CN218123488U - 储能电芯的复合叠片装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种储能电芯的复合叠片装置，包括叠片复合机构和热压辊组，叠片复合机构包括复合电极复合机构和第二电极复合机构；复合电极复合机构包括复合电极放卷机构和第一复合辊组；复合电极放卷机构包括用于连续放卷第一电极复合带材的复合电极放卷辊和复合电极张力机构；第二电极复合机构包括第二复合辊组和用于连续放卷第二电极带材的第二电极放卷机构；第二电极放卷机构包括依次设置第二电极放卷辊、第二电极张力机构、第二电极进料驱动机构和第二电极切刀机构，第二复合辊组用于将第二电极片材复合在对应的第一电极复合带材上并形成第二电极层；热压辊组用于对经叠片复合机构复合得到的电芯带材进行热辊压。

Description

储能电芯的复合叠片装置

技术领域

本实用新型属于电池/电容的生产制造技术领域，具体的为一种储能电芯的复合叠片装置。

背景技术

公开号为CN113555595A的中国专利申请公开了一种热复合叠片方法。具体的，该热复合叠片方法，包括步骤：提供经过预热处理且具有预设尺寸的第一极性片；提供成对的隔膜，并使成对的隔膜分别位于所述第一极性片的两侧；对所述隔膜加热并将所述隔膜和所述第一极性片复合为中间复合体；向所述中间复合体的一侧提供预热处理并具有预设尺寸的第二极性片；将所述第二极性片和所述中间复合体压合为料带，所述料带具有交替设置的隔膜段和单元片；折叠所述料带，使所述单元片依次堆叠，所述隔膜段位于所述单元片的两端。

该热复合叠片方法虽然能够满足锂离子电池的叠片生产要求，但需要在中间复合体的两侧分别间隔复合第二极性片，不仅难以控制间隔距离，导致叠片质量难以控制，而且复合得到的料带还需要采用其他折叠设备进行往复折叠后，才能形成层叠的锂离子电池结构，降低了生产效率。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种储能电芯的复合叠片装置，直接利用传统的复合方式实现储能电芯的叠片生产，具有结构简单和质量可靠的优点。

为达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种储能电芯的复合叠片装置，包括叠片复合机构和热压辊组，所述叠片复合机构包括复合电极复合机构和第二电极复合机构；

所述复合电极复合机构包括用于连续放卷第一电极复合带材的复合电极放卷机构和用于所述第一电极复合带材复合在对应的第二电极层上的第一复合辊组；所述复合电极放卷机构包括用于连续放卷第一电极复合带材的复合电极放卷辊和用于调节第一电极复合带材的张力的复合电极张力机构；

所述第二电极复合机构包括第二复合辊组和用于连续放卷第二电极带材的第二电极放卷机构；所述第二电极放卷机构包括依次设置的用于连续放卷第二电极带材的第二电极放卷辊、用于调节第二电极带材的张力的第二电极张力机构、用于驱动第二电极带材向前进料的第二电极进料驱动机构和用于将第二电极带材切断为第二电极片材的第二电极切刀机构，所述第二复合辊组用于将所述第二电极片材复合在对应的所述第一电极复合带材上并形成第二电极层；

所述热压辊组用于对经所述叠片复合机构复合得到的电芯带材进行热辊压。

进一步，当所述复合电极复合机构设为至少两个时，相邻的两个所述复合电极复合机构之间设有一个所述第二电极复合机构；当所述第二电极复合机构设为至少两个时，相邻的两个所述第二电极复合机构之间设有一个所述复合电极复合机构。

进一步，所述第二电极放卷辊与所述第二电极张力机构之间设有用于在第二电极带材上裁切极耳的第二激光裁切机构。

进一步，所述第一复合辊组处还设有用于使所述第一电极复合带材内的所述第一电极片材与第二电极层内的所述第二电极片材对齐的第一对齐机构。

进一步，所述第二复合辊组处还设有用于使所述第二电极片材与对应所述第一电极复合带材内的第一电极片材对齐的第二对齐机构。

进一步，还包括用于将经所述热压辊组热压后的电芯带材沿相邻的两片第一电极片材之间及相邻的两片第二电极片材之间切断并得到储能电芯的切电芯机构。

进一步，所述复合电极复合机构与第二电极复合机构的数量满足：

|M-N|＝0，或，|M-N|＝1

其中，M表示复合电极复合机构的数量；N表示第二电极复合机构的数量。

进一步，所述复合电极复合机构与第二电极复合机构的数量满足：|M-N|＝0；还包括用于将至少两个储能电芯叠在一起的叠片台。

进一步，还包括用于压制层叠后的储能电芯的平压机构。

进一步，还包括用于复合所述第一电极复合带材的复合电极复合机构；所述复合电极复合机构包括复合辊组、用于放卷第一电极带材的第一电极放卷机构和用于放卷隔膜带材的隔膜放卷机构，所述隔膜放卷机构设为两个，且两个所述隔膜放卷机构放卷的隔膜带材分别位于所述第一电极放卷机构放卷的第一电极带材的两侧，所述第一电极放卷机构包括第一电极放卷辊，所述第一电极放卷辊与所述复合辊组之间设有第一电极进料驱动机构和用于将第一电极带材切断为第一电极片材的第一电极切刀机构，所述复合辊组将所述第一电极片材与两层所述隔膜带材复合在一起。

进一步，还包括复合电极热压机构，所述复合电极热压机构包括复合电极热压辊组。

进一步，所述复合电极热压辊组与所述复合辊组之间设有用于加热所述第一电极复合带材的加热箱。

进一步，所述第一电极放卷辊与所述第一电极切刀机构之间设有用于在所述第一电极带材上裁切极耳的第一激光裁切机构。

进一步，还包括用于收卷所述第一电极复合带材的收卷辊。

进一步，所述储能电芯为电池电芯，所述第一电极片材为正极片材，所述第二电极片材为负极片材；或，所述第一电极片材为负极片材，所述第二电极片材为正极片材；所述正极片材包括正极集流体，所述正极集流体的两侧分别设有正极活性材料层；所述负极片材包括负极集流体，所述负极集流体的两侧分别设有负极活性材料层；或，所述储能电芯为电容电芯，所述第一电极片材为第一电容电极片材，所述第二电极片材为第二电容电极片材。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型的储能电芯的复合叠片装置，使用时，利用复合电极放卷辊连续放卷第一电极复合带材，而后利用第一复合辊组将第一电极复合带材复合在第二电极层上；利用第二电极放卷辊连续放卷第二电极带材，在第二电极进料驱动机构的作用下驱动第二电极带材向前进料，同时利用第二电极切刀机构将第二电极带材切断为第二电极片材，并利用第二复合辊组将第二电极片材复合在第一电极复合带材上，由于第一电极复合带材包括位于中间且间隔设置的第一电极片材和位于两侧的隔膜带材，使复合在一起的第一电极片材和第二电极片材对齐，如此即可形成储能电芯的结构，即本实用新型的储能电芯的复合叠片装置实现储能电芯的叠片生产，具有结构简单和质量可靠的优点。

附图说明

为了使本实用新型的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本实用新型提供如下附图进行说明：

图1为本实用新型储能电芯的复合叠片装置实施例的结构示意图；

图2为第二电极复合机构的结构示意图；

图3为图1的A详图，具体的为电芯带材的结构示意图；

图4为本实施例储能电芯的复合叠片装置的第二种结构的示意图；

图5为复合电极复合机构的结构示意图。

附图标记说明：

1-第一电极复合带材；2-第二电极带材；3-电芯带材；4-储能电芯；5-第一电极带材； 6-隔膜带材；7-第一电极片材；8-第二电极片材；

10-复合电极复合机构；11-第一复合辊组；12-复合电极放卷辊；13-复合电极张力机构；

20-第二电极复合机构；21-第二复合辊组；22-第二电极放卷辊；23-第二电极张力机构； 24-第二电极进料驱动机构；25-第二电极切刀机构；26-第二激光裁切机构；

30-切电芯机构；40-叠片台；50-平压机构；

60-复合电极复合机构；61-复合辊组；62-隔膜放卷机构；63-第一电极放卷辊；64-第一电极进料驱动机构；65-第一电极切刀机构；66-第一激光裁切机构；

70-复合电极热压机构；71-复合电极热压辊组；72-加热箱；

80-收卷辊；

100-热压辊组。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

如图1所示，为本实用新型储能电芯的复合叠片装置实施例的结构示意图。本实施例储能电芯的复合叠片装置，包括叠片复合机构和热压辊组100，叠片复合机构包括复合电极复合机构10和第二电极复合机构20。

具体的，本实施例的复合电极复合机构10包括用于连续放卷第一电极复合带材1的复合电极放卷机构和用于将第一电极复合带材1复合在对应的第二电极层上的第一复合辊组11；复合电极放卷机构包括用于连续放卷第一电极复合带材1的复合电极放卷辊12和用于调节第一电极复合带材1的张力的复合电极张力机构13。

如图2所示，本实施例的第二电极复合机构20包括第二复合辊组21和用于连续放卷第二电极带材2的第二电极放卷机构。本实施例的第二电极放卷机构包括依次设置的用于连续放卷第二电极带材2的第二电极放卷辊22、用于调节第二电极带材2的张力的第二电极张力机构23、用于驱动第二电极带材2向前进料的第二电极进料驱动机构24和用于将第二电极带材2切断为第二电极片材的第二电极切刀机构25，第二复合辊组21用于将第二电极片材复合在对应的第一电极复合带材1上并形成第二电极层。

热压辊组100用于对经叠片复合机构复合得到的电芯带材3进行热辊压。

具体的，当复合电极复合机构10设为至少两个时，相邻的两个复合电极复合机构10之间设有一个第二电极复合机构20；当第二电极复合机构20设为至少两个时，相邻的两个第二电极复合机构20之间设有一个复合电极复合机构10。如此，可使第一电极复合带材1和第二电极层依次按序叠片，由于第一电极复合带材1包括位于中间的第一电极片材和低于第一电极片材两侧的隔膜带材，从而可以形成储能电芯的结构。

在本实施例的优选方案中，第二电极放卷辊22与第二电极张力机构23之间设有用于在第二电极带材2上裁切极耳的第二激光裁切机构26，第二激光裁切机构26用于在第二极耳带材2的一侧或两侧裁切出极耳的结构。

在本实施例的优选方案中，第一复合辊组11处还设有用于使第一电极复合带材1内的第一电极片材与第二电极层内的第二电极片材对齐的第一对齐机构(图中未视出)，在将第一电极复合带材1复合在第二电极层上时，利用第一对齐机构将第一电极复合带材内的第一电极片材与第二电极层内的第二电极片材对齐。第一对齐机构可以采用多种方式实现，如可以根据第二电极片材上的极耳的位置来定位第一电极片材上的极耳的位置，从而使第一电极片材和第二电极片材对齐；也可以定位第一电极片材和第二电极片材的两端端面位置，从而使第一电极片材和第二电极片材对齐。同理，第二复合辊组21处还设有用于使第二电极片材与对应第一电极复合带材1内的第一电极片材对齐的第二对齐机构(图中未视出)，在将第二电极片材复合在第一电极复合带材1上时，利用第二对齐机构将第二电极片材一第一电极复合带材1内的第一电极片材对齐。同理，第二对齐机构可以采用多种方式实现，如可以根据第一电极片材上的极耳的位置来定位第二电极片材上的极耳的位置，从而使第二电极片材与第一电极片材对齐；当然，也可以定位第二电极片材与第一电极片材的端面位置来使第二电极片材和第一电极片材对齐。

进一步，本实施例储能电芯的复合叠片装置还包括用于将经热压辊组100热压后的电芯带材3沿相邻的两片第一电极片材之间及相邻的两片第二电极片材之间切断并得到储能电芯的切电芯机构30。具体的，复合电极复合机构10与第二电极复合机构20的数量满足：

|M-N|＝0，或，|M-N|＝1

其中，M表示复合电极复合机构的数量；N表示第二电极复合机构的数量。即得到的储能电芯4中，第一电极片材和第二电极片材的数量相等或第一电极片材和第二电极片材的数量之差的绝对值为1。

当复合电极复合机构与第二电极复合机构的数量满足：|M-N|＝0时，此时可以将任意的两个储能电芯4再次叠放以形成新的叠层储能电芯。如此，此时可以在本实施例储能电芯的复合叠片装置中设置用于将至少两个储能电芯叠在一起的叠片台40。多个储能电芯4叠放后，为了使储能电芯4之间叠合更加紧密，本实施例储能电芯的复合叠片装置还包括用于压制层叠后的储能电芯的平压机构50。

具体的，本实施例储能电芯的复合叠片装置还包括用于复合第一电极复合带材1的复合电极复合机构60。如图5所示，复合电极复合机构60包括复合辊组61、用于放卷第一电极带材5的第一电极放卷机构和用于放卷隔膜带材的隔膜放卷机构62，隔膜放卷机构设为两个，且两个隔膜放卷机构放卷的隔膜带材6分别位于第一电极放卷机构放卷的第一电极带材5的两侧，第一电极放卷机构包括第一电极放卷辊63，第一电极放卷辊63与复合辊组60之间设有第一电极进料驱动机构64和用于将第一电极带材5切断为第一电极片材的第一电极切刀机构65，复合辊组61将第一电极片材与两层隔膜带材6复合在一起。在本实施例的优选方案中，第一电极放卷辊53与第一电极切刀机构64之间设有用于在第一电极带材5上裁切极耳的第一激光裁切机构66。

在本实施例的优选实施方案中，储能电芯的复合叠片装置还包括复合电极热压机构70，复合电极热压机构70包括复合电极热压辊组71。具体的，在复合电极热压辊组71与复合辊组61之间设有用于加热第一电极复合带材1的加热箱72。

本实施例的储能电芯的复合叠片装置还包括用于收卷第一电极复合带材1的收卷辊80。

具体的，储能电芯可以为电池电芯，第一电极片材为正极片材，第二电极片材为负极片材；或，第一电极片材为负极片材，第二电极片材为正极片材；正极片材包括正极集流体，正极集流体的两侧分别设有正极活性材料层；负极片材包括负极集流体，负极集流体的两侧分别设有负极活性材料层。当然，储能电芯也可以为电容电芯，第一电极片材为第一电容电极片材，第二电极片材为第二电容电极片材。

下面对采用本实施例储能电芯的复合叠片装置的储能电芯的复合叠片方法的具体实施方式进行说明。

本实施例的储能电芯的复合叠片方法，包括如下步骤。

步骤一：在两层隔膜带材之间依次间隔放置第一电极片材，并将该两层隔膜带材与第一电极片材复合在一起，得到第一电极复合带材1。

利用两个放隔膜放卷机构62连续放卷两层隔膜带材6，并将隔膜带材6导向至复合辊组 61；利用第一电极放卷机构连续放卷第一电极带材5，使两层隔膜带材6分别位于第一电极带材5的两侧，在第一电极带材5进入复合辊组前，利用第一电极切刀机构64将第一电极带材5切断并形成第一电极片材，利用复合辊组61将两层隔膜带材6以及第一电极片材复合在一起，得到第一电极复合带材1。

得到第一电极复合带材1后，利用加热箱72加热第一电极复合带材1，而后利用复合电极热压辊组71对第一电极复合带材1进行热辊压。最后，利用收卷辊80收卷第一电极复合带材1。

步骤二：将第一电极复合带材1与第二电极片材复合在一起，使第二电极片材的复合位置与第一电极片材对齐，得到电芯带材3。

当复合第二电极片材时，利用第二电极放卷机构连续放卷第二电极带材，并利用第二电极切刀机构25将第二电极带材2切断并成型第二电极片材，利用第二复合辊组21将第二电极片材复合在对应的第一电极复合带材1上，使第二电极片材与该第一电极复合带材1内的第一电极片材对齐，得到第二电极层；

当复合第一电极复合带材1时，利用复合电极放卷机构连续放卷第一电极复合带材1，利用第一复合辊组11将第一电极复合带材1复合在对应的第二电极层上，使第一电极复合带材1内的第一电极片材与第二电极层内的第二电极片材对齐。

得到电芯带材3后，利用热压辊组100对电芯带材3进行热辊压。

步骤三：切断电芯带材3，切断位置位于相邻的两片第一电极片材之间及位于相邻的两片第二电极片材之间，得到储能电芯4。

储能电芯4内的第一电极片材的数量与第二电极片材的数量满足：

|M-N|＝0，或，|M-N|＝1

其中，M表示储能电芯内的第一电极片材的数量；N表示储能电芯内的第二电极片材的数量。

具体的，当储能电芯4内的第一电极片材的数量与第二电极片材的数量满足：|M-N|＝0 时，还可以将任意两个储能电芯4叠在一起形成新的叠层储能电芯。此时本实施例的储能电芯的复合叠片方法还包括步骤四。

步骤四：将至少两个储能电芯4叠在一起，且相邻两个储能电芯4中，其中一个储能电芯4的第一电极片材与另一个储能电芯的第二电极极片之间具有一层隔膜。多个储能电芯4 叠放后，为了使储能电芯4之间叠合更加紧密，本实施例的储能电芯的复合叠片方法还包括步骤五。

步骤五：利用平压机构50压制层叠得到的储能电芯。

具体的，储能电芯可以为电池电芯，第一电极片材为正极片材，第二电极片材为负极片材；或，第一电极片材为负极片材，第二电极片材为正极片材；正极片材包括正极集流体，正极集流体的两侧分别设有正极活性材料层；负极片材包括负极集流体，负极集流体的两侧分别设有负极活性材料层。当然，储能电芯也可以为电容电芯，第一电极片材为第一电容电极片材，第二电极片材为第二电容电极片材。

以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (15)

1.一种储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：包括叠片复合机构和热压辊组，所述叠片复合机构包括复合电极复合机构和第二电极复合机构；

所述复合电极复合机构包括用于连续放卷第一电极复合带材的复合电极放卷机构和用于所述第一电极复合带材复合在对应的第二电极层上的第一复合辊组；所述复合电极放卷机构包括用于连续放卷第一电极复合带材的复合电极放卷辊和用于调节第一电极复合带材的张力的复合电极张力机构；

所述第二电极复合机构包括第二复合辊组和用于连续放卷第二电极带材的第二电极放卷机构；所述第二电极放卷机构包括依次设置的用于连续放卷第二电极带材的第二电极放卷辊、用于调节第二电极带材的张力的第二电极张力机构、用于驱动第二电极带材向前进料的第二电极进料驱动机构和用于将第二电极带材切断为第二电极片材的第二电极切刀机构，所述第二复合辊组用于将所述第二电极片材复合在对应的所述第一电极复合带材上并形成第二电极层；

所述热压辊组用于对经所述叠片复合机构复合得到的电芯带材进行热辊压。

2.根据权利要求1所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：当所述复合电极复合机构设为至少两个时，相邻的两个所述复合电极复合机构之间设有一个所述第二电极复合机构；当所述第二电极复合机构设为至少两个时，相邻的两个所述第二电极复合机构之间设有一个所述复合电极复合机构。

3.根据权利要求1所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述第二电极放卷辊与所述第二电极张力机构之间设有用于在第二电极带材上裁切极耳的第二激光裁切机构。

4.根据权利要求1所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述第一复合辊组处还设有用于使所述第一电极复合带材内的第一电极片材与第二电极层内的所述第二电极片材对齐的第一对齐机构。

5.根据权利要求1所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述第二复合辊组处还设有用于使所述第二电极片材与对应所述第一电极复合带材内的第一电极片材对齐的第二对齐机构。

6.根据权利要求1所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：还包括用于将经所述热压辊组热压后的电芯带材沿相邻的两片第一电极片材之间及相邻的两片第二电极片材之间切断并得到储能电芯的切电芯机构。

7.根据权利要求6所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述复合电极复合机构与第二电极复合机构的数量满足：

|M-N|＝0，或，|M-N|＝1

其中，M表示复合电极复合机构的数量；N表示第二电极复合机构的数量。

8.根据权利要求6所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述复合电极复合机构与第二电极复合机构的数量满足：|M-N|＝0；还包括用于将至少两个储能电芯叠在一起的叠片台。

9.根据权利要求8所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：还包括用于压制层叠后的储能电芯的平压机构。

10.根据权利要求1所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：还包括用于复合所述第一电极复合带材的复合电极复合机构；所述复合电极复合机构包括复合辊组、用于放卷第一电极带材的第一电极放卷机构和用于放卷隔膜带材的隔膜放卷机构，所述隔膜放卷机构设为两个，且两个所述隔膜放卷机构放卷的隔膜带材分别位于所述第一电极放卷机构放卷的第一电极带材的两侧，所述第一电极放卷机构包括第一电极放卷辊，所述第一电极放卷辊与所述复合辊组之间设有第一电极进料驱动机构和用于将第一电极带材切断为第一电极片材的第一电极切刀机构，所述复合辊组将所述第一电极片材与两层所述隔膜带材复合在一起。

11.根据权利要求10所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：还包括复合电极热压机构，所述复合电极热压机构包括复合电极热压辊组。

12.根据权利要求11所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述复合电极热压辊组与所述复合辊组之间设有用于加热所述第一电极复合带材的加热箱。

13.根据权利要求10所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述第一电极放卷辊与所述第一电极切刀机构之间设有用于在所述第一电极带材上裁切极耳的第一激光裁切机构。

14.根据权利要求10-13任一项所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：还包括用于收卷所述第一电极复合带材的收卷辊。

15.根据权利要求4-6任一项所述储能电芯的复合叠片装置，其特征在于：所述储能电芯为电池电芯，所述第一电极片材为正极片材，所述第二电极片材为负极片材；或，所述第一电极片材为负极片材，所述第二电极片材为正极片材；所述正极片材包括正极集流体，所述正极集流体的两侧分别设有正极活性材料层；所述负极片材包括负极集流体，所述负极集流体的两侧分别设有负极活性材料层；或，所述储能电芯为电容电芯，所述第一电极片材为第一电容电极片材，所述第二电极片材为第二电容电极片材。

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