一種卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，包括放料裝置、定位機構(gòu)及壓輥復合機構(gòu)，所述放料裝置包括陽極放料機構(gòu)、陰極放料機構(gòu)、上隔膜放料機構(gòu)和下隔膜放料機構(gòu)，所述壓輥復合機構(gòu)包括前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)，所述前壓輥復合機構(gòu)用于將分別從陽極放料機構(gòu)、上隔膜放料機構(gòu)和下隔膜放料機構(gòu)獲取的陽極片、上隔膜和下隔膜進行復合以形成陽極復合極帶，所述后壓輥復合機構(gòu)用于將從陰極放料機構(gòu)獲取的陰極片與陽極復合極帶進行復合以形成陰極復合極帶。本實用新型能夠避免平壓式復合過程中因平壓面的平整度帶來的局部復合不嚴整的現(xiàn)象，不僅提高了制作效率，同時減少了機械的過程損耗，增加了設備的使用壽命。
【專利說明】
一種卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及電芯復合設備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]自20世紀90年代鋰離子電池商業(yè)化以來，尤其近年來，隨著3C電子產(chǎn)品如筆記本電腦、移動電源和電動工具等市場的日益龐大，以及電動汽車市場的逐步擴大，世界各國均在大力開發(fā)高能量、高功率的鋰離子動力電池。目前，鋰離子電池的制作方式主目前鋰離子電池的制作方式主要有卷繞式與疊片式，從鋰離子電池性能與實際生產(chǎn)兩方面來看:卷繞的優(yōu)勢在于制程容易，疊片的優(yōu)勢在于電池各方面質(zhì)量好，為了綜合兩種工藝的優(yōu)勢，目前人們將關(guān)注的焦點集中在卷繞式疊片電池方面。
[0003]鋰離子二次電池根據(jù)電極的結(jié)構(gòu)分為以下幾種方式:卷繞式、疊片式、卷繞式疊片，對于疊片式電池，將正極、隔膜、負極按預定大小進行裁切，然后對它們依次進行層疊，達到工藝要求數(shù)量時即制成卷芯;對于卷繞式電池，將正極、負極、隔膜形成一定長度薄片后，進行依次層疊并卷繞形成卷芯，后根據(jù)工藝需要進行卷芯并聯(lián)達到不同電池容量要求；而對于卷繞式疊片電池，一般先將正負極片按工藝要求進行制片，后將正極片或負極片與隔膜做成極片單元，然后將這些復合后的單元以卷繞的方式制成卷芯。對于制作卷繞式疊片電池，其中最主要的一個工序就是實現(xiàn)隔膜與正負極片復合單元的制作，對于隔膜與極片的粘合，目前主要是通過在隔膜上進行涂膠，然后將極片與涂膠隔膜通過熱復合達到兩者粘合的目的。
[0004]目前卷繞式疊片電池常用的復合單元制作方式為:先將正負極片進行裁切為一定工藝大小的極片單元，然后通過一定方式將裁切好的正極極片或負極極片單元按固定位置放置于涂膠隔膜上，然后將固定后的隔膜與極片在設備上進行熱壓復合，這種傳統(tǒng)的平壓式復合過程存在以下問題:平壓面的不平整度造成局部復合不嚴整，另外這種上下平壓式的平壓復合方式對機械設備的損耗也比較大。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的在于提供一種卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，該裝置能夠避免平壓式復合過程中因平壓面的平整度帶來的局部復合不嚴整的現(xiàn)象，不僅實現(xiàn)了連續(xù)的制作加工，提高制作效率，同時減少了機械的過程損耗，增加了設備的使用壽命。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用了以下技術(shù)方案:包括放料裝置、定位機構(gòu)及壓輥復合機構(gòu)，所述放料裝置包括陽極放料機構(gòu)、陰極放料機構(gòu)、上隔膜放料機構(gòu)和下隔膜放料機構(gòu)，所述壓輥復合機構(gòu)包括前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)，所述前壓輥復合機構(gòu)用于將分別從陽極放料機構(gòu)、上隔膜放料機構(gòu)和下隔膜放料機構(gòu)獲取的陽極片、上隔膜和下隔膜進行復合以形成陽極復合極帶，所述后壓輥復合機構(gòu)用于將從陰極放料機構(gòu)獲取的陰極片與陽極復合極帶進行復合以形成陰極復合極帶，所述定位機構(gòu)設于前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)之間，用于對當前位置進行判定，以實現(xiàn)陽極復合極帶與陰極片在合適的位置進行復合。
[0007]所述陽極放料機構(gòu)與前壓輥復合機構(gòu)之間設有用于將陽極片送入前壓輥復合機構(gòu)的陽級送料機構(gòu)，所述陰極放料機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間設有用于將陰極片送入后壓輥復合機構(gòu)的陰極送料機構(gòu)。
[0008]所述陽極放料機構(gòu)、上隔膜放料機構(gòu)、下隔膜放料機構(gòu)與前壓輥復合機構(gòu)之間分別設有多個用于將陽極片、隔膜導入壓輥復合機構(gòu)的前級導向輥，所述陰極放料機構(gòu)、前壓輥復合機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間設有多個用于將陰極片、陽極復合極帶導入后壓輥復合機構(gòu)的后級導向輥。
[0009]所述前壓輥復合機構(gòu)由相對設置的第一主動輥和第一從動輥構(gòu)成，所述后壓輥復合機構(gòu)由相對設置的第二主動輥和第二從動輥構(gòu)成，所述第一主動輥、第二主動輥分別與第三驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接，所述第一主動輥、第一從動輥、第二主動輥和第二從動輥的內(nèi)部分別設有用于壓輥加熱的加熱內(nèi)芯。
[0010]所述加熱內(nèi)芯為電阻或電熱管。
[0011]所述陽極送料機構(gòu)包括第一對輥成型機構(gòu)及位于第一對輥成型機構(gòu)與前壓輥復合機構(gòu)之間的陽極送料盤，所述第一對輥成型機構(gòu)包括相對設置的第一上輥和第一下輥，所述第一上輥或第一下輥與第一驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接。
[0012]所述陰極送料機構(gòu)包括第二對輥成型機構(gòu)及位于第二對輥成型機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間的陰極送料托盤，所述第二對輥成型機構(gòu)包括相對設置的第二上輥和第二下輥，所述第二上輥或第二下輥與第二驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接。
[0013]所述陽級送料機構(gòu)還包括位于第一對輥成型機構(gòu)與陽極送料盤之間的第一裁切機構(gòu)。
[0014]陰極送料機構(gòu)還包括位于第二對輥成型機構(gòu)與陰極送料托盤之間的第二裁切機構(gòu)。
[0015]所述定位機構(gòu)為定位傳感器。
[0016]由上述技術(shù)方案可知，本實用新型具有以下優(yōu)點:
[0017](I)本實用新型所述的復合裝置能夠避免平壓式復合過程中的因平壓面的平整度帶來的局部復合不嚴整的現(xiàn)象，同時輥壓復合的方式可以實現(xiàn)連續(xù)的制作加工，提高制作效率，連續(xù)滾動式穩(wěn)態(tài)制作也可減少機械的過程損耗，增加設備的使用壽命。
[0018](2)本實用新型所述的復合裝置利用了陽極片的柔韌性，首先完成陽極片和上下隔膜的復合，保障復合后的極片能順暢進入后壓輥復合結(jié)構(gòu)以完成和陰極片的復合。該裝置的前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)含有用于壓輥加熱的加熱內(nèi)芯，內(nèi)芯可以通過電阻加熱、電熱管加熱等方式實現(xiàn)對壓輥的加熱。
[0019](3)本實用新型中設有定位傳感器，該定位感應器可以進行光度感應或者極耳感應，利用隔膜和陽極片的光度差，完成對當前位置是間隙區(qū)還是復合料區(qū)進行判定，通過程序控制決定陰極送料輥的送料時間以實現(xiàn)正確的復合位置。同時該裝置可完成兩種電芯單元的復合，根據(jù)定位感應器的判定，程序調(diào)節(jié)送料節(jié)奏，匹配后續(xù)卷繞疊片的單元需求，完成η個陰極一隔膜一陽極一隔膜結(jié)構(gòu)，I個隔膜一陽極一隔膜結(jié)構(gòu)的循環(huán)極片復合過程。
【附圖說明】
[OO2O]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0021 ]圖2是通過本實用新型復合出的第一種電芯單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是通過本實用新型復合出的第二種電芯單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步說明:
[0024]如圖1所示，本實施例的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，包括放料裝置、定位機構(gòu)及壓輥復合機構(gòu)，放料裝置包括陽極放料機構(gòu)11、陰極放料機構(gòu)12、上隔膜放料機構(gòu)13和下隔膜放料機構(gòu)14，壓輥復合機構(gòu)包括前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)，前壓輥復合機構(gòu)用于將分別從陽極放料機構(gòu)11、上隔膜放料機構(gòu)13和下隔膜放料機構(gòu)14獲取的陽極片、上隔膜和下隔膜進行復合以形成陽極復合極帶71，后壓輥復合機構(gòu)用于將從陰極放料機構(gòu)12獲取的陰極片與陽極復合極帶71進行復合以形成陰極復合極帶72。所述定位機構(gòu)為定位傳感器9，該定位傳感器9可以進行光度感應或者極耳感應，利用隔膜和陽極片的光度差，完成對當前位置是間隙區(qū)還是復合料區(qū)進行判定，通過程序控制決定陰極送料機構(gòu)的送料時間，實現(xiàn)陰極片在合適的位置進行復合。
[0025]陽極放料機構(gòu)11與前壓輥復合機構(gòu)之間設有用于將陽極片送入前壓輥復合機構(gòu)的陽級送料機構(gòu)，陰極放料機構(gòu)12與后壓輥復合機構(gòu)之間設有用于將陰極片送入后壓輥復合機構(gòu)的陰極送料機構(gòu)。
[0026]該陽極送料機構(gòu)包括第一對輥成型機構(gòu)、位于第一對輥成型機構(gòu)與前壓輥復合機構(gòu)之間的陽極送料盤41及位于第一對輥成型機構(gòu)與陽極送料盤41之間的第一裁切機構(gòu)31。第一對輥成型機構(gòu)由相對設置的第一上輥21和第一下輥22組成，第一上輥21或第一下輥22與第一驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接，以實現(xiàn)第一上輥21和第一下輥22相對轉(zhuǎn)動。該陰極送料機構(gòu)包括第二對輥成型機構(gòu)、位于第二對輥成型機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間的陰極送料托盤42及位于第二對輥成型機構(gòu)與陰極送料托盤42之間的第二裁切機構(gòu)32，第二對輥成型機構(gòu)由相對設置的第二上輥23和第二下輥24組成，第二上輥23或第二下輥24與第二驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接，以實現(xiàn)第二上輥23和第二下輥24的相對轉(zhuǎn)動。反托盤結(jié)構(gòu)41和42分別用于支撐陽極片、陰極片使陽極片和陰極片準確送入前壓輥復合機構(gòu)、后壓輥復合機構(gòu)之間的間隙中。
[0027]陽極放料機構(gòu)11、上隔膜放料機構(gòu)13、下隔膜放料機構(gòu)14與前壓輥復合機構(gòu)之間分別設有多個用于將陽極片、隔膜導入壓輥復合機構(gòu)的前級導向輥81，陰極放料機構(gòu)12、前壓輥復合機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間設有多個用于將陰極片、陽極復合極帶71導入后壓輥復合機構(gòu)的后級導向輥82。
[0028]前壓輥復合機構(gòu)由相對設置的第一主動輥51和第一從動輥52構(gòu)成，后壓輥復合機構(gòu)由相對設置的第二主動輥53和第二從動輥54構(gòu)成，第一主動輥51、第二主動輥53分別與第三驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接，第一主動輥51、第一從動輥52、第二主動輥53和第二從動輥54的內(nèi)部分別設有用于壓輥加熱的加熱內(nèi)芯63。該加熱內(nèi)芯63可以為電阻或電熱管或其他加熱裝置。
[0029]在陽極放料機構(gòu)上分別安放好制作好的陽極卷料、在上隔膜放料機構(gòu)和下隔膜放料機構(gòu)上分別安裝上隔膜、下隔膜，然后通過陽極送料輥21和22將陽極極片送至陽極裁切刀31處，經(jīng)過第一裁切機構(gòu)31進行陽極片裁切后，極片單元通過陽極送料托盤41運送至前第一主動輥51和第一從動輥52形成的對輥處，該對輥通過加熱芯63的加熱作用同時施加壓力實現(xiàn)陽極片與隔膜的復合;此時，陰極放料機構(gòu)12已安裝好陰極卷料，通過第二上輥23和第二下輥24將陰極極片送至第二裁切機構(gòu)32處，此時陰極會根據(jù)定位感應器9的判定，通過程序調(diào)節(jié)送料節(jié)奏，判定此處是否對陰極片進行裁切。如判定需要裁切，則經(jīng)過第二裁切機構(gòu)32進行陰極片裁切后，極片單元通過陰極送料托盤42運送至第二主動輥53和第二從動輥54構(gòu)成的對輥處，該第二主動輥53和第二從動輥54通過其內(nèi)部的加熱芯的加熱作用，同時施加壓力實現(xiàn)陰極片與陽極-隔膜單元的再次復合，此時制成的復合單元為陰極D—隔膜A—陽極C 一隔膜B結(jié)構(gòu)如圖3所示。如判定不需要裁切，陽極-隔膜單元直接通過后壓輥，制成隔膜A—陽極C 一隔膜B結(jié)構(gòu)，如圖2所示，其中有20個陰極D—隔膜A—陽極C 一隔膜B結(jié)構(gòu)，I個隔膜A—陽極C一隔膜B結(jié)構(gòu)，形成以此兩種單元為模式的循環(huán)極片單元結(jié)構(gòu)，復合后的片直接進行裁切進入卷繞堆疊片系統(tǒng)，完成卷繞式疊片電池的制作。
[0030]以上所述的實施例僅僅是對本實用新型的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本實用新型的范圍進行限定，在不脫離本實用新型設計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案作出的各種變形和改進，均應落入本實用新型權(quán)利要求書確定的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:包括放料裝置、定位機構(gòu)及壓輥復合機構(gòu)，所述放料裝置包括陽極放料機構(gòu)(11)、陰極放料機構(gòu)(12)、上隔膜放料機構(gòu)(13)和下隔膜放料機構(gòu)(14)，所述壓輥復合機構(gòu)包括前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)，所述前壓輥復合機構(gòu)用于將分別從陽極放料機構(gòu)(11)、上隔膜放料機構(gòu)(13)和下隔膜放料機構(gòu)(14)獲取的陽極片、上隔膜和下隔膜進行復合以形成陽極復合極帶(71)，所述后壓輥復合機構(gòu)用于將從陰極放料機構(gòu)(12)獲取的陰極片與陽極復合極帶(71)進行復合以形成陰極復合極帶(72)，所述定位機構(gòu)設于前壓輥復合機構(gòu)和后壓輥復合機構(gòu)之間，用于對當前位置進行判定，以實現(xiàn)陽極復合極帶(71)與陰極片在合適的位置進行復合。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述陽極放料機構(gòu)(11)與前壓輥復合機構(gòu)之間設有用于將陽極片送入前壓輥復合機構(gòu)的陽級送料機構(gòu)，所述陰極放料機構(gòu)(12)與后壓輥復合機構(gòu)之間設有用于將陰極片送入后壓輥復合機構(gòu)的陰極送料機構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述陽極放料機構(gòu)(11)、上隔膜放料機構(gòu)(13)、下隔膜放料機構(gòu)(14)與前壓輥復合機構(gòu)之間分別設有多個用于將陽極片、隔膜導入壓輥復合機構(gòu)的前級導向輥(81)，所述陰極放料機構(gòu)(12)、前壓輥復合機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間設有多個用于將陰極片、陽極復合極帶(71)導入后壓輥復合機構(gòu)的后級導向輥(82)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述前壓輥復合機構(gòu)由相對設置的第一主動輥(51)和第一從動輥(52)構(gòu)成，所述后壓輥復合機構(gòu)由相對設置的第二主動輥(53)和第二從動輥(54)構(gòu)成，所述第一主動輥(51)、第二主動輥(53)分別與第三驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接，所述第一主動輥(51)、第一從動輥(52)、第二主動輥(53)和第二從動輥(54)的內(nèi)部分別設有用于壓輥加熱的加熱內(nèi)芯(63)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述加熱內(nèi)芯(63)為電阻或電熱管。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述陽極送料機構(gòu)包括第一對輥成型機構(gòu)及位于第一對輥成型機構(gòu)與前壓輥復合機構(gòu)之間的陽極送料盤(41)，所述第一對輥成型機構(gòu)包括相對設置的第一上輥(21)和第一下輥(22)，所述第一上輥(21)或第一下輥(22)與第一驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述陰極送料機構(gòu)包括第二對輥成型機構(gòu)及位于第二對輥成型機構(gòu)與后壓輥復合機構(gòu)之間的陰極送料托盤(42)，所述第二對輥成型機構(gòu)包括相對設置的第二上輥(23)和第二下輥(24)，所述第二上輥(23)或第二下輥(24)與第二驅(qū)動裝置轉(zhuǎn)動連接。8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述陽級送料機構(gòu)還包括位于第一對輥成型機構(gòu)與陽極送料盤(41)之間的第一裁切機構(gòu)(31)。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:陰極送料機構(gòu)還包括位于第二對輥成型機構(gòu)與陰極送料托盤(42)之間的第二裁切機構(gòu)(32)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的卷繞式疊片電芯單元的連續(xù)復合裝置，其特征在于:所述定位機構(gòu)為定位傳感器(9)。
【文檔編號】H01M10/04GK205646029SQ201620404315
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月7日
【發(fā)明人】臧強, 王雙雙, 姜雨恒
【申請人】合肥國軒高科動力能源有限公司