CN214428674U - 补锂设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开一种补锂设备，用于将锂膜覆合于极片。该补锂设备包括：辊压机构，包括第一辊轮和第二辊轮，所述第一辊轮与所述第二辊轮用于辊压所述极片和所述锂膜，以将所述锂膜覆合于所述极片；调节机构，连接于所述辊压机构，并用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的间隙和/或辊压力；第一检测机构，用于检测所述极片穿过所述辊压机构后的长度；控制器，被配置为根据所述第一检测机构测得的长度与目标长度的比对结果控制所述调节机构，以使所述极片穿过所述辊压机构后的长度趋于所述目标长度。上述方案能够避免极耳错位，并提高电池单体的良品率。

Description

补锂设备
技术领域
本申请实施例涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种补锂设备。
背景技术
目前，锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长等优点而被广泛应用于电动汽车、消费类电子产品等领域。锂离子电池在首次充电过程中，由于SEI膜(即固体电解质膜)的形成而会消耗部分锂，继而造成正极材料锂的损失、降低电池的容量，最终造成首次效率的降低。为了减少电池在首次充电过程中电池容量的不可逆降低，业内常通过补锂设备在极片表面进行覆锂来实现。
通常，补锂后的极片通过卷绕工艺制备电池单体，而在卷绕过程中各极耳层叠在一起后极容易产生极耳错位。
实用新型内容
本申请实施例公开一种补锂设备，以避免极耳错位，并提高电池单体的良品率。
为了解决上述问题，本申请实施例采用下述技术方案：
本申请实施例提供一种补锂设备，用于将锂膜覆合于极片，所述补锂设备包括：
辊压机构，包括第一辊轮和第二辊轮，所述第一辊轮与所述第二辊轮用于辊压所述极片和所述锂膜，以将所述锂膜覆合于所述极片；
调节机构，连接于所述辊压机构，并用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的间隙和/或辊压力；
第一检测机构，用于检测所述极片穿过所述辊压机构后的长度；
控制器，被配置为根据所述第一检测机构测得的长度与目标长度的比对结果控制所述调节机构，以使所述极片穿过所述辊压机构后的长度趋于所述目标长度。
在本申请实施例提供的补锂设备中，第一检测机构能够实时检测到补锂后极片的长度，控制器可以将补锂后极片的长度与目标长度进行比对，并反馈控制调节机构来调控第一辊轮与第二辊轮之间的间隙和/或辊压力，进而使得极片补锂后的长度逐渐趋于目标长度。本申请实施例的第一检测机构是针对补锂后极片的长度进行检测，相较于检测厚度检测精度更高，因此能够通过调节机构对补锂后极片的长度进行准确调节，并使得补锂后极片的长度趋于目标长度，以使得极片在卷绕层叠时避免出现极耳错位，进而提高电池单体的良品率。
在一些实施例中，所述极片上沿所述极片的长度方向间隔设置有多个标记点，所述第一检测机构被配置为检测经过所述辊压机构后相邻两个所述标记点之间的距离。如此，第一检测机构可通过检测相邻两个标记点的间距来获取单个极片单元补锂后的长度。
在一些实施例中，所述辊压机构还包括用于驱动所述第一辊轮和/或所述第二辊轮的伺服电机；
所述第一检测机构包括：
检测单元，沿所述极片的走带方向，所述检测单元设置于所述辊压机构的下游，所述检测单元被配置为在检测到所述标记点时发出信号；
读取单元，用于读取所述伺服电机的编码器在两次所述信号间隔时段内的位置差值，以获得相邻两个所述标记点之间的距离。
如此，通过检测单元和读取单元的配合工作，即可准确读取到两次信号间隔时段内的伺服电机的转动行程，由于极片在被辊压时其输送距离与辊轮的转动行程相关，而辊轮的转动行程又与伺服电机的转动行程相关，因此可获取到相邻两个标记点的间距；该种检测方式检测精度和检测效率均较高。
在一些实施例中，所述检测单元为对射式光电传感器，所述对射式光电传感器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别位于所述极片厚度方向上的两侧，所述标记点为通孔，所述发射端发射的光线穿过所述通孔以由所述接收端接收。如此，在极片输送的过程中，通孔会与发射端和接收端相对，发射端发出的光线可通过通孔透射至接收端，进而实现了检测单元对标记点的检测。
在一些实施例中，所述补锂设备还包括：
第二检测机构，沿所述极片的走带方向，所述第二检测机构设置于所述辊压机构的上游，并用于检测所述极片穿过所述辊压机构前的厚度；
所述控制器与所述第二检测机构通信连接，所述控制器被配置为根据所述第二检测机构测得的厚度获取所述目标长度。
由于在被辊压机构辊压之前极片来料的厚度一致性较佳，也即极片在穿过辊压机构前的厚度波动性较小，因此第二检测机构能够准确地检测极片来料的厚度，进而通过控制器匹配出对应的目标长度。
在一些实施例中，所述第二检测机构被配置为在预设单位时间内检测所述极片穿过所述辊压机构前的多个厚度，所述控制器被配置为根据所述第二检测机构测得的多个厚度计算出平均厚度，并根据所述平均厚度获取所述目标长度。如此，可通过多次检测求平均值的方式来减小检测误差，提升检测的准确性，以更为准确地匹配出目标长度。
在一些实施例中，所述调节机构包括第一调节组件和第二调节组件，所述第一调节组件用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮的间隙，所述第二调节组件用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的辊压力，所述控制器被配置为根据所述第一检测机构测得的长度与所述目标长度的比对结果控制所述第一调节组件和/或所述第二调节组件。如此，调节机构同时具备调节第一辊轮和第二辊轮之间的间隙和辊压力的功能。
在一些实施例中，所述辊压机构还包括机架、第一转接座和第二转接座，所述第一转接座可移动地设置于所述机架，所述第二转接座固定设置于所述机架，所述第一辊轮设置于所述第一转接座，所述第二辊轮设置于所述第二转接座；
所述第一调节组件被配置为能够驱动所述第一转接座朝向或远离所述第二转接座移动，以调控所述第一辊轮与所述第二辊轮的间隙；所述第二调节组件被配置为经由所述第一转接座向所述第一辊轮施加驱动力，以调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的辊压力。
如此，第一调节组件可通过调节第一转接座与第二转接座的关系，来调控第一辊轮和第二辊轮的间隙，第二调节组件可通过调节第一转接座与第二转接座的关系，来调控第一辊轮和第二辊轮之间的辊压力，上述的调节过程中均不会干涉第一辊轮和第二辊轮的正常转动。
在一些实施例中，所述第一调节组件包括第一驱动模组、第一斜块、第二斜块和测距传感器；
所述第一斜块和所述第二斜块设置于所述第一转接座和所述第二转接座之间，所述第一斜块固定连接于所述第一转接座，所述第一斜块和所述第二斜块在相对侧设置有可滑动配合的斜面；
所述测距传感器与所述控制器通信连接，并用于检测所述第一转接座与所述第二转接座的间距，所述第一驱动模组与所述第二斜块连接，并用于驱动所述第二斜块移动，以带动所述第一斜块沿所述斜面滑动。
如此，测距传感器能够实时检测第一辊轮和第二辊轮之间的间隙，并可通过控制器实现闭环控制，以使得辊压机构在辊压极片时使得其趋于目标长度。
在一些实施例中，所述第二调节组件包括第二驱动模组和压力传感器，所述第二驱动模组安装于所述机架，并与所述第一转接座连接，所述压力传感器与所述控制器通信连接，且设置于所述第二驱动模组与所述第一转接座之间。如此，压力传感器用于检测反馈第一辊轮和第二辊轮之间的辊压力，并可通过控制器实现闭环控制，以使得辊压机构在辊压极片时使得其趋于目标长度。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
在附图中：
图1为本申请实施例公开的补锂设备的结构示意图；
图2为图1中辊压机构的工作原理示意图；
图3为本申请实施例公开的一种第一检测机构的工作原理示意图。
附图标记说明：
100-辊压机构；110-第一辊轮；120-第二辊轮；130-机架；140-第一转接座；150-第二转接座；200-调节机构；210-第一调节组件；211-第一驱动模组；212-第一斜块；213-第二斜块；214-测距传感器；215-丝杆；220-第二调节组件；221-第二驱动模组；222-压力传感器；300-第一检测机构；400-第二检测机构；500-极片放卷辊；600-极片收卷辊；700-基材收卷辊；800-基材放卷辊；L-锂膜；M-基材；P-极片；P1-标记点。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图，对本申请实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限定本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请中，所提及的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。
锂离子电池能够实现重复充放电功能的核心构件为电池单体中的电极组件，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离膜。锂离子电池主要依靠锂离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。
其中，正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体表面的正极活性物质层，未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。通常情况下，在锂离子电池中，正极集流体可以为铝箔，正极活性物质层可以为三元锂、锰酸锂、钴酸锂或磷酸铁锂等。
负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体表面的负极活性物质层，未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。通常情况下，在锂离子电池中，负极集流体可以为铜箔，负极活性物质层可以为碳或硅等。
锂离子电池在首次充放电过程中会形成固体电解质膜，而固体电解质膜会消耗部分锂，造成锂的损失，进而导致锂离子电池容量的损失。为了补偿锂离子电池在首次充放电过程中的活性锂损失，在极片的成型过程中，需要预先在极片的活性物质层上补充活性锂。目前，通常是通过补锂设备在极片表面进行覆锂来减少锂离子电池在首次充电过程中容量的不可逆降低，进而来提升锂离子电池的容量和循环寿命。
极片的补锂工艺主要包括压延工艺和覆合工艺，压延工艺是通过辊压将锂带压薄以形成锂膜，而覆合工艺则是通过辊压将锂膜覆合到极片的表面。具体而言，极片的制程要求其上的附锂达到微米级厚度，需要通过压延工艺将毫米级的锂带压延至微米级的锂膜，但是微米级的锂膜基于其自身强度的影响已无法独立成带，也即锂带在被压薄的过程中会出现断带的问题，因此在对锂带进行压延时需要将压薄的锂膜附着于基材上，由基材作为载体来确保锂膜能够成带，附着有锂膜的基材可以称为附锂基材。
在覆合工艺中，极片和附锂基材同时被送入补锂设备中的辊压机构，由于锂膜与基材之间的粘接力小于锂膜与极片之间的粘接力，在被辊压之后锂膜会附着在极片的表面，伴随着极片的走带，极片会对锂膜产生牵引作用并使得锂膜从基材的表面剥离，如此就实现了锂膜在极片表面的覆合工艺。
通过现有技术的补锂设备对极片进行补锂处理后，补锂后的极片在后续卷绕层叠过程中常出现极耳错位的问题，而极耳错位会严重影响到电池单体的工作性能。需要说明的是，极耳是电池单体与外部能量传递的载体，因此在极片成型的过程中需要保证极耳的对齐度。针对上述问题，发明人通过检测补锂后极片的厚度，并通过调控辊压机构来调整补锂后极片的厚度，以此来保证补锂后极片的厚度一致性，来改善极耳错位问题。
但是，即便采取上述措施，补锂后的极片在卷绕层叠时依然存在极耳错位问题，经过进一步的研究，发明人发现上述问题主要是由于补锂后极片的厚度波动性较大而导致厚度检测精度低而造成的。具体而言，在补锂工艺中，当极片和附锂基材受到辊压后，极片受压而产生不均匀延展，其厚度尺寸的变化必然存在不确定性，进而会导致其厚度波动性较大，同时，补锂后的极片会因为受到辊压而在其表面形成微小条纹，这些条纹也会进一步放大极片的厚度波动性。因此，在补锂后的极片存在明显较大的厚度波动性的情况下，通过对补锂后的极片进行厚度检测必然会存在检测精度低的问题，进而导致通过辊压机构来调整补锂后极片的尺寸会存在极大的误差，最终仍然存在极耳错位的问题。
基于此，本申请实施例提供一种补锂设备，通过设置第一检测机构来检测极片补锂后的长度，并将补锂后极片的长度与目标长度进行比对，由比对结果反馈控制调节机构来调控第一辊轮和第二辊轮之间的关系，以使得极片补锂后的长度趋于目标长度。由于本申请实施例提供的补锂设备直接对补锂后的极片的长度进行检测，长度尺寸的检测不会如宽度尺寸的检测存在较大的波动性，如此就能够准确对补锂后极片的长度尺寸进行检测，并通过辊压机构对补锂后极片的长度尺寸进行准确调节，而避免出现极耳错位问题。
图1示出了本申请实施例的补锂设备的结构示意图，该补锂设备用于将锂膜L覆合于极片P，其包括辊压机构100、调节机构200、第一检测机构300和控制器(附图未示出)。
其中，辊压机构100用于实施覆合工艺。具体地，辊压机构100包括第一辊轮110和第二辊轮120，第一辊轮110与第二辊轮120用于辊压极片P和锂膜L，以将锂膜L覆合于极片P。
通常情况下，该补锂设备还包括极片输送机构和锂膜输送机构，极片输送机构用于将极片P送入到第一辊轮110和第二辊轮120之间，锂膜输送机构用于将附锂基材送入到第一辊轮110和第二辊轮120之间，以使得第一辊轮110和第二辊轮120能够对极片P和附锂基材进行辊压，而使得锂膜L和极片P在被辊压时实现覆合。
图2示出了图1中辊压机构100的工作原理示意图。如图2所示，为了使得附锂基材中的锂膜L能够顺利附着于极片P的表面，通常是采取设置极片P的表面粗糙度大于基材M的表面粗糙度的方式，这样锂膜L与基材M之间的粘接力就会小于锂膜L与极片P之间的粘接力，在被辊压之后锂膜L会附着在极片P的表面，伴随着极片P的走带，极片P会对锂膜L产生牵引作用并使得锂膜L从基材M的表面剥离，进而实现锂膜L在极片P表面的覆合。当然，在其他的实施方式中，还可以通过诸如调节极片P和附锂基材的走带速度或第一辊轮110和第二辊轮120的辊压力等参数，来使得锂膜L与基材M之间的粘接力就会小于锂膜L与极片P之间的粘接力。
如图1所示，极片输送机构通常可以包括极片放卷辊500和极片收卷辊600，极片放卷辊500和极片收卷辊600用于设置极片P，极片P可通过卷绕的方式设置在极片放卷辊500和极片收卷辊600上。为了与极片P的输送方向相匹配，沿极片P的走带方向，极片放卷辊500设置于辊压机构100的上游，极片收卷辊600设置于辊压机构100的下游。
需要说明的是，极片P在走带时是由极片放卷辊500放卷，穿过辊压机构100而输送至极片收卷辊600，极片放卷辊500、辊压机构100和极片收卷辊600均位于极片P的走带方向上，上游和下游为加工顺序的前后关系，例如，极片放卷辊500位于辊压机构100的上游、极片收卷辊600位于辊压机构100的下游是指：按照加工顺序，极片P先由极片放卷辊500放卷，然后经由辊压机构100辊压后，再由极片收卷辊600收卷。
沿极片P的走带方向，锂膜输送机构可以包括设置于辊压机构100下游的基材收卷辊700，基材M通过卷绕的方式连接在基材收卷辊700上，基材收卷辊700在对基材M产生收卷作用的同时对附锂基材整体产生了牵引作用，以使得附锂基材被顺利输送；当然，沿极片P的走带方向，锂膜输送机构还可以包括设置于辊压机构100上游的基材放卷辊800，基材收卷辊700和基材放卷辊800共同作为附锂基材的设置基础，基于基材收卷辊700和基材放卷辊800的位置可调整附锂基材的布设位置，而避免附锂基材在输送过程中与极片P产生干涉。
调节机构200用于调节极片P在补锂处理后的长度，以使得补锂后的极片P的长度趋于目标长度。具体地，该调节机构200连接于辊压机构100，并用于调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的间隙和/或辊压力。
应理解的是，在本申请实施例中，调节机构200可以仅具备调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的间隙或辊压力的功能，也可以同时具备调控一辊轮与第二辊轮120之间的间隙和辊压力的功能。
通过调节机构200调控第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙，可以改变第一辊轮110和第二辊轮120之间用于极片P和锂膜L通过的通行空间大小，当上述间隙被调小时，覆锂后的极片P被辊压得更薄，因此会使得补锂后的极片P的长度增加；当上述间隙被调大时，覆锂后的极片P被辊压后更厚，因此会使得补锂后的极片P的长度减小。
通过调节机构200调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的辊压力，可以改变极片P和锂膜L受到的辊压效果，当上述辊压力被调小时，极片P和锂膜L所受的辊压作用减小，因此覆锂后的极片P更厚，而使得补锂后的极片P的长度减小；当上述辊压力被调大时，极片P和锂膜L所受的辊压作用增大，因此覆锂后的极片P更薄，而使得补锂后的极片P的长度增加。
结合前述，本申请实施例的调节机构200还可以兼具前述内容中用于调节锂膜L与基材M之间的粘接力和锂膜L与极片P之间的粘接力的功能。
第一检测机构300用于检测极片P穿过辊压机构100后的长度，也即用于检测补锂后极片P的长度。
控制器用于实现该补锂设备中各组成部分的闭环控制功能。具体地，控制器分别与第一检测机构300和调节机构200通信连接，如此就能够实现与第一检测机构300和调节机构200的通信交互。
同时，控制器被配置为根据第一检测机构300测得的长度与目标长度的比对结果控制调节机构200，以使极片P穿过辊压机构100后的长度趋于目标长度。在具体的工作过程中，第一检测机构300将检测的补锂后极片P的长度反馈给控制器，控制器即可将第一检测机构300测得的长度与目标长度进行比对，若第一检测机构300测得的长度大于目标长度，则控制器控制调节机构200调控补锂后的极片P的长度减小；若第一检测机构300测得的长度小于目标长度，则控制器控制调节机构200调控补锂后的极片P的长度增加。
由于第一检测机构300实时对补锂后极片P的长度进行检测，而控制器对第一检测机构300测得的长度和目标长度的比对处理以及对调节机构200的控制也均在持续进行，因此实现了该补锂设备中各组成部分的闭环控制功能。在上述的调节过程中，调节机构200可以根据上一个极片单元补锂后的长度而修正其对下一个极片单元的辊压处理参数，进而确保后续的极片P来料在调节机构200不断修正的调节过程中，其补锂后的长度逐渐趋于目标长度。
需要说明的是，极片P通常是通过卷绕机进行裁切而成型为独立的极片单元，在裁切之前，极片P的长度较长，第一检测机构300所测得的长度为用于成型为一个极片单元的部分的长度，而目标长度则为成型为一个极片单元的部分的经验值长度或性能较优的长度。为了便于后续行文，在本申请实施例中对极片P的参数检测均是以极片单元为基础。
在本申请实施例中，第一检测机构300是对补锂后极片P的长度进行检测，极片P的长度尺寸远大于其厚度尺寸，极片P的长度尺寸的变化情况比其厚度尺寸的变化情况更为直观，因此对补锂后极片P进行长度的检测难度会更小，检测精度必然会更高一些，这样就能够避免在检测时存在较大的误差。在第一检测机构300获取的数据更为准确的情况下，控制器即可基于该数据与目标长度进行准确比对，进而对调节机构200下达更为准确的调节指令。
同时，在控制器的控制下，调节机构200会将后续的极片P来料调节至补锂后的长度趋于目标长度，由于目标长度通常是一致的，这样经过该补锂设备补锂后的极片P中用于成型为一个极片单元的部分的长度也大致相等，不会再存在明显的长度尺寸延展差异，因此就能够确保极片P在后续的卷绕层叠过程中实现极耳对齐，而避免极耳错位。
需要说明的是，由于每个极片单元的尺寸大致相同，在每个用于成型为极片单元的部分的长度均趋于目标长度的前提下，其厚度尺寸对引起极耳错位问题的影响极小。本申请实施例未限定控制器的具体类型，举例来说，其可以为PLC(即Programmable LogicController，可编程逻辑控制器)、工控机等。
由上述说明可知，在本申请实施例提供的补锂设备中，第一检测机构300能够实时检测到补锂后极片P的长度，控制器可以将补锂后极片P的长度与目标长度进行比对，并反馈控制调节机构200来调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的间隙和/或辊压力，进而使得极片P补锂后的长度逐渐趋于目标长度。本申请实施例的第一检测机构300是针对补锂后极片P的长度进行检测，相较于检测厚度检测精度更高，因此能够通过调节机构200对补锂后极片P的长度进行准确调节，并使得补锂后极片P的长度趋于目标长度，以使得极片P在卷绕层叠时避免出现极耳错位，进而提高电池单体的良品率。
极片P的补锂工艺需要对极片P的双面进行覆锂，以确保极片P在使用时的性能质量。通常情况下，如图1和图2所示，本申请实施例的补锂设备具备双面覆锂的功能，此时该补锂设备可以包括两组锂膜输送机构，两组锂膜输送机构分别对应极片P的两侧表面输送附锂基材，当两组附锂基材和极片P通过辊压机构100后，极片P的两侧表面均覆合有锂膜L。
当然，本申请实施例未限定该补锂设备对极片P的具体补锂方式，其也可以仅具备单面覆锂的功能，此时该补锂设备只包括一组锂膜输送机构，锂膜输送机构在极片P的其中一侧表面输送附锂基材，在附锂基材和极片P通过辊压机构100后，极片P仅其中一侧表面覆合有锂膜L；在该实施方式中，为了使得单侧覆锂的极片P实现双侧覆锂，可以将极片P未覆锂的一侧表面朝向锂膜输送机构再次送入至辊压机构100，通过二次覆锂来实现对极片P双面覆锂；或者，极片P的生产线包括两个本申请实施例的补锂设备，两个补锂设备分别对应极片P的两侧表面进行覆锂。
本申请实施例未限定对补锂后极片P的长度进行检测的具体方式，举例来说，第一检测机构300可以通过测量极耳的宽度和极耳的间距，两者之和即为极片P的长度，但是这种检测方式较为繁琐，检测效率较低。
图3示出了本申请实施例的一种第一检测机构300的工作原理示意图，为了便于对补锂后极片P的长度进行测量，在本申请实施例中，如图3所示，极片P上沿极片P的长度方向间隔设置有多个标记点P1，第一检测机构300可以被配置为检测经过辊压机构100后相邻两个标记点P1之间的距离。应理解的是，在该实施方式中，相邻的两个标记点P1用于标识出极片P上预设的单个极片单元的长度区域，后续在标记点P1裁切极片P即可获得极片单元。如此设置下，相邻两个标记点P1的间距即代表单个极片单元的长度，基于标记点P1作为参照的作用，第一检测机构300即可顺利检测到补锂后极片P的长度。
在本申请实施例中，第一检测机构300用于检测补锂后极片P的长度的方式有多种，也即本申请实施例未限定第一检测机构300的具体类型。举例来说，第一检测机构300可以为CCD相机(即charge coupled device camera，图像传感器相机)，CCD相机可通过拍摄补锂后极片P的图像，相机系统可对图像中待测区域的相邻的两个标记点P1的间距进行计算，并生成补锂后极片P的长度数据。
在另一种具体的实施方式中，本申请实施例的辊压机构100还可以包括用于驱动第一辊轮110和/或第二辊轮120的伺服电机；第一检测机构300包括检测单元和读取单元(附图未示出)，沿极片P的走带方向，检测单元设置于辊压机构100的下游，检测单元被配置为在检测到标记点P1时发出信号；读取单元用于读取伺服电机的编码器在两次信号间隔时段内的位置差值，以获得相邻两个标记点P1之间的距离。
需要说明的是，本申请实施例未限定伺服电机的设置数量，其可以仅设置一个，这一个伺服电机用于驱动第一辊轮110或第二辊轮120，且该伺服电机与读取单元配合使用来表征相邻两个标记点P1之间的距离，而未被伺服电机驱动的辊轮可由其他的驱动结构驱动；伺服电机也可以设置有两个，两个伺服电机分别驱动第一辊轮110和第二辊轮120，读取单元可读取其中一个伺服电机的编码器的数据来表征相邻两个标记点P1之间的距离。
具体而言，由于极片P穿过辊压机构100进行走带，因此极片P的输送速度和辊轮边缘的线速度是同速的，在检测单元测得的两次信号间隔时段内，辊轮(第一辊轮110和/或第二辊轮120)的转动行程即为相邻两个标记点P1之间的距离。由于辊轮被伺服电机所驱动，辊轮的转动行程与伺服电机的转动行程相关，基于伺服电机的转动行程，并结合伺服电机与辊轮的传动比关系即可得到辊轮的转动行程。
同时，伺服电机的编码器可对伺服电机转动时的角位移进行检测，通过计算两次信号间隔时段内的位置差值就得到了伺服电机的转动行程，结合前述，即可得到辊轮的转动行程，进而表征相邻两个标记点P1之间的距离。
上述实施方式直接通过编码器对伺服电机转动的角位移的检测数据为基础进行计算，得到的相邻两个标记点P1之间的距离更为准确，提升了第一检测机构300的检测精度和检测效率。
在本申请实施例中，检测单元的类型可以有多种，举例来说，检测单元可以为接近开关，极片P上的标记点P1为触发结构，当检测单元与标记点P1靠近时，检测单元即响应而发出信号；接近开关可以为电容式接近开关、电磁式接近开关、红外感应式接近开关等。
如图1和图3所示，在另一种具体的实施方式中，本申请实施例的检测单元可以为对射式光电传感器，对射式光电传感器包括发射端和接收端，发射端和接收端分别位于极片P厚度方向上的两侧，标记点P1为通孔，发射端发射的光线穿过通孔以由接收端接收。
应理解的是，发射端可以发出光线，光线向接收端投射，当然，接收端需要设置在发射端发出的光线的传播路径上，以实现光线接收，这样对射式光电传感器中的检测电路才能够检测到信号。通常情况下，由于极片P的阻挡光线难以投射至接收端，检测电路难以检测到信号，这种状态直至极片P输送至其标记点P1与发射端和接收端相对时，由于标记点P1为通孔，光线可以穿过通孔而投射至接收端；在相邻的两个标记点P1处，检测电路被接通两次，因此可以检测到两次信号。
需要说明的是，在上述标记点P1为通孔的实施方式，锂膜L并不会在通孔处妨碍光线穿过；具体而言，若通孔开设在极耳上，锂膜L不会覆合在极耳上，因此不会对光线的传播造成影响；若通孔开设在极片P的主体部分，在锂膜L和极片P再受到辊压而实现覆锂时，由于标记点P1为通孔，通孔的区域无法与锂膜L贴合，对应通孔处的锂膜L依然会附着在基材M上，因为基材M与该部分锂膜L存在粘接作用，这样即便是补锂后的极片P上的通孔仍然是处于外露状态，不会影响到光线的传播。
在本申请实施例中，确定补锂后极片P的目标长度的方式有多种，举例来说，可以直接向控制器输入目标长度的经验值。但是，上述采用经验性的目标长度由于未以实际的极片P来料为基础而得到，如此在对补锂后的极片P进行长度调控时容易出现偏差，而会影响到极片P的性能质量。
基于此，本申请实施例的补锂设备还可以包括第二检测机构400，沿极片P的走带方向，第二检测机构400设置于辊压机构100的上游，并用于检测极片P穿过辊压机构100前的厚度；控制器与第二检测机构400通信连接，控制器被配置为根据第二检测机构400测得的厚度获取目标长度。
具体而言，第二检测机构400能够对极片P补锂前的厚度进行检测，且第二检测机构400与控制器能够通信交互，其可以将检测到的厚度反馈给控制器，控制器可根据内部算法匹配计算出目标长度。
极片P来料由于未受到辊压机构100的辊压作用，其厚度一致性较佳，也即极片P来料的厚度波动性较小，如此情况下，第二检测机构400的检测精度较高，由第二检测机构400测得的厚度匹配的目标长度也更为准确；同时，该实施方式中的目标长度是由实际的极片P来料的尺寸参数匹配而得出的，因此在对其进行补锂后的长度调控时不会出现偏差，确保了极片P的性能质量。
本申请实施例未限定第二检测机构400的具体类型，其可以为激光厚度传感器、超声波厚度传感器、磁性厚度传感器等。
进一步地，本申请实施例的第二检测机构400可以被配置为在预设单位时间内检测极片P穿过辊压机构100前的多个厚度，控制器被配置为根据第二检测机构400测得的多个厚度计算出平均厚度，并根据平均厚度获取目标长度。应理解的是，第二检测机构400能够在预设单位时间内检测多个极片单元在补锂前的厚度，而控制器基于多个极片单元在补锂前的厚度数据计算出平均厚度；第二检测机构400在检测时始终会存在微小的误差，而本实施方式通过多次检测求平均值来减小检测误差，这样就能够提升检测的准确性，而更为准确地匹配出目标长度。
本申请实施例不限制预设单元时间的具体取值，其可以为1s、10s等。
如图1所示，为了使得调节机构200同时具备调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的间隙和辊压力的功能，本申请实施例的调节机构200可以包括第一调节组件210和第二调节组件220，第一调节组件210用于调控第一辊轮110与第二辊轮120的间隙，第二调节组件220用于调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的辊压力，控制器被配置为根据第一检测机构300测得的长度与目标长度的比对结果控制第一调节组件210和/或第二调节组件220。
应理解的是，基于本申请实施例的调节机构200，可以选择性地实现对第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙或辊压力的调控，当然，也可以对第一调节组件210和第二调节组件220进行同时控制，而同时调控第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙和辊压力。
通常情况下，如图1所示，辊压机构100还可以包括机架130、第一转接座140和第二转接座150，第一转接座140可移动地设置于机架130，第二转接座150固定设置于机架130，第一辊轮110设置于第一转接座140，第二辊轮120设置于第二转接座150。具体而言，第一转接座140为第一辊轮110的安装基础，第一辊轮110转动配合于第一转接座140，通常是通过轴承实现二者的转动配合，这样第一辊轮110能够顺利实现转动而不会产生干涉；第二转接座150为第二辊轮120的安装基础，第二辊轮120转动配合于第二转接座150，通常是通过轴承实现二者的转动配合，这样第二辊轮120能够顺利实现转动而不会产生干涉；由于第一转接座140能够相对于机架130运动，也即第一转接座140能够相对于第二转接座150运动，进而使得第一辊轮110能够相对于第二辊轮120运动，这样就能够调控第一辊轮110和第二辊轮120之间的关系。
与此同时，第一调节组件210被配置为能够驱动第一转接座140朝向或远离第二转接座150移动，以调控第一辊轮110与第二辊轮120的间隙；第二调节组件220被配置为经由第一转接座140向第一辊轮110施加驱动力，以调控第一辊轮110与第二辊轮120之间的辊压力。具体而言，如此设置下，在第一调节组件210驱动第一转接座140朝向第二转接座150移动时，则可以调小第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙；在第一调节组件210驱动第一转接座140远离第二转接座150移动时，则可以调大第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙。在第二调节组件220经由第一转接座140向第一辊轮110施加朝向第二辊轮120的驱动力，则可以调大第一辊轮110和第二辊轮120之间的辊压力；在第二调节组件220经由第一转接座140向第一辊轮110施加背离第二辊轮120的驱动力，则可以调小第一辊轮110和第二辊轮120之间的辊压力。
当然，对于第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙和辊压力的调控，需要根据第一检测机构300测得的长度与目标长度的比对机构来具体实施。
如图1所示，本申请实施例的第一调节组件210可以包括第一驱动模组211、第一斜块212、第二斜块213和测距传感器214。
其中，第一斜块212和第二斜块213设置于第一转接座140和第二转接座150之间，第一斜块212固定连接于第一转接座140，第一斜块212和第二斜块213在相对侧设置有可滑动配合的斜面；测距传感器214与控制器通信连接，并用于检测第一转接座140与第二转接座150的间距，第一驱动模组211与第二斜块213连接，并用于驱动第二斜块213移动，以带动第一斜块212沿斜面滑动。
具体而言，第一驱动模组211在驱动第二斜块213移动时，可使得第二斜块213相对于第一斜块212运动，且二者的相对运动是沿斜面进行相对滑动，基于斜面的引导作用，其可以将第二斜块213的水平滑动转化为第一斜块212的上下滑动；当然，本申请实施例未限定第一斜块212和第二斜块213的具体滑动方向，第二斜块213沿水平滑动以及第一斜块212沿上下滑动仅是在该实施方式中作示例性说明。
由于第一斜块212与第一转接座140固定连接，在第一斜块212被第二斜块213带动滑动时，第一转接座140就相对于第二转接座150运动，进而实现第一辊轮110和第二辊轮120之间的间隙调控。通常情况下，第二斜块213可滑动地设置于第二转接座150上，但本申请实施例对第二斜块213的设置位置不作限定，例如第二斜块213也可以滑动设置于机架130上。
测距传感器214通过检测第一转接座140和第二转接座150的间距来表征第一辊轮110和第二辊轮120的间距，且测距传感器214能够与控制器实现通信交互，其可以将第一辊轮110和第二辊轮120的间距数据反馈至控制器，以强化该补锂设备的闭环控制功能。
在本申请实施例中，第一驱动模组211的类型可以有多种，例如第一驱动模组211可以为液压伸缩机构、气压伸缩机构、线性电机等，第一驱动模组211可直接驱动第二斜块213滑动。
为了提升第一驱动模组211驱动第二斜块213的稳定性和精度，可以通过丝杆215连接第一驱动模组211和第二斜块213，第一驱动模组211驱动丝杆215转动，而第二斜块213套设于丝杆215，此时，第一驱动模组211为常规电机。
除了上述的类型，本申请实施例的第一调节组件210还可以为其他的类型，例如第一调节组件210仅包括驱动结构，驱动结构直接与第一转接座140连接而带动第一辊轮110相对于第二辊轮120运动。
如图1所示，本申请实施例的第二调节组件220可以包括第二驱动模组221和压力传感器222，第二驱动模组221安装于机架130，并与第一转接座140连接，压力传感器222与控制器通信连接，且设置于第二驱动模组221与第一转接座140之间。
具体而言，基于牛顿第三定律可知，力的作用是相互的，极片P在第一辊轮110和第二辊轮120之间受到的辊压作用会存在反作用力而传递至压力传感器222，因此压力传感器222能够检测极片P受到的辊压力的大小。同时，压力传感器222能够与控制器通信交互，其可以将第一辊轮110和第二辊轮120对极片P产生的辊压力反馈至控制器，以强化该补锂设备的闭环控制功能。
在本申请实施例中，第二驱动模组221的类型可以有多种，例如液压缸、电缸等。当然，本申请实施例未限定第二调节组件220的具体类型，例如第二调节组件220可以仅包括对第一转接座140施加驱动力的驱动结构。
需要说明的是，基于第二转接座150的原因，第二辊轮120相对于机架130固定设置，为了确保第一辊轮110在运动时与第二辊轮120相向靠近或相背远离，因此通常设置第一转接座140在预设轨道上滑动，以约束第一辊轮110的运动轨迹。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限定；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种补锂设备，用于将锂膜覆合于极片，其特征在于，包括：
辊压机构，包括第一辊轮和第二辊轮，所述第一辊轮与所述第二辊轮用于辊压所述极片和所述锂膜，以将所述锂膜覆合于所述极片；
调节机构，连接于所述辊压机构，并用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的间隙和/或辊压力；
第一检测机构，用于检测所述极片穿过所述辊压机构后的长度；
控制器，被配置为根据所述第一检测机构测得的长度与目标长度的比对结果控制所述调节机构，以使所述极片穿过所述辊压机构后的长度趋于所述目标长度。
2.根据权利要求1所述的补锂设备，其特征在于，所述极片上沿所述极片的长度方向间隔设置有多个标记点，所述第一检测机构被配置为检测经过所述辊压机构后相邻两个所述标记点之间的距离。
3.根据权利要求2所述的补锂设备，其特征在于，所述辊压机构还包括用于驱动所述第一辊轮和/或所述第二辊轮的伺服电机；
所述第一检测机构包括：
检测单元，沿所述极片的走带方向，所述检测单元设置于所述辊压机构的下游，所述检测单元被配置为在检测到所述标记点时发出信号；
读取单元，用于读取所述伺服电机的编码器在两次所述信号间隔时段内的位置差值，以获得相邻两个所述标记点之间的距离。
4.根据权利要求3所述的补锂设备，其特征在于，所述检测单元为对射式光电传感器，所述对射式光电传感器包括发射端和接收端，所述发射端和所述接收端分别位于所述极片厚度方向上的两侧，所述标记点为通孔，所述发射端发射的光线穿过所述通孔以由所述接收端接收。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的补锂设备，其特征在于，所述补锂设备还包括：
第二检测机构，沿所述极片的走带方向，所述第二检测机构设置于所述辊压机构的上游，并用于检测所述极片穿过所述辊压机构前的厚度；
所述控制器与所述第二检测机构通信连接，所述控制器被配置为根据所述第二检测机构测得的厚度获取所述目标长度。
6.根据权利要求5所述的补锂设备，其特征在于，所述第二检测机构被配置为在预设单位时间内检测所述极片穿过所述辊压机构前的多个厚度，所述控制器被配置为根据所述第二检测机构测得的多个厚度计算出平均厚度，并根据所述平均厚度获取所述目标长度。
7.根据权利要求1所述的补锂设备，其特征在于，所述调节机构包括第一调节组件和第二调节组件，所述第一调节组件用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮的间隙，所述第二调节组件用于调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的辊压力，所述控制器被配置为根据所述第一检测机构测得的长度与所述目标长度的比对结果控制所述第一调节组件和/或所述第二调节组件。
8.根据权利要求7所述的补锂设备，其特征在于，所述辊压机构还包括机架、第一转接座和第二转接座，所述第一转接座可移动地设置于所述机架，所述第二转接座固定设置于所述机架，所述第一辊轮设置于所述第一转接座，所述第二辊轮设置于所述第二转接座；
所述第一调节组件被配置为能够驱动所述第一转接座朝向或远离所述第二转接座移动，以调控所述第一辊轮与所述第二辊轮的间隙；所述第二调节组件被配置为经由所述第一转接座向所述第一辊轮施加驱动力，以调控所述第一辊轮与所述第二辊轮之间的辊压力。
9.根据权利要求8所述的补锂设备，其特征在于，所述第一调节组件包括第一驱动模组、第一斜块、第二斜块和测距传感器；
所述第一斜块和所述第二斜块设置于所述第一转接座和所述第二转接座之间，所述第一斜块固定连接于所述第一转接座，所述第一斜块和所述第二斜块在相对侧设置有可滑动配合的斜面；
所述测距传感器与所述控制器通信连接，并用于检测所述第一转接座与所述第二转接座的间距，所述第一驱动模组与所述第二斜块连接，并用于驱动所述第二斜块移动，以带动所述第一斜块沿所述斜面滑动。
10.根据权利要求8所述的补锂设备，其特征在于，所述第二调节组件包括第二驱动模组和压力传感器，所述第二驱动模组安装于所述机架，并与所述第一转接座连接，所述压力传感器与所述控制器通信连接，且设置于所述第二驱动模组与所述第一转接座之间。
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