CN111326801A - 一种叠片复合单元制作系统和叠片复合单元制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种叠片复合单元制作系统和叠片复合单元制作方法，涉及锂电池制造技术领域，该叠片复合单元制作系统，包括单元复合装置、隔膜封边装置和单元切片装置，单元复合装置和单元切片装置间隔设置，且单元复合装置用于复合形成复合单元，单元切片装置用于切割复合单元，隔膜封边装置设置在单元复合装置的出料侧，用于对复合单元的两侧边缘进行封边。相较于现有技术，本发明提供的一种叠片单元制作系统，能够避免隔膜分层，防止隔膜翻折，保证叠片质量。

Description

一种叠片复合单元制作系统和叠片复合单元制作方法

技术领域

本发明涉及锂电池制造技术领域，具体而言，涉及一种叠片复合单元制作系统和叠片复合单元制作方法。

背景技术

目前叠片单元的制作过程中，由于单元片的极片与隔膜之间具有尺寸差异，使得隔膜的边缘部分未复合而容易导致隔膜分层，在后端物流传送、叠片时存在隔膜翻折风险，影响电芯的成品质量。

有鉴于此，设计制造出一种能够避免隔膜分层，防止隔膜翻折的叠片复合单元制作系统就显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种叠片复合单元制作系统，能够避免隔膜分层，防止隔膜翻折，保证叠片质量。

本发明的另一目的在于提供一种叠片复合单元制作方法，能够通过封边来避免传送、叠片时发生翻折现象。

本发明是采用以下的技术方案来实现的。

在一方面，本发明提供了一种叠片复合单元制作系统，包括单元复合装置、隔膜封边装置和单元切片装置，所述单元复合装置和所述单元切片装置间隔设置，且所述单元复合装置用于复合形成复合单元，所述单元切片装置用于切割所述复合单元，所述隔膜封边装置设置在所述单元复合装置的出料侧，用于对所述复合单元的两侧边缘进行封边。

进一步地，所述隔膜封边装置设置在所述单元切片装置和所述单元复合装置之间，用于在切割前对所述复合单元的两侧边缘进行封边。

进一步地，所述隔膜封边装置包括机架、第一封边带和第二封边带，所述机架设置在所述单元复合装置和所述单元切片装置之间，所述第一封边带和所述第二封边带分设在所述机架的两侧，且所述第一封边带和所述第二封边带之间形成供所述复合单元通过的封边通道，所述第一封边带和所述第二封边带分别对应于所述复合单元的两侧边缘。

进一步地，所述单元切片装置包括承载架和追切机构，所述承载架设置在所述隔膜封边装置的出料侧，所述追切机构设置在所述承载架上，用于对所述复合单元进行追切。

进一步地，所述追切机构包括前驱动辊、后驱动辊、直线驱动件、隔膜切刀、前导向板和后导向板，所述前驱动辊和所述后驱动辊间隔设置在所述承载架上，所述隔膜切刀、所述前导向板和所述后导向板连接为一体并设置在所述前驱动辊和所述后驱动辊之间，所述直线驱动件设置在所述承载架上并与所述隔膜切刀连接，用于带动所述隔膜切刀相对所述承载架作往复运动，以使所述隔膜切刀能够与所述复合单元共速运动并追切所述复合单元上的隔膜。

进一步地，所述叠片复合单元制作系统还包括测试装置和分类剔除装置，所述测试装置设置在所述单元切片装置与所述叠片装置之间，用于对切片后的所述复合单元进行测试，所述分类剔除装置设置在所述测试装置的出料侧，用于对测试后的所述复合单元进行NG分类剔除。

进一步地，所述测试装置包括短路测试机构和CCD检测机构，所述短路测试机构和所述CCD检测机构间隔设置在所述分类剔除装置和所述单元切片装置之间，所述短路测试机构用于对切割后的所述复合单元进行通电检测，所述CCD检测机构用于对切割后的所述复合单元进行对齐度检测。

一种叠片复合单元制作方法，包括以下步骤：

形成复合单元；

对所述复合单元的两侧边缘进行封边；

对所述复合单元进行切割；

将切割后的所述复合单元进行叠片。

进一步地，在所述将切割后的所述复合单元进行叠片的步骤之前，且在所述对所述复合单元进行切割的步骤之后，所述叠片复合单元制作方法还包括以下步骤：

对切割后的所述复合单元进行测试；

对测试后的所述复合单元进行NG分类剔除。

进一步地，所述对切割后的所述复合单元进行测试的步骤，包括：

对切割后的所述复合单元进行通电检测；

对切割后的所述复合单元进行对齐度检测。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的一种叠片单元制作系统，其通过单元复合装置复合形成复合单元，在形成复合单元后再通过隔膜封边装置对复合单元进行封边处理，同时通过单元切片装置对复合单元进行切割，其中在叠片前对复合单元的两侧边缘进行封边处理，能够使得隔膜的边缘部分也封边在一起，避免隔膜分层，防止在后端物流传送、叠片时发生翻折。相较于现有技术，本发明提供的一种叠片单元制作系统，能够避免隔膜分层，防止隔膜翻折，保证叠片质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的叠片复合单元制作系统的结构示意图；

图2为图1中隔膜封边装置的结构示意图；

图3为图1中单元切片装置的结构示意图；

图4本发明第二实施例提供的叠片复合单元制作方法的步骤框图。

图标：100-叠片复合单元制作系统；110-单元复合装置；130-隔膜封边装置；131-机架；133-第一封边带；135-第二封边带；150-单元切片装置；151-承载架；153-追切机构；1531-直线驱动件；1533-隔膜切刀；1535-前驱动辊；1536-后驱动辊；1537-前导向板；1538-后导向板；170-叠片装置；180-测试装置；190-分类剔除装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“相连”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

正如背景技术中所公开的，现有技术中现阶段复合机复合单元隔膜翻折风险很高。具体地，复合辊碾压复合时由于单元片上存在厚度差，正极尺寸小于负极尺寸单边约1.5mm，负极尺寸小于隔膜尺寸单边约1.5mm，所以在复合时正极面内可实现加压复合，但在负极及隔膜区域存在无压力状态，导致复合裁切后单元片两层隔膜分层，后端物流传送、叠片时存在隔膜翻折风险。

此外，在现有的复合叠片机设备中，前段制片部分已经实现极片匀速走带，但在复合段由于隔膜间歇式裁切，这种方式存在以下不足：①走带线速度低；由于间歇式走带需要加减速时间，走带距离小，从而走带最大速度收到很大限制；②存在复合单元剥离风险；由于制片段连续走带，复合单元制作段间歇走带，两者间需要增加缓存模块，缓存结构需要复合料带经过大于90度以上包角，这种方式出现复合单元正极边角地方剥离概率很高。

另外，现在复合机不良复合单元不能实现分类收集，可返工复合单元得不到再利用，出现原材料浪费。具体地，未对复合单元的NG品进行筛选分类，从而使得NG品无法返工。

本发明通过设计一种新的叠片复合单元制作系统，以解决上述问题。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例中的特征可以相互组合。

第一实施例

参见图1，本实施例提供了一种叠片复合单元制作系统100，其能够实现复合单元连续制作，提高制作效率，同时防止隔膜翻折，保证叠片质量，并且能够对NG单元片分类剔除，可回收短路、人工修复极耳打折单元片，提高原材料利用率。

本实施例提供的叠片复合单元制作系统100，包括单元复合装置110、隔膜封边装置130、单元切片装置150、叠片装置170、测试装置180和分类剔除装置190，单元复合装置110和叠片装置170间隔设置，且单元复合装置110用于复合形成向叠片装置170输送的复合单元，单元切片装置150设置在单元复合装置和叠片装置170之间，用于切割复合单元，叠片装置170用于对切割后的复合单元进行叠片，隔膜封边装置130设置在单元复合装置和叠片装置170之间，用于对复合单元的两侧边缘进行封边。测试装置180设置在单元切片装置150与叠片装置170之间，用于对切片后的复合单元进行测试，分类剔除装置190设置在测试装置180和叠片装置170之间，用于对测试后的复合单元进行NG分类剔除。

在本实施例中，单元复合装置110作为制片复合段，能够将正极片、负极片和隔膜复合在一起，形成正极片、隔膜、负极片和隔膜的复合单元。其中正极尺寸小于负极尺寸单边约1.5mm，负极尺寸小于隔膜尺寸单边约1.5mm。通过隔膜封边装置130对复合单元的两侧边缘，即对隔膜边缘进行封边操作，使得两层隔膜不会发生分层现象，避免翻折风险。

需要说明的是，其中单元复合装置110的结构和制片原理与常规的制片复合段一致，在此不作具体介绍。

在本实施例中，叠片装置170作为叠片段，能够将切割后的复合单元进行叠片处理，并形成电芯。当然，此处叠片装置170的结构和叠片原理与常规的叠片段一致，在此不作具体介绍。

在本实施例中，隔膜封边装置130设置在单元切片装置150和单元复合装置110之间，用于在切割前对复合单元的两侧边缘进行封边。在封边后再进行切割，能够避免封边不到位的情况，保证封边效果。当然，此处也可以将隔膜封边装置130设置在单元切片装置150之后，在切片后再进行封边。

参见图2，隔膜封边装置130包括机架131、第一封边带133和第二封边带135，机架131设置在单元复合装置110和单元切片装置150之间，第一封边带133和第二封边带135分设在机架131的两侧，且第一封边带133和第二封边带135之间形成供复合单元通过的封边通道，第一封边带133和第二封边带135分别对应于复合单元的两侧边缘。

需要说明的是，本实施例中所提及的隔膜封边装置130，为双边封边结构，其能够对复合单元的两侧边缘进行封边操作，具体地，可对封边距离进行设定，从而使得隔膜封边至负极边缘处，将隔膜多出负极的部分全部封边。

还需要说明的是，第一封边带133和第二封边带135为常规的热封边结构，通过高温进行封边。

参见图3，单元切片装置150包括承载架151和追切机构153，承载架151设置在隔膜封边装置130和叠片装置170之间，追切机构153设置在承载架151上，用于对复合单元进行追切。通过追切机构153对复合单元进行追切，能够使得复合单元能够连续走带，提高制片效率。

追切机构153包括前驱动辊1535、后驱动辊1536、直线驱动件1531、隔膜切刀1533、前导向板1537和后导向板1538，前驱动辊1535和后驱动辊1536间隔设置在承载架151上，隔膜切刀1533、前导向板1537和后导向板1538连接为一体并设置在前驱动辊1535和后驱动辊1536之间，直线驱动件1531设置在承载架151上并与隔膜切刀1533连接，用于带动隔膜切刀1533相对承载架151作往复运动，以使隔膜切刀1533能够与复合单元共速运动并追切复合单元上的隔膜。通过直线驱动件1531带动隔膜切刀1533运动，使得隔膜切刀1533与复合单元共速运动，从而能够在复合单元走带速度不变的情况下对复合单元进行冲切动作，保证冲切效果的同时也提高了复合单元制片效率。

本实施例体用的追切机构153，在走料方向上可实现往返追切运动，复合单元料带经过前驱动辊1535后隔膜切刀1533开始加速追切，切断后单元片进入后驱动辊1536中传送到后端，切断后隔膜切刀1533返回到原始位置，准备下一循环动作。

需要说明的是，此处隔膜切刀1533与常规的冲切结构一致，能够实现对隔膜的切割功能。

测试装置180包括短路测试机构和CCD检测机构，短路测试机构和CCD检测机构间隔设置在分类剔除装置190和单元切片装置150之间，短路测试机构用于对切割后的复合单元进行通电检测，CCD检测机构用于对切割后的复合单元进行对齐度检测。

在本实施例中，分类剔除装置190用于对测试过后的复合单元进行分类，使得NG品能够分类收集，方便回收再利用。具体地，分类剔除装置190包括第一回收箱、第二回收箱和NG箱，第一回收箱用于回收短路复合单元，第二回收箱用于回收极耳打折复合单元，NG箱用于放置完全NG品。其中短路复合单元指的是仅仅短路测试不符合的复合单元，极耳打折复合单元指的是仅仅极耳打折的复合单元，而完全NG品则是除前述两种之外的复合单元。

需要说明的是，本实施例中NG品和合格品之间的分隔，可通过机械臂实现，也可以通过不同的输送通道实现，同时NG品的回收也可以通过机械臂或不同输送通道进行筛选，对于分隔方式可参见现有的筛选分隔方式。

综上所述，本实施例提供的一种叠片复合单元制作系统100，通过追切机构153实现对复合单元的追切操作，能够是的复合单元连续走带，并提高复合单元的制作效率。此外，通过隔膜封边装置130对复合单元的两侧边缘进行封边，能够使得隔膜的边缘部分也封边在一起，避免隔膜分层，防止在后端物流传送、叠片时发生翻折。最后，本实施例通过额外设置分类剔除装置190，将测试不合格的NG品分类筛选，方便进行回收利用，避免出现原材料的浪费。

第二实施例

参见图4，本实施例提供了一种叠片复合单元制作方法，适用于如第一实施例提供的叠片复合单元制作系统100，包括以下步骤：

S1：形成复合单元。

具体地，通过单元复合装置110将隔膜和极片复合在一起，从而形成复合单元。

S2：对复合单元的两侧边缘进行封边。

具体地，通过隔膜封边装置130对复合单元的两侧边缘进行封边操作，防止隔膜翻边。隔膜封边装置130用于在切割前对复合单元的两侧边缘进行封边。在封边后再进行切割，能够避免封边不到位的情况，保证封边效果。

需要说明的是，本实施例中所提及的隔膜封边装置130，为双边封边结构，其能够对复合单元的两侧边缘进行封边操作，具体地，可对封边距离进行设定，从而使得隔膜封边至负极边缘处，将隔膜多出负极的部分全部封边。

S3：对复合单元进行切割。

具体地，通过单元切片装置150对封边后的复合单元进行切割，且单元切片装置150通过追切机构153能够实现对复合单元进行追切，保证复合单元的连续走带，提高制片效率。

S4：对切割后的复合单元进行测试。

具体地，对切割后的复合单元进行测试包括对切割后的复合单元进行通电检测和对切割后的复合单元进行对齐度检测。其中通过短路测试装置180对复合单元进行通电测试，通过CCD检测装置对复合夹片记性对齐度检测，将NG品挑出，合格品送入叠片装置170进行叠片。

S5：对测试后的复合单元进行NG分类剔除。

具体地，通过分类剔除装置190对NG品进行分类剔除，使得NG品能够分类收集，方便回收再利用。

S6：将切割后的复合单元进行叠片。

具体地，通过叠片装置170对合格的复合单元进行叠片。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种叠片复合单元制作系统，其特征在于，包括单元复合装置、隔膜封边装置和单元切片装置，所述单元复合装置和所述单元切片装置间隔设置，且所述单元复合装置用于复合形成复合单元，所述单元切片装置用于切割所述复合单元，所述隔膜封边装置设置在所述单元复合装置的出料侧，用于对所述复合单元的两侧边缘进行封边。

2.根据权利要求1所述的叠片复合单元制作系统，其特征在于，所述隔膜封边装置设置在所述单元切片装置和所述单元复合装置之间，用于在切割前对所述复合单元的两侧边缘进行封边。

3.根据权利要求2所述的叠片复合单元制作系统，其特征在于，所述隔膜封边装置包括机架、第一封边带和第二封边带，所述机架设置在所述单元复合装置和所述单元切片装置之间，所述第一封边带和所述第二封边带分设在所述机架的两侧，且所述第一封边带和所述第二封边带之间形成供所述复合单元通过的封边通道，所述第一封边带和所述第二封边带分别对应于所述复合单元的两侧边缘。

4.根据权利要求1所述的叠片复合单元制作系统，其特征在于，所述单元切片装置包括承载架和追切机构，所述承载架设置在所述隔膜封边装置的出料侧，所述追切机构设置在所述承载架上，用于对所述复合单元进行追切。

5.根据权利要求4所述的叠片复合单元制作系统，其特征在于，所述追切机构包括前驱动辊、后驱动辊、直线驱动件、隔膜切刀、前导向板和后导向板，所述前驱动辊和所述后驱动辊间隔设置在所述承载架上，所述隔膜切刀、所述前导向板和所述后导向板连接为一体并设置在所述前驱动辊和所述后驱动辊之间，所述直线驱动件设置在所述承载架上并与所述隔膜切刀连接，用于带动所述隔膜切刀相对所述承载架作往复运动，以使所述隔膜切刀能够与所述复合单元共速运动并追切所述复合单元上的隔膜。

6.根据权利要求1所述的叠片复合单元制作系统，其特征在于，所述叠片复合单元制作系统还包括测试装置和分类剔除装置，所述测试装置设置在所述单元切片装置的出料侧，用于对切片后的所述复合单元进行测试，所述分类剔除装置设置在所述测试装置的出料侧，用于对测试后的所述复合单元进行NG分类剔除。

7.根据权利要求6所述的叠片复合单元制作系统，其特征在于，所述测试装置包括短路测试机构和CCD检测机构，所述短路测试机构和所述CCD检测机构间隔设置在所述分类剔除装置和所述单元切片装置之间，所述短路测试机构用于对切割后的所述复合单元进行通电检测，所述CCD检测机构用于对切割后的所述复合单元进行对齐度检测。

8.一种叠片复合单元制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

形成复合单元；

对所述复合单元的两侧边缘进行封边；

对所述复合单元进行切割；

将切割后的所述复合单元进行叠片。

9.根据权利要求8所述的叠片复合单元制作方法，其特征在于，在所述将切割后的所述复合单元进行叠片的步骤之前，且在所述对所述复合单元进行切割的步骤之后，所述叠片复合单元制作方法还包括以下步骤：

对切割后的所述复合单元进行测试；

对测试后的所述复合单元进行NG分类剔除。

10.根据权利要求9所述的叠片复合单元制作方法，其特征在于，所述对切割后的所述复合单元进行测试的步骤，包括：

对切割后的所述复合单元进行通电检测；

对切割后的所述复合单元进行对齐度检测。

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