CN116914272B - 极片折叠控制方法、装置、极片折叠装置及电池生产系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种极片折叠控制方法、装置、极片折叠装置及电池生产系统,在极片组进行折叠过程中,控制输送部件工作,驱使极片组朝向叠台运动。当叠台上开始有或者已经有叠片区进行折叠时,控制输送部件和叠台中至少一者发生运动,使得输送部件的输送端和叠台的工作面的至少部分之间的距离被拉开。这样可为叠片区的折叠提供让位空间,便于其在折叠时的应力释放,降低处于正在折叠状态的叠片区对还未折叠的叠片区的拉扯力,减少叠片区在折叠处的弯曲翘起程度。此时形成叠片结构在折叠处产生间隙异常的几率降低,从而有效降低极片在折叠处发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
Description
技术领域
本申请涉及电池生产技术领域,特别是涉及极片折叠控制方法、装置、极片折叠装置及电池生产系统。
背景技术
电极组件是电池中发生电化学反应的部件,其主要由正极片和负极片卷绕或叠片形成,且通常在负极片与正极片之间设有隔膜。在叠片过程中,可将叠合的负极片、隔膜和正极片进行折叠。然而,受限于传统极片折叠方式的缺陷,易导致极片在折叠处发生析锂现象,影响叠片电池的品质。
发明内容
基于此,有必要提供一种极片折叠控制方法、装置、极片折叠装置及电池生产系统,降低极片在折叠处发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
第一方面,本申请提供了一种极片折叠控制方法,极片折叠机构包括叠台及用于输送极片组的输送部件,其中,极片组沿自身长度方向具有若干叠片区;极片折叠控制方法包括如下步骤:控制输送部件驱使极片组朝向叠台输送;响应于叠片区在叠台上折叠,控制输送部件和/或叠台运动,以使输送部件作用在极片组上的输送端与叠台的工作面的至少部分之间的连线距离增大。
上述的极片折叠控制方法,在极片组进行折叠过程中,控制输送部件工作,驱使极片组朝向叠台运动。当叠台上开始有或者已经有叠片区进行折叠时,控制输送部件和叠台中至少一者发生运动,使得输送部件的输送端和叠台的工作面的至少部分之间的距离被拉开。这样可为叠片区的折叠提供让位空间,便于其在折叠时的应力释放,降低处于正在折叠状态的叠片区对还未折叠的叠片区的拉扯力,减少叠片区在折叠处的弯曲翘起程度。此时形成叠片结构在折叠处产生间隙异常的几率降低,从而有效降低极片在折叠处发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
在一些实施例中,控制输送部件和/或叠台运动的步骤,包括:控制输送部件和/或叠台在预设方向上连续且周期性执行移动策略,移动策略包括驱使输送部件和叠台中至少一者沿相互远离的方向移动;驱使输送部件和叠台中至少一者沿相互靠拢的方向移动,其中,预设方向为输送部件与叠台之间间隔的方向。如此设计,在极片组进行折叠过程中,控制输送部件和叠台中至少一者周期性执行移动策略,为叠片区的折叠过程提供有效的让位空间,便于叠片区上的受力进行释放,减轻叠片区上的弯曲翘起程度,提升叠片电池的品质。
在一些实施例中,在执行移动策略的步骤中,包括:控制输送部件和叠台中至少一者沿相互远离的方向的移动量为第一位移;控制输送部件和叠台中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移,其中,第二位移小于等于第一位移。如此,在执行移动策略时,控制输送部件或叠台沿相互靠拢的方向的移动量至少不超出输送部件或叠台沿相互远离的方向的移动量,在满足减轻极片组在折叠处发生弯曲程度的前提下,使得输送部件与叠台之间的间距保持不变或增大,一定程度上有利于极片组的折叠稳定运行。
在一些实施例中,第一位移大于第二位移,且两者之间的差值记为W,叠片区中极片组的厚度记为h,其中,1≤/>W/h≤5。如此,将/>W/h的取值控制在1~5之间,使得每次折叠之后,输送部件与叠台之间均保持足够空间,方便极片组在叠台上稳定折叠,提升折叠工艺的稳定性。
在一些实施例中,W/h还满足的条件为:2≤/>W/h≤3。如此,将/>W/h的取值进一步控制在2~3之间,使得每次折叠之后,输送部件与叠台之间的空间控制更为合理,从而使得极片组在叠台上的折叠工艺更加稳定。
在一些实施例中,控制输送部件和叠台中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移的步骤之后,包括:若第一位移等于第二位移时,响应于每执行完至少一次移动策略,控制输送部件和/或叠台沿相互远离的方向移动预设位移量。如此,能有效弥补因折叠次数的增加而压缩的空间,方便极片组进行折叠;同时,也便于极片组在折叠过程中应力释放,提升叠片电池的品质。
在一些实施例中,预设位移量与叠片区中极片组的厚度之比记为α,其中,1≤α≤5。如此,将预设位移量与叠片区中极片组的厚度之比控制在1~5,便于折叠之后输送部件或叠台后退合适的位移,为极片组在输送部件与叠台之间留有合理的空间,以实现稳定、有效的折叠工艺。
在一些实施例中,α还满足的条件为:2≤α≤3。如此,将α的取值进一步控制在2~3之间,使得每次折叠之后,输送部件与叠台之间的空间控制更为合理,从而使得极片组在叠台上的折叠工艺更加稳定。
在一些实施例中,在输送部件和叠台中至少一者沿相互远离的方向移动第一位移的情况下,控制输送部件的输送端对极片组沿朝叠台一侧方向的输送位移量为第三位移,其中,第三位移大于第一位移。如此,将第三位移控制大于第一位移,使得多余的输送量能驱使叠片区在叠台上继续折叠,从而在增大输送部件与叠台之间空间以便应力的释放的同时,使得极片组能稳定继续折叠。
在一些实施例中,第三位移与叠片区的长度之比记为η,其中,0.3≤η≤0.7。如此,将第三位移与叠片区的长度之比控制在0.3~0.7,使得极片组在输送部件或叠台完成移动策略的第一阶段时至少被输送了0.3的叠片区,有利于减轻极片组在折叠处的弯曲翘起,提升叠片电池的品质。
在一些实施例中,η还满足的条件为:0.45≤η≤0.55。如此,将第三位移与叠片区的长度之比进一步控制在0.45~0.55,有利于进一步对极片组折叠过程的有效控制,从而使得叠片电池品质的可控性更好。
在一些实施例中,第一位移与叠片区的长度之比记为λ,其中,0.1≤λ≤0.6。如此,将第一位移与叠片区的长度之比的取值控制在0.1~0.6之间,既能有效兼顾折叠过程中的应力释放,又能有效兼顾折叠效率。
在一些实施例中,λ还满足的条件为:0.4≤λ≤0.5。如此,将第一位移与叠片区的长度之比的取值进一步控制在0.4~0.5之间,便于对极片组的折叠过程有更精准控制。
在一些实施例中,在执行完移动策略的情况下,输送部件的输送端对极片组沿朝叠台一侧方向的输送位移量为至少一个叠片区的长度。如此,将移动策略的周期和输送部件的输送周期关联,使得极片组的折叠品质更为可控,产品的一致性更好。
在一些实施例中,控制输送部件和/或叠台运动的步骤之前,还包括:控制输送部件的输送端与叠台的工作面之间间距最小值为初始间距,其中,初始间距与叠片区的长度之比记为γ,1.2≤γ≤2。如此,将初始间距与叠片区的长度之比控制在1.2~2之间,使得输送部件与叠台之间具有一个可悬空的叠片区,使得折叠工艺能够稳定进行;同时也有利于提升折叠效率。
在一些实施例中,γ还满足的条件为:1.3≤γ≤1.6。如此,将初始间距与叠片区的长度之比进一步控制在1.3~1.6之间,便于对极片组的折叠更为精准控制,进一步提升折叠过程的稳定性和折叠效率。
在一些实施例中,响应于叠片区在叠台上折叠的步骤,包括:控制输送部件的输送端对极片组沿朝叠台一侧方向的输送位移量为第四位移,其中,第四位移与叠片区的长度之比记为ε,2≤ε≤10。如此,将输送部件的输送端对极片组的输送位移量和叠片区长度之比控制在2~10之间,使得至少一个叠片区已经在叠台上进行折叠,便于对折叠中的叠片区进行应力释放,减轻折叠处的弯曲翘起,提升叠片电池的品质。
在一些实施例中,ε还满足的条件为:2.1≤ε≤2.9。如此,将输送部件的输送端对极片组的输送位移量和叠片区长度之比进一步控制在2.1~2.9之间,减少移动策略执行前叠片区在叠台上的折叠数量,便于极片组上大部分折叠过程均能受到移动策略的改善,进一步提升叠片电池的品质。
第二方面,本申请提供了一种极片折叠控制装置,采用以上任一项的极片折叠控制方法,极片折叠控制装置包括:响应模块,用于判断叠片区是否在叠台上折叠;执行模块,用于控制输送部件工作,并能根据响应模块反馈的信号,控制输送部件和/或叠台运动。
第三方面,本申请提供了一种极片折叠装置,采用以上任一项的极片折叠控制方法,极片折叠装置包括:极片折叠机构,包括叠台及用于输送极片组并将极片组往复折叠在叠台上的输送部件;驱动机构,用于驱使输送部件和/或叠台运动。
在一些实施例中,输送部件与叠台沿预设方向间隔分布,驱动机构用于驱使输送部件与叠台中至少一者在预设方向上往复移动。如此,利用驱动机构驱使输送部件和/或叠台在预设方向上往复运动,便于在折叠过程中,拉开输送部件与叠台之间的间距,为叠片区的折叠过程提供有效的让位空间,便于叠片区上的受力进行释放,减轻叠片区上的弯曲翘起程度,提升叠片电池的品质。
第四方面,本申请提供了一种电池生产系统,电池生产系统包括以上的极片折叠装置。
附图说明
图1为本申请的一些实施例中所述的极片折叠控制方法流程示意图一。
图2为本申请的一些实施例中所述的极片组在折叠过程中结构示意图。
图3为本申请的一些实施例中所述的极片组在折叠处发生弯曲结构示意图。
图4为本申请的一些实施例中所述的叠片结构在折叠处的间隙结构示意图。
图5为本申请的一些实施例中所述的极片折叠控制方法流程示意图二。
图6为本申请的一些实施例中所述的极片组折叠过程的结构示意图,图6中的(a)~(c)分别为本申请的一些实施例中所述的极片组在折叠过程中不同阶段所对应的结构示意图。
图7为本申请的一些实施例中所述的极片折叠控制方法流程示意图三。
图8为本申请的一些实施例中所述的叠台的具体运动位置幅值曲线图。
图9为本申请的一些实施例中所述的极片折叠控制方法流程示意图四。
图10为本申请的另一些实施例中所述的极片组折叠过程的结构示意图,图10中的(a)~(d)分别为本申请的另一些实施例中所述的极片组在折叠过程中不同阶段所对应的结构示意图。
图11为本申请的一些实施例中所述的执行移动策略之前极片组在极片折叠机构中的结构示意图。
图12为本申请的一些实施例中所述的极片折叠控制装置结构示意图。
100、极片折叠装置;10、极片折叠机构;1a、第一位移;1b、第二位移;1c、第三位移;1d、预设位移量;1e、初始间距;1f、间隙;11、输送部件;111、第一辊;112、第二辊;113、输送端;12、叠台;121、工作面;20、极片组;21、叠片区;22、第一极片;23、第二极片;24、隔膜;25、折叠处;30、驱动机构;X、预设方向;200、响应模块;300、执行模块。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,这些术语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。
此外,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,若有出现术语“多个”,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系,除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池中,作为发生电化学反应的部件的电极组件,通常由正极片、隔膜和负极片叠片形成。在叠片过程中,可将叠合的负极片、隔膜和正极片形成的极片组按照Z字型结构进行折叠,例如:将极片组上的一个叠片区以右弯曲方向折叠在叠台上;折叠之后,再将与之连接的叠片区以左弯曲方向折叠;依次循环,形成Z字型叠片结构。以传统的折叠方式所形成的叠片电池,一般会在极片折叠处发生析锂问题,导致叠片电池的品质降低。
基于此,为了有效改善传统折叠方式形成的叠片结构易在折叠处出现析锂的问题,本申请提供了一种极片折叠控制方法,在极片组进行折叠过程中,控制输送部件工作,驱使极片组朝向叠台运动。当叠台上开始有或者已经有叠片区进行折叠时,控制输送部件和叠台中至少一者发生运动,使得输送部件的输送端和叠台的工作面的至少部分之间的距离被拉开。这样可为叠片区的折叠提供让位空间,便于其在折叠时的应力释放,降低处于正在折叠状态的叠片区对还未折叠的叠片区的拉扯力,减少叠片区在折叠处的弯曲翘起程度。此时形成叠片结构在折叠处产生间隙异常的几率降低,从而有效降低极片在折叠处发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
在本申请一些实施例中,电极组件是电池中发生电化学反应的部件,其可由正极片和负极片层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例,请参考图1与图2,本申请提供了一种极片折叠控制方法,极片折叠机构10包括叠台12及用于输送极片组20的输送部件11,其中,极片组20沿自身长度方向具有若干叠片区21。极片折叠控制方法包括如下步骤:
S100、控制输送部件11驱使极片组20朝向叠台12输送;
S200、响应于叠片区21在叠台12上折叠,控制输送部件11和/或叠台12运动,以使输送部件11作用在极片组20上的输送端113与叠台12的工作面121的至少部分之间的连线距离增大。
极片折叠机构10是指能将极片组20以Z字型往复折叠在叠台12上的设备;而极片组20是指第一极片22、隔膜24和第二极片23叠合形成的组合结构。为满足极片组20能连续以Z字型往复折叠形成叠片结构,极片组20沿自身长度方向具有若干连续且可折叠的叠片区21,相邻两个叠片区21之间均具有折痕。其中,折痕可设置在极片组20的一侧面,也可设置在极片组20的相对两侧面,即双面制痕。当然,叠片区21的概念也可通过极片组20上的折痕进行界定,比如:沿极片组20的长度方向,相邻两个折痕之间区域则为叠片区21。另外,需要解释的是:叠片区21进行折叠其实质是叠片区21内对应的部分极片组20进行折叠,为了便于表述,全文中将其简写成叠片区21折叠。
为满足各个叠片区21往复折叠(也可理解为左右折叠),可将第一极片22和隔膜24设计成连续的带状结构,第二极片23可模切成大小符合要求的结构,分别一对一对应设置各叠片区21中。同时,在相邻两个叠片区21中,两个第二极片23分别位于极片组20的不同侧。其中,第一极片22可为负极极片,第二极片23可为正极极片。
输送部件11是指为极片组20提供输送动力的设备,其可为辊轮结构,比如:输送部件11可以包括相互配合的第一辊111与第二辊112,极片组20夹持在第一辊111与第二辊112之间。此时,输送部件11作用在极片组20上的输送端113,可理解为第一辊111或第二辊112与极片组20接触的一端。当然,在一些实施例中,输送部件11的输送端113的确定,也可将第一辊111和第二辊112之间的圆心连线,连线与第一辊111或第二辊112上的交点也可视为输送部件11的输送端113。
叠台12是指用于承托叠片结构并为折叠过程提供支撑力的结构,例如:在折叠过程中,输送部件11将极片组20朝向叠台12运动,使得叠片区21的一端与叠台12的工作面121接触;随着输送的继续,叠片区21的一端以在工作面121上的接触点为折点,逐步向工作面121弯曲贴合。
当叠片区21一端以接触点为折点进行折叠时,叠片区21一端会受到叠台12上的拉扯力,会导致与之邻接的叠片区21一端受力发生弯曲翘起。例如:在一些实施例中,请参考图3,当一个叠片区21进行折叠时,该叠片区21会在折叠处25受到拉扯力,该拉扯力通过叠片区21传动至与之相邻接的叠片区21上,导致未进行折叠的叠片区21一端发生弯曲。这样形成的叠片结构会在折弯处发生弯曲翘起。而弯曲翘起会导致相邻两个折叠处25的间隙1f异常,如间隙1f过大,具体可参考图4,导致电解液浸润性变差,锂离子动力学较弱,从而导致折叠处25容易出现析锂现象。
此时,若增大工作面121至少一部分和输送部件11的输送端113之间的距离时,工作面121对叠片区21的拉扯力会被削弱,对与之邻接且未折叠的叠片区21弯曲翘起程度也随之降低。
在步骤S200中,驱使输送部件11和叠台12中至少一者运动的时机,可判断叠台12上是否有叠片区21正在折叠。若无叠片区21正在折叠,则不会产生叠片区21的一端发生弯曲,则无需驱使输送部件11和/或叠台12运动。
为降低叠片区21在折叠处25的弯曲翘起程度,输送部件11或叠台12的运动方式有多种,比如:输送部件11或叠台12上下往复移动;或者,输送部件11或叠台12绕各自的轴线旋转;又或者,输送部件11或叠台12可沿左右平移等。当然,两者部件也可同时运动,但各自的运动方式可不同,例如:输送部件11可上下移动,叠台12可左右平移等。
另外,输送部件11的输送端113与叠台12的工作面121的至少部分之间的连线距离增大,可理解为:输送部件11的输送端113和工作面121上至少一部分之间连线距离会增大,比如:当叠台12上下移动时,输送部件11的输送端113和叠台12的工作面121上任一处之间的距离会增大;当叠台12绕自身轴线旋转时,输送部件11的输送端113与叠台12的轴心之间距离不变,但输送端113和与轴心之外的部分之间的距离可增大等。
需要注意的是,本申请的实施例中“连线距离增大”并非指在输送部件11或叠台12的运动过程中,连线距离一直增大,而是在输送部件11或叠台12的运动时,输送部件11的输送端113与叠台12的工作面121的至少部分之间的连线距离会在一段时间内会增大,比如:随着输送部件11或叠台12的运动,输送部件11的输送端113与叠台12的工作面121的至少部分之间的连线距离可周期性呈现出先增大,后减小的规律。为便于理解,连线距离可参考图2中P表示的距离。
如此设计,可为叠片区21的折叠提供让位空间,便于其在折叠时的应力释放,降低处于正在折叠状态的叠片区21对还未折叠的叠片区21的拉扯力,减少叠片区21在折叠处25的弯曲翘起程度。此时形成叠片结构在折叠处25产生间隙1f异常的几率降低,从而有效降低极片在折叠处25发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,请参考图5,可选地,S200、控制输送部件11和/或叠台12运动的步骤,包括:
S210、控制输送部件11和/或叠台12在预设方向X上连续且周期性执行移动策略,移动策略包括驱使输送部件11和叠台12中至少一者沿相互远离的方向移动;驱使输送部件11和叠台12中至少一者沿相互靠拢的方向移动,其中,预设方向X为输送部件11与叠台12之间间隔的方向。
连续且周期性执行移动策略是指当输送部件11或叠台12完成了一个移动策略时,紧接着,再执行一个移动策略,如此循环往复。
移动策略是指在一个周期内,输送部件11或叠台12在预设方向X上先沿相互远离的方向移动;再以相互靠拢的方向移动。其中,“相互远离”是指输送部件11和叠台12之间相互远离;而“相互靠拢”是指输送部件11和叠台12之间相互靠拢。
需要解释的是,控制“输送部件11和/或叠台12”执行移动策略,可理解为:若输送部件11和叠台12中一者执行移动策略时,那么移动策略中的前后两个“输送部件11和叠台12中至少一者”均指的是输送部件11或者叠台12。若输送部件11和叠台12均参与执行移动策略,那么移动策略中的前后两个“输送部件11和叠台12中至少一者”均可为输送部件11和叠台12两者,也可分别为输送部件11和叠台12中不同的对象。例如:在同一移动策略中,输送部件11沿相互远离的方向移动后,叠台12可沿相互靠拢方向移动;或者,叠台12沿相互远离的方向移动后,输送部件11可沿相互靠拢方向移动等。
当叠片区21在叠台12上进行折叠时,请参考图6,图6中的(a)为本申请的一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台未执行移动策略时所对应的结构示意图;图6中的(b)为本申请的一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台下移第一位移时所对应的结构示意图;图6中的(c)为本申请的一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台上移第二位移时所对应的结构示意图。先驱使输送部件11或叠台12在预设方向X上移动,拉开输送部件11与叠台12之间的距离,为叠片区21的折叠提供让位空间,便于叠片区21上的拉扯力释放,减弱叠片区21一端的弯曲翘起程度。接着,驱使输送部件11或叠台12沿相反方向,即沿相互靠拢的方向移动,使得叠片区21完全折合在叠台12上。
为了进一步提升折叠效果,移动策略的执行时机可控制在叠片区21在叠台12上刚开始进行折叠时,也可理解为上一个叠片区21刚好完成折叠动作时。同时,移动策略的结束时机也可控制叠片区21完全折合在叠台12上时。
如此设计,在极片组20进行折叠过程中,控制输送部件11和叠台12中至少一者周期性执行移动策略,为叠片区21的折叠过程提供有效的让位空间,便于叠片区21上的受力进行释放,减轻叠片区21上的弯曲翘起程度,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参考图7,S210、在执行移动策略的步骤中,包括:
S211、控制输送部件11和叠台12中至少一者沿相互远离的方向的移动量为第一位移1a;
S212、控制输送部件11和叠台12中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移1b,其中,第二位移1b小于等于第一位移1a。
当第二位移1b小于第一位移1a时,说明输送部件11或叠台12每次执行完移动策略之后,输送部件11或叠台12所处的位置均不在同一位置上。为便于理解,以图6为例进行说明,叠台12被控制周期性执行移动策略,且叠台12处于输送部件11的下方。在折叠过程中,叠台12的位置会由第一位置下移至第二位置之后,再由第二位置上移至第三位置,此时第三位置低于原先的第一位置。如此循环,每次执行完移动策略之后,叠台12所处的位置会逐步下移。
为便于直观理解叠台12的移动轨迹,可将第一位移1a的值赋予为1。此时叠台12的具体运动位置幅值曲线可参考图8。考虑到随着折叠的继续,叠台12上被叠合的叠片区21的数量随之增多,叠台12与输送部件11之间的间距也随之减少,这样给叠片区21的折叠空间被逐步压缩。为此,本实施例控制第二位移1b小于第一位移1a,可增大输送部件11与叠台12之间的间距,以部分或全部弥补输送部件11与叠台12之间因折叠厚度增加而被压缩的空间,使得折叠工艺稳定运行。
当第二位移1b等于第一位移1a时,说明输送部件11或叠台12每次执行完移动策略之后,输送部件11或叠台12所处的位置均在同一位置上。为应对输送部件11与叠台12之间因被叠合的叠片区21的数量增多而缩小折叠空间的情形,可在输送部件11或叠台12被执行完移动策略之后,控制输送部件11或叠台12整体移动,以增大两者之间的空间。
需注意的是,控制输送部件11和叠台12中至少一者沿相互远离的方向的移动量为第一位移1a是指:若输送部件11和叠台12中一者被控制执行沿相互远离的方向移动时,输送部件11或叠台12的移动量为第一位移1a;若输送部件11和叠台12均被控制执行沿相互远离的方向移动时,输送部件11和叠台12的移动量之和为第一位移1a。
同样,控制输送部件11和叠台12中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移1b应理解为:若输送部件11和叠台12中一者被控制执行沿相互靠拢的方向移动时,输送部件11或叠台12的移动量为第二位移1b;若输送部件11和叠台12均被控制执行沿相互靠拢的方向移动时,输送部件11和叠台12的移动量之和为第二位移1b。
在执行移动策略时,控制输送部件11或叠台12沿相互靠拢的方向的移动量至少不超出输送部件11或叠台12沿相互远离的方向的移动量,在满足减轻极片组20在折叠处25发生弯曲程度的前提下,使得输送部件11与叠台12之间的间距保持不变或增大,一定程度上有利于极片组20的折叠稳定运行。
根据本申请的一些实施例,请参考图6,可选地,第一位移1a大于第二位移1b,且两者之间的差值记为W,叠片区21中极片组20的厚度记为h,其中,1≤/>W/h≤5。
第一位移1a大于第二位移1b,说明输送部件11或叠台12执行完一次移动策略后,其所在位置均不相同。同时,输送部件11与叠台12之间间距随执行移动策略的次数增加而增大,这样可有效解决因折叠次数增大而导致输送部件11与叠台12之间空间被压缩的问题。
叠片区21中极片组20的厚度是指叠片区21中第一极片22、第二极片23和隔膜24之间厚度的总和。叠片区21中极片组20的厚度大小可根据叠片区21中实际结构设计而定,比如:叠片区21中,极片组20可以包括第一极片22、设于第一极片22相对两侧面的隔膜24、以及设于其中一隔膜24上的第二极片23。此时叠片区21中极片组20的厚度可为第一极片22、第二极片23以及两个隔膜24之间厚度的总和。
W/h可在1~5中取值,比如:/>W/h的值可为但不限于1、2、3、4、5等。
另外,当W/h取值为1时,说明输送部件11或叠台12执行移动策略之后的所在位置相对后移一个极片组20的厚度。若执行完移动策略之后,叠台12上正好叠合有一个叠片区21时,则可以正好弥补因叠片区21叠合在叠台12上而缩短叠台12与输送部件11之间的空间。同理当/>W/h取值为n时(n可为2~5),说明输送部件11或叠台12执行移动策略之后的所在位置相对后移n个极片组20的厚度。
将W/h的取值控制在1~5之间,使得每次折叠之后,输送部件11与叠台12之间均保持足够空间,方便极片组20在叠台12上稳定折叠,提升折叠工艺的稳定性。
根据本申请的一些实施例,可选地,W/h还满足的条件为:2≤/>W/h≤3。
W/h可在2~3中取值,比如:/>W/h的值可为但不限于2、2.2、2.4、2.6、2.8、3等。
将W/h的取值进一步控制在2~3之间,使得每次折叠之后,输送部件11与叠台12之间的空间控制更为合理,从而使得极片组20在叠台12上的折叠工艺更加稳定。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参考图9与图10,图10中的(a)为本申请的另一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台未执行移动策略时所对应的结构示意图;图10中的(b)为本申请的另一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台下移第一位移时所对应的结构示意图;图10中的(c)为本申请的另一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台上移第二位移时所对应的结构示意图;图10中的(d)为本申请的另一些实施例中所述的极片组在折叠过程中叠台下移预设位移量时所对应的结构示意图。S212、控制输送部件11和叠台12中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移1b的步骤之后,包括:
S213、若第一位移1a等于第二位移1b时,响应于每执行完至少一次移动策略,控制输送部件11和/或叠台12沿相互远离的方向移动预设位移量1d。
第一位移1a与第二位移1b相等,说明输送部件11或叠台12每次执行完移动策略后,其所在位置保持不变。但随着折叠次数的增多,叠台12上累起的叠片区21会压缩叠台12与输送部件11之间的空间,给极片组20在叠台12上的折叠带来不便;同时,也会影响叠片区21在折叠过程中的应力释放。
为此,当输送部件11或叠台12每执行完至少一次移动策略之后,控制输送部件11或叠台12整体沿相互远离的方向移动。其中,输送部件11或叠台12每执行完一次,输送部件11或叠台12沿相互远离的方向移动,也可每执行完多次之后,输送部件11或叠台12沿相互远离的方向移动等。具体到一些实施例中,当输送部件11或叠台12每执行完一次移动策略之后,输送部件11或叠台12被控制沿相互远离的方向移动。
需注意的是,控制输送部件11和/或叠台12沿相互远离的方向移动预设位移量1d是指:若输送部件11和叠台12中一者被控制执行沿相互远离的方向移动时,输送部件11或叠台12的移动量为预设位移量1d;若输送部件11和叠台12均被控制执行沿相互远离的方向移动时,输送部件11和叠台12的移动量之和为预设位移量1d。
如此设计,能有效弥补因折叠次数的增加而压缩的空间,方便极片组20进行折叠;同时,也便于极片组20在折叠过程中应力释放,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参考图10,预设位移量1d与叠片区21中极片组20的厚度之比记为α,其中,1≤α≤5。
α可在1~5之间取值,比如:α可为但不限于1、1.2、1.5、2.0、2.5、3、4、5等。当α取1时,输送部件11或叠台12沿相互远离的方向移动一个极片组20的厚度;当α取5时,输送部件11或叠台12沿相互远离的方向移动五个极片组20的厚度。
将预设位移量1d与叠片区21中极片组20的厚度之比控制在1~5,便于折叠之后输送部件11或叠台12后退合适的位移,为极片组20在输送部件11与叠台12之间留有合理的空间,以实现稳定、有效的折叠工艺。
根据本申请的一些实施例,可选地,α还满足的条件为:2≤α≤3。
α可在2~3中取值,比如:α的值可为但不限于2、2.2、2.4、2.6、2.8、3等。
将α的取值进一步控制在2~3之间,使得每次折叠之后,输送部件11与叠台12之间的空间控制更为合理,从而使得极片组20在叠台12上的折叠工艺更加稳定。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参考图6,在输送部件11和叠台12中至少一者沿相互远离的方向移动第一位移1a的情况下,控制输送部件11的输送端113对极片组20沿朝叠台12一侧方向的输送位移量为第三位移1c,其中,第三位移1c大于第一位移1a。
不难理解的是,由于输送部件11在折叠过程中一直处于工作状态,因此,在输送部件11或叠台12沿相互远离的方向移动时,输送部件11的输送端113也在驱使极片组20朝向叠台12一侧输送。此时当输送部件11或叠台12沿相互远离的方向移动第一位移1a时,极片组20的输送量则对应为第三位移1c。
又由于第三位移1c大于第一位移1a,因此,输送部件11或叠台12后移的量不会完全抵消极片组20朝叠台12一侧的输送量,这样多余的输送量会驱使叠片区21在叠台12上继续折叠。当然,要实现上述效果,可控制输送部件11的输送速度,如:辊轴的线速度等,大于输送部件11或叠台12沿相互远离方向的移动速度。
另外,在一些实施例中,当输送部件11或叠台12开始执行移动策略中的第一阶段,即输送部件11或叠台12开始沿相互远离的方向移动时,可控制其中一个叠片区21在叠台12上刚开始折叠或者折叠不久等。
将第三位移1c控制大于第一位移1a,使得多余的输送量能驱使叠片区21在叠台12上继续折叠,从而在增大输送部件11与叠台12之间空间以便应力的释放的同时,使得极片组20能稳定继续折叠。
根据本申请的一些实施例,可选地,第三位移1c与叠片区21的长度之比记为η,其中,0.3≤η≤0.7。
第三位移1c的合理取值,可确保输送部件11或叠台12在执行沿相互远离的方向移动的同时,叠台12上也对应有叠片区21处于折叠过程中。这样可使叠片区21的折叠过程能够有效利用输送部件11或叠台12相互远离移动的动作,释放应力,减轻极片组20在折叠处25的弯曲翘起。
η可在0.3~0.7之间取值,比如:η可为但不限于0.3、0.4、0.5、0.6、0.7等。当η为0.5时,说明输送部件11将极片组20输送了半个叠片区21。若以执行一次移动策略对应输送部件11输送一个叠片区21为例时,在执行移动策略过程中,执行完移动策略的第一阶段时,输送部件11对应输送一半的叠片区21;而执行完移动策略的第二阶段时,输送部件11则对应输送完另一半的叠片区21。其中,第一阶段为驱使输送部件11和/或叠台12沿相互远离的方向移动,第二阶段为驱使输送部件11和/或叠台12沿相互靠拢的方向移动。
为便于理解叠片区21的长度,以图2为例,叠片区21的长度可为图2中L所表示的尺寸。
将第三位移1c与叠片区21的长度之比控制在0.3~0.7,使得极片组20在输送部件11或叠台12完成移动策略的第一阶段时至少被输送了0.3的叠片区21,有利于减轻极片组20在折叠处25的弯曲翘起,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,可选地,η还满足的条件为:0.45≤η≤0.55。
η可在0.45~0.55之间取值,比如:η可为但不限于0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.50、0.51、0.52、0.53、0.54、0.55等。
将第三位移1c与叠片区21的长度之比进一步控制在0.45~0.55,有利于进一步对极片组20折叠过程的有效控制,从而使得叠片电池品质的可控性更好。
根据本申请的一些实施例,可选地,第一位移1a与叠片区21的长度之比记为λ,其中,0.1≤λ≤0.6。
第一位移1a与叠片区21的长度之比的取值可控制在0.1~0.6之间,若过小,输送部件11与叠台12之间增大的间距不足以叠片区21上的应力释放,导致折叠处25的弯曲程度较大;若过大,则导致输送部件11与叠台12之间间距过大,影响极片组20在叠台12上的折叠效率。
为此,将第一位移1a与叠片区21的长度之比的取值可为但不限于0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6等。当然,λ的取值还应小于η的取值。
如此设计,将第一位移1a与叠片区21的长度之比的取值控制在0.1~0.6之间,既能有效兼顾折叠过程中的应力释放,又能有效兼顾折叠效率。
根据本申请的一些实施例,可选地,λ还满足的条件为:0.4≤λ≤0.5。
第一位移1a与叠片区21的长度之比的取值可控制在0.4~0.5之间,比如:λ可为但不限于0.4、0.42、0.44、0.46、0.48、0.5等。
将第一位移1a与叠片区21的长度之比的取值进一步控制在0.4~0.5之间,便于对极片组20的折叠过程有更精准控制。
根据本申请的一些实施例,可选地,在输送部件11和/或叠台12执行完移动策略的情况下,输送部件11的输送端113对极片组20沿朝叠台12一侧方向的输送位移量为至少一个叠片区21的长度。
输送部件11和/或叠台12执行完移动策略时,输送部件11可输出一个叠片区21,也可输出两个以上的叠片区21。具体到一些实施例中,在输送部件11和/或叠台12执行完移动策略的情况下,输送部件11的输送端113对极片组20沿朝叠台12一侧方向的输送位移量为一个叠片区21的长度。
如此,将移动策略的周期和输送部件11的输送周期关联,使得极片组20的折叠品质更为可控,产品的一致性更好。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参考图11,S200、控制输送部件11和/或叠台12运动的步骤之前,还包括:
控制输送部件11的输送端113与叠台12的工作面121之间间距最小值为初始间距1e,其中,初始间距1e与叠片区21的长度之比记为γ,1.2≤γ≤2。
输送端113与工作面121之间间距最小值是指输送端113向工作面121作垂线,所得垂线段的长度为初始间距1e,具体可参考图11中的1e所表示的距离。
初始间距1e设定大小会影响极片组20在叠台12上的折叠效果,比如:若初始间距1e小于一个叠片区21的长度时,会造成同一叠片区21一部分还位于输送部件11上,另一部分已经在叠台12上进行折叠,导致叠片区21上的应力更难以释放,也无法正常进行Z字型往复折叠。若初始间距1e过大,会导致输送部件11与叠台12之间悬空有两个以上的叠片区21,这样在往复折叠中很容易出现折叠方向出现紊乱的现象;同时,也会降低折叠效率。
为此,初始间距1e与叠片区21的长度之比控制在1.2~2之间,比如:γ可为但不限于1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2等。
如此设计,将初始间距1e与叠片区21的长度之比控制在1.2~2之间,使得输送部件11与叠台12之间具有一个可悬空的叠片区21,使得折叠工艺能够稳定进行;同时也有利于提升折叠效率。
根据本申请的一些实施例,可选地,γ还满足的条件为:1.3≤γ≤1.6。
初始间距1e与叠片区21的长度之比控制在1.3~1.6之间,比如:γ可为但不限于1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6等。
如此,将初始间距1e与叠片区21的长度之比进一步控制在1.3~1.6之间,便于对极片组20的折叠更为精准控制,进一步提升折叠过程的稳定性和折叠效率。
根据本申请的一些实施例,可选地,响应于叠片区21在叠台12上折叠的步骤,包括:控制输送部件11的输送端113对极片组20沿朝叠台12一侧方向的输送位移量为第四位移,其中,第四位移与叠片区21的长度之比记为ε,2≤ε≤10。
输送部件11的输送端113对极片组20沿朝叠台12一侧方向的输送位移量也可理解为极片组20在输送部件11的作用下朝向叠台12移动的位移。在初始间距1e控制在1.2~2之间的前提下,将输送部件11的输送端113对极片组20的输送位移量和叠片区21长度之比控制在2~10之间,便于至少一个叠片区21在叠台12上已经或开始折叠,比如:ε可为但不限于2、3、4、5、6、7、8、9、10等。
如此设计,将输送部件11的输送端113对极片组20的输送位移量和叠片区21长度之比控制在2~10之间,使得至少一个叠片区21已经在叠台12上进行折叠,便于对折叠中的叠片区21进行应力释放,减轻折叠处25的弯曲翘起,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,可选地,ε还满足的条件为:2.1≤ε≤2.9。
在初始间距1e控制在1.2~2之间的前提下,将输送部件11的输送端113对极片组20的输送位移量和叠片区21长度之比控制在2.1~2.9之间,这样可减少移动策略执行前,叠片区21在叠台12上的折叠数量。
输送部件11的输送端113对极片组20的输送位移量和叠片区21长度之比ε可控制在2.1~2.9之间,比如:ε可为但不限于2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9等。
将输送部件11的输送端113对极片组20的输送位移量和叠片区21长度之比进一步控制在2.1~2.9之间,减少移动策略执行前叠片区21在叠台12上的折叠数量,便于极片组20上大部分折叠过程均能受到移动策略的改善,进一步提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,请参考图12,本申请提供了一种极片折叠控制装置,采用以上任一项的极片折叠控制方法。极片折叠控制装置包括:响应模块200与执行模块300。响应模块200用于判断叠片区21是否在叠台12上折叠,执行模块300用于控制输送部件11工作,并能根据响应模块200反馈的信号,控制输送部件11和/或叠台12运动。
响应模块200是指能够获取输送部件11或叠台12运动的执行时机的设备,比如:响应模块200可选择为位移传感模块,获取输送部件11对极片组20的输送位移,如:若获取的输送位移为2.1~2.9时,则向执行模块300反馈信号;或者,响应模块200可为视觉模块,如CCD等,获取到叠台12上有折叠动作信息时,向执行模块300反馈信号等。
执行模块300是指能够控制输送部件11工作,并能控制输送部件11或叠台12运动的设备,比如:其可为单片机、电子控制单元等。
上述的极片折叠控制装置,采用以上的极片折叠控制方法,利用响应模块200,为执行模块300控制输送部件11或叠台12运动提供判断时机。这样可为叠片区21的折叠提供让位空间,便于其在折叠时的应力释放,降低处于正在折叠状态的叠片区21对还未折叠的叠片区21的拉扯力,减少叠片区21在折叠处25的弯曲翘起程度。此时形成叠片结构在折叠处25产生间隙1f异常的几率降低,从而有效降低极片在折叠处25发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,请参考图11,本申请提供了一种极片折叠装置100,采用以上任一项的极片折叠控制方法。极片折叠装置100包括:极片折叠机构10与驱动机构30。极片折叠机构10包括叠台12及用于输送极片组20并将极片组20往复折叠在叠台12上的输送部件11。驱动机构30用于驱使输送部件11和/或叠台12运动。
极片折叠机构10是指能将极片组20以Z字型往复折叠在叠台12上的设备;而极片组20是指第一极片22、隔膜24和第二极片23叠合形成的组合结构。为满足极片组20能连续以Z字型往复折叠形成叠片结构,极片组20沿自身长度方向具有若干连续且可折叠的叠片区21,相邻两个叠片区21之间均具有折痕。其中,折痕可设置在极片组20的一侧面,也可设置在极片组20的相对两侧面,即双面制痕。
输送部件11是指为极片组20提供输送动力的设备,其可为辊轮结构,比如:输送部件11可以包括相互配合的第一辊111与第二辊112,极片组20夹持在第一辊111与第二辊112之间。此时,输送部件11作用在极片组20上的输送端113,可理解为第一辊111或第二辊112与极片组20接触的一端。当然,在一些实施例中,输送部件11的输送端113的确定,也可将第一辊111和第二辊112之间的圆心连线,连线与第一辊111或第二辊112上的交点也可视为输送部件11的输送端113。其中,第一辊111和第二辊112中,其中一者可为主动辊,另一者可为从动辊;当然,第一辊111和第二辊112中两者均可为主动辊。
叠台12是指用于承托叠片结构并为折叠过程提供支撑力的结构,例如:在折叠过程中,输送部件11将极片组20朝向叠台12运动,使得叠片区21的一端与叠台12的工作面121接触;随着输送的继续,叠片区21的一端以在工作面121上的接触点为折点,逐步向工作面121弯曲贴合。
驱动机构30是指为输送部件11或叠台12的运动提供动力的设备,比如:其可为但不限于气缸、液压缸、电缸等,当然,驱动机构30也可为电机与传动机构的组合结构,比如:电机与丝杆机构的组合、电机与齿轮齿条的组合等。
另外,需要说明的是,本申请的极片折叠装置100,也可以采用以上任一实施例中提出的极片折叠控制方法。
上述的极片折叠装置100,在极片组20进行折叠过程中,通过输送部件11驱使极片组20朝向叠台12运动。当叠台12上开始有或者已经有叠片区21进行折叠时,通过驱动机构30驱使输送部件11和叠台12中至少一者发生运动,使得输送部件11的输送端113和叠台12的工作面121的至少部分之间的距离被拉开。这样可为叠片区21的折叠提供让位空间,便于其在折叠时的应力释放,降低处于正在折叠状态的叠片区21对还未折叠的叠片区21的拉扯力,减少叠片区21在折叠处25的弯曲翘起程度。此时形成叠片结构在折叠处25产生间隙1f异常的几率降低,从而有效降低极片在折叠处25发生析锂现象的几率,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,可选地,输送部件11与叠台12沿预设方向X间隔分布。驱动机构30用于驱使输送部件11与叠台12中至少一者在预设方向X上往复移动。
驱动机构30用于驱使输送部件11与叠台12中至少一者在预设方向X上往复移动,可理解为:驱动机构30能够驱使输送部件11和/或叠台12在预设方向X上,沿相互远离或相互靠拢方向运动。
当叠片区21在叠台12上进行折叠时,先驱使输送部件11或叠台12在预设方向X上移动,拉开输送部件11与叠台12之间的距离,为叠片区21的折叠提供让位空间,便于叠片区21上的拉扯力释放,减弱叠片区21一端的弯曲翘起程度。接着,驱使输送部件11或叠台12沿相反方向,即沿相互靠拢的方向移动,使得叠片区21完全折合在叠台12上。
如此,利用驱动机构30驱使输送部件11和/或叠台12在预设方向X上往复运动,便于在折叠过程中,拉开输送部件11与叠台12之间的间距,为叠片区21的折叠过程提供有效的让位空间,便于叠片区21上的受力进行释放,减轻叠片区21上的弯曲翘起程度,提升叠片电池的品质。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种电池生产系统,电池生产系统包括以上的极片折叠装置100。
根据本申请的一些实施例,请参考图1至图12,本申请提供了一种极片折叠控制方法,在折叠过程中,极片组20开始走带,并输入至双辊中,此时叠台12不动,双辊不断的相对旋转将极片组20向下输送。双辊与叠台12的初始间距1e约1.2~2个叠片区21的长度,当双辊往下输送2.1~2.9个叠片区21的长度后,同时叠台12开始向下移动,增加双辊与叠台12之间的间距,产生让位,减轻了极片过双辊出口处的弯曲,同时减小拐角的拉扯力。随后,双辊继续输送0.3~0.7个叠片区21的长度后,叠台12下移到下止点(第一位移1a为0.1~0.6个叠片区21的长度)。接着,叠台12开始上移,回到上止点(叠台12上下运动一个周期,正好对应双辊输送一个叠片区21的长度)。然后,叠台12开始下移,开始下一个运动周期,直到叠片完成。要注意的是,叠台12每完成一个运动周期,都会同步下移约1~5个叠片区21中极片组20的厚度。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (21)
1.一种极片折叠控制方法,其特征在于,极片折叠机构(10)包括叠台(12)及用于输送极片组(20)的输送部件(11),其中,所述极片组(20)沿自身长度方向具有若干叠片区(21);
所述极片折叠控制方法包括如下步骤:
控制所述输送部件(11)驱使所述极片组(20)朝向所述叠台(12)输送;
响应于所述叠片区(21)在所述叠台(12)上折叠,控制所述输送部件(11)和/或所述叠台(12)在预设方向(X)上连续且周期性执行移动策略,所述移动策略包括驱使所述输送部件(11)和所述叠台(12)中至少一者沿相互远离的方向移动,以拉开所述输送部件(11)与所述叠台(12)之间的距离;驱使所述输送部件(11)和所述叠台(12)中至少一者沿相互靠拢的方向移动,以使叠片区(21)完全折合在所述叠台(12)上,其中,所述预设方向(X)为所述输送部件(11)与所述叠台(12)之间间隔的方向。
2.根据权利要求1所述的极片折叠控制方法,其特征在于,在执行所述移动策略的步骤中,包括:
控制所述输送部件(11)和所述叠台(12)中至少一者沿相互远离的方向的移动量为第一位移(1a);
控制所述输送部件(11)和所述叠台(12) 中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移(1b),其中,所述第二位移(1b)小于等于所述第一位移(1a)。
3.根据权利要求2所述的极片折叠控制方法,其特征在于,所述第一位移(1a)大于所述第二位移(1b),且两者之间的差值记为W,所述叠片区(21)中所述极片组(20)的厚度记为h,其中,1≤/>W/h≤5。
4.根据权利要求3所述的极片折叠控制方法,其特征在于,W/h还满足的条件为:2≤W/h≤3。
5.根据权利要求2所述的极片折叠控制方法,其特征在于,控制所述输送部件(11)和所述叠台(12)中至少一者沿相互靠拢的方向的移动量为第二位移(1b)的步骤之后,包括:
若所述第一位移(1a)等于所述第二位移(1b)时,响应于每执行完至少一次所述移动策略,控制所述输送部件(11)和/或所述叠台(12)沿相互远离的方向移动预设位移量(1d)。
6.根据权利要求5所述的极片折叠控制方法,其特征在于,所述预设位移量(1d)与所述叠片区(21)中所述极片组(20)的厚度之比记为α,其中,1≤α≤5。
7.根据权利要求6所述的极片折叠控制方法,其特征在于,α还满足的条件为:2≤α≤3。
8.根据权利要求2所述的极片折叠控制方法,其特征在于,在所述输送部件(11)和所述叠台(12)中至少一者沿相互远离的方向移动所述第一位移(1a)的情况下,控制所述输送部件(11)的输送端(113)对所述极片组(20)沿朝所述叠台(12)一侧方向的输送位移量为第三位移(1c),其中,所述第三位移(1c)大于所述第一位移(1a)。
9.根据权利要求8所述的极片折叠控制方法,其特征在于,所述第三位移(1c)与所述叠片区(21)的长度之比记为η,其中,0.3≤η≤0.7。
10.根据权利要求9所述的极片折叠控制方法,其特征在于,η还满足的条件为:0.45≤η≤0.55。
11.根据权利要求8所述的极片折叠控制方法,其特征在于,所述第一位移(1a)与所述叠片区(21)的长度之比记为λ,其中,0.1≤λ≤0.6。
12.根据权利要求11所述的极片折叠控制方法,其特征在于,λ还满足的条件为:0.4≤λ≤0.5。
13.根据权利要求1-12任一项所述的极片折叠控制方法,其特征在于,在执行完所述移动策略的情况下,所述输送部件(11)的输送端(113)对所述极片组(20)沿朝所述叠台(12)一侧方向的输送位移量为至少一个所述叠片区(21)的长度。
14.根据权利要求1-12任一项所述的极片折叠控制方法,其特征在于,控制所述输送部件(11)和/或所述叠台(12)在预设方向(X)上连续且周期性执行移动策略的步骤之前,还包括:
控制所述输送部件(11)的输送端(113)与所述叠台(12)的工作面(121)之间间距最小值为初始间距(1e),其中,所述初始间距(1e)与所述叠片区(21)的长度之比记为γ,1.2≤γ≤2。
15.根据权利要求14所述的极片折叠控制方法,其特征在于,γ还满足的条件为:1.3≤γ≤1.6。
16.根据权利要求14所述的极片折叠控制方法,其特征在于,响应于所述叠片区(21)在所述叠台(12)上折叠的步骤,包括:
控制所述输送部件(11)的输送端(113)对所述极片组(20)沿朝所述叠台(12)一侧方向的输送位移量为第四位移,其中,所述第四位移与所述叠片区(21)的长度之比记为ε,2≤ε≤10。
17.根据权利要求16所述的极片折叠控制方法,其特征在于,ε还满足的条件为:2.1≤ε≤2.9。
18.一种极片折叠控制装置,采用权利要求1-17任一项所述的极片折叠控制方法,其特征在于,所述极片折叠控制装置包括:
响应模块(200),用于判断所述叠片区(21)是否在所述叠台(12)上折叠;
执行模块(300),用于控制所述输送部件(11)工作,并能根据所述响应模块(200)反馈的信号,控制所述输送部件(11)和/或所述叠台(12)运动。
19.一种极片折叠装置,采用权利要求1-17任一项所述的极片折叠控制方法,其特征在于,所述极片折叠装置包括:
极片折叠机构(10),包括叠台(12)及用于输送极片组(20)并将所述极片组(20)往复折叠在所述叠台(12)上的输送部件(11);
驱动机构(30),用于驱使所述输送部件(11)和/或所述叠台(12)运动。
20.根据权利要求19所述的极片折叠装置,其特征在于,所述输送部件(11)与所述叠台(12)沿预设方向(X)间隔分布,所述驱动机构(30)用于驱使所述输送部件(11)与所述叠台(12)中至少一者在所述预设方向(X)上往复移动。
21.一种电池生产系统,其特征在于,所述电池生产系统包括权利要求19或20所述的极片折叠装置。
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