CN112928338A - 一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于锂电池技术领域，公开了一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法。本发明包括以下步骤：叠出第一极组和第二极组；将两组极组分别设置于隔膜的两侧；将下部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第一极组；将上部隔膜向第二极组远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第二极组；将下部隔膜向第二极组方向翻折180°，覆盖在上部隔膜远离中部隔膜的一侧；将上部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉；将下部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉，完成最终卷叠。本发明保证两组机组具备稳定结构，大幅降低了隔膜的需求用量，降低了技术难度和制造成本，从而进一步有效增进其可制造性。

Description

一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，具体涉及一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法。

背景技术

随着近年来新能源汽车市场的不断普及，市场对动力电池的需求量越来越高。目前常见的动力电池按形态可分为圆柱、方型和软包，其中软包电池是由铝塑膜作为外包装而成。

为解决用户对新能源汽车续航里程的焦虑，长软包电池在国内外一些动力电池企业不断兴起，其长度在400-800mm，该类电芯凭借高容量、低成本受到热捧，尽管这类电芯的优势比较明显，但是其可制造性以及技术和设备等投入仍旧使得一些小众企业望而却步，尤其是极组变长后，其结构稳定性会成为短板，仅凭传统的Z叠方式不足以满足该类电池技术的开发，因此从如何制备长电池极组一方面，成为其制造过程中至为重要的一环。

但是，在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：

一、现有的专利CN102044657A涉及一种二次电池的电极组件及其制造方法及具有该电极组件的二次电池。如图1所示，该电极组件包括：多个电极构件，以堆叠的形状沿在一个方向延伸的基线布置；分隔单元，将两个相邻的电极构件分隔开，其中分隔单元包括三个或三个以上具有相同卷绕中心的分隔件。

该堆叠卷绕技术分是将多个电极组件分隔开进行卷绕，其最终卷叠好的极组硬度较好，但是不仅电极组件上需要用隔膜将正负极极片开来，在卷绕电机构件时，仍需隔膜进行分隔，所用隔膜量较大，相应增加了较多成本，因此其经济性较低，且生产节拍相应较低。

二、现有专利CN111162306A涉及一种锂离子二次电池、其电极叠片电芯和电芯叠片方法，如图2所示，该方法获包括取初级电极组，在隔膜的一侧放置第一正极极片，在所述隔膜的另一侧放置第一负极极片，以形成初级电极组；获取中心叠片组，将初级电极绕转动轴线翻转180°，以使所述隔膜覆盖于所述第一正极极片和所述第一负极极片，并形成中心叠片组；获取外围叠片组，在覆盖所述中心叠片组的隔膜的两侧放置第二正极极片和第二负极极片，将所述中心叠片组绕转动轴线翻转180°，以使所述隔膜覆盖于所述第二正极极片和所述第二负极极片，并形成外围叠片组。其采用整体翻折包裹的形式，避免产生析锂现象导致的电池寿命短、安全性能低的技术问题，提高了电池的寿命及输入输出特性。

该堆叠卷绕技术分是从中间叠片组开始，将多个叠片组件分隔开进行卷绕，其最终卷叠好的极组硬度较好，但是在卷绕叠片组件时，所用隔膜几乎是传统Z叠的一倍多，使得单体电芯成本增加，同时生产节拍仍旧受到制约。

发明内容

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，包括以下具体步骤：

使用传统Z叠方法，叠出两组极组，即第一极组和第二极组，然后将两组极组进行卷绕；

将两组极组分别设置于卷绕机构的隔膜中间部位的两侧；

隔膜包括从下到上依次连接的下部隔膜、中部隔膜和上部隔膜，两组极组分别位于中部隔膜的两侧；将下部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第一极组；同时，将上部隔膜向第二极组远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第二极组；

将覆盖住第一极组的下部隔膜向第二极组方向翻折180°，覆盖在上部隔膜远离中部隔膜的一侧；

对覆盖住第二极组后上部隔膜进行收拉，将上部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉；

对覆盖上部隔后的下部隔膜进行收拉，将下部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉，完成长软包锂离子电池极组的最终卷叠。

进一步明确的是，在下部隔膜和上部隔膜均收拉结束后，收尾处的下部隔膜覆盖住收尾处的上部隔膜。

更进一步明确的是，在下部隔膜和上部隔膜均收拉结束后，上部隔膜的收尾位置不大于第一极组宽度的一半，下部隔膜的收尾位置大于上部隔膜收尾位置5-10mm。

更进一步明确的是，在下部隔膜收尾前，利用点胶机构在第一极组远离中部隔膜一侧的长度方向点涂胶水。

更进一步明确的是，所述胶水为聚丙烯酸胶水、聚乙烯胶水或聚偏氟乙烯胶水。

更进一步明确的是，在上部隔膜和下部隔膜均收尾结束后，由压胶机构对最终卷叠好的长软包锂离子电池极组进行压胶。

更进一步明确的是，卷绕机构在卷绕前将隔膜拉直。

更进一步明确的是，在对上部隔膜进行收拉时，第一极组和第二极组均连接有定位用的固定机构。

更进一步明确的是，在对下部隔膜进行收拉时，第一极组和第二极组均连接有定位用的固定机构。

更进一步明确的是，将两组极组分别设置于卷绕机构的隔膜中间部位的两侧时，利用夹爪机构将叠好后的两组极组分别塞进卷绕机构的隔膜中间部位的两侧。

本发明的有益效果为：

本发明的长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，上部隔膜对第一极组和第二极组均具有包裹效果，而下部隔膜对第一极组和第二极组均具有360°包裹的效果，使得第一极组和第二极组在保证具备稳定结构的同时，大幅降低了隔膜的需求用量，有效提升了其可制造性，由于是在传统Z叠的方式上进行了改善，技术难度相对现有技术的难度及设备制造成本方面，均有较大优势，从而进一步有效增进其可制造性。

附图说明

图1是本发明将两组极组分别设置于卷绕机构的隔膜中间部位的两侧的结构示意图；

图2是本发明下部隔膜向第一极组远离中部隔膜的一侧翻转180°的结构示意图；

图3是本发明上部隔膜向第二极组远离中部隔膜的一侧翻转180°的结构示意图；

图4是本发明将覆盖住第一极组的下部隔膜向第二极组方向翻折180°的结构示意图；

图5是本发明对上部隔膜和下部隔膜进行收拉后的结构示意图；

图6是本发明完成长软包锂离子电池极组的最终卷叠的结构示意图。

图中：1-第一极组；2-第二极组；3-隔膜；301-下部隔膜；302-上部隔膜。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将结合附图和实施例或现有技术的描述对本发明作简单地介绍，显而易见地，下面关于附图结构的描述仅仅是本发明的一些实施例，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的附图。

以下将参照附图，通过实施例方式详细地描述本发明提供的技术方案。在此需要说明的是，对于这些实施例方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。

在一些例子中，由于一些实施方式属于现有或常规技术，因此并没有描述或没有详细的描述。

此外，本文中记载的技术特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，还可以在一个或多个实施例中以任意合适的方式组合。对于本领域的技术人员来说，易于理解与本文提供的实施例有关的方法的步骤或操作顺序还可以改变。附图和实施例中的任何顺序仅仅用于说明用途，并不暗示要求按照一定的顺序，除非明确说明要求按照某一顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，在合理情况下(不构成自相矛盾的情况下)，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

如图1-6所示，本实施例提供一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，包括以下具体步骤：

使用传统Z叠方法，叠出两组极组，即第一极组1和第二极组2，然后将两组极组进行卷绕；

卷绕机构在卷绕前将隔膜3拉直，然后利用夹爪机构将两组极组分别以塞进的方式设置于卷绕机构的隔膜3中间部位的两侧，如图1所示；

隔膜3包括从下到上依次连接的下部隔膜301、中部隔膜和上部隔膜302，两组极组分别位于中部隔膜的两侧；将下部隔膜301向第一极组1远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第一极组1，如图2所示；同时，将上部隔膜302向第二极组2远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第二极组2，如图3所示；

将覆盖住第一极组1的下部隔膜301向第二极组2方向翻折180°，覆盖在上部隔膜302远离中部隔膜的一侧，如图4所示；

对覆盖住第二极组2后上部隔膜302进行收拉，将上部隔膜302向第一极组1远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉，如图5所示；

对覆盖上部隔膜302后的下部隔膜301进行收拉，将下部隔膜301向第一极组1远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉，如图5所示；在下部隔膜301和上部隔膜302均收拉结束后，收尾处的下部隔膜301覆盖住收尾处的上部隔膜302，在实际中，优选的，上部隔膜302的收尾位置不大于第一极组宽度的一半，下部隔膜301的收尾位置大于上部隔膜302收尾位置5-10mm，完成长软包锂离子电池极组的最终卷叠，如图6所示。

本发明的长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，上部隔膜302对第一极组1和第二极组2均具有包裹效果，而下部隔膜301对第一极组1和第二极组2均具有360°包裹的效果，使得第一极组1和第二极组2在保证具备稳定结构的同时，大幅降低了隔膜的需求用量，有效提升了其可制造性，由于是在传统Z叠的方式上进行了改善，技术难度相对现有技术的难度及设备制造成本方面，均有较大优势，从而进一步有效增进其可制造性。

实施例二：

本实施例是在实施例一基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，在实际的卷叠过程中，在下部隔膜301收尾前，会利用点胶机构在第一极组1远离中部隔膜一侧的长度方向点涂胶水，所述胶水为聚丙烯酸胶水、聚乙烯胶水或聚偏氟乙烯胶水，在上部隔膜302和下部隔膜301均收尾结束后，由压胶机构对最终卷叠好的长软包锂离子电池极组进行压胶，以确保收尾处粘贴平整。

实施例三：

本实施例是在实施例一或实施例二基础上做出的进一步改进，本实施例与实施例一或实施例二的具体区别是：

本实施例中需要进一步说明的是，在对上部隔膜302进行收拉时，第一极组1和第二极组2均连接有定位用的固定机构，防止上部隔膜302收拉过程出现极组侧移，在对下部隔膜301进行收拉时，第一极组1和第二极组2也均连接有定位用的固定机构，防止下部隔膜301收拉过程出现极组侧移。

本发明不局限于上述可选实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，包括以下具体步骤：

使用传统Z叠方法，叠出两组极组，即第一极组(1)和第二极组(2)，然后将两组极组进行卷绕；

将两组极组分别设置于卷绕机构的隔膜(3)中间部位的两侧；

隔膜(3)包括从下到上依次连接的下部隔膜(301)、中部隔膜和上部隔膜(302)，两组极组分别位于中部隔膜的两侧；将下部隔膜(301)向第一极组(1)远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第一极组(1)；同时，将上部隔膜(302)向第二极组(2)远离中部隔膜的一侧翻转180°，完全覆盖住第二极组(2)；

将覆盖住第一极组(1)的下部隔膜(301)向第二极组(2)方向翻折180°，覆盖在上部隔膜(302)远离中部隔膜的一侧；

对覆盖住第二极组(2)后上部隔膜(302)进行收拉，将上部隔膜(302)向第一极组(1)远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉；

对覆盖上部隔膜(302)后的下部隔膜(301)进行收拉，将下部隔膜(301)向第一极组(1)远离中部隔膜的一侧翻折180°的进行收拉，完成长软包锂离子电池极组的最终卷叠。

2.根据权利要求1所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，在下部隔膜(301)和上部隔膜(302)均收拉结束后，收尾处的下部隔膜(301)覆盖住收尾处的上部隔膜(302)。

3.根据权利要求1或2所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，在下部隔膜(301)和上部隔膜(302)均收拉结束后，上部隔膜(302)的收尾位置不大于第一极组宽度的一半，下部隔膜(301)的收尾位置大于上部隔膜(302)收尾位置5-10mm。

4.根据权利要求3所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，在下部隔膜(301)收尾前，利用点胶机构在第一极组(1)远离中部隔膜一侧的长度方向点涂胶水。

5.根据权利要求4所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，所述胶水为聚丙烯酸胶水、聚乙烯胶水或聚偏氟乙烯胶水。

6.根据权利要求4所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，在上部隔膜(302)和下部隔膜(301)均收尾结束后，由压胶机构对最终卷叠好的长软包锂离子电池极组进行压胶。

7.根据权利要求1所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，卷绕机构在卷绕前将隔膜(3)拉直。

8.根据权利要求1所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，在对上部隔膜(302)进行收拉时，第一极组(1)和第二极组(2)均连接有定位用的固定机构。

9.根据权利要求1所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，在对下部隔膜(301)进行收拉时，第一极组(1)和第二极组(2)均连接有定位用的固定机构。

10.根据权利要求1所述的一种长软包锂离子电池极组的卷叠一体化方法，其特征在于，将两组极组分别设置于卷绕机构的隔膜(3)中间部位的两侧时，利用夹爪机构将叠好后的两组极组分别塞进卷绕机构的隔膜(3)中间部位的两侧。

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