CN114400365B - 一种叠片电芯制备方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种叠片电芯制备方法及装置，涉及电池领域。该叠片电芯制备方法包括：在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各堆叠组分的层数均小于或等于第一预设值；根据目标层数、叠片电芯的单层厚度及堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值；根据极耳长度补偿值制备与多个堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组极片的极耳长度在堆叠方向上以极耳长度补偿值递增，其中，极片包括正极片与负极片；按多个堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组极片进行依次叠片，形成叠片电芯。本发明提供的叠片电芯制备方法能够降低极耳焊接难度，并能够防止极耳撕裂，提升电池成品率。

Description

一种叠片电芯制备方法及装置

技术领域

本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种叠片电芯制备方法及装置。

背景技术

目前，在电池的生产工艺中，在叠片完成后对叠片电芯进行极耳焊接时，除底层的极耳外，其余极耳均向下方偏离以依次贴附下层的极耳。

由于叠片电芯中的多个极片的极耳经过统一加工后长度均相同，焊接完成后的叠片电芯由下至上极耳长度逐渐减小，且随着叠片电芯的层数的升高，对应的极耳需要向下方偏离的偏离量逐渐增加，导致焊接难度逐渐增大，甚至在叠片电芯的层数过高时极易导致极耳撕裂，影响电池生产的成品率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叠片电芯制备方法，其能够降低极耳焊接难度，并防止极耳撕裂。

本发明的另一目的在于提供一种叠片电芯制备装置，其能够降低极耳焊接难度，并防止极耳撕裂。

本发明提供一种技术方案：

一种叠片电芯制备方法，包括：

在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将所述目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各所述堆叠组分的层数均小于或等于所述第一预设值；

根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值；

根据所述极耳长度补偿值制备与多个所述堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组所述极片的极耳长度在堆叠方向上以所述极耳长度补偿值递增，其中，所述极片包括正极片与负极片；

按多个所述堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组所述极片进行依次叠片，形成所述叠片电芯。

进一步地，所述根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值的步骤包括：

根据以下公式计算所述极耳长度补偿值：

其中，X指代所述极耳长度补偿值，m指代所述目标层数，n指代所述叠片电芯的单层厚度，Q指代所述堆叠组分的数量。

进一步地，在所述根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值的步骤之前，所述叠片电芯制备方法还包括：

获取所述叠片电芯的隔膜厚度、正极片厚度及负极片厚度；

计算所述正极片厚度与所述负极片厚度及两倍所述隔膜厚度的和，得到所述叠片电芯的单层厚度。

进一步地，所述根据所述极耳长度补偿值制备与多个所述堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组所述极片的极耳长度在堆叠方向上以所述极耳长度补偿值递增的步骤包括：

对于处于堆叠方向上的首个所述堆叠组分，裁切首个所述堆叠组分所对应的多个所述极片的极耳长度为第二预设值；

对于堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个，裁切在后的一个所对应的多个所述极片的极耳长度相较于在前的一个所对应的多个所述极片的极耳长度长所述极耳长度补偿值。

进一步地，所述按多个所述堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组所述极片进行依次叠片，形成所述叠片电芯的步骤包括：

将处于堆叠方向上的首个所述堆叠组分所对应的多个所述极片结合隔膜进行叠片；

将堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个所对应的多个所述极片结合隔膜堆叠在在前的一个上。

进一步地，所述第一预设值大于或等于30，且小于或等于40。

本发明还提供一种叠片电芯制备装置，包括：

划分模块，用于在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将所述目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各所述堆叠组分的层数均小于或等于所述第一预设值；

计算模块，用于根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值；

制备模块，用于根据所述极耳长度补偿值制备与多个所述堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组所述极片的极耳长度在堆叠方向上以所述极耳长度补偿值递增，其中，所述极片包括正极片与负极片；

叠片模块，用于按多个所述堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组所述极片进行依次叠片，形成所述叠片电芯。

进一步地，所述计算模块用于根据以下公式计算所述极耳长度补偿值：

其中，X指代所述极耳长度补偿值，m指代所述目标层数，n指代所述叠片电芯的单层厚度，Q指代所述堆叠组分的数量。

进一步地，对于处于堆叠方向上的首个所述堆叠组分，所述制备模块用于裁切首个所述堆叠组分所对应的多个所述极片的极耳长度为第二预设值；

对于堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个，所述制备模块用于裁切在后的一个所对应的多个所述极片的极耳长度相较于在前的一个所对应的多个所述极片的极耳长度长所述极耳长度补偿值。

进一步地，所述叠片模块用于将处于堆叠方向上的首个所述堆叠组分所对应的多个所述极片结合隔膜进行叠片；所述叠片模块还用于将堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个所对应的多个所述极片结合隔膜堆叠在在前的一个上。

相比现有技术，本发明提供的叠片电芯制备方法，在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，并计算相邻的堆叠组分对应的极片的极耳长度补偿值，并根据极耳长度补偿值制备与多个堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组极片的极耳长度在堆叠方向上以极耳长度补偿值递增，以保证随着堆叠层数的增加，处于不同高度的堆叠组分的极耳的长度都能够在填补对应偏移量的同时剩余有足够的长度余量参与焊接，降低焊接难度并防止极耳长度不足而撕裂。因此，本发明提供的叠片电芯制备方法的有益效果包括：能够降低极耳焊接难度，并能够防止极耳撕裂，提升电池成品率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定。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相关的附图。

图1为本发明的实施例提供的叠片电芯制备方法的流程框图；

图2为本发明的实施例提供的叠片电芯制备装置的结构框图。

图标：100-叠片电芯制备装置；110-划分模块；130-计算模块；150-制备模块；170-叠片模块。

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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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。

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。

实施例

本实施例提供了一种叠片电芯制备方法，请参阅图1，图1所示为该叠片电芯制备方法的流程框图，该叠片电芯制备方法包括以下步骤：

步骤S101，在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各堆叠组分的层数均小于或等于第一预设值。

实际上，第一预设值大于或等于30，且小于或等于40，本实施例中，第一元预设值取优选值30。当欲制备的叠片电芯的目标层数大于30层时，按叠片电芯的堆叠方向对叠片电芯的目标层数进行划分。本实施例中，堆叠方向即为竖直方向，即叠片电芯在竖直方向上由下至上堆叠。将叠片电芯的目标层数划分为多个堆叠组分，每个堆叠组分中的层数均小于或等于30。

可以采用等分或不等分的形式将目标层数划分为多个堆叠组分，只需要满足各个堆叠组的层数均不超过30即可。本实施例中，采用等分的形式对目标层数进行划分，例如，当欲制备的叠片电芯的目标层数为60层时，超过第一预设值30，此时，可以将目标层数等分为三个堆叠组分，则每个堆叠组的层数均为20层，小于第一预设值30。

进一步地，该叠片电芯制备方法还包括：

步骤S102，获取叠片电芯的隔膜厚度、正极片厚度及负极片厚度。

进一步地，该叠片电芯制备方法还包括：

步骤S103，计算正极片厚度与负极片厚度及两倍隔膜厚度的和，得到叠片电芯的单层厚度。

叠片电芯的每一层均由两层隔膜与一层负极片及一层正极片叠片而成，即由下至上按隔膜、负极片、隔膜、正极片的顺序叠片形成单层叠片。因此，通过计算欲制备的叠片电芯的两层隔膜与负极片及正极片的厚度，即可得到叠片电芯的单层厚度。

进一步地，该叠片电芯制备方法还包括：

步骤S104，根据目标层数、叠片电芯的单层厚度及堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值。

本实施例中，根据以下公式计算极耳长度补偿值：

其中，X指代极耳长度补偿值，m指代目标层数，n指代叠片电芯的单层厚度，Q指代堆叠组分的数量。

例如，当叠片电芯的目标层数为60层，等分为三个堆叠组分时，则个堆叠组的层数均为20层。此时，m取值为60，n根据实际所用的极片及隔膜测量并计算得到，Q取值3，计算得到极耳长度补偿值X。可以理解的是，为了方便加工，X也可以按计算结果进行四舍五入取值。

通过该公式计算极耳长度补偿值能够保证层数过高的叠片电芯在进行极耳焊接时，不同高度的极耳均能够满足偏移量，且剩余足够的余量进行贴附焊接。

进一步地，该叠片电芯制备方法还包括：

步骤S105，根据极耳长度补偿值制备与多个堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组极片的极耳长度在堆叠方向上以极耳长度补偿值递增。

可以理解的是，叠片电芯的每一层均由隔膜与正极片及负极片叠片制成，因此，本实施例中所指的极片既包括正极片也包括负极片。对于同一堆叠组分对应的多个正极片与多个负极片的极耳长度均相同，因此，将正极片与负极片统称为极片。

在对正极片与负极片进行裁切时，首先，对于处于堆叠方向上的首个堆叠组分，裁切首个堆叠组分所对应的多个极片的极耳长度为第二预设值。

即对处于最底端的堆叠组分对应的多个极片进行裁切，以使这部分的极片的极耳长度为第二预设值，第二预设值根据实际情况进行正常取值。

对于堆叠方向上相邻的两个堆叠组分中在后的一个，裁切在后的一个所对应的多个极片的极耳长度相较于在前的一个所对应的多个极片的极耳长度长极耳长度补偿值。

即，从由下至上的第二个堆叠组分开始，所裁切的对应堆叠组分的极片的极耳长度均要比相邻下方的堆叠组分对应的极耳长度长出极耳长度补偿值。例如，若最底端的堆叠组分对应的多个极片的极耳长度为第二预设值Y，则第二个堆叠组分对应的多个极片的极耳长度为第二预设值Y加极耳长度补偿值X，第二个堆叠组分对应的多个极片的极耳长度为Y加2X，以此类推。

进一步地，该叠片电芯制备方法还包括：

步骤S106，按多个堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组极片进行依次叠片，形成叠片电芯。

将处于堆叠方向上的首个堆叠组分所对应的多个极片结合隔膜进行叠片，即对于处于最底端的堆叠组分对应的多个极片，按照隔膜、负极片、隔膜、正极片的顺序由下至上依次叠片即可。

将堆叠方向上相邻的两个堆叠组分中在后的一个所对应的多个极片结合隔膜堆叠在在前的一个上。即，从第二个堆叠组分开始，按照隔膜、负极片、隔膜、正极片的顺序由下至上依次叠放在前一个堆叠组分叠片完成的结构上。

综上，通过本实施例提供的叠片电芯制备方法制备的叠片电芯，处于不同高度的极耳均能够满足偏移量，且剩余足够的余量进行贴附焊接，降低焊接难度，并避免层数过高而导致极耳偏移过量而撕裂，提升电池生产的良品率。

本实施例还提供一种叠片电芯制备装置100，请参阅图2，图2所示为该叠片电芯制备装置100的结构框图，该叠片电芯制备装置100包括相互电连接的划分模块110、计算模块130、制备模块150及叠片模块170。

划分模块110用于在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各堆叠组分的层数均小于或等于第一预设值。

可见，划分模块110用于执行本实施例提供的叠片电芯制备方法的步骤S101。

计算模块130用于根据目标层数、叠片电芯的单层厚度及堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值。

实际上，计算模块130用于根据以下公式计算极耳长度补偿值：

其中，X指代极耳长度补偿值，m指代目标层数，n指代叠片电芯的单层厚度，Q指代堆叠组分的数量。

实际上，计算模块130用于执行本实施例提供的叠片电芯制备方法的步骤S102、S103及S104。

制备模块150用于根据极耳长度补偿值制备与多个堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组极片的极耳长度在堆叠方向上以极耳长度补偿值递增。

其中，极片包括正极片与负极片。对于处于堆叠方向上的首个堆叠组分，制备模块150用于裁切首个堆叠组分所对应的多个极片的极耳长度为第二预设值。

对于堆叠方向上相邻的两个堆叠组分中在后的一个，制备模块150用于裁切在后的一个所对应的多个极片的极耳长度相较于在前的一个所对应的多个极片的极耳长度长极耳长度补偿值。可见，制备模块150用于执行本实施例提供的叠片电芯制备方法的步骤S105。

叠片模块170用于按多个堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组极片进行依次叠片，形成叠片电芯。

叠片模块170用于将处于堆叠方向上的首个堆叠组分所对应的多个极片结合隔膜进行叠片；叠片模块170还用于将堆叠方向上相邻的两个堆叠组分中在后的一个所对应的多个极片结合隔膜堆叠在在前的一个上。可见，叠片模块170用于执行本实施例提供的叠片电芯制备方法的步骤S106。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种叠片电芯制备方法，其特征在于，包括：

在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将所述目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各所述堆叠组分的层数均小于或等于所述第一预设值；

根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值；

根据所述极耳长度补偿值制备与多个所述堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组所述极片的极耳长度在堆叠方向上以所述极耳长度补偿值递增，其中，所述极片包括正极片与负极片；

按多个所述堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组所述极片进行依次叠片，形成所述叠片电芯；

所述根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值的步骤包括：

根据以下公式计算所述极耳长度补偿值：

其中，X指代所述极耳长度补偿值，m指代所述目标层数，n指代所述叠片电芯的单层厚度，Q指代所述堆叠组分的数量；

所述根据所述极耳长度补偿值制备与多个所述堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组所述极片的极耳长度在堆叠方向上以所述极耳长度补偿值递增的步骤包括：

对于堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个，裁切在后的一个所对应的多个所述极片的极耳长度相较于在前的一个所对应的多个所述极片的极耳长度长出所述极耳长度补偿值。

2.根据权利要求1所述的叠片电芯制备方法，其特征在于，在所述根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值的步骤之前，所述叠片电芯制备方法还包括：

获取所述叠片电芯的隔膜厚度、正极片厚度及负极片厚度；

计算所述正极片厚度与所述负极片厚度及两倍所述隔膜厚度的和，得到所述叠片电芯的单层厚度。

3.根据权利要求1所述的叠片电芯制备方法，其特征在于，所述按多个所述堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组所述极片进行依次叠片，形成所述叠片电芯的步骤包括：

将处于堆叠方向上的首个所述堆叠组分所对应的多个所述极片结合隔膜进行叠片；

将堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个所对应的多个所述极片结合隔膜堆叠在在前的一个上。

4.根据权利要求1所述的叠片电芯制备方法，其特征在于，所述第一预设值大于或等于30，且小于或等于40。

5.一种叠片电芯制备装置，其特征在于，包括：

划分模块，用于在欲制备的叠片电芯的目标层数大于第一预设值的情况下，将所述目标层数按堆叠方向划分为多个堆叠组分，其中，各所述堆叠组分的层数均小于或等于所述第一预设值；

计算模块，用于根据所述目标层数、所述叠片电芯的单层厚度及所述堆叠组分的数量，计算极耳长度补偿值；

制备模块，用于根据所述极耳长度补偿值制备与多个所述堆叠组分分别对应的多组极片，以使多组所述极片的极耳长度在堆叠方向上以所述极耳长度补偿值递增，其中，所述极片包括正极片与负极片；对于堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个，所述制备模块用于裁切在后的一个所对应的多个所述极片的极耳长度相较于在前的一个所对应的多个所述极片的极耳长度长所述极耳长度补偿值；

叠片模块，用于按多个所述堆叠组分在堆叠方向上的堆叠顺序，对多组所述极片进行依次叠片，形成所述叠片电芯；

所述计算模块用于根据以下公式计算所述极耳长度补偿值：

其中，X指代所述极耳长度补偿值，m指代所述目标层数，n指代所述叠片电芯的单层厚度，Q指代所述堆叠组分的数量。

6.根据权利要求5所述的叠片电芯制备装置，其特征在于，所述叠片模块用于将处于堆叠方向上的首个所述堆叠组分所对应的多个所述极片结合隔膜进行叠片；所述叠片模块还用于将堆叠方向上相邻的两个所述堆叠组分中在后的一个所对应的多个所述极片结合隔膜堆叠在在前的一个上。

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