CN116706256B - 电池极片叠片方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池极片叠片方法，属于电池制造工艺领域，其包括以下步骤：将多个第一极片沿着下隔膜的长度方向等间隔放置在下隔膜上；将上隔膜覆盖在第一极片上，下隔膜、第一极片和上隔膜配合形成层叠料带；对每个第一极片周侧的下隔膜和上隔膜进行超声波焊接，以形成封装第一极片的袋体；裁切焊接后的层叠料带，以形成包含多个第一极片的极片单元；对多个极片单元和多个与第一极片极性相反的第二极片依次叠置，每层的第二极片与极片单元的第一极片一一对应；裁切叠置后的极片单元，以分离相邻的第一极片。本发明采用上述方式，能耗低，对隔膜材质无特定要求，可靠性和效率更高。

Description

电池极片叠片方法

技术领域

本发明涉及电池制造工艺技术领域，特别涉及一种电池极片叠片方法。

背景技术

现有的叠片型锂电池装配工艺中，需要先将正极片或负极片与隔膜做成极片复合单元，再进行叠片。现有技术中，通常采用热复合方式或者热熔制袋的方式实现极片和隔膜的复合。热复合方式是通过加热结构对上隔膜和下隔膜进行加热，并将上隔膜与极片的上端面辊压复合在一起，下隔膜与极片的下端面压辊复合在一起，该种方式能耗较高，效率低，对隔膜材质有特定要求，且隔膜大面积加热加压会对隔膜的性能产生影响。热融制袋方式是将上隔膜和下隔膜分别置于极片的上端面和下端面，并通过加热结构对上隔膜和下隔膜的边缘进行加热加压，制成容纳极片的袋体，该种方式同样有能耗较高，效率低且对隔膜材质有特定要求的缺点。

因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的所述缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池极片叠片方法，能耗低，效率高，对隔膜材质无特定要求，且不会影响隔膜的性能。

本发明的目的是通过以下技术方案实现：一种电池极片叠片方法，包括以下步骤：

将多个第一极片沿着下隔膜的长度方向等间隔放置在所述下隔膜上；

将上隔膜覆盖在所述第一极片上，所述下隔膜、所述第一极片和所述上隔膜配合形成层叠料带；

对每个所述第一极片周侧的所述下隔膜和所述上隔膜进行超声波焊接，以形成封装所述第一极片的袋体；

裁切焊接后的所述层叠料带，以形成包含多个所述第一极片的极片单元；

对多个所述极片单元和多个与所述第一极片极性相反的第二极片依次叠置，每层的所述第二极片与所述极片单元的所述第一极片一一对应；

裁切叠置后的所述极片单元，以分离相邻的所述第一极片。

进一步地，所述将多个第一极片沿着下隔膜的长度方向等间隔放置在所述下隔膜上的步骤中，下隔膜料带将所述下隔膜放卷至第一输送线并进行输送，在所述下隔膜移动过程中，所述第一极片和所述上隔膜依次叠置在所述下隔膜上。

进一步地，所述将多个第一极片沿着下隔膜的长度方向等间隔放置在所述下隔膜上的步骤中，对第一极片料带放卷并模切，得到所述第一极片，所述第一极片通过第二输送线输送向所述第一输送线。

进一步地，所述对第一极片料带放卷并模切，得到所述第一极片，所述第一极片通过第二输送线输送向所述第一输送线的步骤之后，通过纠正机构调整所述第一极片的位置偏差，以使多个所述第一极片沿着所述下隔膜的长度方向等间隔布置，且所述第一极片的长边侧与所述下隔膜的输送方向相垂直。

进一步地，所述通过纠正机构调整所述第一极片的位置偏差，以使多个所述第一极片沿着所述下隔膜的长度方向等间隔布置，且所述第一极片的长边侧与所述下隔膜的输送方向相垂直的步骤之前，对所述下隔膜上的所述第一极片进行预压，以平整所述第一极片。

进一步地，所述将上隔膜覆盖在所述第一极片上，所述下隔膜、所述第一极片和所述上隔膜配合形成层叠料带的步骤中，上隔膜料带将所述上隔膜放卷至所述第一输送线。

进一步地，所述裁切焊接后的所述层叠料带，以形成包含多个所述第一极片的极片单元的步骤中，所述层叠料带通过裁切装置进行裁切，所述裁切装置包括牵引机构和第一裁切机构，所述牵引机构适于随所述第一输送线同步移动，以牵引和张紧所述层叠料带，所述第一裁切机构适于沿着所述第一输送线的输送方向移动，并调整裁切位置。

进一步地，所述对多个所述极片单元和多个与所述第一极片极性相反的第二极片依次叠置，每层的所述第二极片与所述极片单元的所述第一极片一一对应的步骤中，每次搬运所述第二极片时，同时搬运多个与所述极片单元的所述第一极片数量相同的所述第二极片。

进一步地，所述对多个所述极片单元和多个与所述第一极片极性相反的第二极片依次叠置，每层的所述第二极片与所述极片单元的所述第一极片一一对应的步骤之前，对第二极片料带放卷并模切，得到所述第二极片。

进一步地，所述裁切叠置后的所述极片单元，以分离相邻的所述第一极片的步骤中，通过第二裁切机构同时对所述极片单元的多个所述第一极片进行裁切。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用超声波焊接的方式对上隔膜和下隔膜进行焊接，能耗低，对隔膜材质无特定要求，且不会对隔膜进行大面积加热加压，确保隔膜性能；由于第一极片封装在由上隔膜和下隔膜配合成的袋体中，对第一极片周侧的包裹性佳，叠片时，极片无错位、掉粉风险；此外，由于焊接层叠料带所需时间较少，而裁切层叠料带所需时间较长，通过将层叠料带裁切成包含多个第一极片的极片单元，能够使裁切和焊接高效配合，并在极片单元和第二极片依次叠置后，对叠置的极片单元进行二次裁切，从而提高效率。

附图说明

图1是本发明中层叠料带和第二极片的分解结构示意图。

图2是本发明中袋体和第一极片的结构示意图。

图3是本发明中下隔膜放卷机构的结构示意图。

图4是本发明中第一输送线和第二输送线的安装示意图。

图5是本发明中纠正机构和压辊机构的安装示意图。

图6是本发明中安装杆和拨爪的结构示意图。

图7是本发明中上隔膜放卷机构的结构示意图。

图8是本发明中压辊机构、纠正机构、超声波焊接机构和裁切装置的安装示意图。

图9是本发明中超声波焊接机构的结构示意图。

100、层叠料带；110、第一极片；120、下隔膜料带；121、下隔膜；130、上隔膜料带；131、上隔膜；140、袋体；200、第二极片；310、第一输送线；320、第二输送线；330、排废结构；410、下隔膜放卷机构；420、上隔膜放卷机构；500、纠正机构；510、纠正驱动件；520、纠正组件；521、安装杆；522、拨爪；5221、拨动面；600、压辊机构；700、超声波焊接机构；710、焊接驱动件；720、超声波焊头；721、焊接部；810、牵引机构；811、第一架体；812、夹持组件；813、升降驱动件；814、第一丝杆组件；820、第一裁切机构；821、第二架体；822、切刀组件；823、第二丝杆组件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，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它实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1所示，对应于本发明一种较佳实施例的电池极片叠片方法，包括以下步骤：

将多个第一极片110沿着下隔膜121的长度方向等间隔放置在下隔膜121上；

将上隔膜131覆盖在第一极片110上，下隔膜121、第一极片110和上隔膜131配合形成层叠料带100；

对每个第一极片110周侧的下隔膜121和上隔膜131进行超声波焊接，以形成封装第一极片110的袋体140；

裁切焊接后的层叠料带100，以形成包含多个第一极片110的极片单元；

对多个极片单元和多个与第一极片110极性相反的第二极片200依次叠置，每层的第二极片200与极片单元的第一极片110一一对应；

裁切叠置后的极片单元，以分离相邻的第一极片110。

本发明采用超声波焊接的方式对上隔膜131和下隔膜121进行焊接，能耗低，对隔膜材质无特定要求，且不会对隔膜进行大面积加热加压，确保隔膜性能；由于第一极片110封装在由上隔膜131和下隔膜121配合成的袋体140中，对第一极片110周侧的包裹性佳，叠片时，极片无错位、掉粉风险；此外，由于焊接层叠料带100所需时间较少，而裁切层叠料带100所需时间较长，通过将层叠料带100裁切成包含多个第一极片110的极片单元，能够使裁切和焊接高效配合，并在极片单元和第二极片200依次叠置后，对叠置的极片单元进行二次裁切，从而提高效率。

进一步地，在上述将多个第一极片110沿着下隔膜121的长度方向等间隔放置在下隔膜121上的步骤中，下隔膜料带120将下隔膜121放卷至第一输送线310并进行输送，在下隔膜121移动过程中，第一极片110和上隔膜131依次叠置在所述下隔膜121上。具体地，下隔膜料带120通过下隔膜放卷机构410进行放卷，第一输送线310为真空吸附式循环导轨输送线，其包括输送部分和位于输送部分下方的回流部分，放卷出的下隔膜121置于第一输送线310的输送部分上，并被吸附，第一输送线310带动下隔膜121进行移动。

进一步地，在上述将多个第一极片110沿着下隔膜121的长度方向等间隔放置在下隔膜121上的步骤中，对第一极片料带（图未示）放卷并模切，以得到第一极片110。

具体地，第一极片料带通过第一极片放卷机构（图未示）放卷至第一模切机构（图未示），第一模切机构对第一极片料带进行模切。第一模切机构下游设置有第二输送线320，第一极片110通过第二输送线320输送向第一输送线310，第二输送线320与第一输送线310类似，第二输送线320位于第一输送线310上方，第二输送线320适于带动第一极片110自其输送部分转至回流部分，接着第二输送线320的回流部分取消对第一极片110的吸附，以使第一极片110落至下隔膜121上。在第二输送线320和第一输送线310的同步配合下，多个第一极片110能够等间隔地置于下隔膜121上。

优选地，第二输送线320处设有视觉检测结构（图未示），第二输送线320下方设有排废结构330，视觉检测结构适于对第二输送线320上的第一极片110进行检测，当存在不合格的第一极片110上，第二输送线320带动第一极片110流至回流部分，并取消吸附，第一极片110在重力作用下落至排废结构330中。

此外，由于第二输送线320上的第一极片110落至第一输送线310时，第一极片110可能存在位置偏差，为了避免上述情况发生，优选地，在第一极片料带放卷并模切，得到第一极片110，第一极片110通过第二输送线320输送向第一输送线310的步骤之后，通过纠正机构500调整第一极片110的位置偏差，以确保多个第一极片110沿着下隔膜121的长度方向等间隔布置，且第一极片110的长边侧与下隔膜121的输送方向相垂直，便于确保后续的焊接精度。

纠正机构500包括纠正驱动件510和与纠正驱动件510传动连接的纠正组件520，纠正组件520位于第一输送线310上方，纠正组件520包括安装杆521和固定在安装杆521两侧的两个拨爪522，拨爪522分别与第一极片110长边的两侧相对应，拨爪522具有垂直于第一输送线310输送方向的拨动面5221，纠正驱动件510可驱动纠正组件520下降，以使拨动面5221与第一极片110的长边侧相对设置，且纠正驱动件510还可驱动纠正组件520沿着第一输送线310的输送方向移动，以使拨动面5221与第一极片110的长边侧相接触，并沿着第一输送线310的输送方向拨动第一极片110，以纠正第一极片110的位置。

进一步地，在通过纠正机构500调整第一极片110的位置偏差，以使多个第一极片110沿着下隔膜121的长度方向等间隔布置，且第一极片110的长边侧与下隔膜121的输送方向相垂直的步骤之前，对下隔膜121上的第一极片110进行预压，以平整第一极片110，确保第一极片110和下隔膜121紧密贴合。具体地，纠正机构500的上游设置有压辊机构600，压辊机构600位于第一输送线310上方，以对流经压辊机构600的下隔膜121和第一极片110进行紧压。

进一步地，将上隔膜131覆盖在第一极片110上，下隔膜121、第一极片110和上隔膜131配合形成层叠料带100的步骤中，上隔膜料带130将上隔膜131放卷至第一输送线310。

具体地，上隔膜料带130通过上隔膜放卷机构420放卷向第一输送线310，以使上隔膜131覆盖第一极片110。下隔膜放卷机构410、第二输送线320、以及上隔膜放卷机构420沿着第一输送线310的输送方向依次布置。压辊机构600和纠正机构500位于第二输送线320和上隔膜放卷机构420之间。

进一步地，上隔膜放卷机构420下游设有超声波焊接机构700，层叠料带100通过超声波焊接机构700进行焊接。超声波焊接机构700包括焊接驱动件710和与焊接驱动件710传动连接的超声波焊头720，超声波焊头720位于第一输送线310上方，焊接驱动件710可驱动超声波焊头720下降，以焊接上隔膜131和下隔膜121。超声波焊头720的底面凸设有多个焊接部721，当第一极片110位于超声波焊头720正下方时，多个焊接部721在竖直方向上的投影围设在第一极片110的外周。

进一步地，在裁切焊接后的层叠料带100，以形成包含多个第一极片110的极片单元的步骤中，层叠料带100通过裁切装置进行裁切，裁切装置位于超声波焊接机构700下游，裁切装置包括牵引机构810和第一裁切机构820，牵引机构810适于随第一输送线310同步移动，以牵引和张紧层叠料带100，第一裁切机构820适于沿着第一输送线310的输送方向移动，并调整裁切位置，以提高裁切精度，确保每次裁切出的极片单元在第一输送线310输送方向的尺寸保持一致。

第一裁切机构820位于牵引机构810上游，第一裁切机构820和牵引机构810均与第一输送线310滑动连接，牵引机构810用于夹持层叠料带100的端部，每当第一裁切机构820裁切牵引机构810牵引的层叠料带100后，牵引机构810松开裁切出的极片单元，并重新夹持层叠料带100新的端部。

牵引机构810包括与第一输送线310滑动连接的第一架体811、设置在第一架体811上的夹持组件812和升降驱动件813，第一输送线310上设有第一丝杆组件814，第一丝杆组件814与第一架体811传动连接，以驱动第一架体811沿着第一输送线310的输送方向移动，夹持组件812位于第一输送线310上方，升降驱动件813可带动夹持组件812升降，以靠近或远离第一输送线310，夹持组件812适于夹持或松开层叠料带100。工作时，升降驱动件813带动夹持组件812置于第一输送线310上，以夹持层叠料带100，第一丝杆组件814驱动第一架体811移动，以对层叠料带100进行牵引；当第一裁切机构820裁切层叠料带100后，夹持组件812松开极片单元，升降驱动件813带动夹持组件812上升，并在第一丝杆组件814的驱动下移至层叠料带100新的端部上方，从而重新夹持层叠料带100。

第一裁切机构820包括第二架体821、设置在第二架体821上的切刀组件822，第一输送线310上设有第二丝杆组件823，第二丝杆组件823与第二架体821传动连接，以驱动第二架体821沿着第一输送线310的输送方向移动，切刀组件822位于第一输送线310上方，并可对层叠料带100进行裁切。

进一步地，对多个极片单元和多个与第一极片110极性相反的第二极片200依次叠置，每层的第二极片200与极片单元的第一极片110一一对应的步骤之前，对第二极片料带（图未示）放卷并模切，得到第二极片200。

具体地，第二极片料带通过第二极片放卷机构（图未示）放卷至第二模切机构（图未示），第二模切机构对第二极片料带进行模切。第二模切机构的下游设置有输送结构（图未示），输送结构适于将第二极片200输送至层叠机构（图未示）处。第一输送线310适于将极片单元输送至层叠机构处，层叠机构能够分别抓取极片单元和第二极片200，以依次叠置。

进一步地，在对多个极片单元和多个与第一极片110极性相反的第二极片200依次叠置，每层的第二极片200与极片单元的所述第一极片110一一对应的步骤中，每次搬运第二极片200时，同时搬运多个与极片单元的第一极片110数量相同的第二极片200。

具体地， 层叠机构包括抓取极片单元的第一机械手和抓取第二极片200的第二机械手，第一机械手包括多个沿着第一输送线310的输送方向布置的第一吸附件，以便可靠地吸附极片单元，第二机械手包括多个沿着输送结构的输送方向布置的第二吸附件，以同时吸附多个与极片单元的第一极片110数量相同的第二极片200，从而提高堆叠效率。

进一步地，裁切叠置后的极片单元，以分离相邻的第一极片110的步骤中，通过第二裁切机构（图未示）同时对极片单元的多个第一极片110进行裁切。具体地，第二裁切机构包括多个裁切刀和驱动裁切刀靠近或远离极片单元的裁切驱动件，多个裁切刀与相邻两个第一极片110之间的焊接区域一一相对应，第二裁切机构一次裁切，能够同时对多个极片单元以及每个极片单元的多个第一极片110进行裁切，从而提高整个叠片效率。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种电池极片叠片方法，其特征在于，包括以下步骤：

将多个第一极片（110）沿着下隔膜（121）的长度方向等间隔放置在所述下隔膜（121）上；

将上隔膜（131）覆盖在所述第一极片（110）上，所述下隔膜（121）、所述第一极片（110）和所述上隔膜（131）配合形成层叠料带（100）；

对每个所述第一极片（110）周侧的所述下隔膜（121）和所述上隔膜（131）进行超声波焊接，以形成封装所述第一极片（110）的袋体（140）；

裁切焊接后的所述层叠料带（100），以形成包含多个所述第一极片（110）的极片单元；

对多个所述极片单元和多个与所述第一极片（110）极性相反的第二极片（200）依次叠置，每层的所述第二极片（200）与所述极片单元的所述第一极片（110）一一对应；

裁切叠置后的所述极片单元，以分离相邻的所述第一极片（110）；

其中，所述裁切焊接后的所述层叠料带（100），以形成包含多个所述第一极片（110）的极片单元的步骤中，所述层叠料带（100）通过裁切装置进行裁切，所述裁切装置包括牵引机构（810）和第一裁切机构（820），所述牵引机构（810）适于随第一输送线（310）同步移动，以牵引和张紧所述层叠料带（100），所述第一裁切机构（820）适于沿着所述第一输送线（310）的输送方向移动，并调整裁切位置；

所述牵引机构（810）包括与所述第一输送线（310）滑动连接的第一架体（811）、设置在所述第一架体（811）上用于夹持或松开所述层叠料带（100）的夹持组件（812）和驱动所述夹持组件（812）升降的升降驱动件（813），所述第一输送线（310）上设有第一丝杆组件（814），所述第一丝杆组件（814）与所述第一架体（811）传动连接，以驱动所述第一架体（811）沿着所述第一输送线（310）的输送方向移动；

所述第一裁切机构（820）包括第二架体（821）、设置在所述第二架体（821）上的切刀组件（822），所述第一输送线（310）上设有第二丝杆组件（823），所述第二丝杆组件（823）与所述第二架体（821）传动连接，以驱动所述第二架体（821）沿着所述第一输送线（310）的输送方向移动；

所述对多个所述极片单元和多个与所述第一极片（110）极性相反的第二极片（200）依次叠置，每层的所述第二极片（200）与所述极片单元的所述第一极片（110）一一对应的步骤中，每次搬运所述第二极片（200）时，同时搬运多个与所述极片单元的所述第一极片（110）数量相同的所述第二极片（200）。

2.如权利要求1所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述将多个第一极片（110）沿着下隔膜（121）的长度方向等间隔放置在所述下隔膜（121）上的步骤中，下隔膜料带（120）将所述下隔膜（121）放卷至第一输送线（310）并进行输送，在所述下隔膜（121）移动过程中，所述第一极片（110）和所述上隔膜（131）依次叠置在所述下隔膜（121）上。

3.如权利要求2所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述将多个第一极片（110）沿着下隔膜（121）的长度方向等间隔放置在所述下隔膜（121）上的步骤中，对第一极片料带放卷并模切，得到所述第一极片（110），所述第一极片（110）通过第二输送线（320）输送向所述第一输送线（310）。

4.如权利要求3所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述对第一极片料带放卷并模切，得到所述第一极片（110），所述第一极片（110）通过第二输送线（320）输送向所述第一输送线（310）的步骤之后，通过纠正机构（500）调整所述第一极片（110）的位置偏差，以使多个所述第一极片（110）沿着所述下隔膜（121）的长度方向等间隔布置，且所述第一极片（110）的长边侧与所述下隔膜（121）的输送方向相垂直。

5.如权利要求4所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述通过纠正机构（500）调整所述第一极片（110）的位置偏差，以使多个所述第一极片（110）沿着所述下隔膜（121）的长度方向等间隔布置，且所述第一极片（110）的长边侧与所述下隔膜（121）的输送方向相垂直的步骤之前，对所述下隔膜（121）上的所述第一极片（110）进行预压，以平整所述第一极片（110）。

6.如权利要求2所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述将上隔膜（131）覆盖在所述第一极片（110）上，所述下隔膜（121）、所述第一极片（110）和所述上隔膜（131）配合形成层叠料带（100）的步骤中，上隔膜料带（130）将所述上隔膜（131）放卷至所述第一输送线（310）。

7.如权利要求1所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述对多个所述极片单元和多个与所述第一极片（110）极性相反的第二极片（200）依次叠置，每层的所述第二极片（200）与所述极片单元的所述第一极片（110）一一对应的步骤之前，对第二极片料带放卷并模切，得到所述第二极片（200）。

8.如权利要求1所述的电池极片叠片方法，其特征在于，所述裁切叠置后的所述极片单元，以分离相邻的所述第一极片（110）的步骤中，通过第二裁切机构同时对所述极片单元的多个所述第一极片（110）进行裁切。