CN119627241A - 基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置，涉及固态电池制造技术领域；所述方法包括：将位于成型工位的第一极片的其中一个表面制造胶框；将第二极片和带胶框的第一极片依次交替输送至叠片工位，并对第一极片和第二极片依次交替叠置处理，使得第二极片嵌入第一极片的胶框内；其中，第一极片和第二极片的电极相反，且所述胶框的厚度大于或等于第二极片的厚度。本发明无需在一个极片上进行两次胶框成型，增加极片间的连接性，并避免出现固态电解质层与极片发生相对偏移及相邻的两极片间发生短路的情况。

Description

基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置

技术领域

本发明涉及固态电池制造技术领域，特别涉及一种基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置。

背景技术

固态电池是采用固态电解质代替传统液态电池中的隔膜及液态电解质的新型电池，固态锂电池可采用锂金属阳极取代传统锂离子电池中的石墨或硅阳极，锂金属阳极相较于传统阳极而言能量密度更高，允许固态电池在相同体积内存储更多的能量，使得固态电池有望替代液态电池得到广泛应用。

现有的固态电池生产工艺不太成熟，相较于能够与极片充分接触的液态电解质而言，固态电池中的固态电解质层与极片难以贴合得紧密，从而导致固态电池的质量受不良影响。

相关技术中，我司为提高固态电解质层与极片之间的定位和贴合效果，以改善固态电池的质量，通过成型工艺在正极极片和负极极片中的其中之一的双面制造胶框，另一嵌设于胶框内，以使正极极片和负极极片交错叠置成电芯，并对电芯施以等静压的压合处理；通过胶框的围合限位作用，能够限制正极极片与负极极片之间的横向位移，并保证固态电解质层与极片紧密贴合。在传统的胶框制造工艺中，通常将一块块极片依次送至第一成型工位、翻面工位和第二成型工位，通过胶框成型机构分别在极片的两个表面上制造胶框，可是，采用如此的制造方式会导致相应的制造设备结构复杂，占用空间大，而且，成本高。此外，在极片的相对的两个面制造胶框，难以确保位于极片两侧的两个胶框的对齐度。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置，无需在一个极片上进行两次胶框成型，胶框制造效率高，从而可以增加固态电池电芯中的极片间的连接效果，并可以避免出现固态电池电芯的固态电解质层与极片在等静压压合过程中容易发生位置偏移，以及相邻两块极片的边沿处在加压过程中容易发生弯折接触并引发短路的问题。

本发明第一方面实施例提供了一种基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其包括如下的步骤：

对位于成型工位的第一极片的其中一个表面制造胶框；

将第二极片和带胶框的第一极片依次交替输送至叠片工位，并对第一极片和第二极片依次交替叠置处理，使得第二极片嵌入第一极片的胶框内；其中，第一极片和第二极片的电极相反，且所述胶框的厚度大于或等于第二极片的厚度。

根据本发明第一方面实施例的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，至少具有如下的有益效果：通过在第一极片的其中一个表面制造胶框，可以在叠置处理的过程中，将第二极片嵌入第一极片的胶框内，胶框可以确保出现固态电池电芯的固态电解质层与极片在等静压压合过程中不会发生位置偏移，提高固态电解质层与极片之间的连接效果，且胶框可以对第一极片进行支撑，尽可能避免第一极片在受力过程中弯曲，以降低第一极片变形的概率；通过在第一极片的单个表面设置单面胶框，无需在一个极片上进行两次胶框成型，减少工艺流程以及胶框成型设备的成本，同时，对单个极片仅需一次胶框成型，叠置的多个第一极片的胶框的位置基本相同，胶框与第一极片的相对位置能够统一，从而使得叠片后第一极片两侧的胶框具有较高的对齐度。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括如下的步骤：

在第一极片和第二极片的其中一个的极耳处制造极耳胶带；其中，所述胶框在极耳处断开。

在本发明的一些实施例中，所述在第一极片和第二极片的其中一个的极耳处制造极耳胶带，包括如下的步骤：

将第一极片送至贴制工位，并在第一极片的极耳处制造极耳胶带；

将带极耳胶带的第一极片输送至成型工位。

在本发明的一些实施例中，所述在第一极片和第二极片的其中一个的极耳处制造极耳胶带，包括如下的步骤：

将第二极片送至贴制工位，并在第二极片的极耳处制造极耳胶带。

在本发明的一些实施例中，所述将第二极片和带胶框的第一极片依次交替输送至叠片工位，并对第一极片和第二极片依次交替叠置处理，使得第二极片嵌入第一极片的胶框内，包括如下步骤：

将第二极片和带胶框的第一极片依次交替输送至叠片工位，并对第一极片、固态电解质层和第二极片依次交替叠置处理，使得第二极片嵌入第一极片的胶框内，且固态电解质层嵌设于胶框的内周。

在本发明的一些实施例中，在所述将第二极片和带胶框的第一极片依次交替输送至叠片工位，并对第一极片和第二极片依次交替叠置处理之前，包括如下的步骤：

将第一极片输送至第一裁剪工位，并对第一极片进行裁剪；

将第二极片输送至第二裁剪工位，并对第二极片进行裁剪。

在本发明的一些实施例中，所述方法还包括如下的步骤：

当在第一极片的其中一个表面制造胶框后，对第一极片进行烘干处理；和/或，

当在第一极片的其中一个表面制造胶框前，对第一极片进行纠偏处理；和/或，

当在第一极片的其中一个表面制造胶框后，对第一极片进行缺陷检测处理；

将NG的第一极片送至NG工位。

本发明第二方面实施例提供了一种基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，用于实施上述第一方面实施例所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置包括：

胶框成型机构，用于在第一极片的表面制造胶框，且胶框的厚度大于第二极片的厚度；所述胶框成型机构设置于所述成型工位的上方；

叠片机构，用于对第二极片和带胶框的第一极片依次交替叠置处理，使得第二极片嵌入第一极片的胶框内；所述叠片机构设置于所述叠片工位。

根据本发明第二方面实施例的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，至少具有如下的有益效果：通过胶框成型机构在第一极片的其中一个表面制造胶框，形成的胶框厚度大于第二极片的厚度；因此在叠置处理的过程中，将第二极片完全嵌入第一极片的胶框内，胶框可以确保出现固态电池电芯的固态电解质层与极片在等静压压合过程中不会发生位置偏移，提高固态电解质层与极片之间的连接效果，且胶框可以对第一极片进行支撑，尽可能避免第一极片在受力过程中弯曲，以降低第一极片变形的概率；通过在第一极片的单个表面设置单面胶框，无需在一个极片上进行两次胶框成型，减少工艺流程以及胶框成型设备的成本，同时，对单个极片仅需一次胶框成型，叠置的多个第一极片的胶框的位置基本相同，胶框与第一极片的相对位置能够统一，从而使得叠片后第一极片两侧的胶框具有较高的对齐度。

在本发明的一些实施例中，所述基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括：

极耳胶贴制机构，用于在第一极片或第二极片的极耳处制造极耳胶带，所述极耳胶贴制机构设置于所述贴制工位的上方。

在本发明的一些实施例中，所述基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括：

第一裁片机构，用于对第一极片进行裁剪；所述第一裁片机构设置有第一裁剪工位；

第二裁片机构，用于对第二极片进行裁剪；所述第二裁片机构设置有第二裁剪工位。

在本发明的一些实施例中，所述基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括：

烘干机构，其用于对带胶框的第一极片进行烘干处理；

和/或，

缺陷检测机构，其用于对带胶框的第一极片进行缺陷检测处理，并将NG的极片进行剔除处理；

和/或，

纠偏机构，所述纠偏机构用于对第一极片进行纠偏处理。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

纠偏机构，所述纠偏机构用于对第一极片进行纠偏处理。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

图1是根据本发明实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法的流程示意图；

图2是根据本发明另一实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法的流程示意图；

图3是根据本发明另一实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法的流程示意图；

图4是根据本发明实施例提供的固态电池电芯的结构示意图之一；

图5是根据本发明实施例提供的固态电池电芯的结构示意图之二；

图6是根据本发明实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置的主视图；

图7是根据本发明实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置的立体结构示意图；

图8是根据本发明另一实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置的主视图；

图9是根据本发明另一实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置的主视图；

图10是根据本发明另一实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置的转印辊的结构示意图；其中，图10(a)为转印辊的侧视示意图，图10(b)为转印辊的外周面的展开示意图。

附图标记：

110、第一极片；120、固态电解质层；130、胶框；140、第二极片；150、极耳；160、极耳胶带；200、第一放卷装置；300、胶框成型机构；310、转印辊；311、凸纹部；312、避让区；400、烘干机构；510、第一裁片机构；520、缺陷检测机构；610、极片缓存装置；620、纠偏机构；630、张力摆杆装置；710、保护膜放卷装置；720、收卷装置。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

固态电池是采用固态电解质代替传统液态电池中的隔膜及液态电解质的新型电池，固态锂电池可采用锂金属阳极取代传统锂离子电池中的石墨或硅阳极，锂金属阳极相较于传统阳极而言能量密度更高，允许固态电池在相同体积内存储更多的能量，使得固态电池有望替代液态电池得到广泛应用。

现有的固态电池生产工艺不太成熟，相较于能够与极片充分接触的液态电解质而言，固态电池中的固态电解质层与极片难以贴合得紧密，从而导致固态电池的质量受不良影响。

相关技术中，我司为提高固态电解质层与极片之间的定位和贴合效果，以改善固态电池的质量，通过成型工艺在正极极片和负极极片中的其中之一的双面制造胶框，另一嵌设于胶框内，以使正极极片和负极极片交错叠置成电芯，并对电芯施以等静压的压合处理；通过胶框的围合限位作用，能够限制正极极片与负极极片之间的横向位移，并保证固态电解质层与极片紧密贴合。在传统的胶框制造工艺中，通常将一块块极片依次送至第一成型工位、翻面工位和第二成型工位，通过胶框成型机构分别在极片的两个表面上制造胶框，可是，采用如此的制造方式会导致相应的制造设备结构复杂，占用空间大，而且，成本高。此外，在极片的相对的两个面制造胶框，难以确保位于极片两侧的两个胶框的对齐度。

基于上述提及的问题，本发明提供了一种基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置，单个极片仅需进行单面胶框成型即可，无需在同一极片上进行两次胶框成型，仅需一套胶框成型机构即可完成胶框的成型工作，减少设备的占用空间；通过单面胶框能够保证位于极片的相对两个表面的两个胶框的对齐度，且胶框制造效率高，增加固态电池电芯中的极片间的连接效果，并可以避免出现固态电池电芯的固态电解质层与极片在等静压压合过程中容易发生位置偏移，以及相邻两块极片的边沿处在加压过程中容易发生弯折接触并引发短路的问题，进而有效改善固态电池的制造质量。

下面参考图1至图10描述根据本发明实施例提供的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法及装置。

如图1至图10所示，根据本发明第一方面实施例的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，应用于固态电池的制造工艺中。其中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法包括如下的步骤：

步骤S20：将位于成型工位的第一极片110的其中一个表面制造胶框130；

步骤S30：将第二极片140和带胶框130的第一极片110依次交替输送至叠片工位，并对第一极片110和第二极片140依次交替叠置处理，使得第二极片140嵌入第一极片110的胶框130内；其中，第一极片110和第二极片140的电极相反，且所述胶框130的厚度大于或等于第二极片140的厚度。

通过在第一极片110的其中一个表面制造胶框130，可以在叠置处理的过程中，将第二极片140嵌入第一极片110的胶框130内，胶框130可以确保出现固态电池电芯的固态电解质层与极片在等静压压合过程中不会发生位置偏移，提高固态电解质层与极片之间的连接效果，且胶框130可以对第一极片110进行支撑，尽可能避免第一极片110在受力过程中弯曲，以降低第一极片110变形的概率；通过在第一极片110的单个表面设置单面胶框130，无需在一个极片上进行两次胶框130成型，减少工艺流程以及胶框130成型设备的成本，同时，仅需对单个极片进行一次胶框130成型，叠置的多个第一极片110的胶框130的位置基本相同，胶框130与第一极片110的相对位置能够统一，从而使得叠片后第一极片110两侧的胶框130具有较高的对齐度。

可以理解的是，胶框130的厚度大于或等于第二极片140的厚度，使得第二极片140可以完全嵌入胶框130内，在第一极片110的其中一个表面制造胶框130，第一极片110和第二极片140交替叠置，使得相邻的两个第一极片110之间均形成单个的胶框130，也就是说，相对于现有技术中的双面胶框130，设置于第一极片110的单面胶框130厚度更大，可以连接位于第二极片140两侧的固态电解质层以及第二极片140，无需在第一极片110的相对的两个表面制造胶框130，使得位于极片的相对两个表面的两个胶框130的对齐度高。

第一极片110和第二极片140为极性相反的两个极片，第一极片110可以是负极片，第二极片140可以是正极片，当然，在其他实施例中，第一极片110可以是正极片，第二极片140可以是负极片，仅需第一极片110和第二极片140的极性相反即可，本发明实施例对此不作特别限定。

在步骤S20中，第一极片110可以是呈片状的单个极片，也可以是第一极片料带中的预设极片区域；利用胶框成型机构300在第一极片110的其中一个表面制造胶框130，可以是通过涂覆的方式使得胶框130成型于第一极片110的边缘处，也可以是通过丝网印刷的方式在第一极片110上成型胶框130，或者，可以通过压合的方式将胶框130转移至第一极片110上。

在步骤S30中，可以利用叠片机构将第一极片110和第二极片140依次交替叠置，使第二极片140嵌设于胶框130内，以提高固态电解质层120与第一极片110和第二极片140的定位准确度；胶框130的厚度大于第二极片140的厚度，在第一极片110制造单面胶框130即可，无需对第一极片110进行二次胶框130制造。考虑到相较于液态电解质，固态电解质层120与极片的贴合效果不佳，难以实现固态电解质层120与极片的紧密贴合。可以增设有压合步骤，对层叠后的第一极片110和第二极片140进行压合，通过压合的方式，以实现第一极片110、固态电解质层120和第二极片140的紧密贴合，且第一极片110上的胶框130能够限制固态电解质层120相对第一极片110和第二极片140的横向位移，从而提高固态电解质层120与第一极片110和第二极片140的压合和贴合效果，即提高固态电解质层120与正极片和负极片的贴合效果。

需要说明的是，在步骤S30中，第一极片110和第二极片140为片状的极片，通过第一极片110和第二极片140交替叠设形成电芯。

请参阅图1、图4和图5，在一些实施例中，所述方法还包括如下的步骤：

步骤S10：在第一极片110和第二极片140的其中一个的极耳150处制造极耳胶带；其中，所述胶框130在极耳150处断开。

极耳150是极片上的一个电连接部分，用于与外部电路连接；极耳胶带160可以对极耳150进行固定，防止极耳150在电池组装和使用过程中发生位移、弯曲或损坏，同时可以避免极耳150与其他部分发生意外接触导致短路；在第一极片110和第二极片140的其中一个的极耳150处制造极耳胶带160，通过一次制造极耳胶带160，即可对第一极片110与第二极片140的极耳150进行隔离，尽可能避免第一极片110与第二极片140的极耳150接触导致短路；胶框130在极耳150处断开，可以避免胶框130妨碍胶带发挥作用。需要说明的是，极耳胶带160需要设置在极耳150的两侧的表面，以避免极耳150的任一表面与其他部分发生意外接触导致短路。

请参阅图2、图4和图5，在一些实施例中，所述在第一极片110和第二极片140的其中一个的极耳150处制造极耳胶带160，包括如下的步骤：

步骤S11：将第一极片110送至贴制工位，并在第一极片110的极耳150处制造极耳胶带160；

步骤S12：将带极耳胶带160的第一极片110输送至成型工位。

在步骤S11中，可以通过人工或机械手的方式，将多个第一极片110逐一转移至贴制工位，并通过极耳胶贴制机构在第一极片110的极耳150处贴置极耳胶带160。当然，也可以将一块块第一极片110通过输送装置如皮带输送机输送至贴制工位。在步骤S11中，也可以通过真空皮带输送机构等机构将第一极片料带中的预设极片区域传送至贴制工位。

在步骤S11中，经步骤S11处理后的第一极片110后，将带有极耳胶带160的第一极片110转移至成型工位，以便对第一极片110执行步骤20的制造胶框130。在步骤30中将第二极片140和带有极耳胶带160以及胶框130的第一极片110进行叠置处理；针对第一极片110进行贴制极耳胶带160和制造胶框130的工艺流程，将极耳胶带160和胶框130集中在第一极片110上，简化对第二极片140的加工流程，使得整体制造流程更为清晰流畅。

请参阅图3、图4和图5，在一些实施例中，所述在第一极片110和第二极片140的其中一个的极耳150处制造极耳胶带160，包括如下的步骤：

步骤S13：将第二极片140送至贴制工位，并在第二极片140的极耳150处制造极耳胶带160。

在步骤S13中，可以通过人工或机械手的方式，将多个第二极片140逐一转移至贴制工位，并通过极耳胶贴制机构在第二极片140的极耳150处贴置极耳胶带160。当然，也可以将一块块第二极片140通过输送装置如皮带输送机输送至贴制工位。或者，可以通过真空皮带输送机构等机构将第二极片料带中的预设极片区域传送至贴制工位。

在步骤S13中，第二极片140可以是呈片状的单个极片，也可以是第二极片料带中的预设极片区域。

若步骤S13中的第二极片140是呈片状的单个极片，在步骤S20中的第一极片110是呈片状的单个极片；可以在步骤S13中在第二极片140上贴制极耳胶带160后将第二极片140转移至叠片工位，在步骤S20中在第一极片110上制造胶框130将第一极片110转移至叠片工位，在步骤30中将带有极耳胶带160的第二极片140和带有胶框130的第一极片110进行叠置处理；如此设计，将胶框130和极耳胶带160设置在不同的极片上，使得制造胶框130工艺与贴制极耳胶带160工艺可以同时进行，缩短生产时间。

请参阅图4和图5，在一些实施例中，所述将第二极片140和带胶框130的第一极片110依次交替输送至叠片工位，并对第一极片110和第二极片140依次交替叠置处理，使得第二极片140嵌入第一极片110的胶框130内，包括如下步骤：

步骤S31：将第二极片140和带胶框130的第一极片110依次交替输送至叠片工位，并对第一极片110、固态电解质层120和第二极片140依次交替叠置处理，使得第二极片140嵌入第一极片110的胶框130内，且固态电解质层120嵌设于胶框130的内周。

在步骤S31中，将固态电解质层120嵌设于胶框130的内周，第一极片110和胶框130可作为固态电解质层120的支撑基体，且加工较为简单。具体的，在叠片过程中，将第一极片110、固态电解质层120和第二极片140依次叠置，并通过压合使得固态电解质层120嵌入胶框130内。

当然，在其他实施例中，也可以在第一极片110上成型固态电解质层120，再对第一极片110上的固态电解质层120涂胶，使固态电解质层120上成型胶框130，在后续的叠片步骤中，将第一极片110与第二极片140层叠，即可实现第一极片110、固态电解质层120和第二极片140的依次层叠，有利于降低第一极片110、固态电解质层120和第二极片140依次层叠的难度，以满足固态电池的电芯的制造需求。第二极片140均嵌设于胶框130内，以限制固态电解质层120相对第二极片140的横向位移，以提高固态电解质层120与正极片和负极片的压合和贴合效果。

在一些实施例中，将第二极片140和带胶框130的第一极片110依次交替输送至叠片工位，并对第一极片110和第二极片140依次交替叠置处理，包括如下的步骤：

步骤S41:将第一极片110输送至第一裁剪工位，并对第一极片110进行裁剪；

步骤S42:将第二极片140输送至第二裁剪工位，并对第二极片140进行裁剪。

若第一极片110或第二极片140为极片料带，则需要在叠片前对第一极片110或第二极片140进行裁剪，以形成多个片状的极片；若第一极片110或第二极片140的尺寸不符合规范，也需要对相应的极片进行裁剪，使其尺寸位于设定范围内；通过第一裁片机构510，可以对第一极片110进行裁剪，通过第二裁剪机构，也可以对第二极片140进行裁剪，当然，第一极片110和第二极片140也可以依次通过同一的裁剪机构进行裁剪。

步骤S41可以在对第一极片110制造胶框130步骤前进行，可以在对第一极片110进行制造胶框130步骤后进行，也可以在对第一极片110进行制造极耳胶带160步骤前进行；也可以在对第一极片110进行贴制极耳胶带160步骤后进行；步骤S42可以在对第二极片140进行贴制极耳胶带160前进行，也可以在对第二极片140进行贴制极耳胶带160步骤后进行。通过裁剪使得第一极片110和第二极片140形成片状的单个极片，有利于对第一极片110和第二极片140的尺寸进行进一步的规范，有助于对第一极片110和第二极片140进行叠片工作。

在一些实施例中，所述方法还包括如下的步骤：

步骤S51:当在第一极片110的其中一个表面制造胶框130后，对第一极片110进行烘干处理；和/或，

步骤S52:当在第一极片110的其中一个表面制造胶框130前，对第一极片110进行纠偏处理；和/或，

步骤S53:当在第一极片110的其中一个表面制造胶框130后，对第一极片110进行缺陷检测处理；

步骤S54:将NG的第一极片110送至NG工位。

可以理解的是，极片纠偏步骤、极片烘干步骤以及极片筛选步骤可以根据实际的需求而选择执行。极片烘干步骤可以执行于极片筛选步骤之前，也可以执行于极片筛选步骤之后。

每当第一极片110被送至成型工位前，都需要执行步骤S51，具体的，通过纠偏机构620对第一极片110进行纠偏处理，可以避免由于第一极片110存在位置偏移而导致胶框130的成型精度变差。具体而言，第一极片110转移至成型工位前，需要完成纠偏工序。

每当第一极片110的任一个表面上形成有胶框130后，都需要执行步骤S52，具体的，通过烘干机构400对第一极片110及其上的胶框130进行干燥处理，促使胶框130更快地定型，提升胶框130的成型效果。

每当第一极片110的任一个表面上成型有胶框130后，都需要执行步骤S53和步骤S54，具体的，通过缺陷检测机构520对第一极片110及其上的胶框130进行检测，若检测第一极片110存在缺陷，则该第一极片110被判定为NG（Not Good，不合格）的第一极片110，那么，需要通过机械手将NG的第一极片110转移至NG工位。当然，可以在NG工位处设置有NG弹匣或者废料箱，以收集NG的第一极片110。若检测第一极片110良好，不存在缺陷，则该第一极片110被判定为合格，则将其转移至叠片工位。可通过摄像模组进行拍摄的方式，获取第一极片110上的胶框130的拍摄图样，将拍摄图样与设定图样的比对，从而判断胶框130在第一极片110上的成型效果是否合格，若比对的偏差值小于第一设定阈值，则判定对应的第一极片110合格，若比对的偏差值大于等于第二设定阈值，则判定对应的第一极片110不合格。

在步骤S54中，当判定胶框130存在缺陷，则剔除与缺陷的胶框130对应的第一极片110，从而避免存在缺陷的第一极片110参与叠片和压合步骤导致固态电池产生质量缺陷的问题出现，有利于提高固态电池的电芯的制造质量。

同理，每当第一极片110或第二极片140的任一个表面上制造后，也可以执行步骤S53和步骤S54，通过摄像模组进行拍摄的方式，获取第一极片110或第二极片140的极耳150的拍摄图样，将拍摄图样与设定图样的比对，从而判断极耳150在第一极片110上的贴置效果是否合格。

请参阅图4至图9，根据本发明第二方面实施例的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，用于实施如第一实施例的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置包括胶框成型机构300和叠片机构。

胶框成型机构300用于实施上述第一方面实施例所示的步骤S20，即用于在第一极片110的表面制造胶框130，且胶框130的厚度大于第二极片140的厚度；胶框成型机构300设置于成型工位的上方；

叠片机构用于实施上述第一方面实施例所示的步骤S30，即用于对第一极片110和带胶框130的第二极片140依次交替叠置处理，叠片机构设置于叠片工位，使得第一极片110上成型的胶框130能够与第二极片140嵌合，以提高固态电解质层120与第一极片110和第二极片140的定位准确度。

基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括第一极片传送机构，第一极片传送机构为现有的真空皮带输送机构，真空皮带输送机构包括真空负压皮带，在真空负压皮带上布置第一极片料带，第一极片料带用于传送第一极片110，真空负压皮带提供成型工位。

胶框成型机构300包括丝网印刷机构和升降机构。丝网印刷机构位于成型工位的上方，并且，丝网印刷机构能够在升降机构的驱动作用下相对成型工位进行上下运动，并对成型工位上的第一极片料带进行涂胶。当放卷出的第一极片料带移动至成型工位处时，固态电解质层120与丝网印刷机构呈上下相对设置，接着，丝网印刷机构往下移动，在第一极片料带的上表面印刷出胶框130。

真空皮带输送机构位于丝网印刷机构的下方，当真空皮带输送机构处于运行状态时，真空负压皮带能够对第一极片料带施以真空吸附作用，并带动第一极片料带移动，促使第一极片料带的对应第一极片110移动至成型工位处，以便丝网印刷机构在第一极片料带上进行涂胶处理。当完成一个胶框130涂覆后，第一极片料带在真空负压皮带的作用下继续移动，方便丝网印刷机构在第一极片料带的后续部分依次制造出多个胶框130。

如图9至图10所示，在另一些示例中，胶框成型机构300包括有滚筒转印机构，滚筒转印机构包括转印辊310组件以及旋转驱动组件。其中，转印辊310组件包括两根直径相同或不相同的转印辊310，两根转印辊310之间间隔设置，以共同形成有用于供第一极片料带通过的涂胶通道，涂胶通道提供成型工位，当第一极片料带经过涂胶通道时，两根转印辊310的外周面分别与第一极片料带的相对两个表面接触。旋转驱动组件可以为电机，用于驱使至少一根转印辊310旋转，并对通过涂胶通道的第一极片料带进行涂胶处理。

具体的，两根转印辊310呈上下相对设置，下侧的转印辊310可以有效支撑着第一极片料带，而上侧的转印辊310的外周面设有凸纹部311，如图所示，在将上侧的转印辊310的外周面进行展开后，凸纹部311呈方框状，凸纹部311的中部形成一个方形的避让区312。

可以理解的是，在上侧的转印辊310旋转的过程中，位于上方的浆料盆内的胶体浆料经底部出口流至转印辊310的凸纹部311，当凸纹部311与第一极片料带的上表面接触时，胶体浆料转印至第一极片料带上，从而形成胶框130，在此涂胶的过程中，避让区312可以对第一极片料带上的固态电解质层120提供避让作用，避免凸纹部311压坏固态电解质层120。通过滚筒转印机构，对第一极片料带进行连续涂胶，无需第一极片料带暂停输送以进行涂胶。

请参阅图6、图8和图9，在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还可以包括烘干机构400，烘干机构400能够执行第一方面实施例的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法中的步骤S51。烘干机构400主要用于对第一极片料带上的胶框130进行固化，使胶框130的结构更加稳定坚固，令胶框130可以在固态电池电芯中发挥良好的支撑和分隔绝缘的作用。烘干机构400可以采用现有的烘干固化设备。

可以理解的是，在一些实施例中，胶框成型机构300和烘干机构400沿着第一极片料带的传送路径依次设置，而且，当通过胶框成型机构300制造出一个胶框130后，将带有该胶框130的第一极片110送至烘干机构400，以对胶框130进行干燥固化。

当然，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括有第一放卷装置200。第一放卷装置200用于将第一极片110卷料进行放卷，以放卷出长长的、带有固态电解质层120的第一极片料带，方便后续进行胶框130涂覆和固化，如图中8的a方向为第一极片料带的传送方向。

可以理解的是，第一放卷装置200可以为现有的放卷机，其主要结构包括有放卷辊和旋转驱动机构，极片卷料安装在放卷辊上，旋转驱动机构可以为电机，其作用是用于驱动放卷辊旋转，让放卷辊持续放卷出第一极片料带。

请参阅图8和图9，在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括有保护膜放卷装置710和收卷装置720。其中，保护膜放卷装置710用于放卷出保护膜料带；收卷装置720用于将带有胶框130的第一极片料带和保护膜料带一并收卷，以形成有覆膜极片卷料。

可以理解的是，在对覆膜极片卷料进行放卷的过程中，由于保护膜料带与第一极片料带相贴合，因此，需要将保护膜料带和第一极片料带进行分离处理，此时，可以通过保护膜收卷机构将保护膜料带进行卷绕，将保护膜料带从第一极片料带上脱离，方便后续对带有固态电解质层120和胶框130的第一极片料带进行裁断成片和叠片的处理。

保护膜放卷装置710可以采用现有的放卷机，放卷装置200可以为现有的收卷机。在保护膜放卷装置710和放卷装置200同时运行时，通过放卷装置200能够将带有固态电解质层120和胶框130的第一极片料带和所放卷的保护膜料带一并卷绕，从而完成第一极片料带的收卷工作。为了让保护膜料带能够顺利与第一极片料带相贴合，可以在保护膜料带的放卷路径和第一极片料带的收卷路径设有多根辊轴。

可以理解的是，在收卷过程中，保护膜料带可以与第一极片料带的带胶框130的表面或者不带胶框130的表面贴合，促使保护膜在内外层的极片之间发挥良好的分隔和保护的作用，避免出现内外层的第一极片料带之间因胶框130的作用而牢固地粘连，导致在后续放卷工作中第一极片料带不易分离甚至受损的问题。

叠片机构用于对第一极片110和第二极片140进行叠片，以形成有固态电池电芯。

叠片机构可以采用现有的叠片设备，其主要结构包括有叠台和搬运机械手，叠台设有叠片工位，搬运机械手包括真空吸盘和机械臂，机械臂能够驱动真空吸盘运动，对极片进行吸附或释放。搬运机械手的数量为两个，其中一个搬运机械手能够对带固态电解质层120和胶框130的第一极片110施以真空吸附作用，另一个搬运机械手能够对第二极片140施以真空吸附作用。因此，通过两个搬运机械手分别将第一极片110和第二极片140分别搬运至叠台的叠片工位上，并按照上下次序进行叠置。当通过叠片方式完成固态电池电芯后，可以通过人工方式或者下料机械手取走固态电池电芯。

在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括极耳胶贴制机构，极耳胶贴制机构用于实施上述第一方面实施例的步骤S10，即用于在第一极片110或第二极片140的极耳150处制造极耳胶带160，所述极耳胶贴制机构设置于所述贴制工位的上方。

极耳胶贴制机构可以在第一极片110的极耳150处制造极耳胶带160，可以是在第一极片料带的预设极耳150处制造极耳胶带160，也可以是在通过现有技术的传送带传送片状的第一极片110，并在第一极片110的极耳150处制造极耳胶带160；极耳胶贴制机构也可以在第二极片料带的预设极耳150处的极耳150处制造极耳胶带160，也可以是在通过现有技术的传送带传送片状的第二极片140，并在第二极片140的极耳150处制造极耳胶带160。本文以在第一极片料带的预设极耳150处制造极耳胶带160为例。

在第一极片料带传送机构的真空负压皮带上布置贴制工位，极耳胶贴制机构包括胶带放卷组件、离型纸收卷组件以及传料膜收卷组件。

胶带放卷组件的作用是用于放卷传料膜，其中，传料膜形成有若干极耳胶带160，若干极耳胶带160沿传料膜的延伸方向依次间隔分布，而且，传料膜覆合有用于覆盖极耳胶带160的离型纸。离型纸收卷组件的作用是用于将离型纸从传料膜上剥离并收卷，以使极耳胶带160能在成型工位转移至第一极片料带的预设极耳150处。传料膜收卷组件的作用是用于对已剥离离型纸的传料膜进行收卷。

极耳胶贴制机构还包括现有技术中的压合组件，可以通过压合的方式将胶带转移至第一极片料带的极耳150处。胶带放卷组件可以为现有的放卷机，离型纸收卷组件和传料膜收卷组件可以为现有的收卷机。传料膜、极耳胶带160和离型纸共同形成复合膜，胶带放卷组件能够对复合膜进行持续的放卷，此时，离型纸收卷组件能够将复合膜上的离型纸剥离，使得复合膜上的极耳胶带160处于裸露状态，以便极耳胶带160能够在贴制工位处通过压合方式转移至第一极片料带的极耳150处，而传料膜收卷组件能够将传料膜进行收卷，并使得传料膜和极耳胶带160相分离。

请参阅图7，在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括第一裁片机构510，第一裁片机构510用于实施例上述第一方面实施例的步骤S41，即用于对第一极片110进行裁剪；第一极片传送机构的真空负压皮带上布置有裁片工位，第一裁片机构510设置于第一裁剪工位；第一裁片机构510可以用于对带有胶框130的第一极片料带进行裁剪，以形成有一块块带有预设片状极片区域和胶框130的极片。在另一实施例中，第一裁片机构510也可以对片状的第一极片110进行裁剪，使其尺寸位于设定范围内。

第一极片料带将第一极片110传送至第一裁剪工位，第一裁片机构510可以采用现有的极片裁断设备，其主要结构包括有裁断平台、裁刀和直线驱动机构，裁刀位于裁断工位的上方，直线驱动机构可以为液压缸、气缸等，能够驱动裁刀沿上下方向移动，让裁刀往下移动，并对第一极片料带进行裁断成片。

基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括第二极片传送机构，第二极片传送机构为现有的真空皮带输送机构，真空皮带输送机构包括真空负压皮带，在真空负压皮带上布置第二极片料带，第二极片料带用于传送第二极片140。

当然，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括有第二放卷装置。第二放卷装置用于将第二极片140卷料进行放卷，以放卷出长长的的第二极片料带，方便后续进行贴制极耳胶带160或裁剪。

可以理解的是，第二放卷装置可以为现有的放卷机，其主要结构包括有放卷辊和旋转驱动机构，极片卷料安装在放卷辊上，旋转驱动机构可以为电机，其作用是用于驱动放卷辊旋转，让放卷辊持续放卷出第二极片料带。

在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括第二裁片机构，第二裁片机构用于实施例上述第一方面实施例的步骤S42，即用于对第二极片140进行裁剪；第二极片传送机构的真空负压皮带上布置有裁片工位，第二裁片机构设置于第二裁剪工位；第二裁片机构可以用于对第二极片料带进行裁剪，以形成有一块块带有预设片状极片区域和胶框130的极片。在另一实施例中，第二裁片机构也可以对片状的第二极片140进行裁剪，使其尺寸位于设定范围内。

第二极片料带将第二极片140传送至第二裁剪工位，第二裁片机构可以采用现有的极片裁断设备，其主要结构包括有裁断平台、裁刀和直线驱动机构，裁刀位于裁断工位的上方，直线驱动机构可以为液压缸、气缸等，能够驱动裁刀沿上下方向移动，让裁刀往下移动，并对第一极片料带进行裁断成片。

进一步的，在第一放卷装置200、胶框成型机构300、烘干机构400、第一裁片机构510沿第一极片料带的输送路径依次设置的情况下，在胶框成型机构300、烘干机构400、第一裁片机构510之间分别设有极片缓存装置610。

可以理解的是，极片缓存装置610可以采用现有的极片缓存机构，位于第一放卷装置200和胶框成型机构300之间的极片缓存装置610能够对第一极片料带进行缓存处理，以平衡放卷工序和涂胶工序之间的速度差，保持第一极片料带在从第一放卷装置200输送至胶框成型机构300的过程中的张力，并保证第一放卷装置200能够在涂胶过程中持续放卷出第一极片料带，从而可以避免由于放卷工序和涂胶工序的第一极片料带的输送速度不一致而造成第一极片料带出现松垮甚至拉扯撕裂的情况。同理，位于烘干机构400和第一裁片机构510之间的极片缓存装置610能够对料带进行缓存处理，以平衡固化工序和裁剪工序之间的速度差，保证涂胶和固化节奏与裁剪节奏互不干涉。

请参阅图6，在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括缺陷检测机构520，缺陷检测机构520用于实施上述第一方面实施例的步骤S53，即用于对带胶框130的第一极片110进行缺陷检测处理，并将NG的第一极片110进行剔除处理。

缺陷检测机构520可以采用现有的极片缺陷检测设备，能够检测出极片的表面缺陷，如侧边毛刺、掉粉情况等。缺陷检测机构520可以包括摄像模组、第一机械手和NG料盒；第一机械手和NG料盒可以设置在摄像模组的旁侧。而且，第一机械手能够将NG的极片从缺陷检测工位转移至NG料盒。可以理解的是，第一机械手可以包括真空吸附板和机械臂，当在缺陷检测工作中识别出当前的极片为NG，那么，机械臂会驱动真空吸盘运动，并将缺陷检测工位上的NG的极片吸附并搬运至NG料盒，避免影响固态电池电芯的质量。在每个缺陷检测工位设有缺陷检测机构520，摄像模组可以是现有的CCD（Charge coupled Device，即电荷耦合元件）相机，能够采集极片的图像，以便检测极片是否存在缺陷。

请参阅图8和图9，在一些实施例中，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括纠偏机构620，纠偏机构620用于实施上述第一方面实施例的步骤S52，即用于对第一极片110进行纠偏处理；纠偏机构620可以避免因第一极片料带在输送过程中发生位置偏移而影响涂胶效果。纠偏机构620可以采用现有的纠偏机构620，在进行涂胶前对第一极片110的位置进行纠偏处理。

进一步的，为了确保第一极片料带在输送过程中的张力以及保护膜料带在输送过程中的张力符合要求，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括有张力摆杆装置630。

其中，在第一放卷机构的放卷端的附近位置设有张力摆杆装置630，在第二放卷机构的放卷端的附近位置设置张力摆杆装置630，在保护膜收卷装置720的收卷端的附近位置设有张力摆杆装置630，在保护膜放卷装置710的放卷端的附近位置设有张力摆杆装置630。可以理解的是，张力摆杆装置630可以采用现有的张力摆杆机构，能够对第一极片料带或保护膜料带进行张力调节，令它们的张力符合要求。

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发明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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (11)

1.基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，包括如下的步骤：

对位于成型工位的第一极片（110）的其中一个表面制造胶框（130）；

将第二极片（140）和带胶框（130）的第一极片（110）依次交替输送至叠片工位，并对第一极片（110）和第二极片（140）依次交替叠置处理，使得第二极片（140）嵌入第一极片（110）的胶框（130）内；其中，第一极片（110）和第二极片（140）的电极相反，且所述胶框（130）的厚度大于或等于第二极片（140）的厚度。

2.根据权利要求1所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，所述方法还包括如下的步骤：

在第一极片（110）和第二极片（140）的其中一个的极耳（150）处制造极耳胶带（160）；其中，所述胶框（130）在极耳（150）处断开。

3.根据权利要求2所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，所述在第一极片（110）和第二极片（140）的其中一个的极耳（150）处制造极耳胶带（160），包括如下的步骤：

将第一极片（110）送至贴制工位，并在第一极片（110）的极耳（150）处制造极耳胶带（160）；

将带极耳胶带（160）的第一极片（110）输送至成型工位。

4.根据权利要求2所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，所述在第一极片（110）和第二极片（140）的其中一个的极耳（150）处制造极耳胶带（160），包括如下的步骤：

将第二极片（140）送至贴制工位，并在第二极片（140）的极耳（150）处制造极耳胶带（160）。

5.根据权利要求1所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，所述将第二极片（140）和带胶框（130）的第一极片（110）依次交替输送至叠片工位，并对第一极片（110）和第二极片（140）依次交替叠置处理，使得第二极片（140）嵌入第一极片（110）的胶框（130）内，包括如下步骤：

将第二极片（140）和带胶框（130）的第一极片（110）依次交替输送至叠片工位，并对第一极片（110）、固态电解质层（120）和第二极片（140）依次交替叠置处理，使得第二极片（140）嵌入第一极片（110）的胶框（130）内，且固态电解质层（120）嵌设于胶框（130）的内周。

6.根据权利要求1所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，在所述将第二极片（140）和带胶框（130）的第一极片（110）依次交替输送至叠片工位，并对第一极片（110）和第二极片（140）依次交替叠置处理之前，包括如下的步骤：

将第一极片（110）输送至第一裁剪工位，并对第一极片（110）进行裁剪；

将第二极片（140）输送至第二裁剪工位，并对第二极片（140）进行裁剪。

7.根据权利要求1所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，其特征在于，所述方法还包括如下的步骤：

当在第一极片（110）的其中一个表面制造胶框（130）后，对第一极片（110）进行烘干处理；和/或，

当在第一极片（110）的其中一个表面制造胶框（130）前，对第一极片（110）进行纠偏处理；和/或，

当在第一极片（110）的其中一个表面制造胶框（130）后，对第一极片（110）进行缺陷检测处理；

将NG的第一极片（110）送至NG工位。

8.基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，其特征在于，用于实施如权利要求1所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造方法，基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置包括：

胶框成型机构（300），用于在第一极片（110）的表面制造胶框（130），且胶框（130）的厚度大于第二极片（140）的厚度；所述胶框成型机构（300）设置于所述成型工位的上方；

叠片机构，用于对第二极片（140）和带胶框（130）的第一极片（110）依次交替叠置处理，使得第二极片（140）嵌入第一极片（110）的胶框（130）内；所述叠片机构设置于所述叠片工位。

9.根据权利要求8所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，其特征在于，所述基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括：

极耳胶贴制机构，用于在第一极片（110）或第二极片（140）的极耳（150）处制造极耳胶带（160），所述极耳胶贴制机构设置于所述贴制工位的上方。

10.根据权利要求8所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，其特征在于，所述基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括：

第一裁片机构（510），用于对第一极片（110）进行裁剪；所述第一裁片机构（510）设置有第一裁剪工位；

第二裁片机构，用于对第二极片（140）进行裁剪；所述第二裁片机构设置有第二裁剪工位。

11.根据权利要求8所述的基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置，其特征在于，所述基于单面胶框成型的固态电池电芯制造装置还包括：

烘干机构（400），其用于对带胶框（130）的第一极片（110）进行烘干处理；

和/或，

缺陷检测机构（520），其用于对带胶框（130）的第一极片（110）进行缺陷检测处理，并将NG的极片进行剔除处理；

和/或，

纠偏机构（620），所述纠偏机构（620）用于对第一极片（110）进行纠偏处理。