述折痕孔位于两个所述阴极片之间的步骤包括：

将所述阳极隔膜层穿过两个第二压辊之间；

利用两个所述第二压辊交替地带动两个所述阴极片进料，并将两个所述阴极片交替地压贴于所述阳极隔膜层的两侧。

6.根据权利要求5所述的电芯叠片方法，其特征在于，所述利用两个所述第二压辊交替地带动两个所述阴极片进料，并将两个所述阴极片交替地压贴于所述阳极隔膜层的两侧的步骤包括：

利用所述第二压辊带动阴极片料带进料，并将所述阴极片料带压贴于所述阳极隔膜层上；

当所述阴极片料带进料预设长度时，利用切刀将所述阴极片料带切断，以形成压贴于所述阳极隔膜层上的所述阴极片。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电芯叠片方法，其特征在于，所述将所述阳极隔膜层沿所述折痕孔所在直线进行折叠，以使两个所述阴极片相互对齐的步骤前，所述电芯叠片方法还包括：

对所述阳极片、所述隔膜和所述阴极片进行热复合。

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