CN218069952U - 电芯复合叠片及其制备系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电芯复合叠片及其制备系统，通过先将第一叠片单元和第二叠片单元制作好以后然后将两者依次交替堆叠来得到电芯复合叠片，由于第一叠片单元中含有至少三个极片以及至少两层隔膜，而在第二叠片单元中含有至少一个极片和至少两层隔膜，因此可以进行一次叠片操作就能够一次性得到至少两个最小复合单元片，提高了生产效率。

Description

电芯复合叠片及其制备系统

技术领域

本申请涉及新能源电池技术领域，尤其是涉及一种电芯复合叠片及其制备系统。

背景技术

在热复合式叠片工艺中，切割成片状的正极极片和负极极片(或者其中一种)用插入隔膜方式然后和上下隔膜一起预加热，然后经过复合辊复合成复合单元。复合单元的厚度等于两层隔膜厚度和两种极片的厚度之和，然后再把每个复合单元通过机械手抓取进行叠片，艺流程为：正极放卷制片——负极放卷制片——隔膜连续放卷单元热复合——复合片裁断形成独立复合单元——CCD单元预定位——机械手抓取CCD定位叠片；

由于目前的工艺路线是单复合带，且每次只能生产出仅含有一个正极片和一个负极片的最小复合单元片，效率低下。

申请内容

本申请的目的在于提供一种电池、电芯复合叠片及其制备方法和系统，提高了生产效率。

第一方面，本实用新型提供一种电芯复合叠片制备系统，包括：

第一制作装置，用于制作第一叠片单元，所述第一叠片单元包括2M+1个极片以及在每相邻两层极片之间的隔膜片，其中，M为大于或等于1的整数，2M+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2M+1个极片中位于中间的一个极片为第一极片；

第二制作装置，用于制作第二叠片单元，所述第二叠片单元包括2N+1个极片，以及在每层两面的隔膜片，其中，N为大于或等于0的整数，且在若N大于或等于1的情况下，2N+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2N+1个极片中位于中间的一个极片为第二极片，其中，在M为奇数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相同，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相反；在M为偶数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相反，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相同；

叠片装置，用于将所述第一叠片单元和所述第二叠片单元依次交替堆叠。

在可选的实施方式中，所述第一制作装置包括第一放卷组件、第一极片裁切组件和第一热合裁切组件，所述第一放卷组件用于将第一极卷和第一隔膜卷进行放卷，以释放第一极带和第一隔膜带，所述第一极片裁切组件用于将所述第一极带进行裁切，以得到第一裁切极片，所述第一热合裁切组件用于将所述第一隔膜带和所述第一裁切极片叠成的第二复合叠层带热合成一个整体并进行裁切，以得到所述第一叠片单元。

在可选的实施方式中，所述第一放卷组件包括用于供所述第一极卷或所述第一隔膜卷卷绕的第一卷筒，所述第一卷筒能够转动，以使所述第一极卷和所述第一隔膜卷放卷。

在可选的实施方式中，所述第一极片裁切组件包括用于从所述第一极带上裁切出所述第一裁切极片的第一切刀。

在可选的实施方式中，所述第一热合裁切组件包括第一热压辊和第一裁切刀，所述第一热压辊用于热辊压所述第二复合叠层带，所述第一裁切刀用于将所述第二复合叠层带裁切。

在可选的实施方式中，所述第二制作装置包括第二放卷组件、第二极片裁切组件和第二热合裁切组件，所述第二放卷组件用于将第二极卷和第二隔膜卷进行放卷，以释放第二极带和第二隔膜带，所述第二极片裁切组件用于将所述第二极带进行裁切，以得到第二裁切极片，所述第二热合裁切组件用于将所述第二隔膜带和所述第二裁切极片叠成的第三复合叠层带或第四复合叠层带热合成一个整体并进行裁切，以得到所述第二叠片单元。

在可选的实施方式中，所述第二放卷组件包括用于供所述第二极卷或所述第二隔膜卷卷绕的第二卷筒，所述第二卷筒能够转动，以使所述第二极卷和所述第二隔膜卷放卷。

在可选的实施方式中，所述第二极片裁切组件包括用于从所述第二极带上裁切出所述第二裁切极片的第二切刀。

在可选的实施方式中，所述第二热合裁切组件包括第二热压辊和第二裁切刀，所述第二热压辊用于热辊压所述第三复合叠层带或所述第四复合叠层带，所述第二裁切刀用于将所述第三复合叠层带或所述第四复合叠层带裁切。

第二方面，本实用新型提供一种电芯复合叠片，由前述实施方式任一项所述的电芯复合叠片制备系统制成。

本申请实施例的电芯复合叠片及其制备系统，通过先将第一叠片单元和第二叠片单元制作好以后然后将两者依次交替堆叠来得到电芯复合叠片，由于第一叠片单元中含有至少三个极片以及至少两层隔膜，而在第二叠片单元中含有至少一个极片和至少两层隔膜，因此可以进行一次叠片操作就能够一次性得到至少两个最小复合单元片，提高了生产效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例电芯复合叠片制备系统的示意图之一；

图2为图1中第一制作装置的示意图；

图3为图1中第二制作装置的示意图；

图4为本申请实施例电芯复合叠片制备系统的示意图之二；

图5为图4中第一制作装置的示意图；

图6为图4中第二制作装置的示意图；

图7为由图1所示制备系统得到的电芯复合叠片的示意图；

图8为由图4所示制备系统得到的电芯复合叠片的示意图。

图标：100-电芯复合叠片制备系统；110-第一制作装置；111-第一卷筒；112-第一切刀；113-第一热压辊；114-第一裁切刀；115-第一预加热组件；130-第二制作装置；131-第二卷筒；132-第二切刀；133-第二热压辊；134-第二裁切刀；135-第二预加热组件；300-电芯复合叠片；310-第一叠片单元；330-第二叠片单元。

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，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“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申请中的具体含义。

下面结合图1至图8，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供了一种电芯复合叠片300制备方法，该制备方法包括：

制作第一叠片单元310，第一叠片单元310包括2M+1个极片以及在每相邻两层极片之间的隔膜片，其中，2M+1个极片中位于中间的一个极片为第一极片，M为大于或等于1的整数，2M+1个极片中相邻两层极片的极性相反；

制作第二叠片单元330，第二叠片单元330包括2N+1个极片，以及在每层极片两面的隔膜片，其中，N为大于或等于0的整数，且在若N大于或等于1的情况下，2N+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2N+1个极片中位于中间的一个极片为第二极片；其中，在M为奇数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相同，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相反；在M为偶数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相反，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相同；

将第一叠片单元310和第二叠片单元330依次交替堆叠。

因此，通过先将第一叠片单元310和第二叠片单元330制作好以后然后将两者依次交替堆叠来得到电芯复合叠片300，由于第一叠片单元310中含有至少三个极片以及至少两层隔膜，而在第二叠片单元330中含有至少一个极片和至少两层隔膜，因此可以进行一次叠片操作就能够一次性得到至少两个最小复合单元片，提高了生产效率。

其中，制作第一叠片单元310的步骤可以如下：

提供2M+1层第一裁切极片层，每层第一裁切极片层包括多个第一裁切极片；

将两层第一隔膜带分别贴在2M+1层第一裁切极片层中的第一极片层的两面，构成第一复合叠层带，其中，第一极片层的各第一裁切极片为第一极片，且各第一极片沿着第一隔膜带的延伸方向间隔排布；

M等于1的情况下，即需要提供三层第一裁切极片层，在第一复合叠层带的两面分别贴合2M+1层第一裁切极片中除第一极片层以外的第一裁切极片层，构成第二复合叠层带，相应这两层在第一复合叠层带外的两层第一裁切极片层中，每一第一裁切极片层中的各第一裁切极片也沿着第一隔膜带的延伸方向间隔排布。

M大于或等于2的情况下，即需要提供5以上的奇数层第一裁切极片层，在第一复合叠层带的两面分别依次交替贴合第一隔膜带和第一裁切极片层，构成第二复合叠层带，且每一第一裁切极片层多个第一裁切极片均沿第一隔膜带的延伸方向依次排布；

然后再将上述的第二复合叠层带进行热合以及裁切，以制成第一叠片单元310。

可选的，在本实施例中，可以在将第一复合叠层带的两面分别贴合第一裁切极片层之前，对第一复合叠层带进行预热合，从而预先将两层第一隔膜带贴紧在各第一极片的两面，便于后续热合成一个整体以及裁切后得到的第一叠片单元310的结合度更为紧密。

一般来说，每层第一裁切极片层均是有一卷第一极卷放卷后再按定长裁切得到，因此在本实施例中，可以先将一第一极卷设置在两个第一隔膜卷之间，使第一极卷和两个第一隔膜卷放卷以排出第一极带和第一隔膜带，并对第一极卷放卷后形成的第一极带进行定长裁切，以释放第一极片层和两层第一隔膜带，然后将两者贴合即可得到上述的第一复合叠层带。

制作第二叠片单元330的步骤可以如下：

提供2N+1层第二裁切极片层，每层第二裁切极片层中包括多个第二裁切极片；

将两层第一隔膜带分别贴在2N+1层第二裁切极片层中的第二极片层的两面，构成第三复合叠层带，其中，第二极片层的各第二裁切极片为第二极片，且各第二极片沿着第二隔膜带的延伸方向间隔排布。

在N等于0的情况下，即需要提供1层第二裁切极片层，将第三复合叠层带进行热合以及裁切，以制成第二叠片单元330；

在N大于或等于1的情况下，即需要提供3以上的奇数层第二裁切极片层，在第三复合叠层带的两面分别依次交替贴合2N+1层第二裁切极片层中除第二极片层第二裁切极片层和第二隔膜带，构成第四复合叠层带，相应这些除第二极片层以外的第二裁切极片层中，每一第二裁切极片层的第二裁切极片也沿着第二个隔膜带的延伸方向间隔排布。然后再将第四复合叠层带进行热合以及裁切，以制成第二叠片单元330。

可选的，在本实施例中，可以先对第三复合叠层带进行预热合，再进行热合或者贴合第二裁切极片层，从而预先将两层第二隔膜带贴紧在各第二极片的两面，便于后续热合成一个整体以及裁切后得到的第二叠片单元330的结合度更为紧密。

一般来说，每层第二裁切极片层均有一卷第二极卷放卷后再按定长裁切得到，因此在本实施例中，可以先将一第二极卷设置在两个第二隔膜卷之间，使第二极卷和两个第二隔膜卷放卷以排出第二极带和第二隔膜带，并对第二极卷放卷后形成的第二极带进行定长裁切，以释放第二极片层和两层第二隔膜带，然后将两者贴合即可得到上述的第三复合叠层带。

本申请实施例还提供了一种电芯复合叠片300，其包括依次交替堆叠的第一叠片单元310和第二叠片单元330；

第一叠片单元310包括2M+1个极片以及在每相邻两层极片之间的隔膜片，其中，M为大于或等于1的整数，2M+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2M+1个极片中位于中间的一个极片为第一极片；

第二叠片单元330包括2N+1个极片，以及在每层两面的隔膜片，其中，N为大于或等于0的整数，且在若N大于或等于1的情况下，2N+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2N+1个极片中位于中间的一个极片为第二极片；

在M为奇数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相同，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相反；在M为偶数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相反，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相同。

本申请实施例还提供了一种电池，其包括上述实施例的电芯复合叠片300。

本申请实施例还提供了一种电芯复合叠片制备系统100，其包括第一制作装置110、第二制作装置130和叠片装置，能够通过上述实施例的电芯复合叠片300制备方法制作出上述实施例的电芯复合叠片300。

第一制作装置110，用于制作第一叠片单元310，第一叠片单元310包括2M+1个极片以及在每相邻两层极片之间的隔膜片，其中，M为大于或等于1的整数，2M+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2M+1个极片中位于中间的一个极片为第一极片；

第二制作装置130，用于制作第二叠片单元330，第二叠片单元330包括2N+1个极片，以及在每层两面的隔膜片，其中，N为大于或等于0的整数，且在若N大于或等于1的情况下，2N+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2N+1个极片中位于中间的一个极片为第二极片，其中，在M为奇数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相同，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相反；在M为偶数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相反，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相同；

叠片装置，用于将第一叠片单元310和第二叠片单元330依次交替堆叠。

其中，第一制作装置110和第二制作装置130可以对向设置，叠片装置则位于第一制作装置110和第二制作装置130之间，由此在叠片装置可以直接接取第一制作装置110和第二制作装置130分别制作的第一叠片单元310和第二叠片单元330进行叠片操作，生产效率。

第一制作装置110包括第一放卷组件、第一极片裁切组件和第一热合裁切组件，第一放卷组件用于将第一极卷和第一隔膜卷进行放卷，以释放第一极带和第一隔膜带，第一极片裁切组件用于将第一极带进行裁切，以得到第一裁切极片，第一热合裁切组件用于将第一隔膜带和第一裁切极片叠成的第二复合叠层带热合成一个整体并进行裁切，以得到第一叠片单元310。

第一放卷组件包括用于供第一极卷或第一隔膜卷卷绕的第一卷筒111，第一卷筒111能够转动，以使第一极卷放卷。

第一极片裁切组件包括用于从第一极带上裁切出第一裁切极片的第一切刀112，该第一切刀112可以选用激光刀、五金刀或者其他能够裁断极带的工具。

第一热合裁切组件包括第一热压辊113和第一裁切刀114，第一热压辊113用于热辊压第二复合叠层带，第一裁切刀114用于将第二复合叠层带裁切。

此外，第一制作装置110还包括第一预加热组件115，该第一预加热组件115可以是预加热块，其用于将第一复合叠层带进行预热合。

第二制作装置130包括第二放卷组件、第二极片裁切组件和第二热合裁切组件，第二放卷组件用于将第二极卷和第二隔膜卷进行放卷，以释放第二极带和第二隔膜带，第二极片裁切组件用于将第二极带进行裁切，以得到第二裁切极片，第二热合裁切组件用于将第二隔膜带和第二裁切极片叠成的第三复合叠层带或第四复合叠层带热合成一个整体并进行裁切，以得到第二叠片单元330。

第二放卷组件包括用于供第二极卷或第二隔膜卷卷绕的第二卷筒131，第二卷筒131能够转动，以使第二极卷和第二隔膜卷放卷。

所第二极片裁切组件包括用于从第二极带上裁切出第二裁切极片的第二切刀132，该第二切刀132可以选用激光刀、五金刀或者其他能够裁断极带的工具。

第二热合裁切组件包括第二热压辊133和第二裁切刀134，第二热压辊133用于热辊压第三复合叠层带或第四复合叠层带，第二裁切刀134用于将第三复合叠层带或第四复合叠层带裁切。

此外，第二制作装置130还包括第二预加热组件135，该第二预加热组件135可以是预热辊，其用于预热辊压第三复合叠层带或第四复合叠层带。

叠片装置可以包括两夹爪，两夹爪分别夹取第一制作装置110制备的第一叠片单元310和第二制作装置130制备的第二叠片单元330，并对第一叠片单元310和第二叠片单元330进行转运和叠放。

综上，本申请实施例提供的电池、电芯复合叠片300及其制备方法和系统，能够一次生产两个以上最小复合单元片，提高了生产效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，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范围。

Claims (10)

1.一种电芯复合叠片制备系统，其特征在于，包括：

第一制作装置，用于制作第一叠片单元，所述第一叠片单元包括2M+1个极片以及在每相邻两层极片之间的隔膜片，其中，M为大于或等于1的整数，2M+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2M+1个极片中位于中间的一个极片为第一极片；

第二制作装置，用于制作第二叠片单元，所述第二叠片单元包括2N+1个极片，以及在每层两面的隔膜片，其中，N为大于或等于0的整数，且在若N大于或等于1的情况下，2N+1个极片中相邻两层极片的极性相反，2N+1个极片中位于中间的一个极片为第二极片，其中，在M为奇数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相同，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相反；在M为偶数的情况下，若N为奇数，则第一极片和第二极片的极性相反，若N为偶数，则第一极片和第二极片的极性相同；

叠片装置，用于将所述第一叠片单元和所述第二叠片单元依次交替堆叠。

2.根据权利要求1所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第一制作装置包括第一放卷组件、第一极片裁切组件和第一热合裁切组件，所述第一放卷组件用于将第一极卷和第一隔膜卷进行放卷，以释放第一极带和第一隔膜带，所述第一极片裁切组件用于将所述第一极带进行裁切，以得到第一裁切极片，所述第一热合裁切组件用于将所述第一隔膜带和所述第一裁切极片叠成的第二复合叠层带热合成一个整体并进行裁切，以得到所述第一叠片单元。

3.根据权利要求2所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第一放卷组件包括用于供所述第一极卷或所述第一隔膜卷卷绕的第一卷筒，所述第一卷筒能够转动，以使所述第一极卷和所述第一隔膜卷放卷。

4.根据权利要求2所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第一极片裁切组件包括用于从所述第一极带上裁切出所述第一裁切极片的第一切刀。

5.根据权利要求2所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第一热合裁切组件包括第一热压辊和第一裁切刀，所述第一热压辊用于热辊压所述第二复合叠层带，所述第一裁切刀用于将所述第二复合叠层带裁切。

6.根据权利要求1所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第二制作装置包括第二放卷组件、第二极片裁切组件和第二热合裁切组件，所述第二放卷组件用于将第二极卷和第二隔膜卷进行放卷，以释放第二极带和第二隔膜带，所述第二极片裁切组件用于将所述第二极带进行裁切，以得到第二裁切极片，所述第二热合裁切组件用于将所述第二隔膜带和所述第二裁切极片叠成的第三复合叠层带或第四复合叠层带热合成一个整体并进行裁切，以得到所述第二叠片单元。

7.根据权利要求6所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第二放卷组件包括用于供所述第二极卷或所述第二隔膜卷卷绕的第二卷筒，所述第二卷筒能够转动，以使所述第二极卷和所述第二隔膜卷放卷。

8.根据权利要求6所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第二极片裁切组件包括用于从所述第二极带上裁切出所述第二裁切极片的第二切刀。

9.根据权利要求6所述的电芯复合叠片制备系统，其特征在于，所述第二热合裁切组件包括第二热压辊和第二裁切刀，所述第二热压辊用于热辊压所述第三复合叠层带或所述第四复合叠层带，所述第二裁切刀用于将所述第三复合叠层带或所述第四复合叠层带裁切。

10.一种电芯复合叠片，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的电芯复合叠片制备系统制成。

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