CN113140804A - 一种锂离子电池的制造方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种锂离子电池的制造方法，其中，锂离子电池的制造方法包括以下步骤：步骤S1、将正极卷、第一隔膜卷、负极卷、第二隔膜卷各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；步骤S2、将正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜依次层叠后热敷合为一体。本发明技术方案在提高了锂离子电池制造效率的同时，降低了其加工品质和安全问题出现的概率。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造技术领域，特别涉及一种锂离子电池的制造方法及设备。
背景技术
目前，锂离子电池广泛应用于消费类电子产品、新能源汽车以及储能领域，随着应用市场的快速发展以及用户对产品要求的不断提升，如何生产出安全性能好、比能量高、循环寿命长、成本低的锂离子电池成为了锂离子电池领域的重要研究方向。
目前锂离子电池根据其制片方式的不同，可以分为两种：卷绕式和叠片式。卷绕式电池的加工工序简单，但其存在以下缺陷：同时有正极、负极、两层隔膜的卷绕，一定程度上影响了加工效率；叠片式电池加工成型的电极反应均匀性好，但其加工效率相较于卷绕式电池较为低下。亟需提出一种加工效率高且不易造成安全风险的锂离子电池制片方法。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种锂离子电池的制造方法，旨在解决现有技术中锂离子电池制片效率与安全无法兼顾的技术问题。
为实现上述目的，本发明提出的锂离子电池的制造方法，包括以下步骤：
步骤S1、将正极卷、第一隔膜卷、负极卷、第二隔膜卷各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；
步骤S2、将正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜依次层叠后热敷合为一体。
可选地，所述步骤S1具体包括：将所述正极卷、第一隔膜卷、负极卷、第二隔膜卷安装于制片机上对应的放卷结构，以各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；
所述步骤S2具体包括：将所述正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜汇集并层叠穿过所述制片机的热敷合装置而制为一体。
可选地，所述步骤S1与S2之间还包括步骤：对所述正极片、负极片各自进行点焊贴胶。
可选地，所述步骤S2之后还包括步骤：将热敷合为一体的组合极片置于卷绕机，以制成所述锂离子电池的卷绕式电芯。
可选地，所述步骤S2中，热敷合的温度范围为60℃～85℃。
本发明还提出一种锂离子电池的制造设备，包括制片机，所述制片机包括：
立板；
放卷导向结构，在所述立板的板面横向上间隔设有四条，以分别形成正极卷、第一隔膜卷、负极卷以及第二隔膜卷的伸展路径；以及
热敷合装置，设于所述立板的板面；所述热敷合装置位于各所述放卷导向结构延伸方向末端的汇合处，以将伸展而成且依次层叠的正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜热敷合为一体。
可选地，每一所述放卷导向结构包括放卷气涨轴和多个导向辊，多个所述导向辊位于放卷起涨轴与热敷合装置之间。
可选地，多个所述导向辊包括若干过辊和至少一摆辊，所述摆辊包括安装轴、摆动件以及过轴，所述安装轴一端与所述立板板面转动相接、另一端与摆动件的一端固接，所述摆动件的另一端与所述过轴转动相接。
可选地，所述热敷合装置为加热辊结构。
可选地，还包括卷绕机，所述卷绕机用以将热敷合为一体的组合极片卷绕制成所述锂离子电池的卷绕式电芯。
本发明技术方案通过在制造得到正负极片以及隔膜以后，采用正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的顺序层叠后，将四者热敷合为一组合极片，如此，在将组合极片置于卷绕机中卷绕的后续制造流程中，就能有效避免极片、隔膜插接不到位，以致卷绕错位等问题，从而有效提高锂离子电池电芯的良品率以及加工效率。
附图说明
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，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明锂离子电池的制造方法一实施例的流程示意图；
图2为本发明锂离子电池的制造设备一实施例的制片机的结构图。
附图标号说明：
1、制片机；11、立板；12、放卷气涨轴；13、摆辊；14、过辊；15、加热辊、2、正极卷；3、第一隔膜卷；4、负极卷；5、第二隔膜卷；6、组合极片
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、
“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种锂离子电池的制造方法。
在本发明实施例中，参照图1和图2，该锂离子电池的制造方法包括以下步骤：
步骤S1、将正极卷2、第一隔膜卷3、负极卷4、第二隔膜卷5各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；
可以理解，通常为了方便正极片、隔膜、负极片等原料的存储以及运输方便，会将其绕呈卷状，因此，在制造锂离子电池的卷芯时，首先要将各个卷状的原料展开，呈片状，以便相互层叠。容易理解的是，步骤S1之后还应包括：对正极片、负极片各自进行点焊贴胶，以保证隔膜能定位贴紧于正负极片，以及在正负极片上点焊极耳。
步骤S2、将正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜依次层叠后热敷合为一体。
容易理解的是，步骤S2之后还包括步骤：将热敷合为一体的组合极片6置于卷绕机，以制成锂离子电池的卷绕式电芯。可以理解，在常规卷绕式结构的制造工艺中，得到正负极片和隔膜后，需要将其分别插入卷绕机的对应导槽中，以进行卷绕流程，在此过程中，极片、隔膜容易插接不到位，导致卷绕错位等问题。而本发明的技术方案通过将伸展开的正负极片以及隔膜首先热敷合为一体，形成整体的组合极片6，再将组合极片6插入卷绕机进行卷绕，能有效提高加工效率及良品率。
本发明技术方案通过在制造得到正负极片以及隔膜以后，采用正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜的顺序层叠后，将四者热敷合为一组合极片6，如此，在将组合极片6置于卷绕机中卷绕的后续制造流程中，就能有效避免极片、隔膜插接不到位，以致卷绕错位等问题，从而有效提高锂离子电池电芯的良品率以及加工效率。
可选地，步骤S1具体包括：将正极卷2、第一隔膜卷3、负极卷4、第二隔膜卷5安装于制片机1上对应的放卷结构，以各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；步骤S2具体包括：将正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜汇集并层叠穿过制片机1的热敷合装置而制为一体。可以理解，本发明的制片机1上同时完成了伸展极片以及热敷合的两个工艺流程，大大缩短了制造时间、也简化了制造设备。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，步骤S1与步骤S2也可为先后进行的两个流程。
可选地，步骤S2中，热敷合的温度范围为60～85℃。可以理解，热敷合的温度过高或过低，都不利于热敷合的效果。
本发明还提出一种锂离子电池的制造设备，该锂离子电池的制造设备包括制片机1，制片机1包括：
立板11；
放卷导向结构，在立板11的板面横向上间隔设有四条，以分别形成正极卷2、第一隔膜卷3、负极卷4以及第二隔膜卷5的伸展路径；以及
热敷合装置，设于立板11的板面；热敷合装置位于各放卷导向结构延伸方向末端的汇合处，以将伸展而成且依次层叠的正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜热敷合为一体。
容易理解的是，该锂离子电池的制造设备还包括卷绕机，卷绕机用以将热敷合为一体的组合极片6卷绕制成锂离子电池的卷绕式电芯。
可以理解，本发明的技术方案通过对制片机1进行改良，除了常规的制片功能以外，还在制片路径的末端增设有热敷合装置，以将制造完成的各个极片层叠热敷合呈一体，构成组合极片6，以便后续通过卷绕机卷绕时，能避免相互独立的各个极片距离不良、位置跑偏，而致使卷绕错位、极片甩尾等问题。
可选地，每一放卷导向结构包括放卷气涨轴12和多个导向辊，多个导向辊位于放卷起涨轴与热敷合装置之间。本实施例中，放卷气涨轴12由上至下设有四个，且对应正极片和负极片的放卷气涨轴12位于另外两个左侧，可以理解，制片机1启动后，放卷气涨轴12开始转动，以带动各个极片卷慢慢伸展，在导向辊的引导下，穿过热敷合装置处。需要说明的是，本设计不限于此，于其他实施例中，放卷导向结构也可具体呈其他形式设置。
可选地，多个导向辊包括若干过辊14和至少一摆辊13，摆辊13包括安装轴、摆动件以及过轴，安装轴一端与立板11板面转动相接、另一端与摆动件的一端固接，摆动件的另一端与过轴转动相接。可以理解，如此设置，能够在实现伸展路径小范围转向的同时有效缩短其路径长度，从而有利于减小制造设备的整体结构尺寸。
本实施例中，热敷合装置为加热辊15结构；可以理解，加热辊15结构是现有技术中极片加工领域广泛使用的热压结构，具有加工可靠、容易获得等优点，应用在本实施例中，同时对各极片施加高温以及压紧力，从而保证加工成型的组合极片6的整体结构强度。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂离子电池的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、将正极卷、第一隔膜卷、负极卷、第二隔膜卷各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；
步骤S2、将正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜依次层叠后热敷合为一体。
2.如权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：将所述正极卷、第一隔膜卷、负极卷、第二隔膜卷安装于制片机上对应的放卷结构，以各自伸展为正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜；
所述步骤S2具体包括：将所述正极片、第一隔膜、负极片以及第二隔膜汇集并层叠穿过所述制片机的热敷合装置而制为一体。
3.如权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤S1与S2之间还包括步骤：对所述正极片、负极片各自进行点焊贴胶。
4.如权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤S2之后还包括步骤：将热敷合为一体的组合极片置于卷绕机，以制成所述锂离子电池的卷绕式电芯。
5.如权利要求1所述的锂离子电池的制造方法，其特征在于，所述步骤S2中，热敷合的温度范围为60℃～85℃。
6.一种锂离子电池的制造设备，其特征在于，包括制片机，所述制片机包括：
立板；
放卷导向结构，在所述立板的板面横向上间隔设有四条，以分别形成正极卷、第一隔膜卷、负极卷以及第二隔膜卷的伸展路径；以及
热敷合装置，设于所述立板的板面；所述热敷合装置位于各所述放卷导向结构延伸方向末端的汇合处，以将伸展而成且依次层叠的正极片、第一隔膜、负极片、第二隔膜热敷合为一体。
7.如权利要求6所述的锂离子电池的制造设备，其特征在于，每一所述放卷导向结构包括放卷气涨轴和多个导向辊，多个所述导向辊位于放卷起涨轴与热敷合装置之间。
8.如权利要求7所述的锂离子电池的制造设备，其特征在于，多个所述导向辊包括若干过辊和至少一摆辊，所述摆辊包括安装轴、摆动件以及过轴，所述安装轴一端与所述立板板面转动相接、另一端与摆动件的一端固接，所述摆动件的另一端与所述过轴转动相接。
9.如权利要求6所述的锂离子电池的制造设备，其特征在于，所述热敷合装置为加热辊结构。
10.如权利要求6～9任意一项所述的锂离子电池的制造设备，其特征在于，还包括卷绕机，所述卷绕机用以将热敷合为一体的组合极片卷绕制成所述锂离子电池的卷绕式电芯。
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