CN114628639A - 一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机，包括用于将锂带压延成锂膜并附着在极片上的压延覆膜装置、用于供给隔离膜的隔离膜放卷装置、用于回收所述隔离膜的隔离膜收卷装置、用于供给所述锂带的锂带放卷装置、用于供给所述极片的极片放卷装置及用于回收补锂后的所述极片的极片收卷装置。本发明生产效率高，结构紧凑，占用空间小，成本低，性能优良，可以实现产业化应用。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池生产加工设备技术领域，具体的说，是涉及一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机。
背景技术
目前，国内外锂电行业具有良好的发展前景，锂离子电池以其特有的性能优势已在便携式电器如手提电脑、摄像机、移动通讯中得到普遍应用。目前开发的大容量锂离子电池已在电动汽车中开始试用，预计将成为21世纪电动汽车的主要动力电源之一，并将在人造卫星、航空航天和储能方面得到应用。随着能源的紧缺和世界的环保方面的压力，锂电池在被广泛应用于电动车行业，特别是高能量密度材料电池的出现，更推动了锂电池产业的发展和应用。
在电池生产过程中，锂离子电池极片的补锂工艺是提高锂离子电池容量的关键技术。补锂工艺的关键在于压延与覆膜，压延和覆膜作为独立的机构在极片补锂工艺中起到无可替代的作用，但要想形成产业化，就必须把两者有机的结合在一起，形成一种完整的设备用于生产中。
以上缺陷，有待改善。
发明内容
为了克服现有的技术的不足， 本发明提供一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机。
本发明技术方案如下所述：
一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机，包括用于将锂带压延成锂膜并附着在极片上的压延覆膜装置、用于供给隔离膜的隔离膜放卷装置、用于回收所述隔离膜的隔离膜收卷装置、用于供给所述锂带的锂带放卷装置、用于供给所述极片的极片放卷装置及用于回收补锂后的所述极片的极片收卷装置，
所述隔离膜与所述锂带同时进入所述压延覆膜装置的压延端，所述隔离膜从所述压延端出来后剥离并由所述隔离膜收卷装置收卷，所述锂带经过所述压延端后压延成所述锂膜并与所述极片同时进入所述压延覆膜装置的覆膜端，所述锂膜和所述极片经过所述覆膜端后，所述锂膜压入所述极片的涂布层上形成补锂极片并由所述极片收卷装置收卷。
根据上述方案的本发明，所述压延覆膜装置包括依次相互平行设置的压延活动辊、压延覆膜活动辊及覆膜活动辊，
所述隔离膜位于所述锂带的一侧，所述锂带的另一侧涂有硅油，所述隔离膜与所述锂带同时进入所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间，在所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间时，所述隔离膜与所述压延活动辊接触，所述锂带涂有所述硅油的一侧与所述压延覆膜活动辊接触，所述压延活动辊的转动速度小于所述压延覆膜活动辊的转动速度；所述锂带在所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间压延后，在离心力的作用下沿着所述压延覆膜活动辊与所述极片同时进入所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间，所述锂膜和所述极片经过所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间后，所述锂膜压入所述极片的涂布层上形成所述补锂极片。
进一步的，所述压延覆膜装置更包括固定辊和施压装置，所述固定辊设置在所述压延活动辊远离所述压延覆膜活动辊的一侧，且所述固定辊与所述压延活动辊平行，所述施压装置带动所述覆膜活动辊往所述固定辊方向施压。
进一步的，所述压延覆膜活动辊和所述覆膜活动辊的转动速度一致。
进一步的，所述压延覆膜活动辊上设置有用于清除附着在所述压延覆膜活动辊上残留的所述锂膜的刮刀装置。
进一步的，所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间设置有用于调整所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间的间隙的第一间隙调整机构。
更进一步的，所述第一间隙调整机构包括第一间隙调整电机、第一调整丝杠、第一滑块、第一斜块及第二斜块，所述第一斜块与所述压延活动辊的辊轴承座固定连接，所述第二斜块与所述压延覆膜活动辊的轴承座固定连接，所述第一调整丝杠的一端与所述第一间隙调整电机传动连接，所述第一滑块套设在所述第一调整丝杠的螺纹段上并沿着所述第一调整丝杠的螺纹段上下移动，所述第一滑块的一侧与所述第一斜块的斜面滑动连接，所述第一滑块的另一侧与所述第二斜块的斜面滑动连接，所述第一间隙调整电机带动所述第一调整丝杠旋转，使所述第一滑块沿着所述第一调整丝杠的螺纹段上下移动，从而使得所述第一斜块或者所述第二斜块左右移动。
进一步的，所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间设置有用于调整所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间的间隙的第二间隙调整机构。
更进一步的，所述第二间隙调整机构包括第二间隙调整电机、第二调整丝杠、第二滑块、第三斜块及第四斜块，所述第三斜块与所述压延覆膜活动辊的辊轴承座固定连接，所述第四斜块与所述覆膜活动辊的轴承座固定连接，所述第二调整丝杠的一端与所述第二间隙调整电机传动连接，所述第二滑块套设在所述第二调整丝杠的螺纹段上并沿着所述第二调整丝杠的螺纹段上下移动，所述第二滑块的一侧与所述第三斜块的斜面滑动连接，所述第二滑块的另一侧与所述第四斜块的斜面滑动连接，所述第二间隙调整电机带动所述第二调整丝杠旋转，使所述第二滑块沿着所述第二调整丝杠的螺纹段上下移动，从而使得所述第三斜块或者所述第四斜块左右移动。
根据上述方案的本发明，更包括用于供给铜带的铜带放卷装置，所述铜带位于所述补锂极片带有所述锂膜的一侧并与所述补锂极片同时进入所述极片收卷装置，由所述极片收卷装置收卷。
进一步的，更包括用于回收所述极片上的铜带的铜带收卷装置，所述极片从所述极片放卷装置出来后，所述极片上的铜带由所述铜带收卷装置收卷。
进一步的，更包括CCD检测机构和贴标机构，所述CCD检测机构和所述贴标机构设置在所述补锂极片被所述极片收卷装置收卷的收卷路径上。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
1、本发明通过将极片补锂工艺中的压延和覆膜两道工序结合在一起，通过将原本独立的压延装置和覆膜装置有机结合在一起，形成一套完成的集压延和覆膜于一身的锂电池极片补锂压延覆膜一体机设备，且传统的压延装置需要配合两套隔离膜收发装置，而本发明仅需要一套隔离膜收发装置，从而使得本发明生产效率高，结构紧凑，占用空间小，成本低，性能优良，可以实现产业化应用；
2、本发明通过压延活动辊、压延覆膜活动辊及覆膜活动辊将原本独立的压延装置和覆膜装置有机结合在一起，锂带覆极片一辊完成；
3、本发明通过铜带放卷装置与补锂后的极片同时进入极片收卷装置收卷，隔开叠起来的补锂后的极片，避免补锂后的极片收卷时出现发热、着火的现象。
附图说明
图1为本发明一实施例的结构示意图；
图2为本发明另一实施例的结构示意图；
图3为本发明又一实施例的结构示意图。
在图中，
1、压延覆膜装置；101、压延活动辊；102、压延覆膜活动辊；103、覆膜活动辊；104、固定辊；105、刮刀装置；
2、隔离膜放卷装置；
3、隔离膜收卷装置；
4、锂带放卷装置；
5、极片放卷装置；
6、极片收卷装置；
7、铜带放卷装置；
8、铜带收卷装置；
9、CCD检测机构；
10、贴标机构；
11、定滑轮；
100、锂带；
200、极片；
300、隔离膜；
400、铜带。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。
需要说明的是，当部件被称为“固定在”或者“设置在”另一个部件，它可以直接或者间接位于该另一个部件上。当一个部件被称为“连接于”另一个部件，它可以是直接或者间接连接至该另一个部件上。术语“上”、“下”、“侧”、“平行”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是为了便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于便于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明技术特征的数量。“多数个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请参阅图1，本发明实施例提供了一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机，包括用于将锂带100压延成锂膜并附着在极片200上的压延覆膜装置1、用于供给隔离膜300的隔离膜放卷装置2、用于回收隔离膜300的隔离膜收卷装置3、用于供给锂带100的锂带放卷装置4、用于供给极片200的极片放卷装置5及用于回收补锂后的极片200的极片收卷装置6。使用时，隔离膜300与锂带100同时进入压延覆膜装置1的压延端，隔离膜300从压延端出来后剥离并由隔离膜收卷装置3收卷，锂带100经过压延端后压延成锂膜并与极片200同时进入压延覆膜装置1的覆膜端，锂膜和极片200经过覆膜端后，锂膜压入极片200的涂布层上形成补锂极片并由极片收卷装置6收卷。通过将极片200补锂工艺中的压延和覆膜两道工序结合在一起，通过将原本独立的压延装置和覆膜装置有机结合在一起，形成一套完成的集压延和覆膜于一身的锂电池极片补锂压延覆膜一体机设备，且传统的压延装置需要配合两套隔离膜收发装置，而本发明仅需要一套隔离膜收发装置，从而使得本发明生产效率高，结构紧凑，占用空间小，成本低，性能优良，可以实现产业化应用。
请参阅图1，在本实施例中，压延覆膜装置1包括依次相互平行设置的压延活动辊101、压延覆膜活动辊102及覆膜活动辊103。隔离膜300位于锂带100的一侧，锂带100的另一侧涂有硅油，隔离膜300的目的在于保护锂带100在压延过程中不跟压延活动辊101接触的作用，涂硅油的目的在于避免锂带100在压延和覆膜过程中粘在压延覆膜活动辊102上。隔离膜300与锂带100同时进入压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间。在压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间时，隔离膜300与压延活动辊101接触，锂带100涂有硅油的一侧与压延覆膜活动辊102接触，压延活动辊101的转动速度小于压延覆膜活动辊102的转动速度；锂带100在压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间压延后，因压延活动辊101的转动速度小于压延覆膜活动辊102的转动速度产生离心力，在离心力的作用下沿着压延覆膜活动辊102与极片200同时进入压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间，压延覆膜活动辊102和覆膜活动辊103的转动速度一致，锂膜和极片200经过压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间后，锂膜压入极片200的涂布层上形成补锂极片。隔离膜300从压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间出来后剥离并由隔离膜收卷装置3收卷。本发明通过压延活动辊101、压延覆膜活动辊102及覆膜活动辊103将原本独立的压延装置和覆膜装置有机结合在一起，锂带100覆极片200一辊完成，结构紧凑，占用空间小，性能优良，可以实现产业化应用。
请参阅图1，进一步的，压延覆膜装置1更包括固定辊104和施压装置（图未示出，下同），固定辊104设置在压延活动辊101远离压延覆膜活动辊102的一侧，且固定辊104与压延活动辊101平行，施压装置带动覆膜活动辊103往固定辊104方向施压，从而使覆膜活动辊103往压延覆膜活动辊102挤压，压延覆膜活动辊102往压延活动辊101挤压，而设置固定辊104的目的在于保证压延活动辊101在施压装置施压时不容易变形，起到加强作用。
请参阅图2，进一步的，在覆膜过程中，锂膜可能由于各种原因（如硅油涂抹涂均匀等等）不能完成覆膜在极片200上，从而残留在压延覆膜活动辊102的表面，影响后续的覆膜或者压延作业，因此在本实施例中，压延覆膜活动辊102上设置有用于清除附着在压延覆膜活动辊102上残留的锂膜的刮刀装置105，因刮刀装置105为以往的技术，不再对其做具有进行说明。
进一步的，压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间设置有用于调整压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间的间隙的第一间隙调整机构（图未示出，下同），通过第一间隙调整机构调节压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间的工作间隙。由于在压延过程中，需要把锂带100用一定的压力压成薄一些的锂膜。而锂带100变薄是有一定比例的，太多了会破坏锂带100的结构，太少了锂带100又没法充分嵌入至极片200的涂布区，故在压延力不变的情况下工作间隙的大小就显得特别重要，如果不调整好工作间隙就没法生产合格的产品。
第一间隙调整机构包括第一间隙调整电机、第一调整丝杠、第一滑块、第一斜块及第二斜块，第一斜块与压延活动辊101的辊轴承座固定连接，第二斜块与压延覆膜活动辊102的轴承座固定连接，第一调整丝杠的一端与第一间隙调整电机传动连接，第一滑块套设在第一调整丝杠的螺纹段上并沿着第一调整丝杠的螺纹段上下移动，第一滑块的一侧与第一斜块的斜面滑动连接，第一滑块的另一侧与第二斜块的斜面滑动连接，第一间隙调整电机带动第一调整丝杠旋转，使第一滑块沿着第一调整丝杠的螺纹段上下移动，从而使得第一斜块或者第二斜块左右移动，实现调节压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间的工作间隙。工作时，第一间隙调整电机带动第一调整丝杠转动，第一调整丝杠在转动时使第一滑块沿着第一调整丝杠的螺纹段上下移动，第一滑块在移动过程中改变了第一滑块在第一斜块、第二斜块的斜面上的相对位置，从而改变压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间的相对位置，实现微调压延活动辊101与压延覆膜活动辊102之间的工作间隙。
进一步的，压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间设置有用于调整压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间的间隙的第二间隙调整机构（图未示出，下同）。由于覆膜过程是一个嵌入式的过程，就是把锂膜用一定的压力嵌入至极片200的涂布区，覆膜后的极片200相较于覆膜前的极片200会变薄一些。而极片200变薄是有一定比例的，太多了会破坏极片200的涂布区的结构，太少了锂膜又没法充分嵌入至涂布区，故在覆膜力不变的情况下工作间隙的大小就显得特别重要，如果不调整好工作间隙就没法生产合格的产品。
更进一步的，第二间隙调整机构包括第二间隙调整电机、第二调整丝杠、第二滑块、第三斜块及第四斜块，第三斜块与压延覆膜活动辊102的辊轴承座固定连接，第四斜块与覆膜活动辊103的轴承座固定连接，第二调整丝杠的一端与第二间隙调整电机传动连接，第二滑块套设在第二调整丝杠的螺纹段上并沿着第二调整丝杠的螺纹段上下移动，第二滑块的一侧与第三斜块的斜面滑动连接，第二滑块的另一侧与第四斜块的斜面滑动连接，第二间隙调整电机带动第二调整丝杠旋转，使第二滑块沿着第二调整丝杠的螺纹段上下移动，从而使得第三斜块或者第四斜块左右移动，实现调节压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间的工作间隙。工作时，第二间隙调整电机带动第二调整丝杠转动，第二调整丝杠在转动时使第二滑块沿着第二调整丝杠的螺纹段上下移动，第二滑块在移动过程中改变了第二滑块在第三斜块、第四斜块的斜面上的相对位置，从而改变压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间的相对位置，实现微调压延覆膜活动辊102与覆膜活动辊103之间的工作间隙。
请参阅图2，在其中一实施例中，锂电池极片补锂压延覆膜一体机更包括用于供给铜带400的铜带放卷装置7，铜带400位于补锂极片带有锂膜的一侧并与补锂极片同时进入极片收卷装置6，由极片收卷装置6收卷。因极片200与锂膜之间接触时会发生反应产生一定的热量，而极片200在极片收卷装置6中是叠起来收卷的，因此补锂后的极片200收卷时会发热，容易着火，存在一定安全风险。而本实施例在收卷补锂后的极片200时，在带有锂膜的一侧附上铜带400，隔开叠起来的补锂后的极片200，避免补锂后的极片200收卷时出现发热、着火的现象。
请参阅图3，在其中一实施例中，锂电池极片补锂压延覆膜一体机更包括用于回收极片200上的铜带400的铜带收卷装置8，极片200从极片放卷装置5出来后，极片200上的铜带400由铜带收卷装置8收卷。因一些极片200会采用铜带400隔开，因此使用带有铜带400的极片200时，需要用铜带收卷装置8将极片200上铜带400分离出来回收，不然无法进行后续的压延、覆膜工序。
请参阅图3，在其中一实施例中，锂电池极片补锂压延覆膜一体机更包括CCD检测机构9和贴标机构10，CCD检测机构9和贴标机构10设置在补锂极片被极片收卷装置6收卷的收卷路径上，通过CCD检测机构9对补锂极片进行质量检测，如出现不合格产品，CCD检测机构9发出信号，系统指令贴标机构10动作，对贴标机构10对补锂极片上不合格产品段落进行标识，便于后续工序剪除补锂极片不合格产品段落。
请参阅图1，在其中一实施例中，由于压延卧式补锂一体机的组成部件较多，并且交汇点较多，为此，通过调整锂带100、极片200、隔离膜300及铜带400的走向可以使得各个组成部件的布局更加紧凑，尽可能地减小锂电池极片补锂压延覆膜一体机的总体体积，为此，锂电池极片补锂压延覆膜一体机设至有多数个用于调整锂带100、极片200、隔离膜300及铜带400走向的定滑轮11，通过定滑轮11调整锂带100、极片200、隔离膜300及铜带400的走向，节约设备安装空间，优化设备结构。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
上面结合附图对本发明专利进行了示例性的描述，显然本发明专利的实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明专利的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进将本发明专利的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，包括用于将锂带压延成锂膜并附着在极片上的压延覆膜装置、用于供给隔离膜的隔离膜放卷装置、用于回收所述隔离膜的隔离膜收卷装置、用于供给所述锂带的锂带放卷装置、用于供给所述极片的极片放卷装置及用于回收补锂后的所述极片的极片收卷装置，
所述隔离膜与所述锂带同时进入所述压延覆膜装置的压延端，所述隔离膜从所述压延端出来后剥离并由所述隔离膜收卷装置收卷，所述锂带经过所述压延端后压延成所述锂膜并与所述极片同时进入所述压延覆膜装置的覆膜端，所述锂膜和所述极片经过所述覆膜端后，所述锂膜压入所述极片的涂布层上形成补锂极片并由所述极片收卷装置收卷。
2.根据权利要求1所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述压延覆膜装置包括依次相互平行设置的压延活动辊、压延覆膜活动辊及覆膜活动辊，
所述隔离膜位于所述锂带的一侧，所述锂带的另一侧涂有硅油，所述隔离膜与所述锂带同时进入所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间，在所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间时，所述隔离膜与所述压延活动辊接触，所述锂带涂有所述硅油的一侧与所述压延覆膜活动辊接触，所述压延活动辊的转动速度小于所述压延覆膜活动辊的转动速度；所述锂带在所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间压延后，在离心力的作用下沿着所述压延覆膜活动辊与所述极片同时进入所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间，所述锂膜和所述极片经过所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间后，所述锂膜压入所述极片的涂布层上形成所述补锂极片。
3.根据权利要求2所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述压延覆膜装置更包括固定辊和施压装置，所述固定辊设置在所述压延活动辊远离所述压延覆膜活动辊的一侧，且所述固定辊与所述压延活动辊平行，所述施压装置带动所述覆膜活动辊往所述固定辊方向施压。
4.根据权利要求2所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述压延覆膜活动辊上设置有用于清除附着在所述压延覆膜活动辊上残留的所述锂膜的刮刀装置。
5.根据权利要求2所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间设置有用于调整所述压延活动辊与所述压延覆膜活动辊之间的间隙的第一间隙调整机构。
6.根据权利要求5所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述第一间隙调整机构包括第一间隙调整电机、第一调整丝杠、第一滑块、第一斜块及第二斜块，所述第一斜块与所述压延活动辊的辊轴承座固定连接，所述第二斜块与所述压延覆膜活动辊的轴承座固定连接，所述第一调整丝杠的一端与所述第一间隙调整电机传动连接，所述第一滑块套设在所述第一调整丝杠的螺纹段上并沿着所述第一调整丝杠的螺纹段上下移动，所述第一滑块的一侧与所述第一斜块的斜面滑动连接，所述第一滑块的另一侧与所述第二斜块的斜面滑动连接，所述第一间隙调整电机带动所述第一调整丝杠旋转，使所述第一滑块沿着所述第一调整丝杠的螺纹段上下移动，从而使得所述第一斜块或者所述第二斜块左右移动。
7.根据权利要求2所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间设置有用于调整所述压延覆膜活动辊与所述覆膜活动辊之间的间隙的第二间隙调整机构。
8.根据权利要求7所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，所述第二间隙调整机构包括第二间隙调整电机、第二调整丝杠、第二滑块、第三斜块及第四斜块，所述第三斜块与所述压延覆膜活动辊的辊轴承座固定连接，所述第四斜块与所述覆膜活动辊的轴承座固定连接，所述第二调整丝杠的一端与所述第二间隙调整电机传动连接，所述第二滑块套设在所述第二调整丝杠的螺纹段上并沿着所述第二调整丝杠的螺纹段上下移动，所述第二滑块的一侧与所述第三斜块的斜面滑动连接，所述第二滑块的另一侧与所述第四斜块的斜面滑动连接，所述第二间隙调整电机带动所述第二调整丝杠旋转，使所述第二滑块沿着所述第二调整丝杠的螺纹段上下移动，从而使得所述第三斜块或者所述第四斜块左右移动。
9.根据权利要求1所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，更包括用于供给铜带的铜带放卷装置，所述铜带位于所述补锂极片带有所述锂膜的一侧并与所述补锂极片同时进入所述极片收卷装置，由所述极片收卷装置收卷。
10.根据权利要求9所述的锂电池极片补锂压延覆膜一体机，其特征在于，更包括用于回收所述极片上的铜带的铜带收卷装置，所述极片从所述极片放卷装置出来后，所述极片上的铜带由所述铜带收卷装置收卷。
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