[发明专利]一种高效铰链式锂电池叠片设备及工艺

说明书

本发明涉及一种高效铰链式锂电池叠片设备及工艺。所述铰链式锂电池叠片设备包括放卷单元、分切单元、铰链叠片单元和电芯下料单元。所述叠片工艺为首先正极片、隔膜和负极片同步放卷贴合后分切为电芯所需长条；分切条固定在铰链平台上同时各节铰链块真空吸附；左右气缸推动铰链实现Z型叠片；叠片电芯贴胶；铰链块正压破真空；气缸回程，夹钳夹取电芯下料。本发明所提供的铰链式锂电池叠片设备结构简单、多工位同步叠片、生产效率高，此外叠片电芯内部应力小、极耳对齐度高，同时真空吸附可实现极片防皱和极耳抚平。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种高效铰链式锂电池叠片设备及工艺。

背景技术

锂离子电池具有放电电压高、重量轻、能量密度大、使用寿命长、无记忆效应等优点而被广泛应用于智能手机、笔记本电脑、电动汽车、储能设备等领域。随着工业发展和消费水平的不断提升，针对锂离子电池新材料、新技术、新工艺的开发与应用正快速推进。锂离子电池极片涂布、辊压、分切后即进行电芯装配，根据结构的不同，电芯装配可分为卷绕和叠片两种方式。卷绕是将分条后的极片固定在卷针上，随着卷针转动将正极片、负极片以及隔膜卷成电芯；叠片是将正、负极片和隔膜裁成规定尺寸的大小，叠合成电芯单体。卷绕电芯多用于圆柱和方形铝壳电池，叠片电芯多用于软包电池。

目前锂离子电池卷绕工艺存在生产效率低、张力和线速度不稳定、电芯内阻大、卷绕电芯内部应力集中等不足。采用叠片工艺可有效降低电芯内阻和内部应力，提高电池比容量，改善电池循环寿命。然而叠片工艺过程繁琐，电芯装配时间长，生产效率极低，此外叠片电芯需进行多层分切，产品合格率低。为了提高锂离子电池电芯装配效率，简化生产工序，同时提高电池比容量和使用寿命，本发明提供了一种高效铰链式锂电池叠片设备及工艺。

发明内容

本发明的目的就是提高锂离子电池装配效率，提出了的一种高效铰链式锂电池叠片设备及工艺。

本发明的技术方案为：它包括极片和隔膜放卷单元、分切单元、铰链叠片单元和电芯下料平台，所述的极片和隔膜放卷单元包括隔膜放卷机构(1)、正极片放卷机构(2)和负极片放卷机构(3)，极片和隔膜放卷单元的一侧设有导向辊(4)，导向辊(4)的一侧设有贴合辊(5)，其特征在于：贴合辊(5)一侧设有叠片平台(01)，叠片平台(01)上设有叠片平台定位块(13)、固定夹具(12)和叠片铰链(7)，叠片平台(01)的两侧设有驱动气缸(8)，驱动气缸(8)推动叠片铰链(7)，叠片平台(01)的一侧设有取料单元(9)和下料平台(10)。

所述的极片和隔膜放卷单元单工位或多工位，极片和隔膜放卷单元与导向辊(4)实现正负极耳位置对齐；所述分切单元采用圆盘分切、激光分切中的一种；所述叠片铰链(7)由多节铰链块构成，其数量与单电芯极片层数相等，宽度与单层极片相等；所述的驱动气缸(8)有推动气嘴(081)和回程气嘴(082)，并通过连接板(083)与叠片铰链(7)相连；所述叠片铰链(7)由多节铰链块(16)和铰链节(162)组成，铰链块(16)平面分布圆形阵列气孔(163)，侧面设置气管(161)，气孔(163)与气管(161)相贯通。

本发明还提供一种高效铰链式锂电池叠片制备工艺，它包括以下步骤：将正极片、隔膜和负极片同步放卷贴合后分切为电芯所需长度的分切条；分切条固定在叠片平台(01)上，各节铰链块真空吸附分切条，铰链块上分布的圆孔通过真空负压对分切条进行表面吸附，一方面固定，一方面防止打皱；采用叠片铰链(7)进行真空吸附；通过驱动气缸(8)左右推动叠片铰链(7)使分切条压缩成Z型叠片；Z型叠片贴胶；叠片铰链(7)通正压破真空；气缸回程，夹钳夹取电芯下料。