CN113889600B - 一种预锂工艺、预锂装置及叠片工艺、叠片装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及锂电池加工技术领域，具体涉及一种预锂工艺、预锂装置及叠片工艺、叠片装置。所述预锂工艺包括：S1.在负极片的两面覆合多块间隔布置的锂箔，且位于所述负极片两个面上的锂箔对应分布；S2.沿所述锂箔的间隔区域进行负极片的裁断，形成多个独立的补锂极片；S3.在所述补锂极片的两面覆合隔膜；S4.沿所述锂箔的间隔区域进行隔膜的裁断，形成多个独立的负极单元，所述负极单元适于与正极片进行叠片加工。本发明提供的预锂工艺，在进行模切、叠片等加工之前，便将锂箔、负极片及隔膜覆合成为一体，降低了因锂箔外露导致的后工序加工存在较大的安全风险。

Description

一种预锂工艺、预锂装置及叠片工艺、叠片装置

技术领域

本发明涉及锂电池加工技术领域，具体涉及一种预锂工艺、预锂装置及叠片工艺、叠片装置。

背景技术

锂电池具有比能量高、寿命长、安全、环保等优点，已广泛应用于笔记本电脑、手机、数码相机、电动汽车、储能等领域。电脑、手机、电动汽车等需求量的不断增大，要求锂电池具有更高的能量密度。对于能量密度的提高，最常用的手段就是补锂。补锂一般有如下几种方式：正极添加富锂材料、负极锂粉预锂、负极锂带预锂。其中，负极锂带预锂因其补锂效率高、无副反应、安全性高得到广泛应用。

现有补锂一般是将锂带首先覆合在负极片表面形成补锂极片，然后经过模切等工艺处理后，将补锂极片与隔膜、负极片进行叠片形成电芯。现有这种操作工艺将锂片直接暴露在极片表面，由于锂的化学性质较为活泼，导致在后续模切、叠片等工序存在较大的安全风险，使得电芯后工序加工产生较大难度。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中锂电池负极锂带预锂存在较大的安全风险的缺陷，从而提供一种能够降低安全风险的预锂工艺。

为解决上述技术问题，本发明提供的预锂工艺，依次包括如下步骤：

S1.在负极片的两面覆合多块间隔布置的锂箔，且位于所述负极片两个面上的锂箔对应分布；

S2.沿所述锂箔的间隔区域进行负极片的裁断，形成多个独立的补锂极片；

S3.在所述补锂极片的两面覆合隔膜；

S4.沿所述锂箔的间隔区域进行隔膜的裁断，形成多个独立的负极单元，所述负极单元适于与正极片进行叠片加工。

可选的，所述锂箔的厚度为3μm-10μm，相邻两个所述锂箔的间距为3mm-5mm。

可选的，在步骤S1中，所述锂箔粘贴于PET载体上，且在步骤S1后，将所述PET载体剥离。

可选的，在步骤S2与步骤S3之间还有如下步骤：

检测所述补锂极片的合格状态，并剔除不合格品。

可选的，在步骤S3中，所述隔膜采用涂胶隔膜，所述隔膜与所述补锂极片采用热辊覆合，且热覆合温度为75℃-95℃。

本发明提供的预锂装置，包括：

第一收卷机构，适于收卷负极片；

两个第二收卷机构，适于收卷锂箔；

压辊机构，适于将所述锂箔压接在所述负极片的两面以形成补锂极片；

第一裁断机构，位于所述第二收卷机构物流方向的前侧，且适于裁断所述负极片；

两个第三收卷机构，适于收卷隔膜；

覆合机构，位于所述第三收卷机构物流方向的前侧，且适于将所述隔膜覆合在所述补锂极片的两面；

第二裁断机构，位于所述覆合机构物流方向的前侧，且适于裁断所述隔膜。

可选的，还包括：

第一CCD检测机构，位于所述第一裁断机构与所述第三收卷机构之间，且适于检测所述补锂极片的合格状态。

本发明提供的叠片工艺，包括前述的S1-S4步骤，还包括：

S5.将负极单元与裁切后的正极片叠片加工。

本发明提供的叠片装置，包括：

前述的预锂装置；

第四收卷机构，适于收卷正极片；

第三裁断机构，位于所述第四收卷机构物流方向的前侧，且适于裁断所述正极片；

叠片机构，适于对所述预锂装置的生产出的成品与所述正极片叠片加工。

可选的，还包括：

第二CCD检测机构，位于所述第三裁断机构与所述叠片机构之间，且适于检测所述正极片的合格状态。

本发明技术方案，具有如下优点：

1.本发明提供的预锂工艺，在进行模切、叠片等加工之前，便将锂箔、负极片及隔膜覆合成为一体，降低了因锂箔外露导致的后工序加工存在较大的安全风险。

2.本发明提供的预锂工艺，锂箔在负极片上间隔布置，间隔区域作为后续负极片的切割位置，避免切割时切割锂箔，进一步降低了由于锂性质活泼导致的安全风险。

3.本发明提供的预锂工艺，设有对补锂极片进行合格状态检测的步骤，能够将不合格的补锂极片剔除，避免不合格品流转到后工序，造成材料与工艺的浪费。

4.本发明提供的预锂装置、叠片工艺、叠片装置因具有与前述预埋工艺相同的发明构思，所以具有前述任一项优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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。

图1为本发明实施例四叠片装置的结构示意图；

图2为本发明叠片电芯的截面示意图。

附图标记说明：

1、第一收卷机构；2、第二收卷机构；3、压辊机构；4、第一裁断机构；5、第三收卷机构；6、覆合机构；7、第二裁断机构；8、第一CCD检测机构；9、第四收卷机构；10、第三裁断机构；11、叠片机构；12、第二CCD检测机构；

100、负极单元；110、补锂极片；120、隔膜；200、正极片。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“垂直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例一

参照图1和图2，本实施例提供的预锂工艺，依次包括如下步骤：

S1.在负极片的两面覆合多块间隔布置的锂箔，且位于负极片两个面上的锂箔对应分布。间隔布置的多块锂箔形成斑马纹形状。对应分布即分位于负极片两个面上的锂箔关于负极片对称。锂箔的厚度为3μm-10μm，具体可以为3μm或5μm或7μm或10μm。相邻两个锂箔的间距为3mm-5mm，具体可以为3mm或4mm或5mm。锂箔与负极片的覆合采用本领域常用的手段即可，优选采用辊压覆合。

S2.沿锂箔的间隔区域进行负极片的裁断，形成多个独立的补锂极片110。每个补锂极片110皆由负极片以及覆合在负极片两个面上的锂箔组成。

S3.在补锂极片110的两面覆合隔膜120。隔膜120的覆合采用本领域常用手段即可。优选的，隔膜120采用涂胶隔膜，隔膜120与补锂极片110采用热辊覆合，热覆合温度为75℃-95℃，具体可以为75℃或85℃或95℃。

S4.沿锂箔的间隔区域进行隔膜120的裁断，形成多个独立的负极单元100，负极单元100适于与正极片200进行叠片加工。

本实施例的预锂工艺，在模切、叠片前，将负极片、锂箔以及隔膜120压合成一个整体，隔膜120对锂箔有保护作用，使其不外露，这样大大降低了后工序加工的安全风险；另外，锂箔采用间隔布置的方式覆合在负极片上，裁断极片时不需对锂箔进行裁切，避免因锂化学性质活泼导致的意外事故，进一步降低了安全风险。

作为上述技术方案的一种优选方案，在步骤S1中，锂箔粘贴于PET载体上，且在步骤S1后，将PET载体剥离。具体的，在步骤S2前将PET载体剥离。锂箔在PET载体上即是间隔布置的，所以需要将锂箔覆合在负极片上时，只需将带有锂箔的PET载体卷与负极片贴合即可，操作更加方便。带有锂箔的PET载体卷属于成熟产品，可从市场中直接购买。

作为上述技术方案的进一步改进，在步骤S2与步骤S3之间还有如下步骤：

检测补锂极片110的合格状态，并剔除不合格品。具体可采用CCD等常用检测机构进行检测。此处剔除不合格品，可避免其流转到后工序，造成工序的浪费。

实施例二

参照图1，本发明提供的预锂装置，包括：

第一收卷机构

1，适于收卷负极片；采用常用的气涨轴等结构即可；

两个第二收卷机构2，适于收卷锂箔；采用常用的气涨轴等结构即可；锂箔一般粘贴在PET载体上，所以第二收卷机构2实质收卷的是带有锂箔的PET载体卷，这是本领域人员清楚的；

压辊机构3，适于将锂箔压接在负极片的两面以形成补锂极片110；

第一裁断机构4，位于第二收卷机构2物流方向的前侧，且适于裁断负极片；

两个第三收卷机构5，适于收卷隔膜120；

覆合机构6，位于第三收卷机构5物流方向的前侧，且适于将隔膜120覆合在补锂极片110的两面；

第二裁断机构7，位于覆合机构6物流方向的前侧，且适于裁断隔膜120。

本实施例的预锂装置，能够将负极片、锂箔、隔膜120覆合成一个整体(负极单元100)，用以与正极片200叠片加工，解决了因锂箔外露导致的后工序的安全风大的技术问题。

作为上述技术方案的进一步改进，预锂装置还包括：

第一CCD检测机构8，位于第一裁断机构4与第三收卷机构5之间，且适于检测补锂极片110的合格状态。此处将不合格产品挑选出然后剔除，能够避免其流转到后工序，造成工序的浪费。

实施例三

参照图1和图2，本发明提供的叠片工艺，包括前述的S1-S4步骤，还包括：

S5.将负极单元100与裁切后的正极片200叠片加工。正极片200形态为料卷，且完成了极耳的模切，以料卷的形态安装到设备上，进行裁片后输送给叠片机构11。叠片方式采用Z叠方式，由下到上依次为负极单元100、正极片200、负极单元100、正极片200……，以此方式完成电芯极组堆叠，进行后工序的生产。

实施例四

参照图1，本发明提供的叠片装置，包括：

前述的预锂装置；

第四收卷机构9，适于收卷正极片200；采用常用的气涨轴等结构即可；

第三裁断机构10，位于第四收卷机构9物流方向的前侧，且适于裁断正极片200；

叠片机构11，适于对预锂装置的生产出的成品与正极片200叠片加工。

作为上述技术方案的进一步改进，叠片装置还包括：

第二CCD检测机构12，位于第三裁断机构10与叠片机构11之间，且适于检测正极片200的合格状态。第二CCD检测机构12在此处将不合格的正极片200剔除，避免其流转到后续叠片等工序，造成人力、设备、时间等的浪费。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种预锂装置，其特征在于，包括：

第一收卷机构(1)，适于收卷负极片；

两个第二收卷机构(2)，适于收卷锂箔；

压辊机构(3)，适于将所述锂箔压接在所述负极片的两面以形成补锂极片(110)；

第一裁断机构(4)，位于所述第二收卷机构(2)物流方向的前侧，且适于裁断所述负极片；

两个第三收卷机构(5)，适于收卷隔膜(120)；

覆合机构(6)，位于所述第三收卷机构(5)物流方向的前侧，且适于将所述隔膜(120)覆合在所述补锂极片(110)的两面；

第二裁断机构(7)，位于所述覆合机构(6)物流方向的前侧，且适于裁断所述隔膜(120)。

2.根据权利要求1所述的预锂装置，其特征在于，还包括：

第一CCD检测机构(8)，位于所述第一裁断机构(4)与所述第三收卷机构(5)之间，且适于检测所述补锂极片(110)的合格状态。

3.一种预锂工艺，其特征在于，应用如上述权利要求1-2任意一项所述的预锂装置，所述预锂工艺依次包括如下步骤：

S1.在负极片的两面覆合多块间隔布置的锂箔，且位于所述负极片两个面上的锂箔对应分布；

S2.沿所述锂箔的间隔区域进行负极片的裁断，形成多个独立的补锂极片(110)；

S3.在所述补锂极片(110)的两面覆合隔膜(120)；

S4.沿所述锂箔的间隔区域进行隔膜(120)的裁断，形成多个独立的负极单元(100)，所述负极单元(100)适于与正极片(200)进行叠片加工。

4.根据权利要求3所述的预锂工艺，其特征在于，所述锂箔的厚度为3μm-10μm，相邻两个所述锂箔的间距为3mm-5mm。

5.根据权利要求3所述的预锂工艺，其特征在于，在步骤S1中，所述锂箔粘贴于PET载体上，且在步骤S1后，将所述PET载体剥离。

6.根据权利要求3-5任一项所述的预锂工艺，其特征在于，在步骤S2与步骤S3之间还有如下步骤：

检测所述补锂极片(110)的合格状态，并剔除不合格品。

7.根据权利要求3-5任一项所述的预锂工艺，其特征在于，在步骤S3中，所述隔膜(120)采用涂胶隔膜，所述隔膜(120)与所述补锂极片(110)采用热辊覆合，且热覆合温度为75℃-95℃。

8.一种叠片工艺，其特征在于，包括如权利要求3-7任一项所述的S1-S4步骤，还包括：

S5.将负极单元(100)与裁切后的正极片(200)叠片加工。

9.一种叠片装置，其特征在于，包括：

如权利要求1或2所述的预锂装置；

第四收卷机构(9)，适于收卷正极片(200)；

第三裁断机构(10)，位于所述第四收卷机构(9)物流方向的前侧，且适于裁断所述正极片(200)；

叠片机构(11)，适于对所述预锂装置的生产出的成品与所述正极片(200)叠片加工。

10.根据权利要求9所述的叠片装置，其特征在于，还包括：

第二CCD检测机构(12)，位于所述第三裁断机构(10)与所述叠片机构(11)之间，且适于检测所述正极片(200)的合格状态。

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