[发明专利]一种电芯生产装置及制备方法

说明书

本发明涉及一种电芯生产装置及制备方法，该电芯生产装置包括叠片机及热熔分切机；所述叠片机包括用于放置隔膜的走带机构、用于带动隔膜左右往复移动形成Z字叠绕的叠片台以及用于将多个一字型有序排列的正极片和负极片送入隔膜表面的送料机构；所述热熔分切机包括热熔电阻丝及分切台，所述分切台上设置有多个用于所述热熔电阻丝往复切割的分切槽。其优点在于：利用热熔电阻丝对隔膜的切割作用，有效解决了Z型叠片多工位叠片后裸电芯分切的技术难点，从而有效提高了Z型叠片设备的叠片效率；生产得到的锂电池电芯对齐精度高、电芯叠层不易移动，电芯堆叠灵活。

技术领域

本发明涉及锂离子电芯生产工艺技术领域，特别是涉及一种电芯生产装置及制备方法。

背景技术

锂离子电池因其工作电压高、能量密度大、循环寿命长、无记忆效应等特点已成为目前消费类电子产品、电动汽车等应用场景主流的储能类电池。

当前，消费类电子产品、电动汽车等产业迎来了快速增长的阶段，对锂离子电池的需求量剧增。但是，目前由于锂离子生产工艺复杂，工序繁多导致锂离子电池的生产效率低下，产品良品率低。在锂离子电池生产的诸多工序中，电芯组装工艺尤为重要，主要分为叠片组装工艺与卷绕组装工艺，其中，叠片组装工艺由于堆叠极片应力较卷绕极片均匀、电芯侧边利用率大、内阻低等优势，在高能量密度锂电池生产中具备有效提升安全性、能量密度等优势，更具发展前景。

目前主流应用的锂离子电芯叠片组装工艺，按照工艺类别分为：Z型叠片与制袋型叠片两种。其中，

1、Z型叠片是将锂离子电芯正、负极片分别模切或裁切成单片，然后，隔膜采用Z字形方式运动，隔膜每次折叠，机械手抓取一片电芯极片放置在隔膜上，最终制成以“隔膜-正极-隔膜-负极”为单元的多层堆叠结构。

2、制袋型叠片工艺，首先将已裁切成型的正极极片、上下两卷隔膜，采用热封隔膜的方式将正极极片热封于上下隔膜中，完成制袋工艺。其次，将制袋得到的“隔膜-正极-隔膜”单元进行切断处理形成袋式极片。最后，将裁切完成的袋式极片与对应的负极片通过机械手臂进行抓取，形成“袋式极片(隔膜-正极-隔膜)-负极”为单元的多层堆叠结构。

以上两种锂离子电芯叠片工艺各有优劣势，其中，Z型叠片工艺由于设备成熟、精度高等优势目前是较为常用的叠片设备，但是由于单工位的叠片设备效率低，所以开发更高效率的Z型叠片设备是行业的发展方向。

目前，单工位Z型叠片工艺主要缺点在于：单工位Z型叠片工艺由于涉及Z型隔膜走带、极片抓取等动作，单工位效率低，需要向多工位发展，提升叠片的效率，但多工位叠片后的一体化裸电芯如何分离一直是设备设计的难点。

前面的叙述在于提供一般的背景信息，并不一定构成现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电芯生产装置及制备方法，该电芯生产装置可大幅提高Z形叠片设备的效率，有效提高锂离子电芯的制备效率和良品率。

本发明提供一种电芯生产装置，包括叠片机、热熔分切机及第一机械手；所述叠片机包括用于堆叠正极片、负极片及隔膜的叠片台，用于铺设隔膜的走带机构，以及用于输送正极片及负极片的送料机构，所述走带机构及所述送料机构的配合使得多个沿同一方向间隔设置的正极片形成正极片层，使得多个沿同一方向间隔设置的负极片形成负极片层，以及使得所述隔膜、所述正极片层、所述隔膜及所述负极片层在所述叠片台上依次堆叠形成一堆叠结构；所述热熔分切机包括热熔电阻丝及分切台，所述分切台包括多个承载台，在两个所述承载台之间形成有供所述热熔电阻丝进行切割动作的分割槽，所述第一机械手用于将所述堆叠结构移动至所述分切台上。

进一步地，在所述走带机构和所述叠片台之间设置有多个用于改变隔膜路径的滚轴。

进一步地，所述送料机构包括用于运送多个分切完成的所述正极片的第一送料传送带、运送多个分切完成的所述负极片的第二送料传送带，以及用于将所述正极片和所述负极片放置于所述叠片台上的第二机械手。