CN115939487A - 复合叠片方法及复合叠片设备 - Google Patents

Abstract

本申请提出一种复合叠片方法及复合叠片设备，复合叠片方法包括获取第一叠片单元和第二叠片单元；叠放第一叠片单元和第二叠片单元，以形成电芯；其中，获取第一叠片单元，包括：分别提供第一极片的料带以及隔膜的料带；裁切第一极片的料带，形成多组第一极片，第一极片沿输送方向至少分为两排；变距第一极片，以减小各排第一极片之间的间距；将隔膜的料带复合至第一极片的一侧或者两侧，形成第一叠片单元的料带；裁切第一叠片单元的料带，形成多组第一叠片单元。复合叠片方法能够一次堆叠一组第一叠片单元和第二叠片单元，并且通过在裁切第一极片之后进行变距，缩小了第一极片之间的间距，从而提高了电芯的生产效率。

Description

复合叠片方法及复合叠片设备

技术领域

本申请涉及极片叠片领域，特别是一种复合叠片方法及复合叠片设备。

背景技术

在叠片工艺中，正极极片、负极极片以及隔膜堆叠在一起以形成电芯。现有的一些叠片工艺会先将极片与隔膜料带复合在一起，再切断隔膜料带形成复合片，对复合片进行堆叠，相比于不切断隔膜料带的堆叠工艺，这种工艺能够一次进行多个复合片的堆叠，从而提高电芯的生产效率。

但是，现有技术中一般通过滚切刀或者激光切刀的往复运动进行裁断，裁断速度较慢，由于每一个复合片都需要进行一次裁断，导致电芯的生产效率仍存在优化的空间。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种复合叠片方法及复合叠片设备，复合叠片方法能够提高电芯的生产效率。

根据本申请提供的复合叠片方法，包括：

获取第一叠片单元和第二叠片单元；

叠放所述第一叠片单元和所述第二叠片单元，以形成电芯；

其中，所述获取第一叠片单元，包括：

分别提供第一极片的料带以及隔膜的料带；

裁切所述第一极片的料带，形成多组所述第一极片；

变距所述第一极片，以减小所述第一极片之间的间距；

将所述隔膜的料带复合至所述第一极片的一侧或者两侧，形成所述第一叠片单元的料带；

裁切所述第一叠片单元的料带，形成多组所述第一叠片单元。

根据本申请提供的复合叠片方法，至少具有如下技术效果：一方面，通过采用先制作第一叠片单元和第二叠片单元，再进行叠片的工艺，复合叠片方法能够一次堆叠一组第一叠片单元和第二叠片单元，从而提高了电芯的生产效率；另一方面，通过在裁切第一极片之后进行变距，缩小了第一极片之间的间距，相应地缩短了裁切第一叠片单元的料带时切刀的行程，缩短了一次裁切所需的时间，从而能够进一步提高电芯的生产效率。

根据本申请的一些实施例，裁切所述第一叠片单元的料带，形成多组所述第一叠片单元之后，还包括：变距所述第一叠片单元，以增大一组中各个所述第一叠片单元之间的间距。

根据本申请的一些实施例，裁切所述第一叠片单元的料带，形成多组所述第一叠片单元之后，还包括：检测所述第一叠片单元的质量，剔除不合格的所述第一叠片单元并补片。

根据本申请的一些实施例，叠放所述第一叠片单元和所述第二叠片单元，以形成电芯，包括：

交替地向叠片治具放置所述第一叠片单元和所述第二叠片单元；

其中，所述叠片治具包括固定设置的叠片平台以及可活动的压紧件，放置前，所述压紧件首先向远离所述叠片平台的方向运动，之后打开避让，完成一次放置之后，所述压紧件首先合拢复位，之后压向所述叠片平台，以压紧堆叠中的所述电芯。

根据本申请的一些实施例，叠放所述第一叠片单元和所述第二叠片单元，以形成电芯之后，还包括：

热压所述电芯；

其中，对所述电芯进行两次热压，在第一次热压中，对所述电芯的中部进行热压，在第二次热压中，对所述电芯的外周或者对所述电芯的整个表面进行热压。

根据本申请的一些实施例，在第一次热压中，所述压紧件压紧所述电芯的外周，在第二次热压中，所述压紧件打开。

根据本申请提供的复合叠片设备，包括第一供料模块、第二供料模块和叠片模块，第一供料模块，所述第一供料模块用于提供第一叠片单元，所述第一供料模块包括第一极片放卷装置、隔膜放卷装置、第一裁切装置、第一变距装置、复合装置以及第二裁切装置，所述第一极片放卷装置用于提供第一极片的料带，所述第一裁切装置、所述第一变距装置、所述复合装置以及所述第二裁切装置沿所述第一极片的输送方向依次布置，所述隔膜放卷装置用于提供隔膜，所述隔膜放卷装置布置在所述复合装置的上游，所述第二供料模块用于提供第二叠片单元，所述叠片模块布置在所述第一供料模块和所述第二供料模块的下游，所述叠片模块包括叠片治具。

本申请提供的复合叠片设备用于实施本申请提供的复合叠片方法，因此，本申请实施例中的复合叠片设备具有前述复合叠片方法所带来的有益效果，在此不再赘述。

根据本申请的一些实施例，所述第一供料模块还包括第二变距装置，所述第二变距装置布置在所述第二裁切装置的下游。

根据本申请的一些实施例，所述叠片模块包括回流线，所述叠片治具安装在所述回流线上，所述回流线驱动所述叠片治具在叠片工位、热压工位和下料工位之间循环运动。

根据本申请的一些实施例，所述叠片模块包括第一热压装置和第二热压装置，所述第一热压装置和所述第二热压装置位于所述热压工位。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例的复合叠片方法的流程示意图；

图2是本申请实施例的复合叠片方法的流程示意图；

图3是本申请实施例的复合叠片方法中第一叠片的形成过程的示意图；

图4是本申请实施例的复合叠片设备的布局示意图。

附图标记：

第一极片放卷装置110、第一纠偏装置120、第一裁切装置130、第一变距装置140、隔膜放卷装置150、复合装置160、第二裁切装置170、第二变距装置180、补片装置190、

第二极片放卷装置210、第二纠偏装置220、第三裁切装置230、第三变距装置240、

尾片上料装置310、除尘装置320、

第一搬运装置410、第二搬运装置420、回流线430、叠片治具440、第一热压装置450、第二热压装置460、出料装置470。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、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，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

参照图1，根据本申请提供的复合叠片方法，包括：

S100：获取第一叠片单元；

S200：获取第二叠片单元；

S400：叠放第一叠片单元和第二叠片单元，以形成电芯。

通过采用先制作第一叠片单元和第二叠片单元，再进行叠片的工艺，复合叠片方法能够一次堆叠一组第一叠片单元和第二叠片单元，从而提高了电芯的生产效率。

进一步参照图2，在一些实施例中，获取第一叠片单元，包括：

分别提供第一极片的料带以及隔膜的料带；

裁切第一极片的料带，形成多组第一极片；

变距第一极片，以减小第一极片之间的间距；

将隔膜的料带复合至第一极片的一侧或者两侧，形成第一叠片单元的料带；

裁切第一叠片单元的料带，形成多组第一叠片单元。

通过在裁切第一极片之后进行变距，缩小了第一极片之间的间距，相应地缩短了裁切第一叠片单元的料带时切刀的行程，缩短了一次裁切所需的时间，从而复合叠片方法能够进一步提高电芯的生产效率。

以第一极片的输送方向为长度方向，垂直于长度方向的方向为宽度方向，“缩小第一极片之间的间距”包括缩小第一极片在长度方向上的间距，当一组第一极片在宽度方向上至少分为两排时，“缩小第一极片之间的间距”也可以包括缩小第一极片在宽度方向的间距。

在一个具体的实施例中，一组第一极片共有8个第一极片，第一极片排成2排，变距能够将切刀的行程缩短一半，假设切刀为匀速运行，则可以将裁切的耗时减半。

可以理解的是，第二叠片单元包括第二极片，当第一叠片单元仅在第一极片的单侧复合隔膜时，第二叠片单元可以在第二极片的单侧或者双侧复合隔膜，当第一叠片单元在第一极片的双侧复合隔膜时，第二叠片单元除了可以在第二极片的单侧或者双侧复合隔膜，还可以不复合隔膜。在一些实施例中，第一叠片单元在第一极片的双侧复合隔膜时，第二叠片单元不复合隔膜，从而简化第二叠片单元的生产流程，减少所需的设备，降低复合叠片方法的实施成本。

由于第二叠片单元不复合隔膜，在一些实施例中，复合叠片方法还包括S300：获取尾片。第一叠片单元和第二叠片单元交替堆叠完成后，叠放尾片，从而保护裸露在外的第二极片。

在一些实施例中，裁切第一叠片单元的料带，形成多组第一叠片单元之后，还包括：变距第一叠片单元，以增大一组中各个第一叠片单元之间的间距。将间距增大能够方便后续叠片时的搬运，避免发生干涉。

图3以2*4的一组第一叠片单元为例，展示了一些实施例中第一叠片单元的形成过程。可以理解的是，为了方便观察，图3中的尺寸比例存在一定的夸张，不能代表真实的间距。参照图3，首先裁切第一极片的料带，获得如状态(a)所示的排列较为松散的一组第一极片；之后进行变距，获得如状态(b)所示的排列较为紧凑的一组第一极片；接下来复合隔膜，获得如状态(c)所示的料带；再接着裁切第一叠片单元的料带，获得如状态(d)所示的一组第一叠片单元；最后进行变距，获得如状态(e)所示的较为松散的一组第一叠片单元，使第一叠片单元之间的距离适宜后续的叠片操作。

在一些实施例中，裁切第一叠片单元的料带，形成多组第一叠片单元之后，还包括：检测第一叠片单元的质量，剔除不合格的第一叠片单元并补片。这一步骤主要检测第一极片与隔膜的复合质量，检测是否存在破损、褶皱等缺陷，并用预先准备好的合格的第一叠片单元替换不合格的第一叠片单元。

在一些实施例中，叠放第一叠片单元和第二叠片单元，以形成电芯，包括：

交替地向叠片治具440放置第一叠片单元和第二叠片单元；

其中，叠片治具440包括固定设置的叠片平台以及可活动的压紧件，放置前，压紧件首先向远离叠片平台的方向运动，之后打开避让，完成一次放置之后，压紧件首先合拢复位，之后压向叠片平台，以压紧堆叠中的电芯。

一些现有的叠片工艺中，叠片平台能够浮动，叠片时将叠片平台推离压紧件，从而在压紧件和叠片平台之间放入新的叠片单元，如果叠片平台的浮动精度不合格，就容易在浮动时发生晃动，导致新放入的叠片单元与原有的叠片单元之间出现错位，影响电芯的成品质量。本申请的复合叠片方法中叠片平台保持静止，因此能够避免由于叠片平台晃动而导致的电芯质量降低。

在一些实施例中，叠放第一叠片单元和第二叠片单元，以形成电芯之后，还包括：

热压电芯；

其中，对电芯进行两次热压，在第一次热压中，对电芯的中部进行热压，在第二次热压中，对电芯的外周或者对电芯的整个表面进行热压。

现有的叠片工艺中，为了防止放入热压装置内的电芯由于缺乏约束变得松散或者各层之间发生位置偏移，一般会先用预压板压紧电芯，再用热压板进行进一步热压，预压板和热压板之间存在间隙，容易导致电芯的表面出现压痕。而在本申请中，第一次热压使得电芯的各层之间紧密结合，即使解除压紧也不会松散，因此第二次热压时不需要预压，第二次热压能够消除第一次热压产生的压痕，提高电芯的表面质量。

在一些实施例中，在第一次热压中，压紧件压紧电芯的外周，在第二次热压中，压紧件打开。热压工序中使用叠片治具440作为电芯的承载平台，能够减少电芯在不同承载平台之间的转移次数，避免转移时电芯出现松散或者各层之间发生位置偏移，第二次热压能够消除压紧件产生的压痕，提高电芯的表面质量。

除此之外，叠片平台还可以安装发热件，从而对电芯进行预热，提高热压的效率和质量。叠片平台上还可以开设吸附孔，吸附孔通过负压吸附电芯，防止电芯的位置偏移。

本申请还提供了一种复合叠片设备，复合叠片设备用于实施本申请提供的复合叠片方法。

根据本申请提供的复合叠片设备，包括第一供料模块、第二供料模块和叠片模块。

参照图4，第一供料模块用于提供第一叠片单元，第一供料模块包括第一极片放卷装置110、隔膜放卷装置150、第一裁切装置130、第一变距装置140、复合装置160以及第二裁切装置170，第一极片放卷装置110用于提供第一极片的料带，第一裁切装置130、第一变距装置140、复合装置160以及第二裁切装置170沿第一极片的输送方向依次布置，隔膜放卷装置150用于提供隔膜，隔膜放卷装置150布置在复合装置160的上游，第二供料模块用于提供第二叠片单元，叠片模块布置在第一供料模块和第二供料模块的下游，叠片模块包括叠片治具440。

根据本申请提供的复合叠片设备，第一裁切装置130将第一极片的料带裁成第一极片，第一变距装置140使第一极片的排列变得紧凑，复合装置160将第一极片和隔膜的料带复合在一起，形成第一叠片单元的料带，第二裁切装置170裁切第一叠片单元的料带形成第一叠片单元。通过设置第一变距装置140，能够缩短第二裁切装置170的裁切耗时，从而提高电芯的生产效率。

第一裁切装置130可以采用模切，从而提高第一极片的裁切效率，第二裁切装置170可以采用激光切割，从而提高第一叠片单元的裁切质量。

继续参照图4，在一些实施例中，第一供料模块还包括第二变距装置180，第二变距装置180布置在第二裁切装置170的下游。第二变距装置180使第一叠片单元的排列变得松散。第一供料模块还包括补片装置190，补片装置190布置在第二变距装置180的下游，补片装置190用于接收不合格的第一叠片单元并用合格的第一叠片单元补足。

在一些实施例中，第一供料模块包括两个隔膜放卷装置150，第一供料模块在第一极片的两侧复合隔膜，相应地第二叠片单元为未复合隔膜的第二极片。参照图4，此时第二供料模块包括依次布置的第二极片放卷装置210、第二纠偏装置220、第三裁切装置230和第三变距装置240。复合叠片设备还包括第三供料模块，第三供料模块包括尾片上料装置310和除尘装置320，第三供料模块用于提供尾片。

在一些实施例中，叠片模块包括回流线430，叠片治具440安装在回流线上，回流线驱动叠片治具在叠片工位、热压工位和下料工位之间循环运动。回流线使得叠片治具440能够用于电芯的热压，减少电芯在不同承载平台之间的转移次数，提高电芯的质量，下料之后叠片治具440回流重新承接新的电芯。

在一些实施例中，叠片模块包括第一热压装置450和第二热压装置460，第一热压装置450和第二热压装置460位于热压工位。第一热压装置450用于热压电芯的中部，第二热压装置460用于热压电芯的外周。具体来说，叠片治具440可以包括固定设置的叠片平台以及可活动的压紧件，压紧件能够压住电芯的外周，叠片以及热压时，通过压紧件的活动避让或压紧电芯。

第一热压装置450和第二热压装置460的热压头的表面可以设置防粘涂层，避免解除热压时带动电芯偏移，除此之外，叠片平台还可以安装发热件，从而对电芯进行预热，提高热压的效率和质量。叠片平台上还可以开设吸附孔，吸附孔通过负压吸附电芯，防止电芯的位置偏移。

在一些实施例中，叠片模块还包括出料装置470，出料装置470位于出料工位。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在一些可选择的实施例中，在方框图中提到的功能/操作可以不按照操作示图提到的顺序发生。例如，取决于所涉及的功能/操作，连续示出的两个方框实际上可以被大体上同时地执行或方框有时能以相反顺序被执行。此外，在本申请的流程图中所呈现和描述的实施例以示例的方式被提供，目的在于提供对技术更全面的理解。所公开的方法不限于本文所呈现的操作和逻辑流程。可选择的实施例是可预期的，其中各种操作的顺序被改变以及其中被描述为较大操作的一部分的子操作被独立地执行。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种复合叠片方法，其特征在于，包括：

获取第一叠片单元和第二叠片单元；

叠放所述第一叠片单元和所述第二叠片单元，以形成电芯；

其中，所述获取第一叠片单元，包括：

分别提供第一极片的料带以及隔膜的料带；

裁切所述第一极片的料带，形成多组所述第一极片；

变距所述第一极片，以减小所述第一极片之间的间距；

将所述隔膜的料带复合至所述第一极片的一侧或者两侧，形成所述第一叠片单元的料带；

裁切所述第一叠片单元的料带，形成多组所述第一叠片单元。

2.根据权利要求1所述的复合叠片方法，其特征在于：裁切所述第一叠片单元的料带，形成多组所述第一叠片单元之后，还包括：变距所述第一叠片单元，以增大一组中各个所述第一叠片单元之间的间距。

3.根据权利要求1或2所述的复合叠片方法，其特征在于：裁切所述第一叠片单元的料带，形成多组所述第一叠片单元之后，还包括：检测所述第一叠片单元的质量，剔除不合格的所述第一叠片单元并补片。

4.根据权利要求1所述的复合叠片方法，其特征在于：叠放所述第一叠片单元和所述第二叠片单元，以形成电芯，包括：

交替地向叠片治具放置所述第一叠片单元和所述第二叠片单元；

其中，所述叠片治具包括固定设置的叠片平台以及可活动的压紧件，放置前，所述压紧件首先向远离所述叠片平台的方向运动，之后打开避让，完成一次放置之后，所述压紧件首先合拢复位，之后压向所述叠片平台，以压紧堆叠中的所述电芯。

5.根据权利要求4所述的复合叠片方法，其特征在于：叠放所述第一叠片单元和所述第二叠片单元，以形成电芯之后，还包括：

热压所述电芯；

其中，对所述电芯进行两次热压，在第一次热压中，对所述电芯的中部进行热压，在第二次热压中，对所述电芯的外周或者对所述电芯的整个表面进行热压。

6.根据权利要求5所述的复合叠片方法，其特征在于：在第一次热压中，所述压紧件压紧所述电芯的外周，在第二次热压中，所述压紧件打开。

7.一种复合叠片设备，其特征在于，包括：

第一供料模块，所述第一供料模块用于提供第一叠片单元，所述第一供料模块包括第一极片放卷装置、隔膜放卷装置、第一裁切装置、第一变距装置、复合装置以及第二裁切装置，所述第一极片放卷装置用于提供第一极片的料带，所述第一裁切装置、所述第一变距装置、所述复合装置以及所述第二裁切装置沿所述第一极片的输送方向依次布置，所述隔膜放卷装置用于提供隔膜，所述隔膜放卷装置布置在所述复合装置的上游；

第二供料模块，所述第二供料模块用于提供第二叠片单元；

叠片模块，所述叠片模块布置在所述第一供料模块和所述第二供料模块的下游，所述叠片模块包括叠片治具。

8.根据权利要求7所述的复合叠片设备，其特征在于：所述第一供料模块还包括第二变距装置，所述第二变距装置布置在所述第二裁切装置的下游。

9.根据权利要求7所述的复合叠片设备，其特征在于：所述叠片模块包括回流线，所述叠片治具安装在所述回流线上，所述回流线驱动所述叠片治具在叠片工位、热压工位和下料工位之间循环运动。

10.根据权利要求9所述的复合叠片设备，其特征在于：所述叠片模块包括第一热压装置和第二热压装置，所述第一热压装置和所述第二热压装置位于所述热压工位。

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