CN210272539U - 一种锂离子电池极片补锂装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池极片补锂装置，属于电池生产技术领域，包括输送机构，被配置为分别输送极片和两个复合膜，两个复合膜分别位于极片的两侧，各复合膜上的锂膜均朝向极片；辊压机构，包括两个相对设置的压辊，两个压辊之间具有供极片和两个复合膜通过的辊压通道；电解液喷洒机构，设置于辊压机构上游，被配置为向极片的两侧喷洒电解液；加热机构，被配置为对经过辊压通道辊压贴合的极片和两个复合膜进行加热。利用锂膜和极片在电解液环境中形成短路，加热促进电化学反应的进行，使锂膜能完全转移到极片上，避免转移膜上遗留锂膜，实现转移膜的回收。此外，辊压机构可仅用来使极片和两个复合膜贴合，降低对压辊的辊距及扭矩的要求。

Description

一种锂离子电池极片补锂装置

技术领域

本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种锂离子电池极片补锂装置。

背景技术

随着现代社会的发展，电池成为电子产品的最大瓶颈。补锂工艺能够提高电池能量密度，避免由于电池在首次充放电过程中的不可逆的容量损失。

目前，主要通过复合膜补锂技术将锂膜覆合在极片表面，以补充极片表面的活性锂，保证电池的容量。而现在的补锂技术中，一般将较厚的锂带在转移膜上延压成1-50μm的锂膜，锂膜和转移膜形成复合膜，然后将复合膜上的锂膜通过辊压转移到极片上，但是锂膜转移对设备精度要求很高，压辊的辊距及扭矩需保持在较小的范围内，而且由于极片加工工艺导致极片的厚度不是很均匀，因此导致锂膜难以均匀完整的转移到极片上，并且残余的锂膜粘附在转移膜上，导致转移膜难以回收利用。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池极片补锂装置，以解决现有技术中存在的锂膜难以均匀完整的转移到极片上，并且残余的锂膜粘附在转移膜上，导致转移膜难以回收利用的问题。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种锂离子电池极片补锂装置，包括：

输送机构，被配置为分别输送极片和两个复合膜，两个所述复合膜分别位于所述极片的两侧，且各所述复合膜上的锂膜均朝向所述极片；

辊压机构，包括两个相对设置的压辊，两个所述压辊之间具有供所述极片和两个所述复合膜通过的辊压通道；

电解液喷洒机构，设置于所述辊压机构上游，被配置为向所述极片的两侧喷洒电解液；

加热机构，被配置为对经过所述辊压通道辊压贴合的所述极片和两个所述复合膜进行加热。

进一步地，所述加热机构包括箱体和设置于所述箱体的加热源，经过所述辊压通道的所述极片和两个所述复合膜穿设于所述箱体内。

进一步地，所述电解液喷洒机构包括两个电解液喷嘴，两个所述电解液喷嘴分别位于所述极片的两侧。

进一步地，所述输送机构包括极片放卷结构和极片收卷结构，所述极片放卷结构上设置有待补锂的所述极片，所述极片收卷结构被配置为牵引所述极片穿过所述辊压通道；

所述电解液喷洒机构、所述辊压机构和所述加热机构依次设置于所述极片放卷结构和所述极片收卷结构之间。

进一步地，所述极片放卷结构包括极片放卷辊，所述极片收卷结构包括极片收卷辊，所述极片放卷辊和所述极片收卷辊分别位于所述辊压机构两侧。

进一步地，所述输送机构还包括复合膜放卷结构和转移膜收卷结构，所述复合膜放卷结构上设置有所述复合膜，所述转移膜收卷结构被配置为牵引所述复合膜穿过所述辊压通道。

进一步地，所述复合膜放卷结构包括两个复合膜放卷辊，两个所述复合膜放卷辊分别设置于所述极片放卷结构的两侧；

所述转移膜收卷结构包括两个转移膜收卷辊，两个所述转移膜收卷辊分别设置于两个所述极片收卷结构两侧，两个所述转移膜收卷辊和两个所述复合膜放卷辊一一对应设置。

进一步地，所述锂离子电池极片补锂装置还包括辅助辊，每个所述复合膜放卷辊和所述辊压机构之间均设置有所述辅助辊，所述辅助辊被配置为减小所述复合膜进入所述辊压通道时与所述极片之间的夹角。

进一步地，所述输送机构还包括两个支撑辊，两个所述支撑辊平行且间隔设置，两个所述支撑辊分别抵压在两个转移膜上，所述加热机构位于所述辊压机构和所述支撑辊之间。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的锂离子电池极片补锂装置，通过设置输送机构、电解液喷洒机构、辊压机构和加热机构，能够利用锂膜和极片在电解液环境的形成短路，并且通过加热促进电化学反应的进行，使得锂膜能够完全转移到极片上，能够避免转移膜上遗留锂膜，实现转移膜的回收利用。此外，辊压机构可仅用来使得极片和两个复合膜相贴合，从而降低对压辊的辊距及扭矩的要求。

附图说明

图1是本实用新型提供的锂离子电池极片补锂装置的示意图。

图中：

11、极片放卷辊；12、极片收卷辊；13、复合膜放卷辊；14、转移膜收卷辊；15、辅助辊；16、支撑辊；2、辊压机构；21、压辊；31、电解液喷嘴；4、加热机构；41、箱体；

10、极片；20、复合膜。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

如图1所示，本实施例提供了一种锂离子电池极片补锂装置，包括输送机构、辊压机构2、电解液喷洒机构和加热机构4。其中输送机构能够分别输送极片10和两个复合膜20，两个复合膜20分别为位于极片10的两侧，且复合膜20上的锂膜朝向极片10。辊压机构2包括两个平行设置的压辊21，两个压辊21之间具有供极片10和两个复合膜20通过的辊压通道，在本实施例中，压辊21的直径为420mm，且两个压辊21之间的挤压压力为0.3t。电解液喷洒机构设置于辊压机构2上游，能够在极片10经过辊压通道之前，向极片10的两侧喷洒电解液。加热机构4能够对经过辊压通道辊压贴合的极片10和两个复合膜20进行加热。

上述复合膜20中的转移膜的厚度为80μm，宽度为120μm，锂膜的厚度为3μm，宽度为95μm。

如图1所示，输送机构包括极片放卷结构和极片收卷结构，极片放卷结构上设置有待补锂的极片10，极片放卷结构能够牵引待补锂的极片10穿过辊压通道，上述电解液喷洒机构、辊压机构2和加热机构4均位于极片放卷结构和极片收卷结构之间。具体地，在本实施例中，极片放卷结构包括极片放卷辊11，极片收卷结构包括极片收卷辊12，极片放卷辊11和极片收卷辊12分别位于辊压机构2的两侧，极片放卷辊11上设置有待补锂的极片10，极片放卷辊11用于牵引极片10穿过辊压通道，同时将已经补锂完成的极片10收卷。为了提高极片10输送的稳定性，极片放卷辊11的轴线和极片收卷辊12的轴线平行且共面设置，在本实施例中，极片放卷辊11和极片收卷辊12的直径均为200mm，当然在其他实施例中，极片放卷辊11和极片收卷辊12的直径均可根据实际需要进行设置。

输送机构还包括复合膜放卷结构和转移膜收卷结构，复合膜放卷结构上设置有复合膜20，转移膜收卷结构能够牵引复合膜20穿过辊压通道，并将转移膜收卷回收，此时复合膜20中的锂膜已经转移至极片10上，因此转移膜收卷机构收卷的只是转移膜。具体地，在本实施例中，复合膜放卷结构包括两个复合膜放卷辊13，两个复合膜放卷辊13上分别设置有上述两个复合膜20，两个复合膜放卷辊13分别设置于极片放卷辊11的两侧，在本实施例中，复合膜放卷辊13的直径为200mm，当然在其他实施例中，复合膜放卷辊13的直径可根据实际需要进行设置。转移膜收卷结构包括两个转移膜收卷辊14，两个转移膜收卷辊14分别设置于极片收卷辊12的两侧，两个复合膜放卷辊13和两个转移膜收卷辊14一一对应设置。可以理解的是，位于极片10同一侧的一复合膜放卷辊13和一个转移膜收卷辊14相配合，转移膜收卷辊14牵引复合膜放卷辊13上的复合膜20经过辊压通道和加热机构4，随后将剩余的转移膜收卷。

此外，该锂离子电池极片补锂装置还包括辅助辊15，每个复合膜放卷辊13和辊压机构2之间均设置有辅助辊15，辅助辊15能够减小复合膜20进入辊压通道时与极片10之间的夹角。具体地，本实施中设置有两个辅助辊15，其中一个辅助辊15设置于一个复合膜放卷辊13和辊压机构2之间，另一个辅助辊15设置于另一个复合膜放卷辊13和辊压机构2之间。在极片10的厚度方向上，每个辅助辊15与极片10之间的距离均小于同侧复合膜放卷辊13与极片10之间的距离。通过设置辅助辊15，能够在复合膜20进入到辊压通道之前减小复合膜20和极片10之间的夹角，便于复合膜20在辊压通道内与极片10进行贴合，减少复合膜20出现褶皱、变形的机率。当然在其他实施例中，每个复合膜放卷辊13和辊压机构2之间可设置有多个辅助辊15，不断减小复合膜20与极片10之间的夹角。

在本实施例中，极片10和两个复合膜20的输送速度均为1m/min，当然在其他实施例中，极片10和两个复合膜20的输送速度可根据实际需要进行设置。

上述电解液喷洒机构包括两个电解液喷嘴31，两个电解液喷嘴31分别设置于极片10的两侧，两个电解液喷嘴31能够在极片10进入辊压通道之前在极片10的两侧面上分别喷洒电解液。当然，电解液机构还包括电解液槽和泵，通过泵将电解液槽内的电解液输送至电解液喷嘴31，并通过电解液喷嘴31喷出。在本实施例中，单个电解液喷嘴31的喷洒量为3g/min，在极片10的长度方向单个电解液喷嘴31喷洒的有效宽度为10mm，保证极片10单侧每0.01m²范围内喷洒有0.3g电解液。

上述加热机构4包括箱体41和设置于箱体41的加热源，加热源可以为电磁加热器、红外加热器等，本实施例不做具体限制。经过辊压通道的极片10和两个复合膜20穿设于箱体41内，锂膜与极片10在电解液的环境下形成短路，从而发生电化学反应，并且经过加热促进电化学反应的快速进行，锂膜内的锂逐渐转移到极片上，最终全部转移到极片10上，实现对极片10的补锂。在本实施例中，箱体41内的温度为45℃，沿极片10的输送方向，箱体41的长度为50m，可以理解的是，极片10的每一部分在箱体41内的加热时间为50min，保证锂膜完全转移到极片10上。当然在其他实施例中，箱体41内的温度及箱体41的长度均可根据实际需要进行设置。

如图1所示，本实施例提供的锂离子电池极片补锂装置还包括两个支撑辊16，两个支撑辊16平行且间隔设置，两个支撑辊16分别抵压在两个转移膜上，加热机构4位于辊压机构2和支撑辊16之间，也就是两个支撑辊16位于加热机构4下游，能够在极片10和两个转移膜在输送过程中对极片10和两个转移膜进行支撑，保证极片10和两个转移膜能够稳定的输送。

综上，本实施例提供的锂离子电池极片补锂装置，通过设置输送机构、电解液喷洒机构、辊压机构2和加热机构4，能够利用锂膜和极片10在电解液环境的形成短路，并且通过加热促进电化学反应的进行，使得锂膜能够完全转移到极片上，能够避免转移膜上遗留锂膜，实现转移膜的回收利用。此外，辊压机构2可仅用来使得极片10和两个复合膜20相贴合，从而降低对压辊21的辊距及扭矩的要求。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，包括：

输送机构，被配置为分别输送极片(10)和两个复合膜(20)，两个所述复合膜(20)分别位于所述极片(10)的两侧，且各所述复合膜(20)上的锂膜均朝向所述极片(10)；

辊压机构(2)，包括两个相对设置的压辊(21)，两个所述压辊(21)之间具有供所述极片(10)和两个所述复合膜(20)通过的辊压通道；

电解液喷洒机构，设置于所述辊压机构(2)上游，被配置为向所述极片(10)的两侧喷洒电解液；

加热机构(4)，被配置为对经过所述辊压通道辊压贴合的所述极片(10)和两个所述复合膜(20)进行加热。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述加热机构(4)包括箱体(41)和设置于所述箱体(41)的加热源，经过所述辊压通道的所述极片(10)和两个所述复合膜(20)穿设于所述箱体(41)内。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述电解液喷洒机构包括两个电解液喷嘴(31)，两个所述电解液喷嘴(31)分别位于所述极片(10)的两侧。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述输送机构包括极片放卷结构和极片收卷结构，所述极片放卷结构上设置有待补锂的所述极片(10)，所述极片收卷结构被配置为牵引所述极片(10)穿过所述辊压通道；

所述电解液喷洒机构、所述辊压机构(2)和所述加热机构(4)依次设置于所述极片放卷结构和所述极片收卷结构之间。

5.根据权利要求4所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述极片放卷结构包括极片放卷辊(11)，所述极片收卷结构包括极片收卷辊(12)，所述极片放卷辊(11)和所述极片收卷辊(12)分别位于所述辊压机构(2)两侧。

6.根据权利要求4所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述输送机构还包括复合膜放卷结构和转移膜收卷结构，所述复合膜放卷结构上设置有所述复合膜(20)，所述转移膜收卷结构被配置为牵引所述复合膜(20)穿过所述辊压通道。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述复合膜放卷结构包括两个复合膜放卷辊(13)，两个所述复合膜放卷辊(13)分别设置于所述极片放卷结构的两侧；

所述转移膜收卷结构包括两个转移膜收卷辊(14)，两个所述转移膜收卷辊(14)分别设置于两个所述极片收卷结构两侧，两个所述转移膜收卷辊(14)和两个所述复合膜放卷辊(13)一一对应设置。

8.根据权利要求7所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述锂离子电池极片补锂装置还包括辅助辊(15)，每个所述复合膜放卷辊(13)和所述辊压机构(2)之间均设置有所述辅助辊(15)，所述辅助辊(15)被配置为减小所述复合膜(20)进入所述辊压通道时与所述极片(10)之间的夹角。

9.根据权利要求4所述的锂离子电池极片补锂装置，其特征在于，所述输送机构还包括两个支撑辊(16)，两个所述支撑辊(16)平行且间隔设置，两个所述支撑辊(16)分别抵压在两个转移膜上，所述加热机构(4)位于所述辊压机构(2)和所述支撑辊(16)之间。

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