CN108878988A - 一种叠片带、叠片带制作设备和叠片设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种叠片带、叠片带制作设备和叠片设备，其中，叠片带包括：至少两层层叠设置的隔膜带，相邻两层隔膜带之间设置有一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片；隔膜带和极片复合成一整体，且各层隔膜带上位于同排相邻极片之间的位置均热封在一起。该叠片带中，各排相邻极片之间的位置处的隔膜均热封在一起，在后序加工中，隔膜不易出现分离、褶皱的现象，所形成的成品电芯不易出现短路，进而提高了产品的合格率。
Description
技术领域
本申请涉及叠片电芯技术领域，具体涉及一种叠片带、叠片带制作设备和叠片设备。
背景技术
锂离子电池的电芯生产工艺主要有热复合式叠片工艺和制袋式叠片工艺。
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)与两层连续的隔膜一起预加热，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(或一种极片)的厚度之和，两个复合单元中间的间隔的隔膜的厚度等于两层隔膜的厚度之和，由于复合单元的厚度和两个复合单元中间的间隔的隔膜的厚度之间的差异，以及复合辊径和两个复合单元的间距构成的几何位置关系，会导致复合辊不能完全压住两个复合单元之间的两层隔膜进行辊压复合，后工序把单个复合单元切断进行叠片时，复合单元边缘未复合的隔膜就可能会出现翻折情况，最终导致电芯短路，影响电芯的合格率。
在制袋式叠片工艺中，切断后的极片和连续的隔膜同时通过制袋机构进行制袋，纸袋后两个制袋间有一定的间隙，在后续叠片时在间隙处进行切断，形成一个叠片单元，再把叠片单元进行堆叠成电芯，这种叠片方式效率低，并且，两个制袋单元中，两层威亚和的隔膜易出现分离、褶皱的现象，影响到电芯的合格率。
因此，现有技术有待改进和提高。
发明内容
本申请旨在提供一种叠片带、叠片带制作设备和叠片设备，使隔膜热封在一起，不易出现隔膜分离、褶皱的现象。
根据本申请的第一方面，本申请提供了一种叠片带，包括：至少两层层叠设置的隔膜带，相邻两层隔膜带之间设置有一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片；隔膜带和极片复合成一整体，且各层隔膜带上位于同排相邻极片之间的位置均热封在一起。
所述的叠片带，其中，还包括设置在最上层隔膜带上表面的一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片，和/或，设置在最下层隔膜带下表面的一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片。
所述的叠片带，其中，上下相邻的两排极片的位置关于隔膜带对称，同一排的极片之间间距相同；同一排的极片的极性相同，上下相邻的两排极片的极性相反。
根据本申请的第二方面，本申请提供了一种叠片带制作设备，包括：
入料装置，用于将至少两层层叠的隔膜带输出给复合装置，并且每隔一定时间在相邻两层隔膜带之间放入极片，极片随隔膜带输出给复合装置；
复合装置，用于将入料装置输出的隔膜带和极片复合成一整体；
热封装置，用于将各层隔膜带热封在一起，热封的位置为各层隔膜带上位于同层相邻的极片之间的位置。
所述的叠片带制作设备，其中，所述热封装置包括：第一热封机构和第二热封机构；所述第一热封机构和第二热封机构之间的距离大于等于所述极片的长度；所述第一热封机构和第二热封机构设置在所述复合装置上，或设置在所述复合装置的输出端。
所述的叠片带制作设备，其中，所述复合装置包括压板和驱动机构；所述驱动机构驱动压板对极片和各层隔膜带进行压合；所述第一热封机构和第二热封机构均包括热封刀和用于加热热封刀的加热组件；所述第一热封机构的热封刀和第二热封机构的热封刀分别设置在所述压板两侧。
所述的叠片带制作设备，其中，还包括用于驱动隔膜带和极片向后传输的驱动装置。
所述的叠片带制作设备，其中，所述复合装置包括：用于对隔膜带加热的加热机构和一对复合辊；复合辊用于对加热后的隔膜带和极片进行辊压复合；所述第一热封机构和第二热封机构设置在所述复合装置的输出端。
所述的叠片带制作设备，其中，每一处热封的宽度为50um-100um，热封的宽度方向为隔膜带的长度方向。
根据本申请的第三方面，本申请提供了一种叠片设备，包括所述的叠片带制作设备。
本发明的有益效果是：
本申请提供的叠片带、叠片带制作设备和叠片设备中，叠片带包括：至少两层层叠设置的隔膜带，相邻两层隔膜带之间设置有一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片；隔膜带和极片复合成一整体，且各层隔膜带上位于同排相邻极片之间的位置均热封在一起。该叠片带中，每排中相邻极片之间的位置处，隔膜均热封在一起，使得后序加工中，隔膜不分离、褶皱，所形成的成品电芯不易出现短路的现象，进而提高了产品的合格率。
附图说明
图1为本发明提供的叠片带的结构示意图；
图2为本发明提供的叠片带制作设备的结构框图；
图3为本发明提供的叠片带制作设备的一种结构示意图；
图4为本发明提供的叠片带制作设备的另一种结构示意图；
图5为图3的设备制作的叠片带所形成的热封印的示意图；
图6为图4的设备制作的叠片带所形成的热封印的示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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”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；可以是直接连接，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，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。
实施例一、
本实施例提供了一种叠片带，该叠片带包括：至少两层层叠设置的隔膜带，和设置在相邻两层隔膜带之间的一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片，即每相邻两层隔膜带之间均设置有一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片，极片在每相邻两层隔膜带之间以间隔相同距离的形式均匀排布。
进一步的，在最上层隔膜带的上表面还可以设置一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片，或者，在最下层隔膜带的下表面还可以设置一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片。本实施例中，至少两层层叠设置的隔膜带和各排极片复合成一整体，且各层隔膜带上位于同排相邻极片之间的位置均热封在一起，即每层隔膜带在位于同排之中相邻的极片之间的位置处，同排极片的上下两层隔膜热封在一起，或同排极片的上下两层隔膜与该排的极片的边缘热封在一起，使得在后序制成叠片电芯后，位于极片边缘的隔膜不会分离、褶皱，进而不会造成叠片电芯短路现象的发生，提高了产品的合格率。
具体的，参见图1所示，图中示出了至少两层层叠设置的隔膜带，及设置在相邻隔膜带之间的一排间隔相同距离阵列排布的极片、设置在最上层隔膜带上表面的一排间隔相同距离阵列排布的极片、和设置在最下层隔膜带下表面的一排间隔相同距离阵列排布的极片，为便于描述，将最上层隔膜带称为上隔膜带10，将最下层隔膜带称为下隔膜带20，在上隔膜带10和下隔膜带20之间设置有一排沿隔膜带的长度方向阵列排布的极片30，在上隔膜带10的上表面也设置有一排沿隔膜带的长度方向阵列排布的极片，在下隔膜带20的下表面同样设置有一排沿隔膜带的长度方向阵列排布的极片。其中，设置在上隔膜带10上表面的极片和设置在下隔膜带20下表面的极片可有可无，可根据实际生产需要进行设定。
本实施例中，以设置在上隔膜带10和下隔膜带20之间的极片30三层基材为例进行说明，在上隔膜带10和下隔膜带20之间的极片30以阵列的方式沿两个隔膜带的长度方向均匀排布，两个相邻的极片之间的位置，即图1中的A位置处的上隔膜带10和下隔膜带20热封在一起，或者A位置处的上隔膜带10和下隔膜带20均与A位置处的极片30的边缘热封在一起，使得隔膜带在后序的工序形成叠片电芯后，不会分离、褶皱。
继续参见图1所示，上下相邻的两排极片的位置关于隔膜带对称，同一排的极片之间间距相同。即上隔膜带10上表面的一排极片与上隔膜带10和下隔膜带20之间的一排极片关于上隔膜带10位置对称，下隔膜带20下表面的一排极片与上隔膜带10和下隔膜带20之间的一排极片关于下隔膜带20位置对称，且各排上的相邻的极片之间的间距相同。为便于后续加工的需要，各排中的相邻极片之间的间距均相同，且相邻排中的第一个极片关于相邻排之间的隔膜带位置一致，形成如图1所示的结构。
本实施例中，以两层隔膜带和设置在上层隔膜带上表面的一排极片、设置在两层隔膜带之间的一排极片以及设置在最下层隔膜带下表面的一排极片为例进行说明，在同一排的极片的极性相同，上下相邻的两排极片的极性相反。即上隔膜带10上表面的一排极片、上隔膜带10和下隔膜带20之间的一排极片、下隔膜带20下表面的一排极片中各排极片的极性相同，但隔膜带10上表面的一排极片、上隔膜带10和下隔膜带20之间的一排极片、下隔膜带20下表面的一排极片中相邻两排之间的极片的极性相反。若上隔膜带10上表面的一排极片均为正极极片，则上隔膜带10与下隔膜带20之间的一排极片均为负极极片，下隔膜带20下表面的一排极片均为正极极片。
在另一实施例中，也可在各排极片中间隔的设置极片的极性，即上隔膜带10上表面依次设置正极极片、负极极片、正极极片、负极极片......，上隔膜带10和下隔膜带20之间依次设置负极极片、正极极片、负极极片、正极极片......，下隔膜带20下表面依次设置正极极片、负极极片、正极极片、负极极片......，以此类推，使得各排中的极片的极性间隔不同，且沿隔膜带层叠方向上的相邻的极片的极性也不同，将设置好的隔膜带和极片按照相邻极片的位置处(即A位置处)热封，再由后序工序加工成成品叠片电芯，该后序工序可以是任何能够制成叠片电芯的生产方式。关于各排极片极性的设置可根据实际生产的需要进行设置，以满足不同生产所需。
实施例二、
本实施例提供了一种叠片带制作设备，具体用于制作实施例一中的叠片带。参见图2所示，本叠片带制作设备包括依次设置的：入料装置100、复合装置200和热封装置300。入料装置100用于将至少两层层叠的隔膜带输出给复合装置200，并每隔一定时间在相邻两层隔膜带之间放入极片，极片随隔膜带输出给复合装置200；复合装置200用于将入料装置100输出的隔膜带和极片复合成一整体，形成如图1所示的结构；热封装置300用于将各层隔膜带热封在一起，热封的位置在各层隔膜带上位于同层相邻的极片之间的位置处，即图1中所示的A位置处，该位置处的隔膜热封在一起后，位于极片边缘的隔膜不易起边、褶皱，在后序加工成叠片电芯后，不会造成电池短路的现象发生。
本实施例中，根据实际生产的需要，入料装置100还用于每隔一定时间的在最上层隔膜带的上表面放入极片，或每隔一定时间的在最下层隔膜带的下表面放入极片。为便于后序加工的需要，各排极片放入的时间一致，且第一次放入在各排中的极片的起始时间一致，以形成如图1所示的结构。
以下实施例为便于描述，以入料装置100入料两层隔膜带，并在两层隔膜带之间和最上层隔膜带的上表面各放入一排极片，或只在两层隔膜带之间放入一排极片为例进行说明，并将两层隔膜带分别称为上隔膜带10和下隔膜带20，且位于上隔膜带10和下隔膜带20的之间极片为负极极片，位于上隔膜带10上表面的极片为正极极片。
在一实施方式中，参见图3所示，入料装置100包括：正极放卷机构130、上隔膜带放卷机构110、负极放卷机构140、下隔膜带放卷机构120、切料机构150、取放机械手(图中未示出)、上牵引辊160以及下牵引辊170。正极放卷机构130用于释放正极极片卷料；上隔膜带放卷机构110用于释放上隔膜带10；负极放卷机构140用于释放负极极片卷料；下隔膜带放卷机构120用于释放下隔膜带20；切料机构150分别设置在正极放卷机构130和负极放卷机构140的输出端，用于将正极极片卷料定长裁切成正极极片，将负极极片卷料定长裁切成负极极片；取放机械手用于将正极极片间隔一定时间的放入上隔膜带10的上表面，将负极极片间隔一定时间的放入上隔膜带10和下隔膜带20之间；上牵引辊160和下牵引辊170共同作用，将正极极片、上隔膜带10、负极极片和下隔膜带20牵引至复合装置200，由复合装置200将正极极片、上隔膜带10、负极极片和下隔膜带20通过热复合或压合的方式复合成一整体。
在另一实施方式中，参见图4所示，入料装置100包括：上隔膜带放卷机构110、负极卷料放卷机构130、下隔膜带放卷机构120、切料机构150、上牵引辊160以及下牵引辊170。上隔膜带放卷机构110用于释放上隔膜带10；负极放卷机构140用于释放负极极片卷料；下隔膜带放卷机构120用于释放下隔膜带20；切料机构150设置在负极放卷机构140的输出端，用于将负极极片卷料定长裁切成负极极片；上牵引辊160和下牵引辊170共同作用，将上隔膜带10、负极极片和下隔膜带20牵引至复合装置200，由复合装置200将上隔膜带10、负极极片和下隔膜带20通过热复合或压合的方式复合成一整体。
在一实施方式中，参见图3所示，复合装置200包括：用于对隔膜带加热的加热机构和一对复合辊，其中，加热机构包括上加热组件210和下加热组件220，上加热组件210和下加热组件220分别设置在隔膜带的上方和下方，用于对隔膜带的上表面和下表面同时加热；一对复合辊包括上下对称设置的上复合辊230和下复合辊240，上复合辊230和下复合辊240分别位于加热后的隔膜带的上方和下方，用于对加热后的隔膜带和极片进行辊压复合。该实施方式中，热封装置300设置在复合装置200的输出端，即热封装置300设置在上复合辊230和下复合辊240的输出端。
在另一实施方式中，参见图4所示复合装置200包括：压板和驱动机构(图中未示出)，驱动机构驱动压板对极片和各层隔膜带进行压合。其中，压板包括上压板260和下压板270，驱动机构包括上驱动组件和下驱动组件，上驱动组件用于驱动上压板260向下移动以靠近隔膜带的顶面，下驱动组件用于驱动下压板270向上移动以靠近隔膜带的底面，同时靠近隔膜带的上压板260和下压板270共同作用对极片和各层隔膜带进行压合，使隔膜带和极片压合成一整体。热封装置300设置在上压板260上靠近叠片带的一面，或设置在下压板270上靠近叠片带的一面，或两个压板上靠近叠片带的一面均设置有热封装置300。
本实施例所提供的叠片带制作设备还包括：驱动装置(图中未示出)，该驱动装置用于驱动隔膜带和极片向后传输，其包括设置在压板输出端的第一牵引辊280和第二牵引辊290，第一牵引辊280和第二牵引辊290用于为压合在一起的隔膜带和极片提供继续前移的动力。
参见图3和图4所示，热封装置300包括：第一热封机构310和第二热封机构320，其中，第一热封机构310和第二热封机构320均包括热封刀和用于加热热封刀的加热组件。若热封装置300设置在复合装置200的输出端，则第一热封机构310的热封刀和第二热封机构320的热封刀分别设置在上复合辊230和下复合辊240的输出端。若热封装置300设置在复合装置200上，则第一热封机构310的热封刀和第二热封机构320的热封刀分别设置在压板的两侧，即第一热封机构310的热封刀和第二热封机构320的热封刀分别设置在上压板260和下压板270上靠近叠片带的一面。
本实施例中，第一热封机构310和第二热封机构320之间的距离大于等于极片的长度，即第一热封机构310的热封刀和第二热封机构320的热封刀之间设置的距离大于等于极片的长度。参见图5和图6所示，第一热封机构310的热封刀和第二热封机构320的热封刀在同排相邻极片之间(如图3和图4所示的A位置处)形成热封的宽度L为50um-100um的热封印，热封的宽度(热封印的宽度)方向为隔膜带的长度方向。该热封印的宽度由第一热封机构310的热封刀和第二热封机构320的热封刀的刀刃的宽度决定。
实施例三、
本实施例提供了一种叠片设备，包括实施例二中的叠片带制作设备，叠片带制作设备制作出实施例一中的叠片带，该叠片带在叠片设备中可以通过任何叠片方式制作成叠片电芯。
一种叠片方式为，若形成的是两层层叠设置的隔膜带，在两层层叠的隔膜带之间间隔相同距离的设置负极极片，相邻负极极片之间通过热封使隔膜带和极片热封在一起，形成叠片带。在叠片设备中，将该叠片带在每相邻的负极极片的位置处依次折叠成Z字型结构，再向Z字型结构的间隙中插入正极极片，再将插入有正极极片的Z字形结构的叠片带压合形成叠片带。
另一种叠片方式为，在两层层叠设置的隔膜带中间隔相同距离的设置极性间隔的极片，例如：正极极片、负极极片、正极极片......，将其形成一整体，再在相邻的极片之间热封，同样的形成Z字型结构，由于该方式中，极片的极性是间隔设置的，因此，只需将该Z字形结构的叠片带压合即可制成叠片电芯。
当然，形成叠片电芯的方式不止以上两种方式，在此不再列举。
综上所述，本实施例所提供的叠片带、叠片带制作设备和叠片设备中，叠片带包括：至少两层层叠设置的隔膜带，相邻两层隔膜带之间设置有一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片；隔膜带和极片复合成一整体，且各层隔膜带上位于同排相邻极片之间的位置均热封在一起。该叠片带中，各排相邻极片之间的位置处，隔膜均热封在一起，使得后序加工中，隔膜不分离、褶皱，所形成的成品电芯不易出现短路的现象，进而提高了产品的合格率。
以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。
Claims (10)
1.一种叠片带，其特征在于，包括：至少两层层叠设置的隔膜带，相邻两层隔膜带之间设置有一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片；隔膜带和极片复合成一整体，且各层隔膜带上位于同排相邻极片之间的位置均热封在一起。
2.如权利要求1所述的叠片带，其特征在于，还包括设置在最上层隔膜带上表面的一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片，和/或，设置在最下层隔膜带下表面的一排沿隔膜带长度方向阵列排布的极片。
3.如权利要求2所述的叠片带，其特征在于，上下相邻的两排极片的位置关于隔膜带对称，同一排的极片之间间距相同；同一排的极片的极性相同，上下相邻的两排极片的极性相反。
4.一种叠片带制作设备，其特征在于，包括：
入料装置，用于将至少两层层叠的隔膜带输出给复合装置，并且每隔一定时间在相邻两层隔膜带之间放入极片，极片随隔膜带输出给复合装置；
复合装置，用于将入料装置输出的隔膜带和极片复合成一整体；
热封装置，用于将各层隔膜带热封在一起，热封的位置为各层隔膜带上位于同层相邻的极片之间的位置。
5.如权利要求4所述的叠片带制作设备，其特征在于，所述热封装置包括：第一热封机构和第二热封机构；所述第一热封机构和第二热封机构之间的距离大于等于所述极片的长度；所述第一热封机构和第二热封机构设置在所述复合装置上，或设置在所述复合装置的输出端。
6.如权利要求5所述的叠片带制作设备，其特征在于，所述复合装置包括压板和驱动机构；所述驱动机构驱动压板对极片和各层隔膜带进行压合；所述第一热封机构和第二热封机构均包括热封刀和用于加热热封刀的加热组件；所述第一热封机构的热封刀和第二热封机构的热封刀分别设置在所述压板两侧。
7.如权利要求6所述的叠片带制作设备，其特征在于，还包括用于驱动隔膜带和极片向后传输的驱动装置。
8.如权利要求5所述的叠片带制作设备，其特征在于，所述复合装置包括：用于对隔膜带加热的加热机构和一对复合辊；复合辊用于对加热后的隔膜带和极片进行辊压复合；所述第一热封机构和第二热封机构设置在所述复合装置的输出端。
9.如权利要求4所述的叠片带制作设备，其特征在于，每一处热封的宽度为50um-100um，热封的宽度方向为隔膜带的长度方向。
10.一种叠片设备，其特征在于，包括如权利要求4-9任意一项所述的叠片带制作设备。
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