CN113991166A - 叠片机和隔膜叠片方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠片机，该叠片机包括支架、放卷辊、加热装置、叠片台和抓手。放卷辊可滚动设置于支架上，放卷辊用以支撑隔膜卷并放出隔膜。加热装置设置于放卷辊的下游并位于隔膜的行进路径上并对隔膜加热使隔膜两面的胶软化。堆叠台设置于加热装置的下游，并设置成接收经加热装置加热后的隔膜。抓手设置成依次抓取正极片和负极片并将正极片和负极片依次放置于隔膜的两面，再将正极片和负极片依次堆叠至叠片台上。本发明叠片机增加了加热装置，该加热装置可对隔膜加热，隔膜两面加热会比较均匀，两面的胶体软化的也会比较均匀，因此堆叠后隔膜和正极片或负极片粘合的也会比较牢固，堆叠后的极组不会出现错误的问题。
Description
技术领域
本发明涉及电池制造领域，具体涉及叠片机和隔膜叠片方法。
背景技术
目前锂电池生产过程中，采用卷装隔膜使的正极片和负极片交错间隔堆叠成型，隔膜放置叠片机的放卷辊上，通过放卷辊不断放卷，隔膜不断输出至叠片台上，叠片机的抓手抓取正极片和负极片间隔放置隔膜的两面，并堆叠在叠片台上。正极片和负极片堆叠后再采用热压加热90℃使得隔膜两面的胶液软化，加热时间90秒，隔膜通过胶液和正极片或负极片粘结在一起，但是正极片和负极片堆叠后形成的极组比较厚，对整个极组加热并不能使极组内部的胶液充分软化，容易出现部分软化不均匀或者软化程度不一致的情况，最终导致极组内部出现隔膜和正极片或负极片之间粘结不老、错层或极组发软等现象。
发明内容
本发明的目的是提供一种叠片机和隔膜叠片方法，以解决上述现有技术中存在的问题。
为了解决上述问题，根据本发明的一个方面，提供了一种涉及一种叠片机，该叠片机用于使电芯的正极片和负极片间隔交错堆叠至隔膜的两面。该叠片机包括支架、放卷辊、加热装置、叠片台和抓手。支架用于安装叠片机的各种零部件，比如驱动装置、正极片料盒、负极片料盒、放卷辊和放卷电机等。放卷辊可滚动设置于支架上，放卷辊用以支撑隔膜卷并放出隔膜，放卷辊被放卷电机驱动延一定的方向旋转放卷，隔膜被放卷后沿一定的行进路径输出。加热装置设置于放卷辊的下游并位于隔膜的行进路径上，加热装置用于对隔膜加热使隔膜两面的胶软化，方便隔膜粘结正极片或负极片。堆叠台设置于加热装置的下游，并设置成接收经加热装置加热后的隔膜，正极片和负极片在堆叠台上沿隔膜的两面堆叠成极组。抓手设置成依次抓取正极片和负极片并将正极片和负极片依次放置于隔膜的两面，再将正极片和负极片依次堆叠至叠片台上，正极片和负极片从隔膜的两面靠近隔膜并使隔膜弯折呈Z字形，隔膜使正极片和负极片隔离开，并使得正极片的极耳和负极片的极耳分别位于极组的两侧。
在一个实施例中，所述叠片机还包括涂胶装置，所述涂胶装置设置于所述隔膜的所述行进路径途中且位于所述加热装置的上游，并设置成对所述隔膜表面涂抹胶液。
在一个实施例中，所述叠片机包括两个涂胶装置，两个所述涂胶装置分别位于所述隔膜的所述行进路径的两侧，所述涂胶装置内设有胶液且设置成分别对所述隔膜的两面涂胶。
在一个实施例中，所述隔膜上游的所述行进路径沿第一方向延伸；
所述叠片机还包括转向辊，其中所述隔膜在所述转向辊上游的所述行进路径沿第一方向延伸；
所述隔膜在所述转向辊下游的行进路径沿第二方向延伸，所述第二方向相对于所述第一方向转向角度范围270°至360°；其中一个所述涂胶装置设置于所述隔膜的行进路径途中且位于所述转向辊的上游，另一个所述涂胶装置设置于所述隔膜的行进路径且位于所述转向辊的下游，且两个所述涂胶装置分别位于所述隔膜的上方并设置成对所述隔膜的两面涂胶。
在一个实施例中，所述叠片机还包括排气装置，所述排气装置设置于所述隔膜的所述行进路径途中且位于所述加热装置的下游。
在一个实施例中，所述胶液为聚偏氟乙烯。
所述抓手设置成从所述隔膜行进路径的两侧将所述正极片和所述负极片沿与所述隔膜延伸方向相交的方向放置于所述隔膜的两面且所述正极片和所述负极片彼此间隔交错放置。
本发明还涉及一种隔膜叠片方法，将两面均涂有胶液的卷装隔膜放置于上述的叠片机的所述放卷辊上；
通过所述放卷辊放卷并将所述隔膜沿行进路径输出；
通过所述加热装置对所述隔膜加热并使所述胶液软化；
将经过加热的所述隔膜放卷至所述叠片台上；以及
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面。
本发明还涉及另一种隔膜叠片方法，包括：
将一面涂有胶液的卷装隔膜放置于根据权利要求2所述的叠片机的所述的放卷辊上；
通过所述放卷辊放卷并将所述隔膜沿行进路径输出；
通过所述涂胶装置对所述隔膜的另一面涂胶；
通过所述加热装置对所述隔膜加热并使所述胶液软化；
将经过加热的所隔膜放卷至所述叠片台上；以及
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面。
本发明还涉及第三种隔膜叠片方法，包括：
将卷装隔膜放置于根据权利要求4所述的叠片机的所述的放卷辊上；
驱动所述放卷辊放卷并将所述隔膜沿行进路径输出；
通过两个所述涂胶装置分别对所述隔膜的两面涂胶；
通过所述加热装置对所述隔膜加热；
将经过加热的所述隔膜放卷至所述叠片台上；以及
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面。
在一个实施例中，通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面包括：
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并沿与所述隔膜延伸方向相交的方向从所述隔膜的两侧靠近所述隔膜，再将所述正极片和所述负极片交错以及所述隔膜间隔堆叠至所述叠片台。
本发明叠片机增加了加热装置，该加热装置可对隔膜加热，隔膜两面加热会比较均匀，两面的胶体软化的也会比较均匀，因此堆叠后隔膜和正极片或负极片粘合的也会比较牢固，堆叠后的极组不会出现错误的问题。
附图说明
图1是本发明的一个实施例的叠片机示意图。
附图标记：100、叠片机；1、放卷辊；2、加热装置；3、涂胶装置；4、叠片台；5、排气装置；6、转向辊；200、隔膜；300、正极片；400、负极片。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳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下来实践实施例。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。
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。
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。
本发明涉及一种叠片机100，该叠片机100用于使电芯的正极片300和负极片400间隔交错堆叠至隔膜200的两面。该叠片机100包括支架、放卷辊1、加热装置2、叠片台4和抓手。支架用于安装叠片机100的各种零部件，比如驱动装置、正极片300料盒、负极片400料盒、放卷辊1和放卷电机等。放卷辊1可滚动设置于支架上，放卷辊1用以支撑隔膜卷并放出隔膜200，放卷辊1被放卷电机驱动沿一定的方向旋转放卷，隔膜200被放卷后沿一定的行进路径输出。在所示优选实施例中，隔膜200从隔膜卷沿水平路径输出，但应理解，隔膜200的行进路径也可以沿其他方向而不偏离本发明的范围。加热装置2设置于放卷辊1的下游并位于隔膜200的行进路径上，加热装置2用于对隔膜200加热使隔膜200两面的胶软化，方便隔膜200粘结正极片300或负极片400。堆叠台设置于加热装置2的下游，并设置成接收经加热装置2加热后的隔膜200，正极片300和负极片400在堆叠台上沿隔膜200的两面堆叠成极组。抓手设置成依次抓取正极片300和负极片400并将正极片300和负极片400依次放置于隔膜200的两面，再将正极片300和负极片400依次堆叠至叠片台4上，正极片300和负极片400从隔膜200的两面靠近隔膜200并使隔膜200弯折呈Z字形，隔膜200使正极片300和负极片400隔离开，并使得正极片300的极耳和负极片400的极耳分别位于极组的两侧。
可选地，加热装置2包括红外灯，通过红外灯加热隔膜200可使隔膜200上的胶软化，红外加热是机械领域比较常见的加热方式，可以理解地，还可以通过其他方式加热隔膜200，比如电阻加热或者微波加热等，这些都是本领域所公知的，因此，本文不再对其进行进一步描述。
在第一个实施例中，卷装的隔膜200放卷前，隔膜200的两面均涂有胶体，卷装的隔膜200放置于放卷辊1后经过放卷，隔膜200流经加热装置2被加热后，隔膜200两面的胶体软化，胶体的粘性增加，然后隔膜200再沿行进路径流入堆叠体和正极片300及负极片400堆叠成极组。堆叠的过程中，隔膜200的两面和正极片300及负极片400开始粘结，直接堆叠成极组，不需要再对极组加热使隔膜200和正极片300和负极片400粘结。由于加热装置2仅对单层隔膜200加热，隔膜200两面加热会比较均匀，两面的胶体软化的也会比较均匀，因此堆叠后隔膜200和正极片300或负极片400粘合的也会比较牢固，堆叠后的极组不会出现错误的问题。
在第二个实施例中，叠片机100还包括涂胶装置3，涂胶装置3设置于隔膜200的行进路径途中且位于加热装置2的上游，并设置成对隔膜200表面涂抹胶液。在本实施中，叠片机100主要针对一面涂有胶液的卷装隔膜200进行涂胶。具体地，涂胶装置3包括胶液盒，胶液盒设有朝向隔膜200方向凸出的细长的开口，胶液盒开口的延伸方向垂直于隔膜200延伸方向，即胶液盒的开口方向朝向隔膜200宽度方向延伸，隔膜200流经胶液盒的开口处并被不断涂抹胶液。可以理解地，可以通过设有驱动装置驱动胶液盒内的胶液均匀地喷向隔膜200未涂胶的一面，还可以使胶液盒的开口靠近隔膜200上未涂胶的一面并对隔膜200表面涂抹胶液，胶液涂抹的方式不受限制，只要能够实现对放卷后的隔膜200实现涂胶都在本发明的保护范围内。
隔膜200未涂胶的一面通过涂抹胶装涂胶后，隔膜200的两面均有胶液，再经过加热装置2使胶液稍微干燥些以使得隔膜200和正极片300或负极片400加速粘结，同时加热装置2还可以使放卷前隔膜200上涂胶的胶体软化，隔膜200再沿行进路径流入堆叠台，抓手再使正极片300和负极片400从隔膜200的两面靠近隔膜200并使隔膜200不断弯折堆叠成极组。可以理解地，由于隔膜200两端的胶都已软化，正极片300和负极片400在堆叠的过程就会和隔膜200粘结在一起，形成极组后也不需要再加热，可以加快生产，而且隔膜200两侧的胶体软化得比较均匀，隔膜200和正极片300及负极片400粘结得比较牢固，不易发生错层或极组发软等状况。
在第三个实施例中，叠片机100包括两个涂胶装置3，两个涂胶装置3分别位于隔膜200的行进路径的两侧，涂胶装置3内设有胶液且设置成分别对隔膜200的两面涂胶。
本实施例和第二个实施例基本相同，主要区别点在于：第二个实施例中仅设有一个涂胶装置3，对隔膜200的一面涂胶，而本实施例设有两个涂胶装置3并对隔膜200的两面涂胶，两个涂胶装置3可以和第二个实施例中涂胶装置3一致，也可以和第二实施例中的涂胶装置3不同，涂胶装置3的方式不受限制。可以理解地，两个涂胶装置3可以设置于隔膜200相对的两侧，还可以错位间隔设置于隔膜200的两侧。而两个涂胶装置3可以均设置于沿隔膜200行进路径上加热装置2的上游，还可以在每个涂胶装置3的附近各设置一个加热装置2，加热装置2可以对涂胶后的隔膜200干燥使胶液处于最好的粘结状态。可以理解地，如果两个涂胶装置3错位设置于隔膜200的两侧，即一个沿隔膜200行进路径距离堆叠台较近，另一个沿隔膜200行进路径距离堆叠台较远，则两个加热装置2的温度不同，以使得隔膜200两面的胶体都处于较好的粘结状态下。本实施针对卷装的隔膜200两面均未涂胶的情况，两个涂胶装置3分别对隔膜200的两面涂胶，再经过加热装置2后流入堆叠台，隔膜200两侧的胶液均处于较好的粘结状态再和正极片300及负极片400粘合成极组。
进一步地，隔膜200上游的行进路径沿第一方向延伸，叠片机100还包括转向辊6，转向辊6设置成使隔膜200转向并在转向辊6下游的行进路径沿第二方向延伸，第一方向和第二方向转向角度范围270°至360°，如图1所示，第一方向中，隔膜200两面中的一面朝上，第二方向上，隔膜200的另一面朝上，转向辊6使得隔膜200的行进路径发生改变，并使得隔膜200的两面发生翻转，涂胶装置3分别设置转向辊上游和下游的隔膜上方即可直接对隔膜的两面涂胶。
两个涂胶装置3中，其中一个涂胶装置3设置于隔膜200的行进路径途中且位于所述转向辊6的上游，另一个涂胶装置3设置于隔膜200的行进路径且位于转向辊6的下游，则两个涂胶装置3可分别位于隔膜200的上方并设置成对隔膜200的两面涂胶。即一个涂胶装置3位于沿第一方向延伸的隔膜200上方，另一个涂胶装置3位于沿第二方向延伸的隔膜200上方，涂胶处置均处于隔膜200的上方对隔膜200进行涂胶，可以省去驱动装置驱动涂胶装置3涂胶，涂胶装置3的开口直接对准隔膜200即可，利用重力可以使胶液流向隔膜200的两面进行涂胶。如此设置也可有效避免涂胶装置3中的胶液滴漏到隔膜以外。
可选地，叠片机100还包括排气装置5，该排气装置5设置于隔膜200的行进路径途中且位于加热装置2的下游。本发明的第二个和第三个实施例中的胶液优选为聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯需要溶于N-甲基吡咯烷酮形成胶体，但是在加热过程中N-甲基吡咯烷酮开始蒸发，排风装置可将N-甲基吡咯烷酮排出去。可以理解地，还可以设置多个排气装置5，如图1所示，多个排气装置5可以分别设置于靠近加热装置2的附近，并将经过加热装置2后蒸发的N-甲基吡咯烷酮开始蒸发排出。
本发明还涉及一种隔膜200叠片方法，将两面均涂有胶液的卷装隔膜200放置于上述第一个实施例中的叠片机100的放卷辊1上，通过放卷辊1放卷并将隔膜200沿行进路径输出，通过加热装置2对隔膜200加热并使胶液软化，将经过加热的隔膜200放卷至叠片台4上，通过抓手抓取正极片300和负极片400并依次放置于隔膜200的两面。
本发明还涉及第二种隔膜200叠片方法，将一面涂有胶液的卷装隔膜200放置于第二个实施例中的的叠片机100的放卷辊1上，通过放卷辊1放卷并将隔膜200沿行进路径输出，通过涂胶装置3对隔膜200的另一面涂胶，通过加热装置2对隔膜200加热并使胶液软化，将经过加热的隔膜200被放卷至叠片台4上，通过抓手抓取正极片300和负极片400并依次放置于隔膜200的两面。
本发明还涉及第三种隔膜200叠片方法，将卷装隔膜200放置于第三个实施例中叠片机100的放卷辊1上，驱动放卷辊1放卷并将隔膜200沿行进路径输出，通过两个涂胶装置3分别对隔膜200的两面涂胶，通过加热装置2对隔膜200加热，将经过加热的隔膜200放卷至叠片台4上，通过抓手抓取正极片300和负极片400并依次放置于隔膜200的两面。
可以理解地，上述三种隔膜200叠片方法中，通过抓手抓取正极300片和负极片400并依次放置于隔膜200的两面包括：通过抓手抓取正极片300和负极片400并沿与隔膜200延伸方向相交的方向从隔膜200的两侧靠近隔膜200，再将正极片300和负极片400交错以及隔膜200间隔堆叠至叠片台4，使得隔膜位于正极片300与负极片400之间。应理解，正极片300和负极片400也可沿与隔膜200相交的其他方向靠近隔膜200的两面并使得隔膜进行Z字形折叠。
应理解，为了突出本发明的创新部分，本实施方式中并没有将与解决本发明所提出的技术问题关系不太密切的零部件引入，但这并不表明本实施方式中不存在其它的零部件，比如叠片机100的电机、切刀装置等。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例，但应理解到，在阅读了本发明的上述讲授内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (11)
1.一种叠片机，所述叠片机用于堆叠电芯隔膜，其特征在于，所述叠片机包括：
支架；
放卷辊，所述放卷辊可滚动设置于所述支架上，并用于支撑隔膜卷并放出隔膜；
加热装置，所述加热装置设置在所述放卷辊的下游并位于所述隔膜的行进路径上；
叠片台，所述叠片台位于所述加热装置下游，并设置成接收经所述加热装置加热后的所述隔膜；以及
抓手，所述抓手可设置成依次抓取正极片和负极片并将所述正极片和所述负极片依次放置于所述隔膜的两面，并将所述正极片和所述负极片依次堆叠至所述叠片台上。
2.根据权利要求1所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机还包括涂胶装置，所述涂胶装置设置于所述隔膜的所述行进路径途中且位于所述加热装置的上游，并设置成对所述隔膜表面涂抹胶液。
3.根据权利要求1所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机包括两个涂胶装置，两个所述涂胶装置分别位于所述隔膜的所述行进路径的两侧，所述涂胶装置内设有胶液且设置成分别对所述隔膜的两面涂胶。
4.根据权利要求3所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机还包括转向辊，其中所述隔膜在所述转向辊上游的所述行进路径沿第一方向延伸；
所述隔膜在所述转向辊下游的行进路径沿第二方向延伸，所述第二方向相对于所述第一方向转向角度范围270°至360°；其中一个所述涂胶装置设置于所述隔膜的行进路径途中且位于所述转向辊的上游，另一个所述涂胶装置设置于所述隔膜的行进路径且位于所述转向辊的下游，且两个所述涂胶装置分别位于所述隔膜的上方并设置成对所述隔膜的两面涂胶。
5.根据权利要求2、3或4所述的叠片机，其特征在于，所述叠片机还包括排气装置，所述排气装置设置于所述隔膜的所述行进路径途中且位于所述加热装置的下游。
6.根据权利要求3所述的叠片机，其特征在于，所述胶液为聚偏氟乙烯。
7.根据权利要求1所述的叠片机，其特征在于，所述抓手设置成从所述隔膜行进路径的两侧将所述正极片和所述负极片沿与所述隔膜延伸方向相交的方向放置于所述隔膜的两面且所述正极片和所述负极片彼此间隔交错放置。
8.一种隔膜叠片方法，其特征在于，包括：
将两面均涂有胶液的卷装隔膜放置于根据权利要求1所述的叠片机的所述放卷辊上；
通过所述放卷辊放卷并将所述隔膜沿行进路径输出；
通过所述加热装置对所述隔膜加热并使所述胶液软化；
将经过加热的所述隔膜放卷至所述叠片台上；以及
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面。
9.一种隔膜叠片方法，其特征在于，包括：
将一面涂有胶液的卷装隔膜放置于根据权利要求2所述的叠片机的所述的放卷辊上；
通过所述放卷辊放卷并将所述隔膜沿行进路径输出；
通过所述涂胶装置对所述隔膜的另一面涂胶；
通过所述加热装置对所述隔膜加热并使所述胶液软化；
将经过加热的所隔膜放卷至所述叠片台上；以及
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面。
10.一种隔膜叠片方法，其特征在于，包括：
将卷装隔膜放置于根据权利要求4所述的叠片机的所述的放卷辊上；
驱动所述放卷辊放卷并将所述隔膜沿行进路径输出；
通过两个所述涂胶装置分别对所述隔膜的两面涂胶；
通过所述加热装置对所述隔膜加热；
将经过加热的所述隔膜放卷至所述叠片台上；以及
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面。
11.根据权利要求8至10任意一项所述的隔膜叠片方法，其特征在于，通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并依次放置于所述隔膜的两面包括：
通过所述抓手抓取所述正极片和所述负极片并沿与所述隔膜延伸方向相交的方向从所述隔膜的两侧靠近所述隔膜，再将所述正极片和所述负极片交错以及所述隔膜间隔堆叠至所述叠片台。
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| CN202111264185.3A CN113991166A (zh) | 2021-10-28 | 2021-10-28 | 叠片机和隔膜叠片方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115832405A (zh) * | 2023-01-09 | 2023-03-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电芯卷绕设备及电芯制造系统 |
Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| CN210866397U (zh) * | 2019-11-04 | 2020-06-26 | 昆山聚创新能源科技有限公司 | 锂电池电芯制作系统 |
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| CN112838260A (zh) * | 2021-03-23 | 2021-05-25 | 蜂巢能源科技有限公司 | 一种叠片装置 |
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2021
- 2021-10-28 CN CN202111264185.3A patent/CN113991166A/zh active Pending
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