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CN106711396B - 一种极片间歇覆膜补锂一体机 - Google Patents

一种极片间歇覆膜补锂一体机 Download PDF

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Abstract

本发明属于极片加工设备技术领域，尤其涉及一种极片间歇覆膜补锂一体机，包括第一锂膜传动机构、第二锂膜传动机构、极片传动机构和覆膜机构，所述第一锂膜传动机构、所述第二锂膜传动机构以及所述极片传动机构分别通过所述覆膜机构，所述极片传动机构间隔设置于所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构，所述极片传动机构设置有第一色标传感器和第二色标传感器，所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构均设置有间歇反向辊、张力传感器和单向辊。相对于现有技术，本发明能够准确地对极片间歇覆膜，实现对极片的补锂，提高电池容量及使用寿命。

Description

一种极片间歇覆膜补锂一体机
技术领域
本发明属于极片加工设备技术领域，尤其涉及一种极片间歇覆膜补锂一体机。
背景技术
锂离子电池由于具有高电压、高能量密度和长循环寿命的优势，成为应用范围最广泛的二次电池之一。但随着便携式电子设备微型化、长待机的不断发展，以及电动自行车、电动汽车等大功率、高能量设备的启用，都对作为储能电源的锂离子电池的能量密度提出越来越高的要求。
对极片来说，在电池的首次充电过程中都会由于固体电解质膜（SEI）膜的形成而消耗部分锂，由此而造成正极材料锂的损失，从而降低了电池的容量，造成首次效率的降低。现有技术中，在电池生产过程中，锂离子电池极片的补锂工艺是提高锂离子电池容量的关键技术。补锂工艺的关键在于压延与覆膜，覆膜工艺就是把压延好的锂膜分段复合在锂离子电池极片上的一种工艺。由于电池极片的涂布区是分段涂布的，中间间隔有铜膜留白区，在覆膜过程中涂布区是要施压覆膜的，而铜膜留白区是禁止施压的，且施压覆膜的区域和涂布区的重叠位置要求精度高，一般在-2mm～2mm范围内，这对于一个线速度在50m/min以上的在线对接，工艺控制要求非常高。
发明内容
本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种极片间歇覆膜补锂一体机，能够准确地对极片间歇覆膜，实现对极片的补锂，提高电池容量及使用寿命。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种极片间歇覆膜补锂一体机，包括第一锂膜传动机构、第二锂膜传动机构、极片传动机构和覆膜机构，所述第一锂膜传动机构、所述第二锂膜传动机构以及所述极片传动机构分别通过所述覆膜机构，所述极片传动机构间隔设置于所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构，所述极片传动机构设置有第一色标传感器和第二色标传感器，所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构均设置有间歇反向辊、张力传感器和单向辊。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，所述第一色标传感器和所述第二色标传感器安装于所述覆膜机构的上游，并且所述第一色标传感器位于所述第二色标传感器的上游。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，所述间歇反向辊和所述张力传感器安装于所述覆膜机构的上游，所述单向辊安装于所述覆膜机构的下游，并且所述间歇反向辊安装于所述张力传感器的上游。通过间歇反向辊、张力传感器和单向辊三者的配合，以调节第一锂膜和第二锂膜的传动状态。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，所述间歇反向辊设置有电磁离合器。电磁离合器主要是用于控制间歇反向辊的转动状态，当其合上时，间歇反向辊反转；当其离开时，间歇反向辊正常转动。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，所述单向辊设置有单向轴承。单向轴承使得单向辊只能沿一个方向转动，本发明中的单向辊只向收卷方向转动。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，所述覆膜机构包括上覆膜辊和下覆膜辊，所述上覆膜辊和所述下覆膜辊并列设置，并且所述上覆膜辊和所述下覆膜辊形成一覆合点。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，所述上覆膜辊和所述下覆膜辊之间具有间隙，所述间隙的大小为120～140um。上覆膜辊和下覆膜辊之间的间隙控制在此范围内，确保第一锂膜和第二锂膜不动时，极片铜膜区可以轻松地从该间隙经过，而不粘上锂膜。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，还包括避空位加工机构，所述避空位加工机构设置于所述第一锂膜传动机构和第二所述锂膜传动机构，所述避空位加工机构位于所述间歇反向辊的上游。
作为本发明所述的极片间歇覆膜补锂一体机的一种改进，还包括调节机构，所述调节机构与所述避空位加工机构配合设置。调节机构可以使避空位加工机构沿传动方向作位置调整，确保避空位与极片铜膜区中心重叠。
本发明的有益效果在于：本发明提供一种极片间歇覆膜补锂一体机，包括第一锂膜传动机构、第二锂膜传动机构、极片传动机构和覆膜机构，所述第一锂膜传动机构、所述第二锂膜传动机构以及所述极片传动机构分别通过所述覆膜机构，所述极片传动机构间隔设置于所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构，所述极片传动机构设置有第一色标传感器和第二色标传感器，所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构均设置有间歇反向辊、张力传感器和单向辊。相对于现有技术，本发明能够准确地对极片间歇覆膜，实现对极片的补锂，提高电池容量及使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明中覆合点的结构示意图。
其中：1-第一锂膜传动机构，2-第二锂膜传动机构，3-极片传动机构，4-覆膜机构，5-第一色标传感器，6-第二色标传感器，7-间歇反向辊，8-张力传感器，9-单向辊，10-避空位加工机构，11-调节机构，12-第一锂膜，13-极片，14-第二锂膜，41-上覆膜辊，42-下覆膜辊，43-覆合点。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式和说明书附图对本发明及其有益效果作进一步详细说明，但是，本发明的具体实施方式并不局限于此。
如图1~2所示，一种极片间歇覆膜补锂一体机，包括第一锂膜传动机构1、第二锂膜传动机构2、极片传动机构3和覆膜机构4，第一锂膜传动机构1、第二锂膜传动机构2以及极片传动机构3分别通过覆膜机构4，极片传动机构3间隔设置于第一锂膜传动机构1和第二锂膜传动机构2，极片传动机构3设置有第一色标传感器5和第二色标传感器6，第一锂膜传动机构1和第二锂膜传动机构2均设置有间歇反向辊7、张力传感器8和单向辊9。
第一色标传感器5和第二色标传感器6安装于覆膜机构4的上游，并且第一色标传感器5位于第二色标传感器6的上游。
间歇反向辊7和张力传感器8安装于覆膜机构4的上游，单向辊9安装于覆膜机构4的下游，并且间歇反向辊7安装于张力传感器8的上游。
间歇反向辊7设置有电磁离合器。单向辊9设置有单向轴承。
覆膜机构4包括上覆膜辊41和下覆膜辊42，上覆膜辊41和下覆膜辊42并列设置，并且上覆膜辊41和下覆膜辊42形成一覆合点43。上覆膜辊41和下覆膜辊42之间具有间隙，间隙的大小为120～140um。
本发明还包括避空位加工机构10，避空位加工机构10设置于第一锂膜传动机构1和第二锂膜传动机构2，避空位加工机构10位于间歇反向辊4的上游。
本发明还包括调节机构11，调节机构11与避空位加工机构10配合设置。
本发明的使用操作过程是：
1）第一锂膜12、第二锂膜14和极片13分别通过第一锂膜传动机构1、第二锂膜传动机构2和极片传动机构3传动；
2）当第二色标传感器6感应到极片涂布区的末端时，其给系统发出信号，系统根据第二色标传感器6到覆合点43的距离计算出时间，并发出信号使间歇反向辊7的电磁离合器合上，间歇反向辊7反转，给第一锂膜12和第二锂膜14施加一个反向张力，系统根据张力传感器8反馈的张力的大小调节间歇反向辊7的转速使张力达到恒定状态，第一锂膜12和第二锂膜14同时处于停顿状态；当第二色标传感器6感应到极片涂布区的前端时，其给系统发出信号，系统根据第二色标传感器6到覆合点43的距离计算出时间，并发出信号使间歇反向辊7的电磁离合器离开，间歇反向辊7失去反向张力，恢复普通过辊的功能，覆膜工艺处于正常状态；
3）当第一色标传感器5感应到极片涂布区的前端时，其给系统发出信号，系统根据避空位加工机构10到覆合点43的距离与第一色标传感器4到覆合点43的距离的差以及传动速度算出延时时间，避空位加工机构10动作，在第一锂膜12和第二锂膜14上加工出避空位，需要说明的是，可调整调节机构11的位置以使避空位与极片铜膜区在覆膜后中心重叠。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：包括第一锂膜传动机构、第二锂膜传动机构、极片传动机构和覆膜机构，所述第一锂膜传动机构、所述第二锂膜传动机构以及所述极片传动机构分别通过所述覆膜机构，所述极片传动机构间隔设置于所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构，所述极片传动机构设置有第一色标传感器和第二色标传感器，所述第一锂膜传动机构和所述第二锂膜传动机构均设置有间歇反向辊、张力传感器和单向辊；所述第一色标传感器和所述第二色标传感器安装于所述覆膜机构的上游，并且所述第一色标传感器位于所述第二色标传感器的上游；
所述极片间歇覆膜补锂一体机还包括避空位加工机构，所述避空位加工机构设置于所述第一锂膜传动机构和第二所述锂膜传动机构，所述避空位加工机构位于所述间歇反向辊的上游，用于在所述第一锂膜传动机构和第二所述锂膜传动机构所输送的锂膜上加工出避空位；
所述极片间歇覆膜补锂一体机的使用操作过程是：
第一锂膜、第二锂膜和极片分别通过第一锂膜传动机构、第二锂膜传动机构和极片传动机构传动；
当第二色标传感器感应到极片涂布区的末端时，其给系统发出信号，系统根据第二色标传感器到覆合点的距离计算出时间，并发出信号使间歇反向辊的电磁离合器合上，间歇反向辊反转，给第一锂膜和第二锂膜施加一个反向张力，系统根据张力传感器反馈的张力的大小调节间歇反向辊的转速使张力达到恒定状态，第一锂膜和第二锂膜同时处于停顿状态；当第二色标传感器感应到极片涂布区的前端时，其给系统发出信号，系统根据第二色标传感器到覆合点的距离计算出时间，并发出信号使间歇反向辊的电磁离合器离开，间歇反向辊失去反向张力，恢复普通过辊的功能，覆膜工艺处于正常状态；
当第一色标传感器感应到极片涂布区的前端时，其给系统发出信号，系统根据避空位加工机构到覆合点的距离与第一色标传感器到覆合点的距离的差以及传动速度算出延时时间，避空位加工机构动作，在第一锂膜和第二锂膜上加工出避空位。
2.根据权利要求1所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：所述间歇反向辊和所述张力传感器安装于所述覆膜机构的上游，所述单向辊安装于所述覆膜机构的下游，并且所述间歇反向辊安装于所述张力传感器的上游。
3.根据权利要求1所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：所述间歇反向辊设置有电磁离合器。
4.根据权利要求1所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：所述单向辊设置有单向轴承。
5.根据权利要求1所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：所述覆膜机构包括上覆膜辊和下覆膜辊，所述上覆膜辊和所述下覆膜辊并列设置，并且所述上覆膜辊和所述下覆膜辊形成一覆合点。
6.据权利要求5所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：所述上覆膜辊和所述下覆膜辊之间具有间隙，所述间隙的大小为120～140um。
7.根据权利要求1所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：还包括调节机构，所述调节机构与所述避空位加工机构配合设置，用于使所述避空位加工机构沿传动方向作位置调整。
8.根据权利要求1所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：当所述第二色标传感器感应到极片涂布区的末端时，所述间歇反向辊反转以向锂膜提供反向张力。
9.根据权利要求8所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：当所述第二色标传感器感应到极片涂片区的前端时，所述间歇反向辊退出反转以停止向锂膜提供反向张力。
10.根据权利要求9所述的极片间歇覆膜补锂一体机，其特征在于：当所述第一色标传感器感应到极片涂布区的前端时，所述避空位加工机构动作以在锂膜上加工出所述避空位。
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