CN113054154A - 极片的热压成型方法和热压成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种极片的热压成型方法和热压成型装置，所述方法包括：S1：输送极片并对极片进行辊压，以压实所述极片；S2：向压实后的所述极片的上表面和下表面分别输送第一隔膜和第二隔膜；S3：将所述第一隔膜、所述第二隔膜以及所述极片热压至一体。由此，将极片和第一隔膜、第二隔膜热压至一体，极片与第一隔膜、第二隔膜的配合方式简单且可靠性高。后续的模切工序中对压紧在一起的极片、第一隔膜和第二隔膜进行模切成型即可，当上述的极片为负极片时，在装配工序中将成型压紧在一起的负极片、第一隔膜、第二隔膜与正极片组装在一起即可完成极组的制作，可以降低极组的装配难度，提高装配效率。

Description

极片的热压成型方法和热压成型装置

技术领域

本发明涉及电池生产技术领域，特别涉及一种极片的热压成型方法和热压成型装置。

背景技术

目前，极组生产中主要采用叠片、卷绕两种工艺。

相关技术中，在极组生产过程中需要将正极片、负极片、隔膜组装，在装配过程中需要进行正极片与隔膜之间的距离、负极片与隔膜之间的距离确认，导致生产效率较低，在叠片或卷绕过程中，正极片与隔膜、负极片与隔膜之间存在一定的间隙，容易进入异物，造成极组不良，并且隔膜容易收缩，从而导致正负极片接触，进而导致极组短路的问题发生。在装配过程中，

同时，当极组形成后，检测出对齐度不良、短路等问题，整个极组将无法再次使用，从到造成大量损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种极片的热压成型方法，以提升极片装配过程中的安全性、可靠性。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种极片的热压成型方法，其特征在于，所述热压成型方法包括：

S1：输送极片并对极片进行辊压，以压实所述极片；

S2：向压实后的所述极片的上表面和下表面分别输送第一隔膜和第二隔膜；

S3：将所述第一隔膜、所述第二隔膜以及所述极片热压至一体。

根据本申请进一步的实施例，在所述将所述第一隔膜、所述第二隔膜以及所述极片压至一体步骤后还包括：将压至一体的所述极片与所述隔膜进行冷却至预设温度。

根据本申请进一步的实施例，所述步骤S2还包括：向压实后的所述极片的上表面输送所述第一隔膜以使所述第一隔膜与所述极片的上表面贴合；向压实后的所述极片的下表面输送所述第二隔膜以使所述第二隔膜与所述极片的下表面贴合。

根据本申请进一步的实施例，在所述步骤S3后，还包括：S4：收卷一体化的极片与隔膜。

相对于现有技术，本发明所述的热压成型方法具有以下优势：

将极片和第一隔膜、第二隔膜热压至一体，极片与第一隔膜、第二隔膜的配合方式简单且可靠性高。模切工序中对压紧在一起的极片、第一隔膜和第二隔膜进行模切成型即可，当上述的极片为负极片时，在装配工序中将成型压紧在一起的负极片、第一隔膜、第二隔膜与正极片组装在一起即可完成极组的制作，可以降低极组的装配难度，提高装配效率。

当极片与隔膜之间在热压过程中进入异物时，可以在模切工序进行单片剔除，减少不良损耗。

在生产过程中进行定位时，只需要定位一种相对位置，即可保证极片装配过程中的对齐效果，降低极组对齐不良率；同时装配过程中进入异物的可能性小，可以降低极组短路率，保证极组质量。

本发明的另一目的在于提出一种热压成型装置。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种热压成型装置，所述热压成型装置适于执行上述的热压成型方法，所述热压成型装置包括：极片放卷轴，所述极片放卷轴用于输送极片；第一辊压部，所述第一辊压部用于对所述极片进行辊压；第一隔膜放卷轴，所述第一隔膜放卷轴设置于所述极片的上部，并用于向所述极片上表面输送第一隔膜；第二隔膜放卷轴，所述第二隔膜放卷轴设置于所述极片的下部，并用于向所述极片下表面输送第二隔膜；第二辊压部，所述第二辊压部用于对所述第一隔膜、所述第二隔膜以及极片进行辊压；极片收卷轴，所述极片收卷轴用于收卷经第二辊压部辊压后的所述极片和隔膜。

根据本申请进一步的实施例，热压成型装置还包括：冷却辊，所述冷却辊布置在所述第二辊压部和所述极片收卷轴之间，并用于对压至一体的所述极片和隔膜进行冷却。

根据本申请进一步的实施例，所述冷却辊设置有换热流道，所述换热流道沿所述冷却辊的轴向方向贯穿设置，换热介质适于流经所述换热流道。

根据本申请进一步的实施例，热压成型装置还包括：第一导向辊，所述第一导向辊设置于所述极片的上表面，且用于将所述第一隔膜与所述极片的上表面贴合；第二导向辊，所述第二导向辊设置于所述极片的下表面，且用于将所述第二隔膜与所述极片的下表面贴合。

根据本申请进一步的实施例，所述第一导向辊和所述第二导向辊布置在所述第一辊压部和所述第二辊压部之间，且所述第一导向辊和所述第二导向辊在所述极片的输送方向上间隔排布。

根据本申请进一步的实施例，热压成型装置还包括：第三导向辊，所述第三导向辊布置在所述极片放卷轴和所述第一辊压部之间，并用于对所述极片的输送方向进行导向。

所述热压成型装置与上述热压成型方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的热压成型方法的流程图；

图2为本发明实施例所述的热压成型装置的结构示意图；

图3为本发明实施例所述的热压成型装置的结构侧视图。

附图标记说明：

热压成型装置100、

极片放卷轴10、

第一辊压部20、第一压辊21、

第一隔膜放卷轴31、第二隔膜放卷轴32、

第二辊压部40、极片收卷轴50、冷却辊60、

第一导向辊71、第二导向辊72、第三导向辊73、

第一隔膜81、第二隔膜82。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

根据本发明实施例的极片的热压成型方法，包括以下步骤：S1：输送极片并对极片进行辊压，以压实所述极片；S2：向压实后的所述极片的上表面和下表面分别输送第一隔膜和第二隔膜；S3：将所述第一隔膜、所述第二隔膜以及所述极片压至一体。

具体地，参照图1和图2，本申请通过极片卷放轴输送极片，并通过压辊结构对极片进行辊压，以提升极片的压实密度。之后，向压实后的极片输送第一隔膜和第二隔膜，第一隔膜和第二隔膜分别设置于极片的上表面和下表面，并通过热压的方式将通过热压的方式压至一体。由此，将极片与隔膜压至一体，在后续的模切工序中，可以对压至一体的极片和隔膜进行模切。

需要说明的是，极片可以是正极片或负极片，这里以负极片为例进行描述。当负极片的上下两个表面分别设置有第一隔膜和第二隔膜时，模切后的负极片与第一隔膜、第二隔膜可以与正极片进行装配，装配方式简单、可靠性高，可以防止装配过程中进入异物，降低极组短路率，保证极组质量。

其中，当负极片与第一隔膜或第二隔膜之间在热压成型过程中进入异物时，可以在模切工序对极片进行单片剔除，减少不良损耗，而且装配过程中进入异物的可能性小，保证极组质量。

可以理解的是，当极片为正极片时，第一隔膜和第二隔膜分别与正极片的上下两个表面对应，并通过热压的方式压至一体。在模切工序中对正极片进行模切。模切后的正极片与隔膜可以直接与负极片进行装配，从而将第极片的装配难度。

根据本发明实施例的极片的热压成型方法，将极片和第一隔膜、第二隔膜热压至一体，极片与第一隔膜、第二隔膜的配合方式简单且可靠性高。模切工序中对压紧在一起的极片、第一隔膜和第二隔膜进行模切成型即可，当上述的极片为负极片时，在装配工序中将成型压紧在一起的负极片、第一隔膜、第二隔膜与正极片组装在一起即可完成极组的制作，可以降低极组的装配难度，提高装配效率。

在本发明的一些实施例中，在将第一隔膜、第二隔膜以及极片压至一体步骤后还包括：对压至一体的所述极片与所述隔膜进行冷却。可以将一体化的极片、第一隔膜和第二隔膜冷却至预设温度，以便于对一体化的极片、第一隔膜和第二隔膜进行收卷，防止在收卷过程中隔膜在收卷处粘结。

可以理解的是，第一隔膜、第二隔膜和极片通过热压的方式压至一体，热压成型后的第一隔膜、第二隔膜和极片的温度较高，通过冷却工序，可以降低极片表面的温度，从而将极片的表面温度控制在预设温度，以防止高温下隔膜在收卷处发生粘结。

其中，预设温度为30℃-50℃，优选为40℃。当预设温度为40℃时，可以有效地防止第一隔膜或第二隔膜在收卷处发生粘结。

在本发明的一些实施例中，步骤S2：向压实后的所述极片的上表面和下表面分别输送第一隔膜和第二隔膜还包括：向压实后的极片的上表面输送第一隔膜以使第一隔膜与极片的上表面贴合；向压实后的极片的下表面输送第二隔膜以使第二隔膜与极片的下表面贴合。

参照图2，压实后的极片需要与第一隔膜和第二隔膜热压处理，通过贴合步骤可以将极片与第一隔膜、极片与第二隔膜可靠地配合，之后将贴合配合后的第一隔膜、极片和第二隔膜热压至一体。将第一隔膜与极片、第二隔膜与极片贴合的步骤可以保证隔膜与极片的贴合效果，防止在热压过程中隔膜出现褶皱等问题。

结合图2和图3，在极片的输送方向上第一隔膜和第二隔膜分别与极片进行贴合配合，即第一隔膜和第二隔膜与极片的贴合位置在极片的输送方向上间隔开。也就是说，可以先将第一隔膜与极片贴合配合，后将第二隔膜与极片贴合配合；还可以先将第二隔膜与极片贴合配合，后将第一隔膜与极片贴合。

其中，第一隔膜、第二隔膜与极片贴合配合的位置与热压处理位置间隔开，从而可以在第一隔膜、第二隔膜和极片输送至热压处理位置之前将第一隔膜和极片、第二隔膜和极片贴合配合，保证热压处理效果。

在本发明的一些实施例中，热压成型方法还包括步骤S4：收卷一体化的极片和隔膜。在第一隔膜、第二隔膜和极片通过热压处理压至一体后，通过收卷结构收卷极片和隔膜，从而节省热压成型后的极片和隔膜占用的空间。

在本发明的一些实施例中，热压成型方法还包括：实时检测第一隔膜、第二隔膜和极片的张力，以保证第一隔膜、第二隔膜和极片的热压成型效果。

其中，可以通过EPC纠偏系统实时检测第一隔膜、第二隔膜和极片的张力，实现闭环张力控制，以对上述的多个卷材进行纠偏工作，提升热压成型的可靠性。其中，张力控制范围为3N-50N，张力波动的范围≤±0.5N。

在本发明的一些实施例中，热压成型方法还包括：实时检测卷材的放卷卷径，以在卷材的放卷卷径小于预设值时报警，以提醒操作人员更换卷材。

在本发明的一些实施例中，热压成型方法还包括：实时检测第一隔膜、第二隔膜的表面，当检测到表面状态异常时报警并停止输送第一隔膜、第二隔膜，以提醒操作人员对卷材进行检查。

在本发明的实施例中，在将第一隔膜、第二隔膜和极片热压至一体的步骤中，热压辊采用油加热，而且辊面温度范围为90±5℃。同时，热压辊的表面各部位之间的温度偏差不大于1℃。

进一步地，极片、第一隔膜、第二隔膜在热压过程中压辊的压力范围在1.5-1.7Mpa，从而可以保证极片与第一隔膜、第二隔膜之间的热压成型效果。其中，压力参数可以根据极片体系、隔膜种类等进行相应地调整，并不局限于此。

在后续的极片模切工序中，将压紧在一起的极片、第一隔膜和第二隔膜进行模切，形成具有一定尺寸的一体化的极片和隔膜。其中，模切工序后极耳离料3mm箔区毛刺满足参数：横向≤15μm，纵向≤15μm。模切工序后的隔膜无褶皱、收缩、翘起，以保证隔膜可以完全包覆极片。由此，当极片与隔膜之间在辊压过程中进入义乌市，可以在模切工序中进行单片剔除，降低极组短路率，保证极组质量，减少不良损耗。

在装配工序中，将模切成型的一体化的极片(以负极片为例)和隔膜与正极片装配，以形成具有一定厚度的极组。装配工序需要保证极组的厚度，一体化的负极片和隔膜与正极片下部对齐度为1.0±0.6mm，极组极耳重叠错位范围不大于0.5mm。由此，在装配过程中只需将一体化的极片(以负极片为例)和隔膜与正极片组装即可，可以降低负极片、隔膜和正极片组装的难度，简化设备结构，提高生产效率，同时降低极组对齐不良率。

进一步地，在生产过程中进行定位时，只需要定位一种相对位置，即可保证极片装配过程中的对齐效果，降低极组对齐不良率；同时装配过程中进入异物的可能性小，可以降低极组短路率，保证极组质量。

根据本发明实施例的热压成型装置100适于执行上述的热压成型方法。

参照图2和图3，热压成型装置100包括：极片放卷轴10、第一辊压部20、第一隔膜放卷轴31、第二隔膜放卷轴32、第二辊压部40和极片收卷轴50。其中，极片放卷轴10用于输送极片，以将极片输送至第一辊压部20；第一辊压部20用于对极片进行辊压，以将极片压至一定的压实密度；第一隔膜放卷轴31设置于极片的上部，并用于向极片上表面输送第一隔膜81；第二隔膜放卷轴32设置于极片的下部，并用于向极片下表面输送第二隔膜82；第二辊压部40用于对第一隔膜81、第二隔膜82以及极片进行辊压，以将第一隔膜81、第二隔膜82和极片压至一体；极片收卷轴50用于收卷经第二辊压部40辊压后的极片和隔膜。

结合图2和图3，极片卷放轴可以向第一辊压部20输送极片，并通过第一辊压部20对极片进行辊压，以提升极片的压实密度，并通过第一隔膜放卷轴31和第二隔膜82方向轴分别向压实后的极片的上表面和下表面输送第一隔膜81和第二隔膜82，第一隔膜81和第二隔膜82分别设置于极片的上表面和下表面。在第一隔膜81和第二隔膜82分别与极片贴合配合后，第二辊压部40通过热压的方式将第一隔膜81、第二隔膜82和极片压至一体，并通过极片收卷轴50对一体化的极片和隔膜进行收卷。

需要说明的是，极片可以是正极片或负极片，这里以负极片为例进行描述。当负极片的上下两个表面分别设置有第一隔膜81和第二隔膜82时，模切后的负极片与第一隔膜81、第二隔膜82可以与正极片进行装配，装配方式简单、可靠性高，可以防止装配过程中进入异物，降低极组短路率，保证极组质量。

其中，当负极片与第一隔膜81或第二隔膜82之间在热压成型过程中进入异物时，可以在模切工序对极片进行单片剔除，减少不良损耗，而且装配过程中进入异物的可能性小，保证极组质量。

根据本发明实施例的热压成型装置100，通过第一辊压部20提升极片的压实密度，并向极片的上下表面分别输送第一隔膜81和第二隔膜82，通过热压成型的方式将极片和第一隔膜81、第二隔膜82热压至一体，成型方式简单且可靠性高。同时，热压成型后的极片和隔膜可以通过模切工序形成具有一定尺寸的一体化极片和隔膜，可以降低装配难度。当辊压过程中进入异物，可以在模切工序对进入异物的部分单片剔除，减少不良损耗，并且降低极组短路率，保证极组质量。

参照图2，在本发明的一些实施例中，第一辊压部20包括两个相对设置的第一压辊21，第一压辊21的尺寸满足：φ300-500×1000mm。当然，第一压辊21的尺寸并不限于此，可根据实际的加工需求进行设置。

在本发明的一些实施例中，热压成型装置100还包括：冷却辊，冷却辊布置在第二辊压部40和极片收卷轴50之间，冷却辊用于对压至一体的极片和隔膜进行冷却，以降低极片的表面温度，防止在收卷过程中隔膜出现粘结的情况。

可以理解的是，第一隔膜81、第二隔膜82和极片通过热压的方式压至一体，热压成型后的第一隔膜81、第二隔膜82和极片的温度较高，通过冷却辊对极片表面的进行降温，从而调节极片的表面温度，以防止高温下隔膜在收卷处发生粘结。

在本发明进一步的实施例中，冷却辊设置有换热流道，换热流道沿冷却辊的轴向方向贯穿设置，换热介质适于流经换热流道。换热介质可以对冷却辊进行换热，以带走极片传递向冷却辊的热量，对极片进行换热。

进一步地，冷却辊构造为中空结构，中空部形成换热流道，换热介质流经换热流道以对冷却辊进行换热，从而对一体化的极片与第一隔膜81、第二隔膜82冷却降温，降低底片的表面温度，以防止高温下的隔膜在收卷处粘结。其中，换热介质可以为水，但不限于此。

如图2和图3所示，在本发明的一些实施例中，热压成型装置100还包括：第一导向辊71和第二导向辊72。第一导向辊71设置于极片的上表面，而且第一导向辊71用于将第一隔膜81与极片的上表面贴合；第二导向辊72设置于极片的下表面，而且第二导向辊72用于将第二隔膜82与极片的下表面贴合。

参照图2，第一导向辊71可以对第一隔膜放卷轴31输送第一隔膜81的方向进行导向，并将第一隔膜81与极片的上表面贴合，第二导向辊72可以对第二隔膜放卷轴32输送第二隔膜82的方向进行导向，并将第二隔膜82与极片的下表面贴合，从而在第一隔膜81、第二隔膜82和极片输送至第二辊压部40时将第一隔膜81和第二隔膜82分别与极片的上下表面贴合，进而保证热压处理效果。

进一步地，参照图3，在极片的输送方向(图3中的由右向左)上第一隔膜81和第二隔膜82分别与极片进行贴合配合。如：先将第一隔膜81与极片贴合配合，后将第二隔膜82与极片贴合配合，从而可以保证第一隔膜81和第二隔膜82与极片的贴合效果，并避免第一隔膜81和第二隔膜82同时与极片贴合而产生干涉，提升输送第一隔膜81和第二隔膜82的可靠性。

在本发明的一些实施例中，第一导向辊71和第二导向辊72布置在第一辊压部20和第二辊压部40之间，而且第一导向辊71和第二导向辊72在极片的输送方向上间隔排布，从而可以先后将第一隔膜81和第二隔膜82与极片贴合配合，防止第一导向辊71和第二导向辊72之间产生干涉，保证第一隔膜81、第二隔膜82与极片的贴合配合效果。

在本发明的一些实施例中，参照图3，热压成型装置100还包括：第三导向辊73，第三导向辊73布置在极片放卷轴10和第一辊压部20之间，并用于对极片的输送方向进行导向。

进一步地，第三导向辊73布置在极片放卷轴10和第一辊压部20之间，以对由极片放卷轴10输送至第一辊压部20的极片进行导向，以调整极片输送至第一辊压部20的角度，保证第一辊压部20对极片的压实效果。

在本发明的一些实施例中，第三导向辊73为多个，多个第三导向辊73在极片的输送方向上间隔排布，且任意三个第三导向辊73不共线，从而对极片的输送方向进行多次调解。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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 (10)

1.一种极片的热压成型方法，其特征在于，所述热压成型方法包括：

S1：输送极片并对极片进行辊压，以压实所述极片；

S2：向压实后的所述极片的上表面和下表面分别输送第一隔膜和第二隔膜；

S3：将所述第一隔膜、所述第二隔膜以及所述极片热压至一体。

2.根据权利要求1所述的极片的热压成型方法，其特征在于，在所述将所述第一隔膜、所述第二隔膜以及所述极片压至一体步骤后还包括：

将压至一体的所述极片与所述隔膜进行冷却至预设温度。

3.根据权利要求1所述的极片的热压成型方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：

向压实后的所述极片的上表面输送所述第一隔膜以使所述第一隔膜与所述极片的上表面贴合；

向压实后的所述极片的下表面输送所述第二隔膜以使所述第二隔膜与所述极片的下表面贴合。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的极片的热压成型方法，其特征在于，在所述步骤S3后，还包括：

S4：收卷一体化的极片与隔膜。

5.一种热压成型装置(100)，其特征在于，所述热压成型装置(100)适于执行根据权利要求1-4中任一项所述的热压成型方法，所述热压成型装置(100)包括：

极片放卷轴(10)，所述极片放卷轴(10)用于输送极片；

第一辊压部(20)，所述第一辊压部(20)用于对所述极片进行辊压；

第一隔膜放卷轴(31)，所述第一隔膜放卷轴(31)设置于所述极片的上部，并用于向所述极片上表面输送第一隔膜；

第二隔膜放卷轴(32)，所述第二隔膜放卷轴(32)设置于所述极片的下部，并用于向所述极片下表面输送第二隔膜；

第二辊压部(40)，所述第二辊压部(40)用于对所述第一隔膜、所述第二隔膜以及极片进行辊压；

极片收卷轴(50)，所述极片收卷轴(50)用于收卷经第二辊压部(40)辊压后的所述极片和隔膜。

6.根据权利要求5所述的热压成型装置(100)，其特征在于，还包括：

冷却辊(60)，所述冷却辊(60)布置在所述第二辊压部(40)和所述极片收卷轴(50)之间，并用于对压至一体的所述极片和隔膜进行冷却。

7.根据权利要求6所述的热压成型装置(100)，其特征在于，所述冷却辊(60)设置有换热流道，所述换热流道沿所述冷却辊(60)的轴向方向贯穿设置，换热介质适于流经所述换热流道。

8.根据权利要求5所述的热压成型装置(100)，其特征在于，还包括：

第一导向辊(71)，所述第一导向辊(71)设置于所述极片的上表面，且用于将所述第一隔膜与所述极片的上表面贴合；

第二导向辊(72)，所述第二导向辊(72)设置于所述极片的下表面，且用于将所述第二隔膜与所述极片的下表面贴合。

9.根据权利要求8所述的热压成型装置(100)，其特征在于，所述第一导向辊(71)和所述第二导向辊(72)布置在所述第一辊压部(20)和所述第二辊压部(40)之间，且所述第一导向辊(71)和所述第二导向辊(72)在所述极片的输送方向上间隔排布。

10.根据权利要求5所述的热压成型装置(100)，其特征在于，还包括：第三导向辊(73)，所述第三导向辊(73)布置在所述极片放卷轴(10)和所述第一辊压部(20)之间，并用于对所述极片的输送方向进行导向。

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