CN210136958U - 用于极片补锂的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种用于极片补锂的装置，极片包括活性物质层，所述用于极片补锂的装置包括第一提供机构，第一提供机构用于提供粘附有锂膜的极片，锂膜包括转移膜和锂箔，锂箔粘附在活性物质层上；用于极片补锂的装置还包括转移膜剥离机构；转移膜剥离机构包括第一辊以及第二辊；第一辊位于第一提供机构的下游，第一辊能够接触转移膜；第二辊位于第一辊的下游，且第二辊位于第一辊的面向第一提供机构的一侧，位置可调，第二辊用于供受牵引的转移膜通过。所述用于极片补锂的装置能够使转移膜从锂箔上剥离的力小于活性物质层的粘接力，消除转移膜从活性物质层上剥离而造成的活性物质剥落现象。

Description

用于极片补锂的装置

技术领域

本实用新型涉及电池领域，更具体地涉及一种用于极片补锂的装置。

背景技术

目前，得益于新能源汽车市场的蓬勃发展，动力锂电池需求呈爆发式增长。但是，现有的锂电池能量密度及循环寿命，并不能满足电动汽车的需求。

预补锂技术可以大幅提高锂电池的能量密度及循环性能，因此，越来越受到关注。现有技术中的极片补锂系统通过辊压机构对粘附有锂箔的转移膜与极片压延，之后在再将转移膜从锂箔上剥离，从而实现补锂。但是当锂箔的剥离力大于活性物质层的粘结力时，极片的活性物质层则会剥落、转移到转移膜上，造成活性物质层的损失(对于极片为负极极片且负极活性物质采用碳基材料的情况，会造成脱碳现象)。

目前，针对上述问题常用的方法为增加活性物质层的粘结力，但这需要提高活性物质层中粘结剂的含量，如此会降低电极组件的能量密度及倍率性能；另一种常用方法是降低补锂速度，但是该方法会降低生产效率，影响产能。

实用新型内容

鉴于现有技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种用于极片补锂的装置，其能消除转移膜未从锂箔上剥离而从活性物质层上剥离而造成的活性物质剥落的现象。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种用于极片补锂的装置，极片包括活性物质层，所述用于极片补锂的装置包括第一提供机构，第一提供机构用于提供粘附有锂膜的极片，锂膜包括转移膜和锂箔，锂箔粘附在活性物质层上；用于极片补锂的装置还包括转移膜剥离机构；转移膜剥离机构包括第一辊以及第二辊；第一辊位于第一提供机构的下游，第一辊能够接触转移膜；第二辊位于第一辊的下游，且第二辊位于第一辊的面向第一提供机构的一侧，第二辊位置可调，第二辊用于供受牵引的转移膜从其上通过。

在一实施例中，转移膜剥离机构还包括牵引件，牵引件位于第二辊的下游，牵引件用于牵引通过第二辊的转移膜。

在一实施例中，转移膜剥离机构还包括安装板，安装板供第二辊在其上。

在一实施例中，安装板设置有多个定位孔，转移膜剥离机构还包括支撑板，支撑板用于支撑第二辊，支撑板能够根据第二辊的位置经由可拆装件固定于定位孔。

在一实施例中，转移膜剥离机构还包括施压机构，施压机构用于对第一辊施加压力。

在一实施例中，第一提供机构包括辊压机构、极片提供机构以及锂膜提供机构；辊压机构包括两个压辊；极片提供机构位于两个压辊的上游，极片提供机构用于向两个压辊之间提供极片；锂膜提供机构位于两个压辊的上游，锂膜提供机构用于提供锂膜；辊压机构用于压延锂膜以及极片，以使锂膜粘附到活性物质层上。

在一实施例中，锂膜提供机构包括两个轧辊、锂带提供机构以及转移膜提供机构；锂带提供机构位于两个轧辊的上游，锂带提供机构用于向两个轧辊之间提供锂带；转移膜提供机构位于两个轧辊的上游，转移膜提供机构用于向两个轧辊之间提供转移膜；两个轧辊用于轧制锂带以及转移膜，以将锂带轧制成锂箔并使锂箔粘附在转移膜上而形成锂膜。

在一实施例中，锂膜提供机构还包括辅助膜提供机构，辅助膜提供机构位于两个轧辊的上游，辅助膜提供机构用于向两个轧辊提供辅助膜。

在一实施例中，转移膜剥离机构还包括支撑辊，支撑辊与第一辊相对。

在一实施例中，用于极片补锂的装置还包括补锂极片收取机构，补锂极片收取机构位于转移膜剥离机构的下游，补锂极片收取机构用于将已剥离转移膜且活性物质层粘附有锂箔的极片收取。

在一实施例中，转移膜剥离机构依据活性物质层设置在集流体一个或两个表面上而对应地设置为一组或两组。

本实用新型的有益效果如下：基于第二辊与第一辊之间的这种位置关系设置，能够使得转移膜的剥离角大于90度，进而能够减小锂箔的剥离力，进而能够使得锂箔的剥离力小于活性物质层的粘接力，从而转移膜顺利地从锂箔上剥离，消除转移膜未从锂箔上剥离而导致活性物质层的活性物质剥落的现象。此外，采用所述用于极片补锂的装置，无需增加极片的活性物质层中的粘接剂或降低补锂速度解决补锂性物质剥落的现象，与现有技术相比，所述用于极片补锂的装置简单有效，进步显著。

附图说明

图1是根据本实用新型的用于极片补锂的装置的第一实施例的示意图。

图2是图1的用于极片补锂的装置的部分构件的示意图，为了清楚起见，各辊之间的距离均未按比例示出。

图3是根据本实用新型的用于极片补锂的装置的第二实施例的示意图。

图4是图3的用于极片补锂的装置的部分构件的示意图，为了清楚起见，各辊之间的距离均未按比例示出。

其中，附图标记说明如下：

1第一提供机构 T转移膜

11辊压机构 L1锂箔

111压辊 2转移膜剥离机构

12极片提供机构 21第一辊

P0极片 22第二辊

P01集流体 23牵引件

P02活性物质层 24安装板

13锂膜提供机构 241定位孔

131轧辊 25支撑板

132锂带提供机构 26施压机构

L0锂带 α剥离角

133转移膜提供机构 3支撑辊

134辅助膜提供机构 4补锂极片收取机构

135辅助膜收取机构 P1补锂极片

C锂膜 5过辊

具体实施方式

附图示出本实用新型的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本实用新型的示例，本实用新型可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本实用新型。

此外，诸如上、下、左、右、前和后等用于说明实施例中的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的，且尽管各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应所述改变。

图1是根据本实用新型的用于极片补锂的装置的第一实施例的示意图。

图2是图1的用于极片补锂的装置的部分构件的示意图，为了清楚起见，各辊之间的距离均未按比例示出。

用于极片补锂的装置包括第一提供机构1以及转移膜剥离机构2。依据实际情况，用于极片补锂的装置还可包括支撑辊3。依据实际情况，用于极片补锂的装置还可包括补锂极片收取机构4。

第一提供机构1用于提供粘附有锂膜C的极片P0。锂膜C包括转移膜T和锂箔L1，锂箔L1粘附在活性物质层P02上。

第一提供机构1可以采用事先已制备完成(即离线制备)的粘附有锂膜C的极片P0。

当然，第一提供机构1也可以采用在线直接制备粘附有锂膜C的极片P0。具体地，在图1所示的示例中，第一提供机构1包括辊压机构11、极片提供机构12以及锂膜提供机构13。

辊压机构11包括两个压辊111。

极片提供机构12位于两个压辊111的上游，极片提供机构12用于向两个压辊111之间提供极片P0。极片P0包括集流体P01以及活性物质层P02。活性物质层P02设置在集流体P01表面上。在图1所示的示例中，活性物质层P02设置在集流体P01的一个表面上。极片P0可以为负极极片，也可以为正极极片，优选地，极片P0为负极极片。如图1所示，极片提供机构12为辊子，从而极片提供机构12用于将卷料形式的极片P0放卷，提高了空间使用率。

锂膜提供机构13位于两个压辊111的上游，锂膜提供机构13用于提供锂膜C。其中，辊压机构11用于压延锂膜C以及极片P0，以使锂膜C粘附到活性物质层P02上。

同样地，锂膜提供机构13可以采用事先已制备完成(即离线制备)的锂膜C。

当然，锂膜提供机构13也可以采用在线直接制备锂膜C。具体地，在图1所示的示例中，锂膜提供机构13包括两个轧辊131、锂带提供机构132以及转移膜提供机构133。依据实际工艺情况，锂膜提供机构13还包括辅助膜提供机构134。依据实际工艺情况，锂膜提供机构13还可包括辅助膜收取机构135。

锂带提供机构132位于两个轧辊131的上游，锂带提供机构132用于向两个轧辊131之间提供锂带L0。在图1所示的示例中，锂带提供机构132为辊子，从而锂带提供机构132用于将卷料形式的锂带L0放卷，提高了空间使用率。

转移膜提供机构133位于两个轧辊131的上游，转移膜提供机构133用于向两个轧辊131之间提供转移膜T。在图1所示的示例中，转移膜提供机构133为辊子，从而转移膜提供机构133用于将卷料形式的转移膜T放卷，进而提高了空间使用率。

在操作时，两个轧辊131用于轧制锂带L0以及转移膜T，以将锂带L0轧制成锂箔L1并使锂箔L1粘附在转移膜T上而形成锂膜C。

辅助膜提供机构134位于两个轧辊131的上游，辅助膜提供机构134用于向两个轧辊131提供辅助膜A。锂箔L1与转移膜T之间的剥离力大于锂箔L1与辅助膜A的剥离力。在图1所示的示例中，辅助膜提供机构134为辊子，从而辅助膜提供机构134用于将卷料形式的辅助膜A放卷，同时提高了空间使用率。

辅助膜收取机构135位于两个轧辊131的下游，辅助膜收取机构135用于收取穿过两个轧辊131的辅助膜A。辅助膜收取机构135用于回收辅助膜A，同时还用于为辅助膜A提供牵引力。在图1所示的示例中，辅助膜收取机构135为辊子，从而辅助膜收取机构135用于收卷辅助膜A，进而提高了空间使用率。

注意的是，辅助膜提供机构134和辅助膜收取机构135可以省略，此时只需锂箔L1与转移膜T之间的剥离力大于锂箔L1与轧辊131(位于锂箔L1的与转移膜T相反的一侧)的剥离力即可实现锂箔L1连续性地粘附在转移膜T上而形成锂膜C。

转移膜剥离机构2包括第一辊21以及第二辊22。依据实际工艺情况，转移膜剥离机构2还可包括牵引件23。依据实际工艺情况，转移膜剥离机构2还可包括安装板24。依据实际工艺情况，转移膜剥离机构2还可包括支撑板25。依据实际工艺情况，转移膜剥离机构2还包括施压机构26。

第一辊21位于第一提供机构1的下游，第一辊21能够接触转移膜T。

第二辊22位于第一辊21的下游，且第二辊22位于第一辊21的面向第一提供机构1的一侧，第二辊22用于供受牵引的转移膜T从其上通过。基于第二辊22与第一辊21之间的这种位置关系设置，能够使得转移膜T的剥离角α(即第一辊21和第二辊22之间的转移膜T与极片P0上的锂箔L1之间的夹角)大于90度，进而能够减小锂箔L1的剥离力，进而能够使得锂箔L1的剥离力小于活性物质层P02的粘接力，从而转移膜T顺利地从锂箔L1上剥离，消除转移膜T未从锂箔L1上剥离而导致活性物质层P02的活性物质剥落的现象。此外，采用所述极片补锂的装置，无需增加极片P0的活性物质层中的粘接剂或降低补锂速度即可解决补锂时活性物质剥落的现象，与现有技术相比，所述极片补锂的装置简单有效，进步显著。转移膜T的剥离角α受第一辊21和第二辊22的辊径、活性物质层P02的成分、剥离速度等因素影响，所以可依据实际情况，通过改变第二辊22的位置来确定合适的剥离角α。

牵引件23位于第二辊22的下游，牵引件23用于牵引通过第二辊22的转移膜T。牵引件23用于为转移膜T提供牵引力，以从粘附有锂膜C的极片P0上使转移膜T与锂箔L1剥离。在图1所示的示例中，牵引件23为辊子，由此牵引件23用于收卷转移膜T，提高了空间使用率。注意的是，牵引件23可以省略，第二辊22直接作为用于为转移膜T提供牵引力的并将转移膜T收卷的部件。但是，优选采用牵引件23且第二辊22不直接作为用于为转移膜T提供牵引力的并将转移膜T收卷的部件。

安装板24供第二辊22安装在其上。安装板24设置有多个定位孔241。一方面对于某种特定类型的极片P0，可以确定转移膜T的剥离效果最佳时第二辊22所处的位置从而实现第二辊22位置可调，另一方面可以适用于更多类型的极片P0以及对应剥离角α的调整需要，从而提高用于极片补锂的装置的兼容性或通用性。多个定位孔241的布局可以依据实际需要来合适地确定，例如图1所示地，沿图1中的竖直方向布局，当不限于此，也可以沿图1的水平方向布置，也可以沿与水平和竖直均倾斜的方向布置，无论如何布置，只要能实现第二辊22的位置可调即可。第二辊22位置可调不限于采用多个定位孔241的方式，还可以采用其它方式，例如采用滑块、滑轨以及气缸配合方式，滑块与滑轨滑动配合，滑块连接于第二辊并受气缸驱动定位。

支撑板25用于支撑第二辊22，支撑板25能够根据第二辊22的位置经由可拆装件(未示出)固定于定位孔241。可拆装件例如为螺栓、螺栓和螺母的组合、铆钉等。

施压机构26用于对第一辊21施加压力。施压机构26可以采用各种方式，例如气缸、直线电机、液压缸等。

支撑辊3与第一辊21相对。第一辊21和第二辊22用于从单侧剥离转移膜T时，第一辊21和支撑辊3通过旋转产生稳定的夹持和移送作用，使得转移膜T的剥离力稳定，从而转移膜T的剥离过程稳定，最终实现转移膜T的剥离效果稳定。

补锂极片收取机构4位于转移膜剥离机构2的下游，补锂极片收取机构4用于将已剥离转移膜T且活性物质层P02粘附有锂箔L1的极片P0(即补锂极片P1)收取。在图1所示的示例中，补锂极片收取机构4为辊子，从而补锂极片收取机构4用于收卷补锂极片P1，提高了空间使用率。

在图1和图2所示的第一实施例中，用于极片补锂的装置对极片P0进行单面补锂。

图3是根据本实用新型的用于极片补锂的装置的第二实施例的示意图。图4是图3的用于极片补锂的装置的部分构件的示意图，为了清楚起见，各辊之间的距离均未按比例示出图3所示的第二实施例与图1的第一实施例的不同之处在于：用于极片补锂的装置对极片P0进行双面补锂(即活性物质层P02设置在集流体P01的两个表面上)，转移膜剥离机构2设置为两组(即图1的第一实施例中的转移膜剥离机构2设置为一组)，由此，第二实施例并无第一实施例中的支撑辊3。为了简化设计和构件，图3所示的转移膜剥离机构2的两个安装板24可以一体成型，即两个安装板24变成单件式部件。此外，在图3所示的第二实施例中，用于极片补锂的装置还可包括过辊5。过辊5设置在锂膜提供机构13和压辊111之间，过辊5用于使锂膜C在其上通过。通过设置过辊5，可以灵活地调整两个锂膜提供机构13和压辊111之间的空间布局，在用于极片补锂的装置在其构件之间不干涉的情况下，用于极片补锂的装置在结构更紧凑。

上面详细的说明描述多个示范性实施例，但本文不意欲限制到明确公开的组合。因此，除非另有说明，本文所公开的各种特征可以组合在一起而形成出于简明目的而未示出的多个另外组合。

Claims (11)

1.一种用于极片补锂的装置，极片(P0)包括活性物质层(P02)，其特征在于，包括第一提供机构(1)，第一提供机构(1)用于提供粘附有锂膜(C)的极片(P0)，锂膜(C)包括转移膜(T)和锂箔(L1)，锂箔(L1)粘附在活性物质层(P02)上；

用于极片补锂的装置还包括转移膜剥离机构(2)；

转移膜剥离机构(2)包括第一辊(21)以及第二辊(22)；

第一辊(21)位于第一提供机构(1)的下游，第一辊(21)能够接触转移膜(T)；

第二辊(22)位于第一辊(21)的下游，且第二辊(22)位于第一辊(21)的面向第一提供机构(1)的一侧，第二辊(22)位置可调，第二辊(22)用于供受牵引的转移膜(T)从其上通过。

2.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，转移膜剥离机构(2)还包括牵引件(23)，牵引件(23)位于第二辊(22)的下游，牵引件(23)用于牵引通过第二辊(22)的转移膜(T)。

3.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，转移膜剥离机构(2)还包括安装板(24)，安装板(24)供第二辊(22)在其上。

4.根据权利要求3所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，

安装板(24)设置有多个定位孔(241)，

转移膜剥离机构(2)还包括支撑板(25)，支撑板(25)用于支撑第二辊(22)，支撑板(25)能够根据第二辊(22)的位置经由可拆装件固定于定位孔(241)。

5.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，转移膜剥离机构(2)还包括施压机构(26)，施压机构(26)用于对第一辊(21)施加压力。

6.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，

第一提供机构(1)包括辊压机构(11)、极片提供机构(12)以及锂膜提供机构(13)；

辊压机构(11)包括两个压辊(111)；

极片提供机构(12)位于两个压辊(111)的上游，极片提供机构(12)用于向两个压辊(111)之间提供极片(P0)；

锂膜提供机构(13)位于两个压辊(111)的上游，锂膜提供机构(13)用于提供锂膜(C)；

辊压机构(11)用于压延锂膜(C)以及极片(P0)，以使锂膜(C)粘附到活性物质层(P02)上。

7.根据权利要求6所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，

锂膜提供机构(13)包括两个轧辊(131)、锂带提供机构(132)以及转移膜提供机构(133)；

锂带提供机构(132)位于两个轧辊(131)的上游，锂带提供机构(132)用于向两个轧辊(131)之间提供锂带(L0)；

转移膜提供机构(133)位于两个轧辊(131)的上游，转移膜提供机构(133)用于向两个轧辊(131)之间提供转移膜(T)；

两个轧辊(131)用于轧制锂带(L0)以及转移膜(T)，以将锂带(L0)轧制成锂箔(L1)并使锂箔(L1)粘附在转移膜(T)上而形成锂膜(C)。

8.根据权利要求7所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，

锂膜提供机构(13)还包括辅助膜提供机构(134)，辅助膜提供机构(134)位于两个轧辊(131)的上游，辅助膜提供机构(134)用于向两个轧辊(131)提供辅助膜(A)。

9.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，转移膜剥离机构(2)还包括支撑辊(3)，支撑辊(3)与第一辊(21)相对。

10.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，

用于极片补锂的装置还包括补锂极片收取机构(4)，

补锂极片收取机构(4)位于转移膜剥离机构(2)的下游，补锂极片收取机构(4)用于将已剥离转移膜(T)且活性物质层(P02)粘附有锂箔(L1)的极片(P0)收取。

11.根据权利要求1所述的用于极片补锂的装置，其特征在于，转移膜剥离机构(2)依据活性物质层(P02)设置在集流体(P01)一个或两个表面上而对应地设置为一组或两组。

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