[发明专利]电池芯组件装配方法和设备

说明书

技术领域

本发明电池芯组件装配工艺，并更具体地，涉及一种电池芯组件装配方法和设备。

背景技术

目前层叠型二次锂电池的装配工艺有以下几种：

一、Z型结构。先从料盒中取出一种正极或负极的电池极片，并放置在隔离膜上，然后将隔离膜180度折弯，再放上另一种电池极片，通过机械如此往复的进行Z字形运动，快速形成正极、隔离膜及负极相间层叠的效果。在重复一定次数，达到预定层叠层数后，将隔离膜切断，收尾、贴胶下料。

二、卷绕式叠片。卷绕式叠片工艺方法是利用夹具或机械手将正负极片压在隔膜上，利用卷绕装置再进行一体翻转，通过控制或辅助功能完成层叠工作，当完成预定层数层叠后裁断即可。该方法极片被隔离膜紧绕，电池芯组件不易松散，精度也高于Z型叠片。但该工艺所涉及的设备涉及到卷绕装置、隔膜送料装置、极片给料装置、送极片机械手以及切隔膜装置，相应部件运行时均需考虑避让、往返时间，因此叠片效率比Z型叠片更低。

三、制袋式叠片。制袋式叠片的工作原理是根据需要可以将正极极片或负极极片或两种极片进行袋式保护，然后进行层叠。由于极片处于独立的电子绝缘的隔离膜袋中，因此在工况下极片的膨胀收缩仅限于极片本身区域，不会象卷绕电池一样影响到其他极片的空间。因而极片在充放电时不容易发生褶皱、弯曲、破裂、掉料等现象，电池性能更稳定，更适合作为动力电池使用。制袋式的方法发展至今已引申出有多种方式，如封装方式有点焊式、热封式、粘结式、热压熔接等，进料方式有托膜转移式、卡槽定位式、贴胶式等。

然而，在现有制袋式叠片工艺中，制袋设置在叠片之前，需要单独对每个极片进行制袋，现有的制袋工艺方法制作过程繁杂，工序操作多、因此电池芯组件装配效率较低。

发明内容

本发明提供了一种电池芯组件装配方法和设备，能够提高电池芯组件装配效率。

一方面，提供了一种电池芯组件装配方法，包括：极片放置步骤，在相互平行地布置在不同水平面的多个隔离膜走带上的各预定位置固定正极极片和负极极片，固定在相邻的两层隔离膜走带的对应的极片位置上的极片极性相反；叠带步骤，将经过上述极片放置步骤的多个隔离膜走带相互贴合进行层叠；层间固定步骤：对经层叠的隔离膜走带的每个极片间区域的各层隔离膜沿隔离膜走带的宽度方向进行层间固定，形成连续的多个极片袋；叠袋步骤：将每预定数量的连续的所述极片袋进行堆叠形成电池芯组件，其中，极片放置步骤中将正极极片和负极极片固定为使得在每个电池芯组件中相邻的极片均由隔离膜隔开并且极性相反。

根据本发明的一个实施例，在层间固定步骤中，用夹具对每个极片间区域的各层隔离膜沿隔离膜走带的宽度方向进行层间固定，在叠袋步骤之后还包括完成电池芯组件的封边。

根据本发明的另一实施例，在层间固定步骤中，采用粘接、加压、热压或超声波焊接的方式对每个极片袋按需求进行封边。

根据本发明的一个实施例，所述堆叠为卷绕堆叠，多个隔离膜走带为2n+1个，n为自然数，在极片放置步骤中，在第一层隔离膜走带上每隔对应于预定数量个极片袋的距离的位置处固定一个第一极性的极片，在各偶数层隔离膜走带上连续地固定第二极性的极片，在其他奇数层隔离膜走带上连续地固定第一极性的极片，第一极性与第二极性相反，第一极性为正极或负极。

根据本发明的实施例，在极片放置步骤中，所述堆叠为Z型堆叠，并且，在第二层隔离膜走带上连续交替地固定不同极性的极片，或者在从第二层开始的每层隔离膜走带上连续交替地固定不同极性的极片 并且固定在相邻的两层走带隔离膜的对应的极片位置上的极片极性相反。

另一方面，本发明提供了一种电池芯组件装配设备，包括：极片上料装置、叠带装置、层间固定装置、叠袋装置以及与极片上料装置、叠带装置、层间固定装置以及叠袋装置电连接的控制器，极片上料装置构造为在所述控制器的控制下在相互平行地布置在不同水平面的多个隔离膜走带上的各预定位置固定正极极片和负极极片；叠带装置构造为在所述控制器的控制下将放置有上述极片的多个隔离膜走带相互贴合进行层叠；层间固定装置构造为在所述控制器的控制下对经所述叠带装置层叠的隔离膜走带的每个极片间区域的各层隔离膜沿隔离膜走带的宽度方向进行层间固定，形成连续的多个极片袋；叠袋装置构造为在所述控制器的控制下将每预定数量的连续的极片袋进行堆叠形成电池芯组件，其中，所述控制器配置为使得所述极片上料装置在所述隔离膜走带上将正极极片和负极极片固定为使得在每个电池芯组件中相邻的极片均由隔离膜隔开并且极性相反。