CN112563581A - 一种干燥制片一体装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种干燥制片一体装置，包括依次设置的放卷机构、干燥复合机构、单元配片机构、单元片预热机构、单元片复合机构和单元片裁切机构。本发明对制片前的正极片、负极片进行干燥，有效的降低了正极片、负极片的水分含量，制取的单元片及电芯可满足更高的水分控制要求，降低了制造环境的湿度管控成本；水分含量更低的单元片及其成组的电芯，后续干燥时间可以压缩或者取消，缩短了电池的制造周期，降低了制造成本；通过不同形式的配片，该装置可以堆叠出更多结构设计的电芯，制片工艺更加多样化，采用该工艺的电芯可解决极片因残余应力过大，造成的电芯取向性变形缺陷，提高了电芯外观质量和产品一致性。

Description

一种干燥制片一体装置
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种干燥制片一体装置。
背景技术
新能源汽车使用的动力电池型号及种类多样，软包锂离子电池作为其中的一种，较其它产品具有更高能量密度，可以为电动汽车提供更高的续航里程。
在软包锂电池的生产过程中，制片工序作为一道关键工序，过程高效且外观良好的单元片对后工序的效率与合格率具有重要影响，同时也决定了单元片堆叠后电芯的质量；另外随着高镍三元正极材料的使用，对极片与隔膜中的水分含量管控也更为严格，水分含量超标将导致产品胀气报废和循环性能下降。因此，提高软包电池叠片工序效率和极片质量，对于降低制造成本和提高产品使用性能具有重要意义。
发明内容
基于背景技术中存在的技术问题，本发明提出了一种干燥制片一体装置。
本发明提出的一种干燥制片一体装置，包括依次设置的放卷机构、干燥复合机构、单元配片机构、单元片预热机构、单元片复合机构和单元片裁切机构；其中：
放卷机构用于放卷正极片、负极片、隔膜并将正极片、负极片、薄膜输送至干燥机构；
干燥复合机构用于干燥正极片、负极片，将负极片与隔膜热复合在一起后将正极片、负极片输送至单元配片机构；
单元配片机构用于将复合有隔膜的负极片与正极片进行配片形成连续的单元片并将连续单元片输送至单元片预热机构；
单元片预热机构用于对连续单元片进行加热并将加热后的连续单元片输送至单元片复合机构；
单元片复合机构用于对加热后的连续单元片施加压力进行复合并将连续单元片输送至单元片裁切机构；
单元片裁切机构用于对连续的单元片进行裁切形成独立的单元片。
优选的，所述放卷机构包括正极片放卷辊和负极片放卷辊，正极片放卷辊上方、下方或上下两方设置有所述的负极片放卷辊，负极片放卷辊上下两方均设置有隔膜放卷辊，正极片放卷辊、负极片放卷辊、隔膜放卷辊的中轴线水平布置并且正极片放卷辊、负极片放卷辊、隔膜放卷辊的中轴线相互平行。
优选的，所述干燥复合机构包括正极片干燥装置、负极片干燥装置；正极片干燥装置对正极片放卷辊放出的正极片进行干燥；负极片干燥装置的数量与负极片放卷辊的数量一致，负极片干燥装置对负极片放卷辊放出的负极片进行干燥。
优选的，所述干燥复合机构还包括热复合辊组，热复合辊组的数量与负极片干燥装置的数量一致，热复合辊设置在负极片干燥装置出料端，热复合辊组包括两个上下布置的热复合辊，热复合辊的中轴线水平布置，两个热复合辊之间留有间隙形成热复合通道；负极片放卷辊上下两方的隔膜放卷辊放出的隔膜分别绕过一转向辊后与负极片一同进入热复合通道复合在一起。
优选的，所述正极片干燥装置对正极片的干燥方式采用红外干燥、热风干燥或热辊干燥。
优选的，所述负极片干燥装置对负极片的干燥方式采用红外干燥、热风干燥或热辊干燥。
优选的，所述单元配片机构包括两个上下布置的转向压辊，转向压辊的中轴线水平布置，两个转向压辊之间留有间隙形成配片通道；正极片干燥装置将干燥后的正极片输送至配片通道，热复合辊组将热复合有隔膜的负极片输送至配片通道与正极片进行配片。
优选的，所述单元片预热机构包括预热装置，预热装置对单元片进行加热并且预热装置采用的加热方式为电阻式、红外式或感应式。
优选的，所述单元片复合机构包括两个上下布置并相互平行的复合辊，复合辊的中轴线水平布置，两个复合辊之间留有间隙形成复合通道；优选的，复合辊采用钢质辊或胶质辊，复合辊的复合方式采用热压复合或冷压复合。
优选的，所述单元片裁切机构包括两个上下对称设置的裁切刀。
本发明提出的一种干燥制片一体装置，对制片前的正极片、负极片进行干燥，有效的降低了正极片、负极片的水分含量，制取的单元片及电芯可满足更高的水分控制要求，降低了制造环境的湿度管控成本；水分含量更低的单元片及其成组的电芯，后续干燥时间可以压缩或者取消，缩短了电池的制造周期，降低了制造成本。本发明配片后的连续单元片d结构可以是负极片b和正极片a，负极片、正极片和负极片，正极片和负极片三种中的任意一种，通过不同形式的配片，该装置可以堆叠出更多结构设计的电芯，制片工艺更加多样化，采用该工艺的电芯可解决极片因残余应力过大，造成的电芯取向性变形缺陷，提高了电芯外观质量和产品一致性；另外，通过热复合工艺制备的电芯单元片，避免了制片过程中造成极片与隔膜的相对位移，保证了单元片的结构稳定性和叠片过程的堆叠精度，能有效提高产品的制造良率以及电芯安全性能。
附图说明
图1为本发明提出的一种干燥制片一体装置的结构示意图；
图2为本发明提出的一种干燥制片一体装置制备出的一种单元片；
图3为本发明提出的一种干燥制片一体装置制备出的另一种单元片；
图4为本发明提出的一种干燥制片一体装置制备出的另一种单元片。
具体实施方式
参照图1，本发明提出一种干燥制片一体装置，包括依次设置的放卷机构1、干燥复合机构2、单元配片机构3、单元片预热机构4、单元片复合机构5和单元片裁切机构6；其中：
放卷机构1用于放卷正极片a、负极片b、隔膜c并将正极片a、负极片b、薄膜c输送至干燥机构。
干燥复合机构2用于干燥正极片a、负极片b，将负极片b与隔膜c热复合在一起后将正极片a、负极片输送至单元配片机构3。
单元配片机构3用于将复合有隔膜的负极片与正极片a进行配片形成连续的单元片并将连续单元片d输送至单元片d预热机构4。
单元片预热机构4用于对连续单元片d进行加热并将加热后的连续单元片d输送至单元片复合机构5。
单元片复合机构5用于对加热后的连续单元片d施加压力进行复合并将连续单元片输送至单元片d裁切机构6。
单元片裁切机构6用于对连续的单元片进行裁切形成独立的单元片e，获得的独立单元片e依次叠片制备所需电芯。
本发明干燥制片一体装置，对制片前的正极片a、负极片b进行干燥，有效的降低了正极片a、负极片b的水分含量，制取的单元片e及电芯可满足更高的水分控制要求，降低了制造环境的湿度管控成本；水分含量更低的单元片e及其成组的电芯，后续干燥时间可以压缩或者取消，缩短了电池的制造周期，降低了制造成本。本发明配片后的连续单元片d结构可以是负极片b和正极片a，负极片b、正极片a和负极片b，正极片a和负极片b三种中的任意一种，如图2、图3、图4所示，通过不同形式的配片，该装置可以堆叠出更多结构设计的电芯，制片工艺更加多样化，采用该工艺的电芯可解决极片因残余应力过大，造成的电芯取向性变形缺陷，提高了电芯外观质量和产品一致性；另外，通过热复合工艺制备的电芯单元片d，避免了制片过程中造成极片与隔膜的相对位移，保证了单元片d的结构稳定性和叠片过程的堆叠精度，能有效提高产品的制造良率以及电芯安全性能。
本实施例中，放卷机构1包括正极片放卷辊1-2和负极片放卷辊1-1，正极片放卷辊1-2上方、下方或上下两方设置有的负极片放卷辊1-1，负极片放卷辊1-1上下两方均设置有隔膜放卷辊1-3，正极片放卷辊1-2、负极片放卷辊1-1、隔膜放卷辊1-3的中轴线水平布置并且正极片放卷辊1-2、负极片放卷辊1-1、隔膜放卷辊1-3的中轴线相互平行。
本实施例中，干燥复合机构2包括正极片干燥装置2-1、负极片干燥装置2-2和热复合辊组2-3。正极片干燥装置2-1对正极片放卷辊1-2放出的正极片进行干燥，正极片干燥装置2-1对正极片的干燥方式采用红外干燥、热风干燥、热辊干燥或其它干燥方式。负极片干燥装置2-2的数量与负极片放卷辊1-1的数量一致，负极片干燥装置2-2对负极片放卷辊1-1放出的负极片进行干燥，负极片干燥装置2-2对负极片的干燥方式采用红外干燥、热风干燥、热辊干燥或其它干燥方式。热复合辊组2-3的数量与负极片干燥装置2-2的数量一致，热复合辊设置在负极片干燥装置2-2出料端，热复合辊组2-3包括两个上下布置的热复合辊，热复合辊的中轴线水平布置，两个热复合辊之间留有间隙形成热复合通道；负极片放卷辊1-1上下两方的隔膜放卷辊1-3放出的隔膜分别绕过一转向辊2-4后与负极片一同进入热复合通道复合在一起。正极片a和负极片b材料进行干燥，干燥后的材料其所含水分得到进一步降低；复合后的负极片和隔膜具有一定粘结力，保证负极片和隔膜在传送过程不会发生相对位移或剥离。
本实施例中，单元配片机构3包括两个上下布置的转向压辊3-1，转向压辊3-1的中轴线水平布置，两个转向压辊3-1之间留有间隙形成配片通道；正极片干燥装置2-1将干燥后的正极片输送至配片通道，热复合辊组2-3将热复合有隔膜的负极片输送至配片通道与正极片进行配片。配片后的连续单元片结构可以是负极片和正极片，负极片、正极片和负极片，正极片和负极片三种中的任意一种，如图2、图3、图4所示。
在具体实施例中，单元片预热机构4包括预热装置4-1，预热装置4-1对单元片进行加热并且预热装置4-1采用的加热方式为电阻式、红外式、感应式或其它加热方式中的一种。加热过程中预热装置4-1与单元片d无任何接触，避免了单元片d被污染，保证了单元片d的外观质量，将单元片d加热到一定温度，以满足后续复合工序的效率要求与品质标准。
在具体实施例中，单元片复合机构5包括两个上下布置并相互平行的复合辊5-1，复合辊5-1的中轴线水平布置，两个复合辊5-1之间留有间隙形成复合通道；优选的，复合辊5-1采用钢质辊或胶质辊，复合辊5-1的复合方式采用热压复合或冷压复合，复合辊5-1对预热后的连续单元片d施加垂直于其表面的压力，将连续单元片d进行最终的复合。复合后的连续单元片d中负极片或正极片紧密贴合隔膜，复合后的连续单元片d具有较高的粘结力，保证单元片d中负极片或正极片与隔膜在传送或裁切过程不会发生相对位移或剥离。
在具体实施例中，单元片裁切机构6包括两个上下对称设置的裁切刀6-1，裁切刀6-1连续的单元片进行连续裁切，获得的独立单元片e依次叠片制备所需电芯。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种干燥制片一体装置，其特征在于，包括依次设置的放卷机构(1)、干燥复合机构(2)、单元配片机构(3)、单元片预热机构(4)、单元片复合机构(5)和单元片裁切机构(6)；其中：
放卷机构(1)用于放卷正极片、负极片、隔膜并将正极片、负极片、薄膜输送至干燥机构；
干燥复合机构(2)用于干燥正极片、负极片，将负极片与隔膜热复合在一起后将正极片、负极片输送至单元配片机构(3)；
单元配片机构(3)用于将复合有隔膜的负极片与正极片进行配片形成连续的单元片并将连续单元片输送至单元片预热机构(4)；
单元片预热机构(4)用于对连续单元片进行加热并将加热后的连续单元片输送至单元片复合机构(5)；
单元片复合机构(5)用于对加热后的连续单元片施加压力进行复合并将连续单元片输送至单元片裁切机构(6)；
单元片裁切机构(6)用于对连续的单元片进行裁切形成独立的单元片。
2.根据权利要求1所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述放卷机构(1)包括正极片放卷辊(1-2)和负极片放卷辊(1-1)，正极片放卷辊(1-2)上方、下方或上下两方设置有所述的负极片放卷辊(1-1)，负极片放卷辊(1-1)上下两方均设置有隔膜放卷辊(1-3)，正极片放卷辊(1-2)、负极片放卷辊(1-1)、隔膜放卷辊(1-3)的中轴线水平布置并且正极片放卷辊(1-2)、负极片放卷辊(1-1)、隔膜放卷辊(1-3)的中轴线相互平行。
3.根据权利要求1所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述干燥复合机构(2)包括正极片干燥装置(2-1)、负极片干燥装置(2-2)；正极片干燥装置(2-1)对正极片放卷辊(1-2)放出的正极片进行干燥；负极片干燥装置(2-2)的数量与负极片放卷辊(1-1)的数量一致，负极片干燥装置(2-2)对负极片放卷辊(1-1)放出的负极片进行干燥。
4.根据权利要求3所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述干燥复合机构(2)还包括热复合辊组(2-3)，热复合辊组(2-3)的数量与负极片干燥装置(2-2)的数量一致，热复合辊设置在负极片干燥装置(2-2)出料端，热复合辊组(2-3)包括两个上下布置的热复合辊，热复合辊的中轴线水平布置，两个热复合辊之间留有间隙形成热复合通道；负极片放卷辊(1-1)上下两方的隔膜放卷辊(1-3)放出的隔膜分别绕过一转向辊(2-4)后与负极片一同进入热复合通道复合在一起。
5.根据权利要求3所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述正极片干燥装置(2-1)对正极片的干燥方式采用红外干燥、热风干燥或热辊干燥。
6.根据权利要求3所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述负极片干燥装置(2-2)对负极片的干燥方式采用红外干燥、热风干燥或热辊干燥。
7.根据权利要求4所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述单元配片机构(3)包括两个上下布置的转向压辊(3-1)，转向压辊(3-1)的中轴线水平布置，两个转向压辊(3-1)之间留有间隙形成配片通道；正极片干燥装置(2-1)将干燥后的正极片输送至配片通道，热复合辊组(2-3)将热复合有隔膜的负极片输送至配片通道与正极片进行配片。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述单元片预热机构(4)包括预热装置(4-1)，预热装置(4-1)对单元片进行加热并且预热装置(4-1)采用的加热方式为电阻式、红外式或感应式。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述单元片复合机构(5)包括两个上下布置并相互平行的复合辊(5-1)，复合辊(5-1)的中轴线水平布置，两个复合辊(5-1)之间留有间隙形成复合通道；优选的，复合辊(5-1)采用钢质辊或胶质辊，复合辊(5-1)的复合方式采用热压复合或冷压复合。
10.根据权利要求1-7中任一项所述的干燥制片一体装置，其特征在于，所述单元片裁切机构(6)包括两个上下对称设置的裁切刀(6-1)。
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