CN113644310A - 多芯堆叠的制备方法以及电芯 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多芯堆叠的制备方法。本发明中，一种多芯堆叠的制备方法具有包括如下步骤：步骤1，沿平台的长度方向向平台上方拉展隔膜，并在隔膜未拉展到位前向平台上方输送多个极片；步骤2，将拉展开的隔膜铺设至平台上形成隔膜层；步骤3，将输送至平台上方的极片放置到隔膜层上，在隔膜层上形成极片层；步骤4，将极片层作为平台，重复N次上述步骤1至步骤3形成过渡层；且相邻的两个极片层中极片的极性相反；步骤5，在过渡层上铺设隔膜形成具有多个电芯的复合层。与现有技术相比，使得堆叠效率提高，提高电芯生产效率。

Description

多芯堆叠的制备方法以及电芯

技术领域

本发明实施例涉及电池技术领域，特别涉及多芯堆叠的制备方法以及电芯。

背景技术

随着动力电池技术的发展，电池因其具有安全性能好，重量轻，容量大，内阻小，设计灵活等优点而被越来越广泛的应用。裸电芯堆叠成型工序是电池中生产工艺中的一个重要环节，在裸电芯堆叠成型工序中先形成具有多个电芯的复合层。考虑到电芯尺寸设计逐步趋向于细长化、大型化(极片长度500mm以上)，裸电芯堆叠成型工序的效率已成为生产瓶颈，单纯依靠增加堆叠成型工序的设备数量将会极大增加生产线制造成本，高效的电池裸电芯堆叠成型制备方法亟待开发。

发明内容

本发明实施方式的目的在于提供一种多芯堆叠的制备方法以及电芯，使得堆叠效率提高，提高电芯生产效率。

为解决上述技术问题，本发明的实施方式提供了一种多芯堆叠的制备方法，具有包括如下步骤：

步骤1，沿平台的长度方向向平台上方拉展隔膜，并在所述隔膜未拉展到位前向所述平台上方输送多个极片；

步骤2，将拉展开的隔膜铺设至所述平台上形成隔膜层；

步骤3，将输送至所述平台上方的极片放置到所述隔膜层上，在所述隔膜层上形成极片层；

步骤4，将所述极片层作为平台，重复N次上述步骤1至步骤3形成过渡层；且相邻的两个所述极片层中极片的极性相反；

步骤5，在所述过渡层上铺设隔膜形成具有多个电芯的复合层。

在一实施例中，在所述步骤1中，向所述平台上方输送的多个极片到所述平台的高度高于向平台上方拉展的隔膜到所述平台的高度。

在一实施例中，拉展所述隔膜与输送所述多个极片同步开始。

在一实施例中，拉展所述隔膜与输送所述多个极片同步到位。

在一实施例中，拉展所述隔膜的时长与输送所述多个极片的时长相同。

在一实施例中，相邻的两个隔膜层中的隔膜拉展方向相反；相邻的两个极片层中的多个极片输送的方向相反。

在一实施例中，形成所述步骤2中的隔膜层的隔膜拉展方向与形成所述步骤3的极片层的多个极片的输送方向相同。

在一实施例中，还包括如下步骤：在所述隔膜拉展到位后，裁断拉展开的隔膜让拉展开的隔膜为预设长度。

在一实施例中，在所述步骤3之后所述步骤4之间还包括如下步骤：在所述极片层中的各极片上施加压持力；

在所述步骤4中还包括如下步骤：

相邻的两层极片层的各极片上均施加压持力后，撤销先形成的极片层中各极片上的压持力；

其中，相邻的两层极片层中各极片受到压持力的区域不同，且分别位于两层极片层中各极片朝向平台延伸方向的两端。

本发明的实施方式还提供了一种由采用如上任意一项多芯堆叠的制备方法堆叠形成的复合层被切割形成；

其中，所述电芯包括；多层顺次堆叠的各极片层中的一个极片，以及夹持各所述极片的隔膜。

本发明实施方式相对于现有技术而言，由于在隔膜未拉展到位前向所述平台上方输送多个极片，将在平台上方拉展隔膜的工序进展中需要放置在该隔膜上的极片输送工序也进展，无需在隔膜拉展到位后放置在隔膜上的极片才开设被输送，从而节省了时间，提高了堆叠效率提高，进而提高电芯生产效率。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是根据本发明一实施例中多芯堆叠示意图；

图2是根据本发明一实施例中多芯堆叠形成的复合层结构示意图；

图3是根据本发明一实施例中多芯堆叠的制备方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的各实施方式进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本发明各实施方式中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

在下文的描述中，出于说明各种公开的实施例的目的阐述了某些具体细节以提供对各种公开实施例的透彻理解。但是，相关领域技术人员将认识到可在无这些具体细节中的一个或多个细节的情况来实践实施例。在其它情形下，与本申请相关联的熟知的装置、结构和技术可能并未详细地示出或描述从而避免不必要地混淆实施例的描述。

除非语境有其它需要，在整个说明书和权利要求中，词语“包括”和其变型，诸如“包含”和“具有”应被理解为开放的、包含的含义，即应解释为“包括，但不限于”。

以下将结合附图对本发明的各实施例进行详细说明，以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是，附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制，而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。

在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的提及表示结合实施例所描述的特定特点、结构或特征包括于至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个位置“在一个实施例中”或“在一实施例”中的出现无需全都指相同实施例。另外，特定特点、结构或特征可在一个或多个实施例中以任何方式组合。

如该说明书和所附权利要求中所用的单数形式“一”和“所述”包括复数指代物，除非文中清楚地另外规定。应当指出的是术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用，除非文中清楚地另外规定。

在以下描述中，为了清楚展示本发明的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“上”、“下”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

多芯堆叠用于制备多个电芯，多芯堆叠中每一层极片层具有多个极片。多芯堆叠形成复合层，沿复合层的高度方向将同一极片层相邻的两个极片之间切开，可形成多个电芯。如每一层极片层有5个极片，则可将复合层分为5部分，每个部分为一个电芯，一个电芯中每层的极片层中的极片为1个。每层极片层中极片的数量可按照实际工艺进行改变，即一侧堆叠形成的复合层能切割出的电芯数量也按工艺进行改变。

下文参照附图描述本发明的实施例。本发明的一实施例涉及一种多芯堆叠的制备方法，如图1和图3所示，包括如下步骤S100至S500。

步骤S100，沿平台30的长度方向向平台30上方拉展隔膜，并在隔膜未拉展到位前向平台上方输送多个极片。

步骤S200，将拉展开的隔膜铺设至平台30上形成隔膜层1。

步骤S300，将输送至平台上方的极片放置到隔膜层1上，在隔膜层上形成极片层2。

步骤S400，将极片层作为平台，重复N次上述步骤S100至步骤S300形成过渡层，其中相邻的两个极片层中极片的极性相反。具体的说，如图1中，极片层的层数可为2层、3层、4层或更多层，例如极片层1中的极片11为正极，则极片层2中的极片21则为负极；例如极片层1中的极片11为负极，则极片层2中的极片21则为正极。

步骤S500，在过渡层上铺设隔膜形成具有多个电芯的复合层。

具体的说，如图1和图3所示，复合层中第一层隔膜层为隔膜层1先铺设在平台30上，极片层2放置在隔膜层1上，步骤S400中重复步骤即将隔膜层3铺设在极片层2上，极片层4放置在隔膜层3上，依次类推叠放直至第N层隔膜层，隔膜层N铺设在第N-1层极片层N-1。

通过上述内容可知，由于在隔膜未拉展到位前向平台上方输送多个极片，将在平台上方拉展隔膜的工序进展中需要放置在该隔膜上的极片输送工序也进展，无需在隔膜拉展到位后放置在隔膜上的极片才开设被输送，从而节省了时间，提高了堆叠效率提高，进而提高电芯生产效率。

下面对本实施例的多芯堆叠的制备方法的实现细节进行具体的说明，以下内容仅为方便理解提供的实现细节，并非实施本方案的必须。

进一步的，如图1和图3所示，在步骤S100中，向平台上方输送的多个极片到平台的高度高于向平台上方拉展的隔膜到平台的高度。如图中极片层1中的各极片在输送过程中位于隔膜层1中的隔膜被拉展过程中的上方，在将隔膜铺设时极片层2中的各极片21不会对隔膜造成干扰，可让隔膜铺设完成后各极片21直接下落放置在隔膜层1上，且各极片21可被控制一起下降放置到隔膜层1上，也可将各极片21逐次放置在隔膜层1上。在其他层次中的极片层和隔膜层可同样设置，在此不再详述。

可选的，在如图1和图3所示，步骤S100中，拉展隔膜与输送多个极片同步开始。可理解的，拉展隔膜的时长与输送多个极片的时长可相等也可不相等，但拉展隔膜与输送多个极片同步开始可减少更多的工序时长。

进一步的，如图1和图3所示，在步骤S100中，拉展隔膜与输送多个极片同步到位。具体的说，在输送多个极片的时长大于拉展隔膜的时长时，可先输送多个极片；在输送多个极片的时长小于拉展隔膜的时长时，可先拉展隔膜；在输送多个极片的时长等于拉展隔膜的时长时，可同步进行。

优选的，如图1和图3所示，在步骤S100中，拉展隔膜的时长与输送多个极片的时长相同。

进一步的，相邻的两个隔膜层中的隔膜拉展方向相反，相邻的两个极片层中的多个极片输送的方向相反。从而可便于放置隔膜和输送极片的部件排布，各部件之间不会干扰。在本实施例中，如图1所示，隔膜层1由右向左拉展隔膜卷10形成，隔膜层3由左向右拉展隔膜卷20形成，设置在隔膜层1上的极片层2由右向左输送的多个极片21放置形成，设置在隔膜层3上的极片层4也由左向右输送的多个极片41放置形成，即隔膜层与放置在其上的极片层形成输送方向相同。其他层次的隔膜层和极片层也是由此形成，即相间隔的两个隔膜层也由同一个隔膜卷向同一方向拉展隔膜形成。可理解的，在其他实施例中，也可以是，隔膜层1由右向左拉展隔膜卷10形成，设置在隔膜层1上的极片层2也由左向右输送的多个极片21放置形成；隔膜层3由左向右拉展隔膜卷20形成，设置在隔膜层3上的极片层4也由右向左输送的多个极片41放置形成，即隔膜层与放置在其上的极片层形成输送方向相反。

进一步的，形成步骤S200中的隔膜层的隔膜拉展方向与形成步骤S300的极片层的多个极片的输送方向相同。在本实施例中，如图1所示，隔膜层1由右向左拉展隔膜卷10形成，设置在隔膜层1上的极片层2也由右向左输送的多个极片21放置形成；隔膜层3由左向右拉展隔膜卷20形成，设置在隔膜层3上的极片层4也由左向右输送的多个极片41放置形成，即隔膜层与放置在其上的极片层形成输送方向相同。其他层次的隔膜层和极片层也是由此形成，在此不再详述。当然可理解的，隔膜层1和极片层2可由左向右输送形成。

另外，如图1所示，多芯堆叠的制备方法还包括如下步骤：步骤S600，在隔膜拉展到位后，裁断拉展开的隔膜让拉展开的隔膜为预设长度。在本实施例中，步骤S600可位于步骤S100和步骤S200之间。可理解的，在其他实施例中，步骤S600可位于步骤S200和步骤S300之间。

进一步的，在步骤S300之后步骤S400之间还包括如下步骤：在极片层中的各极片上施加压持力。可通过薄按压板按压在极片上，定位住极片，再在极片上方覆膜，从而防止极片移动位置。

在步骤S400中还包括如下步骤：如图1所示，相邻的两层极片层的各极片上均施加压持力后，撤销先形成的极片层中各极片上的压持力。其中，相邻的两层极片层中各极片受到压持力的区域不同，且分别位于两层极片层中各极片朝向平台延伸方向的两端。如在极片层2形成后，对极片层2的各极片21的左部分施加压持力后，在极片层2上方铺设隔膜层3，隔膜层3上放置极片层4，对极片层4的各极片41的右部分施加压持力，之后将施加在极片21上的压持力撤走，由于极片41与极片21数量相同，且一一对应设置，极片41的右部分会有压持力传递到位于其下方的极片21的右部分，可便于撤走极片21上的压持力，且保持极片21稳定放置，且隔膜层3也平整的铺设在极片层2上。

另外，各极片均沿隔膜层的宽度方向延伸至隔膜层外侧。且不同极性的极片暴露在隔膜的不同侧。如图2所示，沿图中虚线L方向切开，此时独立出的部分为一个电芯，一个电芯中每一层极片层中只有一个极片，将同极性的极片暴露在外的部分连接在一起形成电芯的极耳。在本实施例中一层极片层放置5个极片，在对复合层切割后，可形成5个电芯。极片层中极片的数量不局限与5，可根据不同的实施例进行改变。

在本实施例中，为了便于拉展隔膜，可在如1图所示，右侧设置一个隔膜卷10套在卷轴上，左侧设置一个隔膜卷20套在卷轴上，相邻的两个隔膜层中的隔膜由不同的隔膜卷中拉出。极片可通过吸附机构吸附并移动吸附机构至平台上方。为了让铺设隔膜层，可控制平台30升降或将隔膜的高度改变。

在本实施例中平台30可定位在预设高度，将隔膜和各极片下降至平台30上。可理解的，在其他实施例中，也可是隔膜定位在预设高度而将平台30和极片移动，让隔膜在平台30上，极片在隔膜上；或者也可是极片定位在预设高度而将平台30和隔膜移动，让隔膜在平台30上，极片在隔膜上；或在堆叠过程中，安装实际需求，平台30、隔膜和极片将相应的调整高度。将隔膜和极片堆叠至平台上也并不局限于上述的实现方式，在其他实施例中也可使用其他可行的堆叠方式。上面各种方法的步骤划分，只是为了描述清楚，实现时可以合并为一个步骤或者对某些步骤进行拆分，分解为多个步骤，只要包括相同的逻辑关系，都在本专利的保护范围内；对算法中或者流程中添加无关紧要的修改或者引入无关紧要的设计，但不改变其算法和流程的核心设计都在该专利的保护范围内。

本发明的另一实施例还提及一种电芯，由采用如上一实施例所述的多芯堆叠的制备方法堆叠形成的复合层被切割形成。电芯包括多层顺次堆叠的各极片层中的一个极片，以及夹持各所述极片的隔膜。

不难发现，上述各实施例中存在联系，一个实施例中提到的相关技术细节在其他实施方式中依然有效，为了减少重复，就不再赘述。

以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，若需要，能修改实施例的方面来采用各种专利、申请和出版物的方面、特征和构思来提供另外的实施例。

考虑到上文的详细描述，能对实施例做出这些和其它变化。一般而言，在权利要求中，所用的术语不应被认为限制在说明书和权利要求中公开的具体实施例，而是应被理解为包括所有可能的实施例连同这些权利要求所享有的全部等同范围。

本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本发明的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多芯堆叠的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，沿平台的长度方向向平台上方拉展隔膜，并在所述隔膜未拉展到位前向所述平台上方输送多个极片；

步骤2，将拉展开的隔膜铺设至所述平台上形成隔膜层；

步骤3，将输送至所述平台上方的极片放置到所述隔膜层上，在所述隔膜层上形成极片层；

步骤4，将所述极片层作为平台，重复N次上述步骤1至步骤3形成过渡层，其中相邻的两个所述极片层中极片的极性相反；

步骤5，在所述过渡层上铺设隔膜形成具有多个电芯的复合层。

2.根据权利要求1所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，在所述步骤1中，向所述平台上方输送的多个极片到所述平台的高度高于向平台上方拉展的隔膜到所述平台的高度。

3.根据权利要求2所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，拉展所述隔膜与输送所述多个极片同步开始。

4.根据权利要求2所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，拉展所述隔膜与输送所述多个极片同步到位。

5.根据权利要求3或4所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，拉展所述隔膜的时长与输送所述多个极片的时长相同。

6.根据权利要求1所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，相邻的两个隔膜层中的隔膜拉展方向相反；相邻的两个极片层中的多个极片输送的方向相反。

7.根据权利要求6所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，形成所述步骤2中的隔膜层的隔膜拉展方向与形成所述步骤3的极片层的多个极片的输送方向相同。

8.根据权利要求1所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，还包括如下步骤：在所述隔膜拉展到位后，裁断拉展开的隔膜让拉展开的隔膜为预设长度。

9.根据权利要求1所述的多芯堆叠的制备方法，其特征在于，在所述步骤3之后所述步骤4之间还包括如下步骤：在所述极片层中的各极片上施加压持力；

在所述步骤4中还包括如下步骤：相邻的两层极片层的各极片上均施加压持力后，撤销先形成的极片层中各极片上的压持力；

其中，相邻的两层极片层中各极片受到压持力的区域不同，且分别位于两层极片层中各极片朝向平台延伸方向的两端。

10.一种电芯，其特征在于，由采用根据权利要求1-9中任意一项所述的多芯堆叠的制备方法堆叠形成的复合层被切割形成；

其中，所述电芯包括；多层顺次堆叠的各极片层中的一个极片，以及夹持各所述极片的隔膜。

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