[實用新型]一種復合式電池極組制備裝置和動力電池

有效

• 申請號: 201920997530.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN209843844U
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發明（設計）人: 劉小安;陸貴權
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M4/139
• 分類號: H01M4/139;H01M10/0587;H01M10/052;H01M2/16
• 代理公司: 11205 北京同立鈞成知識產權代理有限公司
• 代理人: 黃溪;劉芳

本實用新型提供一種復合式電池極組制備裝置和動力電池，包括：負極復合模塊，所述負極復合模塊用于將負極片和隔膜熱復合成負極復合片；正極復合模塊，所述正極復合模塊用于將多個正極片和所述隔膜熱復合成正極復合片；卷繞模塊，所述卷繞模塊用于將所述負極復合片和所述正極復合片共同卷繞多次并形成所述復合式電池極組，本實用新型提供的復合式電池極組制備裝置所制備的復合式電池極組集卷繞、熱復合和疊片工藝以一體，改善了卷繞電芯應力集中在邊緣，影響電池性能的問題，且復合式電池極組卷繞成與電池殼體相匹配的形狀，充分利用電池內的空間，提升電池容量。

技術領域

本實用新型涉及電池領域，尤其涉及一種復合式電池極組制備裝置和動力電池。

背景技術

近年來，隨著全球范圍內的能源危機和環境危機的雙重壓力下，歐洲各國紛紛發布燃油車禁售時間表，而在中國，新能源汽車在國家政策的支持下，更是如雨后春筍般蓬勃發展，在全行業的重視下，電動汽車由“油改電”迅速升級到標準平臺化，主流車企均推出自己的電動車專屬平臺，新能源汽車迎來市場利好局面，在市場經濟的引導下，各個動力電池廠商紛紛進行大規模擴產，以滿足動力電池的需求。

目前，動力電池極組的制備工藝主要以卷繞、熱復合和疊片為主，各種制備工藝各有所長，以卷繞工藝組成的電芯具有高倍率的放電能力和卓越的高低溫性能，且易于加工，熱復合工藝的電池極組是將正極、負極和隔膜在熱輥壓機上進行加工，以隔膜-負極-隔膜-正極的順序輥壓成熱復合電芯，以疊片工藝制成電池極組具有更好的循環特性和能量密度，且疊片不存在卷繞中極組邊緣的彎折部，避免了極片和隔膜之間出現打皺變形，引起接觸不良的現象。

然而，上述各制備工藝均存在不同程度的缺陷，卷繞工藝制成的極片呈卷狀，卷狀極片中存在邊緣的彎折部，這部分彎折是應力的集中部位，易出現微短路、電擊穿以及析鋰的現象，且極片的內阻高，放電平臺低，放電容量少，充放電過程中，電芯內部的溫度分布不均勻，電芯循環壽命低，同時，卷狀極組的形狀一般為橢圓形，與電池的外殼形狀并不匹配，電池殼體內的邊緣處會存在間隙，使得電池內部空間難以充分利用，導致電芯的能量密度低，熱復合加工復雜繁瑣，在加工時需要制作兩種類型的子單元，并預先進行數量的匹配，加工過程中更換材料會耗費大量時間，導致設備的稼動率低下，疊片工藝在生產中，每片電芯均需要焊接極耳，當多片電芯復合疊加時，極耳數量極多，超聲焊接工序易發生焊接不良，且生產效率低，設備投資額較大，生產過程中粉塵控制難度大，同時電芯之間需要對齊后再進行焊接，一旦對齊度不足就會出現不良品，因此，不良率較高。

實用新型內容

針對上述問題，本實用新型提供一種復合式電池極組制備裝置和動力電池，通過將卷繞、熱復合和疊片工藝集成，制成復合式電池極組，且復合式電池極組的形狀與電池殼體的形狀相匹配，提升了電池極組的電容量，改善了卷繞工藝造成的電池極組應力集中在邊緣處，且制備時設備稼動率低的技術問題。

本實用新型的第一方面提供一種復合式電池極組制備裝置，包括：

負極復合模塊，所述負極復合模塊用于將負極片和隔膜熱復合成負極復合片；

正極復合模塊，所述正極復合模塊用于將多個正極片和所述隔膜熱復合成正極復合片；

卷繞模塊，所述卷繞模塊用于將所述負極復合片和所述正極復合片共同卷繞多次并形成所述復合式電池極組。

進一步地，所述正極復合模塊還包括：正極制片模塊，所述正極制片模塊用于將所述正極片分割成多片，多片所述正極片具有相同的規格，且多片所述正極片之間具有預設間隔。

進一步地，所述復合式電池極組為矩形或者正方形，多個所述正極片在豎直方向上呈疊片排列。

進一步地，所述負極復合片卷繞多次形成負極卷，所述負極卷包括多個卷邊部和多個平直部，所述平直部與水平方向平行，相鄰的所述平直部分別與所述卷邊部垂直連接。