CN112838187A - 补锂设备及补锂方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种补锂设备及补锂方法，用于将锂带覆合于极片。该补锂设备包括：覆合机构，包括依次设置的第一辊轮、第二辊轮和第三辊轮；锂带输送机构，用于将锂带送入第一辊轮与第二辊轮之间，第一辊轮和第二辊轮用于辊压锂带，且辊压后锂带附着于第二辊轮；极片输送机构，用于将极片送入第二辊轮和第三辊轮之间，第二辊轮和第三辊轮用于辊压极片和第二辊轮上的锂带，且辊压后第二辊轮上的锂带覆合于极片；刮除机构，第一辊轮、刮除机构和第三辊轮沿第二辊轮的转向依次布设，刮除机构被配置为与第二辊轮的辊面相抵接。上述方案能够解决补锂后的极片在应用时存在的析锂问题。

Description

补锂设备及补锂方法

技术领域

本申请实施例涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种补锂设备及补锂方法。

背景技术

目前，锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车、消费类电子产品等领域。锂离子电池在首次充电过程中，由于SEI膜（即固体电解质膜）的形成而会消耗部分锂，继而造成正极材料锂的损失、降低电池的容量，最终导致首次效率的降低。为了减少电池在首次充电过程中电池容量的不可逆降低，业内常通过补锂设备在极片表面进行覆锂来实现。

在对极片进行补锂时，需要通过覆合机构将锂带覆合到极片表面。补锂后的极片应用于电池单体时，常常发生析锂问题，如此会影响到电池单体的性能。

发明内容

本申请实施例公开一种补锂设备及补锂方法，以解决补锂后的极片在应用时存在的析锂问题。

为了解决上述问题，本申请实施例采用下述技术方案：

第一方面，本申请实施例提供一种补锂设备，用于将锂带覆合于极片。所述补锂设备包括：

覆合机构，包括依次设置的第一辊轮、第二辊轮和第三辊轮；

锂带输送机构，用于将所述锂带送入所述第一辊轮与所述第二辊轮之间，所述第一辊轮和所述第二辊轮用于辊压所述锂带，且辊压后所述锂带附着于所述第二辊轮；

极片输送机构，用于将所述极片送入所述第二辊轮和所述第三辊轮之间，所述第二辊轮和所述第三辊轮用于辊压所述极片和所述第二辊轮上的所述锂带，且辊压后所述第二辊轮上的所述锂带覆合于所述极片；

刮除机构，所述第一辊轮、所述刮除机构和所述第三辊轮沿所述第二辊轮的转向依次布设，所述刮除机构被配置为与所述第二辊轮的辊面相抵接，以在所述锂带覆合于所述极片前，刮除所述第二辊轮上的所述锂带在宽度方向上的边缘部分。

在本申请实施例提供的补锂设备中，锂带在被送入第一辊轮和第二辊轮之间后即会被压延而附着于第二辊轮上，且锂带在宽度方向上的边缘部分会产生不均匀的延展；由于第一辊轮、刮除机构和第三辊轮沿第二辊轮的转向依次布设，且刮除机构被配置为与第二辊轮的辊面相抵接，在第二辊轮的转动过程中，刮除机构即可对第二辊轮上的锂带进行边缘延展部分的刮除处理，如此情况下，能够使得第二辊轮上的锂带在宽度方向上的边缘部分保持均匀，避免锂带在压延后其宽度尺寸产生较大的波动性，进而确保锂带均匀覆合于极片。

在一些实施例中，所述刮除机构包括刮刀组件和驱动模组，所述刮刀组件与所述第二辊轮的辊面相抵接，所述驱动模组与所述刮刀组件连接，并用于驱动所述刮刀组件沿与所述第二辊轮的轴向相平行的方向移动。如此，在驱动模组的驱动作用下，刮刀组件可以沿第二辊轮的轴向与第二辊轮产生相对运动，以使得刮刀组件始终准确对应刮除锂带在宽度方向上的边缘部分。

在一些实施例中，所述补锂设备还包括检测机构和控制器，所述控制器分别与所述检测机构和所述驱动模组连接；所述检测机构用于检测所述锂带在宽度方向上的边缘部分的位置信息并将所述位置信息反馈至所述控制器，所述控制器根据所述位置信息控制所述驱动模组。如此，通过检测机构对锂带在宽度方向上的边缘部分进行实时检测，并由控制器根据检测机构反馈的位置信息来实时控制驱动模组，以达到对刮刀组件闭环控制的目的，进而提升刮除机构对锂带的边缘部分进行刮除处理的准确度。

在一些实施例中，所述刮除机构还包括丝杆，所述丝杆的延伸方向与所述第二辊轮的轴向平行，所述丝杆与所述驱动模组连接，并由所述驱动模组驱动而转动，且所述丝杆用于与所述刮刀组件配合，以控制所述刮刀组件的移动。如此，通过丝杆传动以提升对刮刀组件的控制精度。

在一些实施例中，所述刮刀组件包括刀体、刀座和预紧弹性件，所述预紧弹性件的两端分别与所述刀体和所述刀座相连，所述预紧弹性件被配置为向所述刀体施加弹性力，以使所述刀体与所述第二辊轮的辊面相抵接，所述驱动模组与所述刀座连接，并用于驱动所述刀座沿与所述第二辊轮的轴向相平行的方向移动。如此，基于预紧弹性件的特性，不仅确保刀体与第二辊轮的辊面可靠抵接，还能够使得刀体对第二辊轮的辊面产生的压力适度而避免损伤第二辊轮。

在一些实施例中，所述刮刀组件与第一切面之间的夹角为α，α的取值范围为30°≤α≤60°；其中，所述第一切面与所述第二辊轮的辊面在所述刮刀组件和所述第二辊轮的抵接处相切。如此，刮刀组件对第二辊轮的辊面的抵压作用较为合适，既能够始终保持抵接于第二辊轮的辊面而确保刮除掉锂带的边缘部分，又能够避免刮伤第二辊轮。

在一些实施例中，所述刮除机构的数量为两个，两个所述刮除机构分别用于刮除所述第二辊轮上的所述锂带在宽度方向上两侧的边缘部分。如此，每个刮除机构均可以根据锂带的边缘部分准确调控位置，具备更优的调控灵活性。

在一些实施例中，所述补锂设备还包括第一涂覆机构，沿所述锂带的走带方向，所述第一涂覆机构设置于所述覆合机构的上游，并用于对所述锂带的第一表面涂覆脱模剂，所述第一表面为所述锂带朝向所述第二辊轮的表面；

和/或，所述补锂设备还包括第二涂覆机构，沿所述锂带的走带方向，所述第二涂覆机构设置于所述覆合机构的上游，并用于对所述锂带的第二表面涂覆脱模剂，所述第二表面为所述锂带朝向所述第一辊轮的表面。

如此，通过第一涂覆机构向锂带的第一表面涂覆脱模剂，可使得锂带以较小的粘接力附着于第二辊轮的辊面上，进而降低在锂带覆合至极片之前与第二辊轮分离的难度；通过第二涂覆机构向锂带的第二表面涂覆脱模剂，可使得锂带在其第二表面的粘接力小于其第一表面的粘接力，进而避免锂带附着于第一辊轮。

在一些实施例中，所述补锂设备还包括吸尘机构，所述吸尘机构用于吸除所述刮除机构刮下的所述锂带。

第二方面，本申请实施例还提供一种补锂方法，包括：

通过锂带输送机构将锂带送入第一辊轮与第二辊轮之间，通过所述第一辊轮和所述第二辊轮辊压所述锂带，辊压后所述锂带附着于所述第二辊轮；

刮除所述第二辊轮上的所述锂带在宽度方向上的边缘部分；

通过极片输送机构将极片送入所述第二辊轮与第三辊轮之间，通过所述第二辊轮和所述第三辊轮辊压所述极片和所述第二辊轮上的所述锂带，辊压后所述第二辊轮上的所述锂带覆合于所述极片。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。

在附图中：

图1为本申请实施例的第一种补锂设备的结构示意图；

图2为本申请实施例的第一种刮除机构的结构示意图；

图3为本申请实施例的第二种刮除机构的结构示意图；

图4为本申请实施例的第三种刮除机构的结构示意图；

图5为本申请实施例的覆合机构的工作原理示意图；

图6为本申请实施例的第二种补锂设备的结构示意图；

图7为本申请实施例的第二种补锂设备在另一工作状态下的结构示意图。

附图标记说明：

100-覆合机构、110-第一辊轮、120-第二辊轮、130-第三辊轮、140-第四辊轮、

200-锂带输送机构、210-锂带放卷辊、

300-极片输送机构、310-极片放卷辊、320-极片收卷辊、

400-刮除机构、410-刮刀组件、411-刀体、412-刀座、420-驱动模组、430-丝杆、431-限位挡块、

500-检测机构、600-吸尘机构、

700-第一涂覆机构、800-第二涂覆机构、900-清理机构、

1000-牵引机构、1010-牵引膜收卷辊、1020-牵引膜、

1100-预压机构、1110-第五辊轮、1120-第六辊轮、

L-锂带、P-极片。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限定本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。

在本申请中，所提及的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。

锂离子电池能够实现重复充放电功能的核心构件为电池单体中的电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜。锂离子电池主要依靠锂离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。

其中，正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体表面的正极活性物质层，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。通常情况下，在锂离子电池中，正极集流体可以为铝箔，正极活性物质层可以为三元锂、锰酸锂、钴酸锂或磷酸铁锂等。

负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体表面的负极活性物质层，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。通常情况下，在锂离子电池中，负极集流体可以为铜箔，负极活性物质层可以为碳或硅等。

锂离子电池在首次充放电过程中会形成固体电解质膜，而固体电解质膜会消耗部分锂，造成锂的损失，进而导致锂离子电池容量的损失。为了补偿锂离子电池在首次充放电过程中的活性锂损失，在极片的成型过程中，需要预先在极片的活性物质层上补充活性锂。目前，通常是通过补锂设备在极片表面进行覆锂来减少锂离子电池在首次充电过程中容量的不可逆降低，进而来提升锂离子电池的容量和循环寿命。

极片的补锂工艺主要包括压延工艺和覆合工艺，压延工艺是通过辊压将锂带压薄以形成锂膜，而覆合工艺则是通过辊压将锂膜覆合到极片的表面。需要说明的是，为了便于后续行文，实质意义上的锂膜也以锂带命名进行说明。

在相关技术中，补锂设备通过覆合机构压延锂带后再将锂带覆合至极片上，补锂后的极片应用于电池单体时，常常出现析锂的问题，而析锂会导致电池单体的性能变差。针对该问题，发明人通过在向集流体涂布活性物质时采取进一步控制活性物质层宽度的方式，来降低控制overhang（负极极片超出正极极片的部分）标准的难度，进而改善补锂后极片的析锂问题。

但是，即便采取上述措施，补锂后的极片在应用时仍然存在析锂问题，经过进一步地研究，发明人发现上述问题主要是由于锂带在压延后其宽度方向上的边缘延展不均匀所造成。具体而言，在补锂工艺中，当覆合机构对锂带进行压延时，锂带会在其宽度方向上产生不均匀的延展，并表现出明显的宽度尺寸波动性。如此情况下，在覆合机构继续将锂带覆合至极片时，就造成了极片上的不均匀覆锂，因此，这样的极片应用到电池单体后会存在极大的析锂风险，而严重影响到电池单体的性能。

基于此，本申请提供一种补锂设备，通过设置刮除机构，并利用该刮除机构在锂带覆合于极片前对锂带在宽度方向上存在不均匀延展的边缘部分进行刮除，从而控制锂带的宽度均匀性，以保证锂带均匀覆合至极片上，来降低极片在应用时的析锂风险，进而提升电池单体的性能。

图1示出了本申请实施例的第一种补锂设备的结构示意图，该补锂设备包括覆合机构100、锂带输送机构200、极片输送机构300和刮除机构400。

其中，覆合机构100用于实施压延工艺和覆合工艺。具体地，覆合机构100包括依次设置的第一辊轮110、第二辊轮120和第三辊轮130，也即第一辊轮110与第二辊轮120相对设置，第一辊轮110和第二辊轮120可以共同实现压延功能，第二辊轮120与第三辊轮130相对设置，第二辊轮120和第三辊轮130可以共同实现覆合功能。

需要说明的是，本申请实施例对第一辊轮110、第二辊轮120和第三辊轮130的具体布设形式不做限定，通常，第一辊轮110、第二辊轮120和第三辊轮130可以沿水平方向依次布设，或者，第一辊轮110、第二辊轮120和第三辊轮130可以沿竖直方向依次布设，或者，第一辊轮110、第二辊轮120和第三辊轮130可以呈三角状布设；当然，第一辊轮110、第二辊轮120和第三辊轮130的具体布设形式可以根据该补锂设备匹配的工况需求而定。

锂带输送机构200用于将锂带L送入第一辊轮110与第二辊轮120之间，第一辊轮110和第二辊轮120用于辊压锂带L，且辊压后锂带L附着于第二辊轮120。通常情况下，锂带输送机构200包括锂带放卷辊210，锂带放卷辊210用于设置锂带L，具体地，锂带L可通过卷绕的方式设置在锂带放卷辊210上。

应理解的是，锂带L具有一定的塑性，当其被送入第一辊轮110和第二辊轮120之间时，也即锂带L位于第一辊轮110和第二辊轮120的辊隙中时，锂带就会因为受到挤压而产生延展，并形成具有一定厚度的薄膜状结构，如此便于其在后续的覆锂工序中覆合在极片P的表面；当然，第一辊轮110和第二辊轮120的辊隙需要小于锂带L的厚度，如此便能对锂带L进行压延而使得锂带L附着在第二辊轮120的辊面上。

极片输送机构300用于将极片P送入第二辊轮120和第三辊轮130之间，第二辊轮120和第三辊轮130用于辊压极片P和第二辊轮120上的锂带L，且辊压后第二辊轮120上的锂带L覆合于极片P。应理解的是，结合前述，随着第二辊轮120的转动，第二辊轮120上的锂带L会被送入至第二辊轮120与第三辊轮130之间，且同时由于极片输送机构300将极片P送入第二辊轮120和第三辊轮130之间，此时锂带L和极片P就同时位于第二辊轮120和第三辊轮130的辊隙中；相较于第二辊轮120的辊面，极片P具有更大的表面粗糙度，锂带L与极片P之间的粘附力大于锂带L与第二辊轮120之间的粘附力，这样当锂带L与极片P接触并受到辊压时，锂带L会附着在极片P上，而随着极片P的输送，极片P会对锂带L产生牵引，并使得锂带L从第二辊轮120的辊面剥离，如此便实现了对极片P的覆锂，也即完成了对极片P的补锂工艺。

通常情况下，极片输送机构300包括极片放卷辊310和极片收卷辊320，极片放卷辊310和极片收卷辊320用于设置极片P，极片P具体可通过卷绕的方式连接在极片放卷辊310和极片收卷辊320上。

为了提升覆合机构100的适用性，该补锂设备通常包括有辊隙调节机构（附图中未示出），用于调节第一辊轮110与第二辊轮120之间、第二辊轮120与第三辊轮130之间的辊隙，如此便能够调控覆合机构100的压延效果和覆合效果，进而适配不同工况的补锂需求。

在本申请实施例中，该补锂设备通过刮除机构400来解决前述的锂带L难以在极片P上均匀覆锂的技术问题。

图2示出了本申请实施例的第一种刮除机构400的结构示意图。

如图1和图2所示，本申请实施例的第一辊轮110、刮除机构400和第三辊轮130沿第二辊轮120的转向依次布设，刮除机构400被配置为与第二辊轮120的辊面相抵接，以在锂带L覆合于极片P前，刮除第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分。

应理解的是，基于第二辊轮120与第一辊轮110、刮除机构400和第三辊轮130三者之间的相对位置关系，第二辊轮120在转动过程中，其辊面上同一区域的锂带L会与第一辊轮110、刮除机构400和第三辊轮130依次相对，因此，在经过压延处理之后、覆合处理之前，该区域的锂带L会受到刮除机构400的刮除处理；由于刮除机构400与第二辊轮120的辊面相抵接，在第二辊轮120转动时，刮除机构400会与第二辊轮120产生相对运动，并对第二辊轮120上的锂带L宽度方向上的边缘部分进行刮除处理，以解决锂带L在其宽度方向上的边缘部分存在的不均匀延展问题。

结合具体的工作过程，当锂带L在受到第一辊轮110和第二辊轮120的辊压而附着于第二辊轮120上后，随着第二辊轮120的转动，第二辊轮120会带动锂带L转动至与刮除机构400相对，刮除机构400即可对第二辊轮120上的锂带L进行宽度方向上的边缘部分的刮除处理，经过处理后的锂带L可再随着第二辊轮120的转动而被送入到第二辊轮120和第三辊轮130之间，此时由于锂带L的边缘不存在不均匀延展，即可实现锂带L在极片P上的均匀覆锂，而降低极片P析锂的风险，进而确保电池单体的性能稳定可靠。

由上述说明可知，在本申请实施例提供的补锂设备中，锂带L在被送入第一辊轮110和第二辊轮120之间后即会被压延而附着于第二辊轮120上，且锂带L在宽度方向上的边缘部分会产生不均匀的延展；由于第一辊轮110、刮除机构400和第三辊轮130沿第二辊轮120的转向依次布设，且刮除机构400被配置为与第二辊轮120的辊面相抵接，在第二辊轮120的转动过程中，刮除机构400即可对第二辊轮120上的锂带L进行边缘延展部分的刮除处理，如此情况下，能够使得第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分保持均匀，避免锂带L在压延后其宽度尺寸产生较大的波动，进而确保锂带L均匀覆合于极片P上。结合前述，在极片P被均匀覆锂的前提下，就能够有效降低极片P在应用到电池单体时的析锂风险，进而达到提升电池单体的性能的效果。

如图2所示，本申请实施例的刮除机构400可以包括刮刀组件410和驱动模组420。

其中，刮刀组件410与第二辊轮120的辊面相抵接，当第二辊轮120转动时刮刀组件410与第二辊轮120产生相对运动，并对附着在第二辊轮120的辊面上的锂带L进行刮除处理；当然，基于对前述刮除机构400的功能说明，本申请实施例的刮刀组件410用于在锂带L覆合于极片P前，刮除第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分，经过刮刀组件410处理的锂带L再随着第二辊轮120的转动而被送入到第二辊轮120和第三辊轮130之间，并在极片P上进行均匀覆锂。

由于锂带L在走带过程中可能偏离预设轨道，在附着于第二辊轮120后存在偏斜，而固定设置的刮除机构400其刮除范围也将是确定的，这样刮除机构400难以与偏斜后的锂带L完全对应匹配，无法对锂带L的边缘区域进行准确刮除，或者，在使用更宽或更窄尺寸的锂带L时，由于锂带L的边缘部分在第二辊轮120上的位置改变了，刮除机构400也无法对锂带L的边缘区域进行准确刮除，这些情况均会导致对极片P补锂的工艺质量变差。

而在本申请实施例中，驱动模组420与刮刀组件410连接，并用于驱动刮刀组件410沿与第二辊轮120的轴向相平行的方向移动，也即是说，在驱动模组420的驱动作用下，刮刀组件410可以沿第二辊轮120的轴向与第二辊轮120产生相对运动。应理解的是，当刮刀组件410移动时，其与第二辊轮120的相对位置改变，也即刮刀组件410与第二辊轮120的辊面相抵接的区域改变，因此本申请实施例的刮刀组件410可以刮除沿第二辊轮120的轴向分布的不同区域的锂带L。即便附着于第二辊轮120上的锂带L存在偏斜，或者锂带L因为宽度尺寸改变而使得其边缘部分在第二辊轮120上的位置改变，操作人员也可以通过驱动模组420驱动刮刀组件410移动，并使得刮刀组件410始终对应地刮除锂带L在宽度方向上的边缘部分，而不会破坏锂带L的主体部分，进而实现在极片P上的均匀覆锂。

为了提升刮除机构400对锂带L的边缘部分进行刮除处理的准确度，如图2所示，本申请实施例的补锂设备还可以包括检测机构500和控制器（附图中未示出），控制器分别与检测机构500和驱动模组420通信连接；检测机构500用于检测锂带L在宽度方向上的边缘部分的位置信息并将位置信息反馈至控制器，控制器根据位置信息控制驱动模组420。

具体而言，控制器与检测机构500能够实现信息交互，检测机构500能够将锂带L在宽度方向上的边缘部分的位置信息实时反馈至控制器，控制器可以根据获取的位置信息来控制驱动模组420驱动刮刀组件410移动，以对应刮除锂带L的边缘部分。

基于检测机构500和控制器的配合使用，该补锂设备可具备闭环控制功能，由于检测机构500能够对锂带L的边缘位置进行实时检测，而控制器可根据从检测机构500获取的位置信息并通过驱动模组420对刮刀组件410进行实时调控，因此，当刮刀组件410与锂带L的边缘部分存在位置偏差时，刮刀组件410会被及时调控至与锂带L的边缘部分相对应，以提升刮除机构400对锂带L的边缘部分进行刮除处理的准确度。

本申请实施例未限定检测机构500的具体类型，举例来说，检测机构500可以为位置传感器，具体可为曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器等；或者，检测机构500为位移传感器，并通过检测锂带L的边缘部分在第二辊轮120的轴向上的偏移量来获取位置信息。

在本申请实施例中，驱动模组420的具体结构可以有多种，例如驱动模组420可以为液压伸缩组件、气压伸缩组件、线性电机等，这些驱动模组420可直接驱动刮刀组件410移动。

进一步地，如图2所示，为了提升对刮刀组件410的控制精度，本申请实施例的刮除机构400还可以包括丝杆430，丝杆430的延伸方向与第二辊轮120的轴向平行，丝杆430与驱动模组420连接，并由驱动模组420驱动而转动，且丝杆430用于与刮刀组件410配合，以控制刮刀组件410的移动。

应理解的是，丝杆结构作为常规的传动手段，其工作原理本申请实施例在此不再赘述；在该实施方式中，驱动模组420通常为常规电机，并用于驱动丝杆430转动；刮刀组件410应与丝杆430螺纹配合，在丝杆430转动时刮刀组件410沿丝杆430的轴向移动，而刮刀组件410的移动方向由丝杆430的转向决定。由于丝杆结构具备传动精度高、运动平稳性好的优点，因此能够提升对刮刀组件410的控制精度，并优化刮刀组件410的工作平稳性。

如图2所示，为了避免刮刀组件410从丝杆430的端部脱离而影响正常使用，丝杆430在背离驱动模组420的一端设置有限位挡块431，如此设置下，当刮刀组件410移动至丝杆430背离驱动模组420的一端时，刮刀组件410会被限位挡块431所限位，进而避免刮刀组件410从丝杆430脱离，这样能够提升刮除机构400的工作稳定性。

在本申请实施例中，刮刀组件410的具体结构可以有多种。在一种具体的实施方式中，如图2所示，本申请实施例的刮刀组件410可以包括刀体411、刀座412和预紧弹性件（附图中未示出），预紧弹性件的两端分别与刀体411和刀座412相连，预紧弹性件被配置为向刀体411施加弹性力，以使刀体411与第二辊轮120的辊面相抵接，驱动模组420与刀座412连接，并用于驱动刀座412沿与第二辊轮120的轴向相平行的方向移动。

具体而言，预紧弹性件基于自身的弹性特性，刮刀组件410在使用中会与第二辊轮120的辊面相抵接，如此情况下，预紧弹性件处于压缩储能的状态，因此预紧弹性件会向刀体411施加弹性力，而使得刀体411与第二辊轮120的辊面相抵接，此时，随着第二辊轮120的转动，刀体411即可对第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分进行刮除处理。由于预紧弹性件向刀体411施加的弹性力是可调控的，因此在确保刀体411与第二辊轮120的辊面可靠抵接的前提下，能够使得刀体411对第二辊轮120的辊面产生的压力适度而避免损伤第二辊轮120。

本申请实施例不限定预紧弹性件的具体类型，其可选为弹簧、橡胶件、泡棉件等。当然，为了确保刀体411在使用时的稳定性，预紧弹性件可以嵌设在刀座412内，刀座412对预紧弹性件进行导向、约束，以及，刀体411可以部分嵌设在刀座412内，刀座412也对刀体411进行导向、约束，这样设置主要是为了避免预紧弹性件和刀体411的歪斜。

同时，结合前述，驱动模组420通过驱动刮刀组件410移动来使得其与锂带L的边缘部分相对应，在本实施方式中，驱动模组420直接驱动刀座412移动，而由刀座412带动刀体411沿与第二辊轮120的轴向相平行的方向移动，如此来使得刀体411与锂带L的边缘部分相对应，以进行刮除处理。在刮除机构400包括丝杆430的实施方式中，刀座412可设置于丝杆430上，驱动模组420驱动丝杆430转动时，刀座412即沿丝杆430的轴向移动，这样在刀体411随着刀座412移动时能够使得刀体411与锂带L的边缘部分相对应。

本申请实施例不限定刮除机构400的具体数量，如图2所示，本申请实施例的刮除机构400的数量可以为两个，两个刮除机构400分别用于刮除第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上两侧的边缘部分。应理解的是，两个刮除机构400均为独立设置，二者相互之间不会产生干涉，每个刮除机构400均可以根据锂带L的边缘部分而准确调控位置，相较于仅设置一个刮除机构400的实施方式中，两个刮除机构400的实施方式无疑具备更优的调控灵活性。同时，在两个刮除机构400对锂带L在宽度方向上的边缘部分进行均匀化刮除时，还能够控制两个刮除机构400调节锂带L在宽度方向上的尺寸，以提升与极片P的适配性。

在刮除机构400为两个的实施方式中，两个刮除机构400通常是沿与第二辊轮120的轴向相平行的同一方向排布；当然，本申请实施例对此不做限定，两个刮除机构400也可以是分别设置在与第二辊轮120的轴向相平行的两个方向上，也即两个刮除机构400错位设置，如图3所示，图3示出了本申请实施例的第二种刮除机构400的结构示意图。

当然，本申请实施例的刮除机构400可以为其他的数量，例如刮除机构400为一个，如图4所示，图4示出了本申请实施例的第三种刮除机构400的结构示意图。在该实施方式中，刮除机构400可以仅包括刮刀组件410，刮刀组件410可以固定安装在该补锂设备的机架或覆合机构100的支架上，本申请实施例对刮刀组件410的具体设置位置不做限定，且刮刀组件410具备刮除第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上两侧的边缘部分的功能。

图5示出了本申请实施例的覆合机构的工作原理示意图。

如图5所示，在刮除机构400包括刮刀组件410的所有实施方式中，本申请实施例的刮刀组件410与第一切面之间的夹角为α，α的取值范围可以为30°≤α≤60°；其中，第一切面与第二辊轮120的辊面在刮刀组件410和第二辊轮120的抵接处相切。需要说明的是，刮刀组件410对第二辊轮120的辊面的抵压作用与夹角α的具体取值直接相关，因为刮刀组件410对第二辊轮120的辊面的抵压作用大致可等同于刮刀组件410所受的力在垂直于第一切面上的分量。

如此设置下，刮刀组件410对第二辊轮120的辊面的抵压作用较为合适，既能够始终保持抵接于第二辊轮120的辊面而确保刮除掉锂带L的边缘部分，又能够避免刮伤第二辊轮120；若α大于60°，则刮刀组件410所受的力在垂直于第一切面上的分量过大，此时刮刀组件410对第二辊轮120的辊面的抵压作用过大，因此会刮坏第二辊轮120；若α小于30°，则刮刀组件410所受的力在垂直于第一切面上的分量过小，此时刮刀组件410对第二辊轮120的辊面的抵压作用过小，刮刀组件410在刮除锂带L的边缘部分时刮除效果较差，甚至难以实现刮除效果。

图6示出了本申请实施例的第二种补锂设备的结构示意图。

如图6所示，本申请实施例的补锂设备还可以包括吸尘机构600，吸尘机构600用于吸除刮除机构400刮下的锂带L。应理解的是，当刮除机构400在第二辊轮120的辊面上对锂带L进行刮除处理后，锂带L可能会残留在第二辊轮120的辊面上，残留的锂带L可能会影响到后续锂带L在第二辊轮120上的附着，以及转移至极片P上；本申请实施例的吸尘机构600可以向第二辊轮120的辊面施加抽吸作用，并将第二辊轮120的辊面上残留的锂带L吸除走，以确保第二辊轮120的辊面保持洁净；同时，本申请实施例的吸尘机构600可将刮下的锂带L进行回收，以便于集中处理。

吸尘机构600通常包括负压装置，负压装置通过产生低压或负压而形成抽吸作用，以吸除刮除机构400刮下的锂带L。负压装置可以为真空发生器，本申请实施例不限定真空发生器的具体类型，举例来说，真空发生器可以为各种型号的真空泵。

结合前述，在第一辊轮110的辊径小于第二辊轮120的辊径的实施方式中，第一辊轮110抵抗变形的能力较弱，若长期使用后，第一辊轮110容易变形而导致其与第二辊轮120配合辊压锂带L时锂带L的厚度一致性变差。

基于此，如图6所示，本申请实施例的覆合机构100还可以包括第四辊轮140，第四辊轮140位于第一辊轮110背离第二辊轮120的一侧，且与第一辊轮110彼此接触并可相对转动。应理解的是，第四辊轮140可对第一辊轮110起到支撑作用，可减小第一辊轮110在长期使用中的变形，如此可提升锂带L压延后的厚度一致性，进而提升该补锂设备的补锂工艺质量。

在本申请实施例中，该补锂设备可以通过脱模剂来改善补锂工艺的质量。

具体地，如图6所示，本申请实施例的补锂设备还可以仅包括第一涂覆机构700，沿锂带L的走带方向，第一涂覆机构700设置于覆合机构100的上游，并用于对锂带L的第一表面涂覆脱模剂，第一表面为锂带L朝向第二辊轮120的表面。

应理解的是，如此设置下，在锂带L被锂带输送机构200送入到第一辊轮110和第二辊轮120之间前，通过第一涂覆机构700可向锂带L的第一表面涂覆脱模剂，脱模剂可改变第一表面的粗糙度，而使得锂带L以较小的粘接力附着在第二辊轮120的辊面上，进而使得锂带L在转动至第二辊轮120和第三辊轮130之间时降低锂带L与第二辊轮120分离的难度，如此无疑有利于将锂带L顺利覆合至极片P上。

需要说明的是，锂带L在走带时是由锂带输送机构200输送至覆合机构100，锂带输送机构200和覆合机构100均位于锂带L的走带方向上，覆合机构100的上游即是指覆合机构100靠近锂带输送机构200的一侧，而覆合机构100的下游即是指覆合机构100背离锂带输送机构200的一侧。

或者，本申请实施例的补锂设备还可以仅包括第二涂覆机构800，沿锂带L的走带方向，第二涂覆机构800设置于覆合机构100的上游，并用于对锂带L的第二表面涂覆脱模剂，第二表面为锂带L朝向第一辊轮110的表面。

应理解的是，锂带L被锂带输送机构200送入到第一辊轮110和第二辊轮120之间前，通过第二涂覆机构800可向锂带L的第二表面涂覆脱模剂，脱模剂可改变第二表面的粗糙度，而使得锂带L分别与第一辊轮110和第二辊轮120的辊面之间的粘接力存在差异，且锂带L与第一辊轮110的辊面之间的粘接力更小，如此有利于确保锂带L顺利附着在第二辊轮120的辊面上。

本申请实施例的补锂设备可以同时包括前述的第一涂覆机构700和第二涂覆机构800。应理解的是，基于第一涂覆机构700和第二涂覆机构800的存在，锂带L的第一表面和第二表面均可以被涂覆脱模剂，并使得第一表面和第二表面的粗糙度不同，进而改变第一表面和第二表面的粘接力。

通常，锂带L的第一表面的粘接力大于第二表面的粘接力，如此在锂带L被送入至第一辊轮110和第二辊轮120之间后，锂带L通过第二表面更容易与第一辊轮110的辊面分离，并通过第一表面顺利附着于第二辊轮120的辊面上。同时，由于锂带L的第一表面具有脱模剂，在锂带L被送入第二辊轮120和第三辊轮130之间受到辊压时，锂带L通过第一表面更容易与第二辊轮120的辊面分离，而极片P与第二辊轮120的辊面相比较，其表面粗糙度无疑更高，因此锂带L能够通过第二表面顺利覆合在极片P上。

在前述补锂设备具备向锂带L涂覆脱模剂的实施方式中，由于锂带L在第一辊轮110和第二辊轮120之间被辊压时，锂带L在宽度方向上的边缘部分会出现不均匀延展变形，这样会导致锂带L在宽度方向上的边缘部分上的脱模剂分布不均匀；当脱模剂分布较少时，则对应的锂带L部位可能存在粘辊（第二辊轮120）风险，这样影响后续的锂带L覆合极片P的顺利实现；当脱模剂分布较多时，则对应的锂带L部位会带着脱模剂覆合至极片P上，这样会导致脱模剂转移至极片P上而影响电池单体的性能。

本申请实施例的补锂设备通过刮除机构400即可解决上述问题，具体而言，在第二辊轮120的转动过程中，刮除机构400可持续地对辊压后的锂带L进行其宽度方向上的边缘部分的刮除处理，当锂带L上这些不均匀的延展部分被刮除时，也同时处理掉了这些延展部分上分布不均匀的脱模剂，如此情况下，继续保留在锂带L表面上的脱模剂分布较为均匀，进而避免了出现锂带L粘辊、脱模剂转移到极片P上的问题。

除了前述通过在锂带L的表面涂覆脱模剂来确保锂带L在被压延后顺利附着在第二辊轮120的辊面上，本申请实施例的补锂设备还可以采用其他的方式来实现。

举例来说，如图6所示，本申请实施例的第一辊轮110的辊径可以小于第二辊轮120的辊径，如此即可以通过大小辊径的配合，来实现了异径轧制。如此设置下，由于第一辊轮110和第二辊轮120的辊径存在差异，当锂带L被送入第一辊轮110和第二辊轮120之间时，无疑会导致锂带L与第一辊轮110的咬合效果和锂带L与第二辊轮120的咬合效果存在差异，但由于锂带L与第二辊轮120的接触面积更大，因此锂带L与第二辊轮120的咬合效果更优，进而使得锂带L顺利附着在第二辊轮120的辊面上。同时，正是由于锂带L与第二辊轮120的接触面积更大，这样也使得在辊压锂带L时增大了锂带L与第二辊轮120之间的接触弧长，如此可避免锂带L在高速输送时出现打滑。

或者，在本申请实施例的锂带L与第一辊轮110之间设置辅助膜（附图中未示出），由辅助膜将锂带L与第一辊轮110的辊面分隔开；辅助膜的表面粗糙度可以小于第二辊轮的辊面粗糙度，或者，通过调节辅助膜的走带速度、锂带L的走带速度以及第一辊轮110和第二辊轮120的辊压力等参数，来使得锂带L与辅助膜之间的粘附力小于锂带L与第二辊轮120之间的粘附力，这样当锂带L在第一辊轮110和第二辊轮120之间被辊压时，锂带L会附着在第二辊轮120的辊面上，并随着第二辊轮120的转动而对锂带L产生牵引，并使得锂带L与辅助膜分离。

在长期使用后，第二辊轮120的辊面会残留有锂屑和脱模剂，锂屑会影响到补锂工艺的质量，例如锂屑和脱模剂会增大锂带L附着在第二辊轮120上的难度，或者导致覆锂后极片P的表面平整度变差等。

基于此，如图6所示，本申请实施例的补锂设备还可以包括清理机构900，第一辊轮110、刮除机构400、第三辊轮130和清理结构900沿第二辊轮120的转向依次布设，清理结构900用于清理第二辊轮120的辊面上的锂屑和脱模剂。在第二辊轮120转动时，清理结构900可持续地对第二辊轮120的辊面进行清理，以使的第二辊轮120的辊面不残留有锂屑和脱模剂，进而提升该补锂设备的补锂工艺质量。

通常，本申请实施例的清理机构900可以包括刮刀结构和负压结构，刮刀结构刮除掉第二辊轮120的辊面残留的锂屑和脱模剂，而负压结构将刮下的锂屑和脱模剂吸除收集；负压结构可以与前述的负压装置类同。

在补锂工艺的准备阶段，由于缺少对锂带L的牵引，需要操作人员手动将锂带L的端部牵引至第一辊轮110和第二辊轮120之间，锂带L受到辊压而附着在第二辊轮120的辊面上，后续锂带L才能够随着第二辊轮120的转动而实现正常输送。但是，采用上述手动牵引锂带L的方式，会导致第一涂覆机构700和/或第二涂覆机构800无法在锂带L的初始段涂覆脱模剂，这样会影响后续的补锂工艺质量。

基于此，如图6所示，本申请实施例的补锂设备还可以包括牵引机构1000，牵引机构1000包括牵引膜收卷辊1010和牵引膜1020，沿锂带L的走带方向，牵引膜收卷辊1010设置于覆合机构100的下游，并用于收卷牵引膜1020，牵引膜1020用于牵引锂带L进入第一辊轮110和第二辊轮120之间。

具体而言，在补锂工艺的准备阶段，操作人员可将牵引膜1020从第一辊轮110和第二辊轮120之间穿过并牵引至覆合机构100的上游，然后将锂带L的端部连接在牵引膜1020上，此时牵引膜收卷辊1010收卷牵引膜1020，牵引膜1020则牵引锂带L走带，如此情况下，就能够顺利使得第一涂覆机构700和/或第二涂覆机构800顺利在锂带L的初始段涂覆脱模剂，进而提升该补锂设备的补锂工艺质量。

图7示出了本申请实施例的第二种补锂设备在另一工作状态下的结构示意图。

如图7所示，在牵引膜1020将锂带L牵引至第一辊轮110和第二辊轮120之间后，可通过调小第一辊轮110和第二辊轮120的辊隙来将锂带L的初始段压断，如此情况下，牵引膜1020与锂带L的连接关系失效，而不会干涉后续锂带L与极片P的覆合过程。

进一步地，如图7所示，本申请实施例的补锂设备还可以包括预压机构1100，预压机构1100包括相对设置的第五辊轮1110和第六辊轮1120，第五辊轮1110和第六辊轮1120用于对锂带L进行预压延；沿锂带L的走带方向，预压机构1100设置于第一涂覆机构700和/或第二涂覆机构800的上游。

如此设置下，锂带L在走带过程中，会在其表面涂覆脱模剂之前先从第五辊轮1110和第六辊轮1120之间穿过，第五辊轮1110和第六辊轮1120对锂带L进行预压延后，可提升锂带L的厚度一致性，进而有效改善在锂带L的表面涂覆脱模剂的效果，避免涂覆时刮伤锂带L，满足涂覆过程对锂带L的厚度一致性的较高要求。

同时，锂带L的厚度一致性与制造成本相关，在提升锂带L的厚度一致性的情况下，即相当于降低锂带L来料的成本。在预压机构1100的预压延作用下，锂带L的压缩量通常为10%~20%，由于此时锂带L的压缩量较小，其不易黏附在第五辊轮1110和第六辊轮1120上，所以第五辊轮1110和第六辊轮1120可设置在第一涂覆机构700和/或第二涂覆机构800的上游。

上文描述了本申请实施例的补锂设备，下文将对本申请实施例的补锂方法进行说明，其中未详细描述的部分可参见前述内容。

本申请实施例还提供一种补锂方法，该补锂方法包括：

步骤S100，通过锂带输送机构200将锂带L送入第一辊轮110与第二辊轮120之间，通过第一辊轮110和第二辊轮120辊压锂带L，辊压后锂带L附着于第二辊轮120。

步骤S200，刮除第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分。

应理解的是，在步骤S200中，既可以通过前述的刮除机构400对第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分进行刮除处理，也可以通过人工手持刮刀进行刮除处理。

步骤S300，通过极片输送机构300将极片P送入第二辊轮120与第三辊轮130之间，通过第二辊轮120和第三辊轮130辊压极片P和第二辊轮120上的锂带L，辊压后第二辊轮120上的锂带L覆合于极片P。

需要说明的是，以上步骤的顺序可以更换，只要能够实现补锂工艺即可。

采用本申请实施例的补锂方法，锂带L在被送入第一辊轮110和第二辊轮120之间后即会被压延而附着于第二辊轮120上，且锂带L在宽度方向上的边缘部分会产生不均匀的延展；然后在锂带L覆合于极片P前，刮除第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分，如此情况下，无疑能够使得第二辊轮120上的锂带L在宽度方向上的边缘部分保持均匀，避免锂带L在压延后其宽度尺寸产生较大的波动性，进而确保锂带L均匀覆合于极片P上。结合前述，在极片P被均匀覆锂的前提下，就能够有效降低极片P在应用到电池单体时的析锂风险，进而达到提升电池单体的性能的效果。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限定；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种补锂设备，用于将锂带覆合于极片，其特征在于，包括：

覆合机构，包括依次设置的第一辊轮、第二辊轮和第三辊轮；

锂带输送机构，用于将所述锂带送入所述第一辊轮与所述第二辊轮之间，所述第一辊轮和所述第二辊轮用于辊压所述锂带，且辊压后所述锂带附着于所述第二辊轮；

极片输送机构，用于将所述极片送入所述第二辊轮和所述第三辊轮之间，所述第二辊轮和所述第三辊轮用于辊压所述极片和所述第二辊轮上的所述锂带，且辊压后所述第二辊轮上的所述锂带覆合于所述极片；

刮除机构，所述第一辊轮、所述刮除机构和所述第三辊轮沿所述第二辊轮的转向依次布设，所述刮除机构被配置为与所述第二辊轮的辊面相抵接，以在所述锂带覆合于所述极片前，刮除所述第二辊轮上的所述锂带在宽度方向上的边缘部分。

2.根据权利要求1所述的补锂设备，其特征在于，所述刮除机构包括刮刀组件和驱动模组，所述刮刀组件与所述第二辊轮的辊面相抵接，所述驱动模组与所述刮刀组件连接，并用于驱动所述刮刀组件沿与所述第二辊轮的轴向相平行的方向移动。

3.根据权利要求2所述的补锂设备，其特征在于，所述补锂设备还包括检测机构和控制器，所述控制器分别与所述检测机构和所述驱动模组通信连接；所述检测机构用于检测所述锂带在宽度方向上的边缘部分的位置信息并将所述位置信息反馈至所述控制器，所述控制器根据所述位置信息控制所述驱动模组。

4.根据权利要求2所述的补锂设备，其特征在于，所述刮除机构还包括丝杆，所述丝杆的延伸方向与所述第二辊轮的轴向平行，所述丝杆与所述驱动模组连接，并由所述驱动模组驱动而转动，且所述丝杆用于与所述刮刀组件配合，以控制所述刮刀组件的移动。

5.根据权利要求2所述的补锂设备，其特征在于，所述刮刀组件包括刀体、刀座和预紧弹性件，所述预紧弹性件的两端分别与所述刀体和所述刀座相连，所述预紧弹性件被配置为向所述刀体施加弹性力，以使所述刀体与所述第二辊轮的辊面相抵接，所述驱动模组与所述刀座连接，并用于驱动所述刀座沿与所述第二辊轮的轴向相平行的方向移动。

6.根据权利要求2所述的补锂设备，其特征在于，所述刮刀组件与第一切面之间的夹角为α，α的取值范围为30°≤α≤60°；其中，所述第一切面与所述第二辊轮的辊面在所述刮刀组件和所述第二辊轮的抵接处相切。

7.根据权利要求1所述的补锂设备，其特征在于，所述刮除机构的数量为两个，两个所述刮除机构分别用于刮除所述第二辊轮上的所述锂带在宽度方向上两侧的边缘部分。

8.根据权利要求1所述的补锂设备，其特征在于，所述补锂设备还包括第一涂覆机构，沿所述锂带的走带方向，所述第一涂覆机构设置于所述覆合机构的上游，并用于对所述锂带的第一表面涂覆脱模剂，所述第一表面为所述锂带朝向所述第二辊轮的表面；

和/或，所述补锂设备还包括第二涂覆机构，沿所述锂带的走带方向，所述第二涂覆机构设置于所述覆合机构的上游，并用于对所述锂带的第二表面涂覆脱模剂，所述第二表面为所述锂带朝向所述第一辊轮的表面。

9.根据权利要求1所述的补锂设备，其特征在于，所述补锂设备还包括吸尘机构，所述吸尘机构用于吸除所述刮除机构刮下的所述锂带。

10.一种补锂方法，其特征在于，包括：

通过锂带输送机构将锂带送入第一辊轮与第二辊轮之间，通过所述第一辊轮和所述第二辊轮辊压所述锂带，辊压后所述锂带附着于所述第二辊轮；

刮除所述第二辊轮上的所述锂带在宽度方向上的边缘部分；

通过极片输送机构将极片送入所述第二辊轮与第三辊轮之间，通过所述第二辊轮和所述第三辊轮辊压所述极片和所述第二辊轮上的所述锂带，辊压后所述第二辊轮上的所述锂带覆合于所述极片。

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