CN113314768A - 一种锂电池电芯叠片装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种锂电池电芯叠片装置，包括固定底板及设于固定底板上的多功能板，多功能板上开设第一纵向凹槽、第二纵向凹槽、第三纵向凹槽以及横向凹槽；第一纵向凹槽与第二纵向凹槽设置相同；第二纵向凹槽远离多功能板边缘一侧开设若干个间距相同的横向凹槽，第二纵向凹槽与横向凹槽相通；横向凹槽之间开设若干间距相同的第三纵向凹槽；多功能板上设有电芯收集滑竿、隔膜张力杆及极耳固定装置；电芯收集滑竿设于多功能板上，与多功能板滑动连接；隔膜张力杆对称设于第一纵向凹槽与第二纵向凹槽内；极耳固定装置设于多功能板上，在第一纵向凹槽与横向凹槽之间。该叠片装置用于实验室中锂电池材料研究，操作简单，造价便宜，适用不同规格极片。

Description

一种锂电池电芯叠片装置
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，尤其涉及一种锂电池电芯叠片装置，主要作为实验室中锂电池材料研究开发使用。
背景技术
在锂电池制造过程中，电芯的制备大都采用叠片工艺，即用隔膜将正、负极片进行隔离叠加而成；现有技术中，叠片机存在着许多不足之处，其抓片、压片时跑偏急停，造成极片损坏；推料结构占用空间大，故障率高；无除尘机构，极片污染及隔膜放卷纠偏不精确等等，下述专利“高精度锂电池电芯叠片机”CN 106450477A、“一种锂电池电芯叠片机”CN207967209U、“一种锂电池电芯自动叠片机”CN 207896216U及“锂电池半自动叠片机”CN202067886U，解决了传统叠片机的缺陷，但其适用于成熟工艺及大批量生产，且设备对操作者要求比较高，需进行专门培训，不适合锂电材料开发用，同时也不适合用于不同规格极片的叠片。
鉴于上述情况，需要设计一种用于实验室中锂电池材料研究开发的锂电池电芯叠片装置，操作简单，造价便宜，叠片的再现性稳定且能适用于不同规格极片的叠片，能够保证电芯的合格率，消除因电芯制备问题导致的误差。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是提供一种锂电池电芯叠片装置，专门用于实验室中锂电池材料研究开发，操作简单，造价便宜，叠片的再现性稳定且能适用于不同规格极片的叠片，能够保证电芯的合格率，消除因电芯制备问题导致的误差。
为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：
一种锂电池电芯叠片装置，包括固定底板以及设于所述固定底板上的多功能板，
所述多功能板上开设有第一纵向凹槽、第二纵向凹槽、第三纵向凹槽以及横向凹槽；所述第一纵向凹槽与所述第二纵向凹槽设置相同；所述第二纵向凹槽远离所述多功能板边缘一侧开设有若干个间距相同的横向凹槽，所述第二纵向凹槽与所述横向凹槽相通；所述横向凹槽之间开设有若干间距相同的第三纵向凹槽；
所述多功能板上设置有电芯收集滑竿、隔膜张力杆以及极耳固定装置；
所述电芯收集滑竿设于所述多功能板上，与所述多功能板滑动连接；
所述隔膜张力杆对称设于所述第一纵向凹槽与所述第二纵向凹槽内；所述隔膜张力杆在所述第一纵向凹槽/第二纵向凹槽/第三纵向凹槽/横向凹槽内移动；
所述极耳固定装置设于所述多功能板上，设置在所述第一纵向凹槽与所述横向凹槽之间。
优选地，所述电芯收集滑竿包括对称设于所述多功能板两侧的滑块以及设于所述滑块上的横杆；
所述滑块与所述多功能板滑动连接。
优选地，所述隔膜张力杆包括张力杆本体、设于所述张力杆本体内的弹簧刀片以及设于所述张力杆本体端部的刀片按钮；所述张力杆本体一侧开设有方槽；所述弹簧刀片设于所述方槽内；所述刀片按钮与所述弹簧刀片连接。
优选地，所述张力杆本体为圆柱形细棒。
优选地，所述隔膜张力杆通过螺母安装在所述多功能板上。
优选地，所述正极耳固定装置/负极耳固定装置包括极耳固定槽、固定架以及限位杆；
所述极耳固定槽开设于所述多功能板上；
所述固定架设于所述极耳固定槽上下端；
所述限位杆设于所述固定架上，所述限位杆在所述固定架上移动。
优选地，所述多功能板与所述固定底板通过焊接连接，所述多功能板与所述固定底板呈L型设置。
本发明的有益效果为：
1.本发明的锂电池电芯叠片装置专门用于实验室中锂电池材料研究开发，操作简单，造价便宜，该设备对操作者要求比较低，无需进行专门培训；
2.本发明的锂电池电芯叠片装置，叠片的再现性稳定且能适用于不同规格极片的叠片，能够保证电芯的合格率，消除因电芯制备问题导致的误差。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为实施例锂电池电芯叠片装置的结构示意图；
图2为实施例多功能板结构示意图；
图3为实施例电芯收集滑竿结构示意图；
图4为图1的K向示意图；
图5为正/负极耳固定装置结构示意图；
图6为隔膜张力杆示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。
实施例
如图1-6所示，本实施例所提供的锂电池电芯叠片装置，包括固定底板4和多功能板5；
固定底板4由一块实心矩形板做成，与多功能板5垂直焊接，呈L型设置；固定底板4能够将多功能板5固定在某一位置，防止多功能板5偏移或走位。
多功能板5上开设有第一纵向凹槽51、第二纵向凹槽52、第三纵向凹槽54、横向凹槽53以及极耳固定槽33，第一纵向凹槽51与第二纵向凹槽52大小相同；第二纵向凹槽52远离多功能板5边缘一侧开设有若干个间距相同的横向凹槽53，横向凹槽53与第二纵向凹槽52相连通；横向凹槽53之间开设有若干间距相同的第三纵向凹槽54，第三纵向凹槽54使横向凹槽53之间相连通；多功能板5上设置有电芯收集滑竿1、隔膜张力杆2以及极耳固定装置3；第一纵向凹槽51、第二纵向凹槽52、横向凹槽53以及第三纵向凹槽54能够确保隔膜张力杆2在多功能板5上左右上下移动，从而满足不同规格尺寸极片的叠片。
电芯收集滑竿1包括对称设于多功能板5两侧的滑块11以及设于滑块11上的横杆12，滑块11与多功能板5滑动连接；电芯收集滑竿1通过滑块11在多功能板5两侧上下滑动，便于叠片结束后，收集制备的电芯，防止直接收集所带来极片移位或错位等导致的电芯微短路、隔膜褶皱或最终电池可逆容量下降的缺陷。
隔膜张力杆2对称设于第一纵向凹槽51与第二纵向凹槽52内，通过螺母24固定，能够在第一纵向凹槽51、第二纵向凹槽52、横向凹槽53以及第三纵向凹槽54内自由移动；隔膜张力杆2包括张力杆本体21、设于张力杆本体21内的弹簧刀片23以及设于张力杆本体21端部的刀片按钮22；
张力杆本体21一侧开设有方槽；弹簧刀片23设于方槽内；刀片按钮22与弹簧刀片23连接。在将隔膜张力杆2安装在多功能板5上时，张力杆本体21上的方槽朝多功能板5的边缘方向设置；隔膜张力杆2用于缠绕隔膜，当电芯收集滑竿1收集好制备的电芯后，按动刀片按钮22，弹簧刀片23从方槽弹出，快速平整的将缠绕在隔膜张力杆2上的隔膜切开，便于电芯整体取出。
极耳固定装置3设置在多功能板5上，包括正极耳固定装置31和负极耳固定装置32；正极耳固定装置31/负极耳固定装置32包括极耳固定槽33、固定架34以及限位杆35；极耳固定槽33为矩形槽，开设在多功能板5上，且穿透多功能板5；固定架34位于多功能板5的背面(背面即为图4所示的K向)，其端部焊接于极耳固定槽33的上下端；限位杆35安装在固定架34上，能够在固定架34上移动。通过极耳固定装置3能确保多层负极片或正极片始终在一个平面上，正、负极所重叠的部分固定，同时正极/负极的极耳完全重叠在一起，从而避免纯手工叠片导致正负极重叠随机变化、层与层之间错位、极耳长短不一、焊接极耳引线时极片受力不均而错位等所带来的电池短路或可逆容量下降，以致无法反应材料的真实容量，失去对材料的评价意义。
在使用本实施例中的锂电池电芯叠片装置时，首先将叠片装置放置于工作台上，拧松隔膜张力杆2上的螺母24，上下左右调节隔膜张力杆2，目测粗调每层张力杆上下左右间距至所需间隙，从最底层隔膜张力杆2开始缠绕隔膜，一直缠到第三层的隔膜张力杆2；然后从下开始放极片，先放负极片，再放正极片，并将所放正、负极片的极耳分别穿入正极耳固定装置31/负极耳固定装置32的极耳固定槽33内，调节限位杆35，以确保正极片边界略小于负极片的边界，固定住限位杆35，同时微调隔膜张力杆2的间隙，使隔膜四周略宽于负极片，拧紧螺母24，其他隔膜张力杆以此为基准，调节并固定，固定好以后，继续往上层隔膜张力杆2上缠绕隔膜，层数为理论计算的电池容量为准；再将正、负极片依次交替插入隔膜层中，放置好后，稍拧松螺母24，并向下滑动电芯收集滑竿1至固定底板4，然后将隔膜张力杆2固定住；按下隔膜张力杆2端部的刀片按钮22，将缠绕在隔膜张力杆2上的隔膜切开，移走隔膜张力杆2，向上滑动电芯收集滑竿1，拿出叠好的电芯，并在其外边继续缠绕1-1.5圈隔膜，此时叠片完成。
本发明的锂电池电芯叠片装置专门用于实验室中锂电池材料研究开发，操作简单，造价便宜，该设备对操作者要求比较低，无需进行专门培训；同时此装置正、负极片叠片的再现性稳定且能适用于不同规格极片的叠片，能够保证电芯的合格率，消除因电芯制备问题导致的误差。
另外本发明的锂电池电芯叠片装置能确保多层负极片或正极片始终在一个平面上，正、负极所重叠的部分固定，同时正极或负极的极耳完全重叠在一起，从而避免纯手工叠片导致正负极重叠随机变化、层与层之间错位、极耳长短不一、焊接极耳引线时极片受力不均而错位等所带来的电池短路或可逆容量下降，以致无法反应材料的真实容量，失去对材料的评价意义。
同时此叠片装置的多功能板上纵向凹槽于横向凹槽的设计，能够确保其适用于不同规格尺寸极片的叠片；通过电芯收集滑竿收集电芯能够避免直接收集所带来极片移位或错位等所导致的电芯微短路、隔膜褶皱或最终电池可逆容量下降的缺陷，确保了相同材料电芯制备的重现性及再现性，不同材料电芯制备的可比性，从而减少实验室制备电芯过程中产生的误差。
综上所述，上述实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种锂电池电芯叠片装置，其特征在于，包括固定底板以及设于所述固定底板上的多功能板，
所述多功能板上开设有第一纵向凹槽、第二纵向凹槽、第三纵向凹槽以及横向凹槽；所述第一纵向凹槽与所述第二纵向凹槽设置相同；所述第二纵向凹槽远离所述多功能板边缘一侧开设有若干个间距相同的横向凹槽，所述第二纵向凹槽与所述横向凹槽相通；所述横向凹槽之间开设有若干间距相同的第三纵向凹槽；
所述多功能板上设置有电芯收集滑竿、隔膜张力杆以及极耳固定装置；
所述电芯收集滑竿设于所述多功能板上，与所述多功能板滑动连接；
所述隔膜张力杆对称设于所述第一纵向凹槽与所述第二纵向凹槽内；所述隔膜张力杆在所述第一纵向凹槽/第二纵向凹槽/第三纵向凹槽/横向凹槽内移动；
所述极耳固定装置设于所述多功能板上，设置在所述第一纵向凹槽与所述横向凹槽之间。
2.如权利要求1所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，
所述电芯收集滑竿包括对称设于所述多功能板两侧的滑块以及设于所述滑块上的横杆；
所述滑块与所述多功能板滑动连接。
3.如权利要求1所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，所述隔膜张力杆包括张力杆本体、设于所述张力杆本体内的弹簧刀片以及设于所述张力杆本体端部的刀片按钮；所述张力杆本体一侧开设有方槽；所述弹簧刀片设于所述方槽内；所述刀片按钮与所述弹簧刀片连接。
4.如权利要求3所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，所述张力杆本体为圆柱形细棒。
5.如权利要求1所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，所述隔膜张力杆通过螺母安装在所述多功能板上。
6.如权利要求1所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，所述极耳固定装置包括正极耳固定装置和负极耳固定装置。
7.如权利要求6所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，所述正极耳固定装置/负极耳固定装置包括极耳固定槽、固定架以及限位杆；
所述极耳固定槽开设于所述多功能板上；
所述固定架设于所述极耳固定槽上下端；
所述限位杆设于所述固定架上，所述限位杆在所述固定架上移动。
8.如权利要求1所述的锂电池电芯叠片装置，其特征在于，所述多功能板与所述固定底板通过焊接连接，所述多功能板与所述固定底板呈L型设置。
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