[發明專利]一種高效鉸鏈式鋰電池疊片設備及工藝

在審

• 申請號: 201910349910.3
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN110148794A
• 公開（公告）日: 2019-08-20
• 發明（設計）人: 孫偉兵;馬衛;張天賜;陳剛;華誠;江長清;楊梢;王宇;梁根興
• 申請（專利權）人: 湖北鋰諾新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0583
• 分類號: H01M10/0583
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 馬輝

本發明涉及一種高效鉸鏈式鋰電池疊片設備及工藝。所述鉸鏈式鋰電池疊片設備包括放卷單元、分切單元、鉸鏈疊片單元和電芯下料單元。所述疊片工藝為首先正極片、隔膜和負極片同步放卷貼合后分切為電芯所需長條；分切條固定在鉸鏈平臺上同時各節鉸鏈塊真空吸附；左右氣缸推動鉸鏈實現Z型疊片；疊片電芯貼膠；鉸鏈塊正壓破真空；氣缸回程，夾鉗夾取電芯下料。本發明所提供的鉸鏈式鋰電池疊片設備結構簡單、多工位同步疊片、生產效率高，此外疊片電芯內部應力小、極耳對齊度高，同時真空吸附可實現極片防皺和極耳撫平。

技術領域

本發明屬于鋰離子電池技術領域，具體涉及一種高效鉸鏈式鋰電池疊片設備及工藝。

背景技術

鋰離子電池具有放電電壓高、重量輕、能量密度大、使用壽命長、無記憶效應等優點而被廣泛應用于智能手機、筆記本電腦、電動汽車、儲能設備等領域。隨著工業發展和消費水平的不斷提升，針對鋰離子電池新材料、新技術、新工藝的開發與應用正快速推進。鋰離子電池極片涂布、輥壓、分切后即進行電芯裝配，根據結構的不同，電芯裝配可分為卷繞和疊片兩種方式。卷繞是將分條后的極片固定在卷針上，隨著卷針轉動將正極片、負極片以及隔膜卷成電芯；疊片是將正、負極片和隔膜裁成規定尺寸的大小，疊合成電芯單體。卷繞電芯多用于圓柱和方形鋁殼電池，疊片電芯多用于軟包電池。

目前鋰離子電池卷繞工藝存在生產效率低、張力和線速度不穩定、電芯內阻大、卷繞電芯內部應力集中等不足。采用疊片工藝可有效降低電芯內阻和內部應力，提高電池比容量，改善電池循環壽命。然而疊片工藝過程繁瑣，電芯裝配時間長，生產效率極低，此外疊片電芯需進行多層分切，產品合格率低。為了提高鋰離子電池電芯裝配效率，簡化生產工序，同時提高電池比容量和使用壽命，本發明提供了一種高效鉸鏈式鋰電池疊片設備及工藝。

發明內容

本發明的目的就是提高鋰離子電池裝配效率，提出了的一種高效鉸鏈式鋰電池疊片設備及工藝。

本發明的技術方案為：它包括極片和隔膜放卷單元、分切單元、鉸鏈疊片單元和電芯下料平臺，所述的極片和隔膜放卷單元包括隔膜放卷機構(1)、正極片放卷機構(2)和負極片放卷機構(3)，極片和隔膜放卷單元的一側設有導向輥(4)，導向輥(4)的一側設有貼合輥(5)，其特征在于：貼合輥(5)一側設有疊片平臺(01)，疊片平臺(01)上設有疊片平臺定位塊(13)、固定夾具(12)和疊片鉸鏈(7)，疊片平臺(01)的兩側設有驅動氣缸(8)，驅動氣缸(8)推動疊片鉸鏈(7)，疊片平臺(01)的一側設有取料單元(9)和下料平臺(10)。

所述的極片和隔膜放卷單元單工位或多工位，極片和隔膜放卷單元與導向輥(4)實現正負極耳位置對齊；所述分切單元采用圓盤分切、激光分切中的一種；所述疊片鉸鏈(7)由多節鉸鏈塊構成，其數量與單電芯極片層數相等，寬度與單層極片相等；所述的驅動氣缸(8)有推動氣嘴(081)和回程氣嘴(082)，并通過連接板(083)與疊片鉸鏈(7)相連；所述疊片鉸鏈(7)由多節鉸鏈塊(16)和鉸鏈節(162)組成，鉸鏈塊(16)平面分布圓形陣列氣孔(163)，側面設置氣管(161)，氣孔(163)與氣管(161)相貫通。

本發明還提供一種高效鉸鏈式鋰電池疊片制備工藝，它包括以下步驟：將正極片、隔膜和負極片同步放卷貼合后分切為電芯所需長度的分切條；分切條固定在疊片平臺(01)上，各節鉸鏈塊真空吸附分切條，鉸鏈塊上分布的圓孔通過真空負壓對分切條進行表面吸附，一方面固定，一方面防止打皺；采用疊片鉸鏈(7)進行真空吸附；通過驅動氣缸(8)左右推動疊片鉸鏈(7)使分切條壓縮成Z型疊片；Z型疊片貼膠；疊片鉸鏈(7)通正壓破真空；氣缸回程，夾鉗夾取電芯下料。