CN112635809A - 一种电池极片叠片设备及电芯叠片方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及动力电池制造技术领域，公开了一种电池极片叠片设备及电芯叠片方法，电池极片包括正极片、负极片和隔膜带料，正极片与负极片对应设置在隔膜带料的两侧。电池极片叠片设备包括热合单元、缓存单元、叠片单元和驱动单元。热合单元置于供料单元的下游并用于加热压合电池极片。缓存单元置于热合单元的下游，包括缓存辊和升降驱动件，升降驱动件能够驱动缓存辊上升或下降以减少或增加电池极片的缓存长度。叠片单元置于缓存单元的下游并用于折叠电池极片，叠片单元包括转塔机构和叠片平台，转塔机构包括转盘和夹爪，夹爪能够夹紧电池极片，转盘能够带动夹爪转动至叠片平台上。本发明能够适应变化的叠片速度，提高了电芯产品的质量和合格率。

Description

一种电池极片叠片设备及电芯叠片方法

技术领域

本发明涉及动力电池制造技术领域，尤其涉及一种电池极片叠片设备及电芯叠片方法。

背景技术

在使用传统能源作为动力供给的汽车工业环境下，环境污染问题愈发严重，积极发展新能源汽车，能够减少对于环境的危害。锂离子设备技术是电动汽车发展的关键技术。方形叠片的电池被广泛应用，其中，叠片速度快慢直接决定整线产能与电芯制造成本。目前大都采用z型的叠片技术，已经量产的全球最快的叠片速度为0.6s/片，使用该叠片方法速度较慢，造成设备台数需求量大，占地面积大，购置成本高，后期维护成本、能源消耗大。因此，热复合叠片方式由于可以同时堆叠多片，成为了叠片技术发展的趋势。但电池极片通过供料单元后进入热合机构形成一体的电池极片，热合机构处的运动速度为匀速，而热合机构下游的叠片单元的叠片速度为变速，速度不相同导致叠片单元的夹爪易拉扯电池极片的隔膜带料，使得极片之间的绝缘性不能得到保证，降低了电芯产品的合格率。

基于此，亟需一种电池极片叠片设备及电芯叠片方法用来解决如上提到的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池极片叠片设备及电芯叠片方法，能够适应变化的叠片速度，提高了电芯产品的质量和合格率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池极片叠片设备，电池极片包括正极片、负极片和隔膜带料，所述正极片与所述负极片对应设置在所述隔膜带料的两侧，所述叠片设备包括：

热合单元，用于加热压合所述电池极片；

缓存单元，置于所述热合单元的下游，所述缓存单元包括缓存辊和升降驱动件，所述升降驱动件能够驱动所述缓存辊上升或下降以减少或增加所述电池极片的缓存长度；

叠片单元，置于所述缓存单元的下游并用于折叠所述电池极片，所述叠片单元包括转塔机构和叠片平台，所述转塔机构包括转盘和夹爪，所述夹爪能够夹紧所述电池极片，所述转盘能够带动所述夹爪转动至所述叠片平台上。

优选地，所述叠片设备还包括变速驱动机构，所述变速驱动机构置于所述缓存单元和所述叠片单元之间。

优选地，所述叠片设备还包括供料单元，所述供料单元置于所述热合单元的上游，所述供料单元包括放料组件，所述放料组件包括正极片放料辊、负极片放料辊、隔膜放料辊和裁切机构，所述正极片放料辊用于供给正极片带料，所述负极片放料辊用于供给负极片带料，所述隔膜放料辊用于供给所述隔膜带料，所述裁切机构用于将所述正极片带料和所述负极片带料裁切为预设长度的所述正极片和所述负极片。

优选地，所述热合单元包括热合机构和两个PET膜铺设机构，所述热合机构用于加热压合所述电池极片；且其中一个所述PET膜铺设机构设置在所述电池极片上方，用于为所述电池极片铺设顶层的PET膜，另一个所述PET膜铺设机构设置在所述电池极片下方，用于为所述电池极片铺设底层的PET膜。

优选地，所述叠片设备还包括匀速驱动机构，所述匀速驱动机构置于所述热合机构和所述缓存单元之间。

优选地，所述转盘的边缘沿周向固定设置多个所述夹爪。

一种电芯叠片方法，使用如上所述的电池极片叠片设备，用于对热复合后的所述电池极片进行叠片，所述电池极片沿水平方向行进，所述方法包括：

S1、所述转塔机构中的所述夹爪夹持所述电池极片上的一个正负极片组，所述缓存辊由初始位置下降，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度增加；

S2、所述转塔机构的所述转盘转动，以使被夹持的所述电池极片运动至所述叠片平台上，且所述缓存辊上升至所述初始位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度减少；

S3、所述缓存辊由所述初始位置下降，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度增加，且所述转塔机构的所述夹爪放松并夹持所述电池极片上的下一正负极片组；

S4、循环步骤S2和步骤S3，直至完成预设长度的所述电池极片的叠片过程，叠片后的所述预设长度的所述电池极片作为电芯，所述缓存辊上升至所述初始位置。

优选地，所述缓存辊在沿所述电池极片行进方向的两端各间隔设置一个支撑辊，两个所述支撑辊均置于所述电池极片的下方，所述缓存辊置于两个所述支撑辊之间连线的中垂线上并置于所述电池极片的上方；

步骤S1中，所述缓存辊由所述初始位置下降第一距离Y₁至第一位置时，所述缓存单元内的被缓存的所述电池极片(100)的长度为初始缓存量L，且步骤S2中，所述缓存辊由所述第一位置上升所述第一距离Y₁至所述初始位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度由所述初始缓存量L减少第一缓存量L₁；步骤S3中，所述缓存辊由所述初始位置下降所述第一距离Y₁至所述第一位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度增加所述第一缓存量L₁至所述初始缓存量L；

其中，所述初始缓存量L＝s/cosα₁-2rtanα₁+πrα₁/90°，所述第一缓存量L₁＝vt₁，所述第一距离Y₁＝(s/2tanα₁-r/cosα₁)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)；

s为两个所述支撑辊之间的距离，α₀为在所述缓存辊处于所述初始位置时其中一个所述支撑辊与所述缓存辊之间的连线与水平面之间的夹角，α₁为在所述缓存辊处于所述第一位置时其中一个所述支撑辊与所述缓存辊之间的连线与水平面之间的夹角，r为所述缓存辊的半径，v为所述电池极片的供料速度，t₁为完成一次叠片过程的时间。

优选地，步骤S4之后，还包括：

S5、取走所述叠片平台上的所述电芯，且所述缓存辊由所述初始位置下降，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度增加；

S6、循环步骤S1至步骤S5，直至完成生产预设数量的所述电芯；

优选地，步骤S5中，所述缓存辊由所述初始位置下降第二距离Y₂至第二位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片的长度增加第二缓存量L₂；

其中，所述第二缓存量L₂＝vt₂，所述第二距离Y₂＝(s/2tanα₂-r/cosα₂)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)；

α₂为在所述缓存辊处于所述第二位置时其中一个所述支撑辊与所述缓存辊之间的连线与水平面之间的夹角，t₂为取走所述电芯所用的时间。

本发明的有益效果：

本发明提供的电池极片叠片设备，设置升降驱动件，能够实现驱动缓存辊的升降。使得在叠片时缓存辊上升，释放被缓存的电池极片，适应较快的叠片速度，叠片速度不受缓存辊上游的速度限制，避免了叠片时叠片单元的夹爪对于电池极片上的隔膜带料的拉扯，保证了极片之间的绝缘性，从而提高了电芯产品的质量和合格率。也在不叠片时，驱动缓存辊下降，能够增加电池极片在缓存单元内的缓存量，避免了在叠片单元内堆积电池极片，保证了下一次叠片时的叠片质量，进一步保证了电芯产品的合格率。

本发明提供的叠片方法，缓存辊处缓存一定长度的电池极片，随着叠片单元的转塔机构的转动，进行叠片，缓存辊上升，能够减少电池极片在缓存单元内的缓存量，使得叠片速度不受缓存辊上游的速度限制，避免了叠片时夹爪对于电池极片上的隔膜带料的拉扯，保证了极片之间的绝缘性，从而提高了电芯产品的质量和合格率。当转塔机构不转动时即不叠片时，缓存辊下降，能够增加电池极片在缓存单元内的缓存量，避免了在叠片单元内堆积电池极片，保证了下一次叠片时的叠片质量，进一步保证了电芯产品的合格率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的电池极片叠片设备的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的缓存辊处于初始位置时的示意图；

图3是本发明实施例提供的缓存辊处于第一位置时的示意图；

图4是本发明实施例提供的缓存辊处于第二位置时的示意图；

图5是本发明实施例提供的电芯叠片方法的主要步骤流程图；

图6是本发明实施例提供的电芯叠片方法的详细步骤流程图。

图中：

100、电池极片；101、正极片带料；102、负极片带料；103、隔膜带料；

1、正极片放料辊；2、负极片放料辊；3、隔膜放料辊；4、CCD相机；

5、PET放料辊；6、热合机构；7、匀速驱动机构；8、张力辊；

9、PET收料辊；10、缓存辊；11、变速驱动机构；12、转塔机构；

13、夹爪；14、叠片平台。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例提供了一种电池极片叠片设备，电池极片100包括正极片、负极片和隔膜带料103，正极片与负极片对应设置在隔膜带料103的两侧。具体地，如图1所示，电池极片叠片设备包括热合单元、缓存单元、叠片单元。热合单元用于加热压合电池极片100。缓存单元置于热合单元的下游，缓存单元包括缓存辊10和升降驱动件，缓存辊10置于电池极片100的上方并与升降驱动件连接，升降驱动件能够驱动缓存辊10上升或下降以减少或增加电池极片100的缓存长度。叠片单元置于缓存单元的下游并用于折叠电池极片100，叠片单元包括转塔机构12和叠片平台14，转塔机构12包括转盘和夹爪13，夹爪13能够夹紧电池极片100，转盘能够带动夹爪13转动至叠片平台14上。本实施例提供的电池极片叠片设备，设置升降驱动件，能够实现驱动缓存辊10的升降。使得在叠片时缓存辊10上升，释放被缓存的电池极片100，适应较快的叠片速度，叠片速度不受缓存辊10上游的速度限制，避免了叠片时叠片单元的夹爪13对于电池极片100上的隔膜带料103的拉扯，保证了极片之间的绝缘性，从而提高了电芯产品的质量和合格率。也在不叠片时，驱动缓存辊10下降，能够增加电池极片在缓存单元内的缓存量，避免了在叠片单元内堆积电池极片100，保证了下一次叠片时的叠片质量，进一步保证了电芯产品的合格率。

优选地，叠片设备还包括变速驱动机构11，变速驱动机构11置于缓存单元和叠片单元之间。由于叠片单元的叠片速度是变速的，在叠片单元的上游放置变速驱动机构11，能够与叠片单元的速度相配合，避免了叠片时拉扯隔膜带料103，保证了电芯质量与合格率。在本实施例中，变速驱动机构11为上下两个传送带，两个传送带能够夹持电池极片100以达到驱动电池极片100行进的作用，此外，两个传送带的带轮的线速度均为变速，速度根据叠片速度而调整，在此不作限定。

优选地，转盘的边缘沿周向固定设置多个夹爪13。在本实施例中，转盘上设置有三个夹爪13，转盘每转120°即可切换另一个夹爪13。转盘通过电机驱动，当转盘转动时，变速驱动机构11驱动电池极片100穿过变速驱动机构11并向叠片平台14移动，缓存辊10上升，减少被缓存的电池极片100的长度，当转盘静止时，变速驱动机构11停止，供料单元向叠片单元输入的电池极片100均被缓存在缓存辊10处，缓存辊10下降，增大被缓存的电池极片100的长度。可以理解的是，变速驱动机构11上传送带的速度根据叠片的速度而定，再根据变速驱动机构11上传送带的速度调整缓存辊10的上升或下降速度。

具体地，升降驱动件可以采用直线电机、气缸、液压缸或其他结构，缓存辊10与升降驱动件的输出端转动连接。缓存辊10在沿电池极片100行进方向的两端各间隔设置一个支撑辊，两个支撑辊置于电池极片100的下方，缓存辊10置于两个支撑辊之间连线的中垂线上并置于电池极片100的上方。如图2-图4所示，设定支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平方向的夹角为α₀时，缓存辊10处于初始位置，当支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平方向的夹角为α₁时，缓存辊10处于第一位置，支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平方向的夹角为α₂时，缓存辊10处于第二位置。在本实施例中，α₀＝5°，5°＜α₁＜70°，5°＜α₂＜70°，初始位置上的α₀＝5°＞0，保证了缓存辊10也始终对电池极片100施加一定的张力，进一步防止了电池极片100的抖动。在其他实施例中，各个角度的取值范围可适应性调整，在此不作限定。

具体地，叠片设备还包括供料单元。供料单元置于热合单元的上游。供料单元包括放料组件。放料组件包括正极片放料辊1、负极片放料辊2、隔膜放料辊3和裁切机构，正极片放料辊1用于供给正极片带料101，负极片放料辊2用于供给负极片带料102，隔膜放料辊3用于供给隔膜带料103，裁切机构用于将正极片带料101和负极片带料102裁切为预设长度的正极片和负极片。在本实施例中，电池极片100上的隔膜带料103的一侧间隔设置有多个正极片，每个正极片为预设长度，每个正极片之间的间隔不小于预设长度。在隔膜带料103的另一侧间隔设置有多个负极片，每个负极片为预设长度且与正极片等长，且负极片与正极片一一对应设置，且每组对应的正极片与负极片形成一个正负极片组。

优选地，热合单元包括热合机构6和两个PET膜铺设机构。热合机构6置于供料单元的下游，热合机构6用于加热压合电池极片100；且其中一个PET膜铺设机构设置在电池极片100上方，用于为电池极片100铺设顶层的PET膜，另一个PET膜铺设机构设置在电池极片100下方，用于为电池极片100铺设底层的PET膜。PET膜用于在热合过程中保护电池极片100，设置PET膜铺设机构避免了热合过程影响电池极片100形成的电芯的性能，保证了产品的合格率。在本实施例中，每个PET膜铺设机构均包括一个PET膜放料辊5和一个PET膜收料辊9，PET膜放料辊5置于热合机构6的上游，PET膜收料辊9置于热合机构6的下游。其中，热合机构6包括分别设置在电池极片100上下两端的两组加热带，每个加热带呈封闭环形并套设在两个转动棍上可往复转动，加热带上设有用于加热的加热部件。隔膜带料103的两侧上设有胶层，当电池极片100经过热合机构6时，正极片、隔膜带料103和负极片之间加热压合为一体。此外，热合机构6的结构为现有技术，在此不再赘述。

在本实施例中，热合机构6与放料组件之间设有两个CCD相机4，两个CCD相机4分别对准在电池极片100的上下两侧，用于采集图像便于观察正极片和负极片的长度是否符合要求。

进一步地，叠片设备还包括匀速驱动机构7。匀速驱动机构7置于热合机构6和缓存单元之间。设置匀速驱动机构7用于驱动电池极片100通过热合机构6并向缓存单元行进，也保证了电池极片100能够匀速且稳定的通过热合机构6，保证了热合效果，保证了电芯的合格率。在本实施例中，匀速驱动机构7为上下两个传送带，两个传送带能够夹持电池极片100以达到驱动电池极片100行进的作用，此外，两个传送带的带轮的线速度均为匀速。

优选地，电池极片叠片设备还包括张力辊8，张力辊8置于供料单元与缓存单元之间，张力辊8用于向电池极片100施加张力，使得电池极片100在行进过程中始终存在一定的张力，防止电池极片100在行进过程中上下抖动。

本实施例还提供了一种电芯叠片方法，使用上述的电池极片叠片设备，如图5所示，用于对热复合后的电池极片100进行叠片，其中电池极片100沿水平方向行进。方法包括：

S1、转塔机构12中的夹爪13夹持电池极片100上的一个正负极片组，缓存辊10由初始位置下降，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加；

S2、转塔机构12的转盘转动，以使被夹持的电池极片100运动至叠片平台14上，且缓存辊10上升至初始位置，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度减少；

S3、缓存辊10由初始位置下降，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加，且转塔机构12的夹爪13放松并夹持电池极片100上的下一正负极片组；

S4、循环步骤S2和步骤S3，直至完成预设长度的电池极片100的叠片过程，叠片后的预设长度的电池极片100作为电芯，缓存辊10上升至初始位置。

本实施例提供的叠片方法，缓存辊10处缓存一定长度的电池极片100，随着叠片单元的转塔机构12的转动，进行叠片，缓存辊10上升，能够减少电池极片100在缓存单元内的缓存量，使得叠片速度不受缓存辊10上游的速度限制，避免了叠片时夹爪13对于电池极片100上的隔膜带料103的拉扯，保证了极片之间的绝缘性，从而提高了电芯产品的质量和合格率。当转塔机构12不转动时即不叠片时，缓存辊10下降，能够增加电池极片100在缓存单元内的缓存量，避免了在叠片单元内堆积电池极片100，保证了下一次叠片时的叠片质量，进一步保证了电芯产品的合格率。

如图6所示，为电芯叠片方法的详细步骤流程图，下面依据图6详细介绍电芯叠片方法。

电芯叠片方法包括：

S1、转塔机构12中的夹爪13夹持电池极片100上的一个正负极片组，缓存辊10由初始位置下降，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加。

具体地，转塔机构12上的其中一个夹爪13夹持一个正负极片组。缓存长度增加，便于电池极片100适应后续变化的叠片速度。

S2、转塔机构12的转盘转动，以使被夹持的电池极片100运动至叠片平台14上，且缓存辊10上升至初始位置，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度减少。

根据上文中的描述，缓存辊10在沿电池极片100行进方向的两端各间隔设置一个支撑辊，两个支撑辊均置于电池极片100的下方，缓存辊10置于两个支撑辊之间连线的中垂线上并置于电池极片100的上方。具体地，如图2-图4所示，步骤S1中，缓存辊10由初始位置下降第一距离Y₁至第一位置时，缓存单元内的被缓存的电池极片100的长度为初始缓存量L；步骤S2中，缓存辊10由第一位置上升第一距离Y₁至初始位置，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度由初始缓存量L减少第一缓存量L₁。其中，初始缓存量L＝s/cosα₁-2rtanα₁+πrα₁/90°，第一缓存量L₁＝vt₁，第一距离Y₁＝(s/2tanα₁-r/cosα₁)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)；其中，s为两个支撑辊之间的距离，α₀为在缓存辊10处于初始位置时其中一个支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平面之间的夹角，α₁为在缓存辊10处于第一位置时其中一个支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平面之间的夹角，r为缓存辊10的半径，v为电池极片100的供料速度，t₁为完成一次叠片过程的时间。在本实施例中，5°＜α₁＜70°，α₀＝5°。若为了便于计算，α₀＝5°可近似的看为在缓存辊10处于第一位置时，电池极片100在两个支撑辊之间呈水平状态，则可将α₀＝5°近似的看作α₀＝0，那么，第一缓存量L₁＝vt₁＝初始缓存量L＝s/cosα₁-2rtanα₁+πrα₁/90°，第一距离Y₁＝s/2tanα₁-r/cosα₁。可以理解的是，v可以看作匀速驱动机构7的传送带的速度。

具体地，当转盘转过120°时，缓存辊10由第一位置上升第一距离Y₁至初始位置，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度由初始缓存量L减少第一缓存量L₁。

S3、缓存辊10由初始位置下降，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加，且转塔机构12的夹爪13放松并夹持电池极片100上的下一正负极片组。

在本实施例中，步骤S3中，缓存辊10由初始位置下降第一距离Y₁至第一位置，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加第一缓存量L₁至初始缓存量L。同理，初始缓存量L＝s/cosα₁-2rtanα₁+πrα₁/90°，第一缓存量L₁＝vt₁，第一距离Y₁＝(s/2tanα₁-r/cosα₁)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)；其中，s为两个支撑辊之间的距离，α₀为在缓存辊10处于初始位置时其中一个支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平面之间的夹角，α₁为在缓存辊10处于第一位置时其中一个支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平面之间的夹角，r为缓存辊10的半径，v为电池极片100的供料速度，t₁为完成一次叠片过程的时间。在本实施例中，5°＜α₁＜70°，α₀＝5°。若为了便于计算，α₀＝5°可近似的看为在缓存辊10处于第一位置时，电池极片100在两个支撑辊之间呈水平状态，则可将α₀＝5°近似的看作α₀＝0，那么，第一缓存量L₁＝vt₁＝初始缓存量L＝s/cosα₁-2rtanα₁+πrα₁/90°，第一距离Y₁＝s/2tanα₁-r/cosα₁。可以理解的是，v可以看作匀速驱动机构7的传送带的速度。

具体地，由于本实施例提供的转塔机构12上固定有三个夹爪13，当步骤S2中转盘转过120°后，下一个夹爪13夹紧电池极片100上的下一正负极片组。

S4、循环步骤S2和步骤S3，直至完成预设长度的电池极片100的叠片过程，叠片后的预设长度的电池极片100作为电芯，缓存辊10上升至初始位置。

循环步骤S2至步骤S3，使得缓存辊10的升降速度由转塔机构12的转盘速度决定，使缓存单元能够适应变化的叠片速度，避免了拉扯隔膜料带103，保证了电芯的质量与合格率。

优选地，步骤S4之后，还包括：

S5、取走叠片平台14上的电芯，且缓存辊10由初始位置下降，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加。

在步骤S5中，由于需要将电芯取走，则叠片平台14需要向下移动，即电池极片100不需要向叠片平台14上行进，也就是说变速驱动机构11的速度为0，供料单元供给的电芯极片100全部都缓存在缓存单元内。

具体地，步骤S5中，如图5所示，缓存辊10由第一位置下降第二距离Y₂至第二位置，以使缓存单元内被缓存的电池极片100的长度增加第二缓存量L₂。其中，第二缓存量L₂＝vt₂，第二距离Y₂＝(s/2tanα₂-r/cosα₂)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)。其中，s为两个支撑辊之间的距离，α₁为在缓存辊10处于第一位置时其中一个支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平面之间的夹角，r为缓存辊10的半径，v为电池极片100的供料速度，α₂为在缓存辊10处于第二位置时其中一个支撑辊与缓存辊10之间的连线与水平面之间的夹角，t₂为取走电芯所用的时间。在本实施例中，α₀＝5°，5°＜α₂＜70°。若为了便于计算，α₀＝5°可近似的看为在缓存辊10处于第一位置时，电池极片100在两个支撑辊之间呈水平状态，则可将α₀＝5°近似的看作α₀＝0，那么，第二距离Y₂＝s/2tanα₂-r/cosα₂。可以理解的是，v可以看作匀速驱动机构7的传送带的速度。

S6、循环步骤S1至步骤S5，直至完成生产预设数量的电芯。

停止叠片设备，完成电池极片100的叠片过程。在步骤S6后没还可以包括检修维护设备的操作，保证设备的下一次运转。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池极片叠片设备，电池极片(100)包括正极片、负极片和隔膜带料(103)，所述正极片与所述负极片对应设置在所述隔膜带料(103)的两侧，其特征在于，所述叠片设备包括：

热合单元，用于加热压合所述电池极片(100)；

缓存单元，置于所述热合单元的下游，所述缓存单元包括缓存辊(10)和升降驱动件，所述升降驱动件能够驱动所述缓存辊(10)上升或下降以减少或增加所述电池极片(100)的缓存长度；

叠片单元，置于所述缓存单元的下游并用于折叠所述电池极片(100)，所述叠片单元包括转塔机构(12)和叠片平台(14)，所述转塔机构(12)包括转盘和夹爪(13)，所述夹爪(13)能够夹紧所述电池极片(100)，所述转盘能够带动所述夹爪(13)转动至所述叠片平台(14)上。

2.根据权利要求1所述的电池极片叠片设备，其特征在于，所述叠片设备还包括变速驱动机构(11)，所述变速驱动机构(11)置于所述缓存单元和所述叠片单元之间。

3.根据权利要求1所述的电池极片叠片设备，其特征在于，所述叠片设备还包括供料单元，所述供料单元置于所述热合单元的上游，所述供料单元包括放料组件，所述放料组件包括正极片放料辊(1)、负极片放料辊(2)、隔膜放料辊(3)和裁切机构，所述正极片放料辊(1)用于供给正极片带料(101)，所述负极片放料辊(2)用于供给负极片带料(102)，所述隔膜放料辊(3)用于供给所述隔膜带料(103)，所述裁切机构用于将所述正极片带料(101)和所述负极片带料(102)裁切为预设长度的所述正极片和所述负极片。

4.根据权利要求1所述的电池极片叠片设备，其特征在于，所述热合单元包括热合机构(6)和两个PET膜铺设机构，所述热合机构(6)用于加热压合所述电池极片(100)；且其中一个所述PET膜铺设机构设置在所述电池极片(100)上方，用于为所述电池极片(100)铺设顶层的PET膜，另一个所述PET膜铺设机构设置在所述电池极片(100)下方，用于为所述电池极片(100)铺设底层的PET膜。

5.根据权利要求4所述的电池极片叠片设备，其特征在于，所述叠片设备还包括匀速驱动机构(7)，所述匀速驱动机构(7)置于所述热合机构(6)和所述缓存单元之间。

6.根据权利要求1所述的电池极片叠片设备，其特征在于，所述转盘的边缘沿周向固定设置多个所述夹爪(13)。

7.一种电芯叠片方法，使用如权利要求1-6任一项所述的电池极片叠片设备，用于对热复合后的所述电池极片(100)进行叠片，所述电池极片(100)沿水平方向行进，其特征在于，所述方法包括：

S1、所述转塔机构(12)中的所述夹爪(13)夹持所述电池极片(100)上的一个正负极片组，所述缓存辊(10)由初始位置下降，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度增加；

S2、所述转塔机构(12)的所述转盘转动，以使被夹持的所述电池极片(100)运动至所述叠片平台(14)上，且所述缓存辊(10)上升至所述初始位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度减少；

S3、所述缓存辊(10)由所述初始位置下降，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度增加，且所述转塔机构(12)的所述夹爪(13)放松并夹持所述电池极片(100)上的下一正负极片组；

S4、循环步骤S2和步骤S3，直至完成预设长度的所述电池极片(100)的叠片过程，叠片后的所述预设长度的所述电池极片(100)作为电芯，所述缓存辊(10)上升至所述初始位置。

8.根据权利要求7所述的电芯叠片方法，其特征在于，所述缓存辊(10)在沿所述电池极片(100)行进方向的两端各间隔设置一个支撑辊，两个所述支撑辊均置于所述电池极片(100)的下方，所述缓存辊(10)置于两个所述支撑辊之间连线的中垂线上并置于所述电池极片(100)的上方；

步骤S1中，所述缓存辊(10)由所述初始位置下降第一距离Y₁至第一位置时，所述缓存单元内的被缓存的所述电池极片(100)的长度为初始缓存量L，且步骤S2中，所述缓存辊(10)由所述第一位置上升所述第一距离Y₁至所述初始位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度由所述初始缓存量L减少第一缓存量L₁；步骤S3中，所述缓存辊(10)由所述初始位置下降所述第一距离Y₁至所述第一位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度增加所述第一缓存量L₁至所述初始缓存量L；

其中，所述初始缓存量L＝s/cosα₁-2rtanα₁+πrα₁/90°，所述第一缓存量L₁＝vt₁，所述第一距离Y₁＝(s/2tanα₁-r/cosα₁)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)；

s为两个所述支撑辊之间的距离，α₀为在所述缓存辊(10)处于所述初始位置时其中一个所述支撑辊与所述缓存辊(10)之间的连线与水平面之间的夹角，α₁为在所述缓存辊(10)处于所述第一位置时其中一个所述支撑辊与所述缓存辊(10)之间的连线与水平面之间的夹角，r为所述缓存辊(10)的半径，v为所述电池极片(100)的供料速度，t₁为完成一次叠片过程的时间。

9.根据权利要求8所述的电芯叠片方法，其特征在于，步骤S4之后，还包括：

S5、取走所述叠片平台(14)上的所述电芯，且所述缓存辊(10)由所述初始位置下降，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度增加；

S6、循环步骤S1至步骤S5，直至完成生产预设数量的所述电芯。

10.根据权利要求9所述的电芯叠片方法，其特征在于，步骤S5中，所述缓存辊(10)由所述初始位置下降第二距离Y₂至第二位置，以使所述缓存单元内被缓存的所述电池极片(100)的长度增加第二缓存量L₂；

其中，所述第二缓存量L₂＝vt₂，所述第二距离Y₂＝(s/2tanα₂-r/cosα₂)-(s/2tanα₀-r/cosα₀)；

α₂为在所述缓存辊(10)处于所述第二位置时其中一个所述支撑辊与所述缓存辊(10)之间的连线与水平面之间的夹角，t₂为取走所述电芯所用的时间。

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