一种叠片电芯的叠片方法与流程

本发明涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种叠片电芯的叠片方法。

背景技术：

目前的锂电池的电芯主要包括卷绕式电芯和叠片式电芯。叠片式电芯的生产工艺较为繁琐，需要将若干个正极片和若干个负极片交错的层叠在一起，而且正极片与负极片之间需要通过隔膜隔开。现有的生产工艺中，主要是自下而上依次将正极片、负极片和隔膜按照一定的顺序叠放在一起，形成叠片式电芯。该方式作业速度慢，生产效率低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种叠片电芯的叠片方法，其叠片速度快，工作效率高。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种叠片电芯的叠片方法，包括以下步骤：

步骤s1、提供多个沿第一方向依次连接的复合极片，每个所述复合极片包括两个隔膜和夹在两个所述隔膜之间的第一极片，以及多个第二极片，所述第二极片与所述第一极片的极性相反；

步骤s2、将位于一端的所述复合极片放置于叠片平台上，并在位于所述叠片平台上的所述复合极片上放置一个所述第二极片；

步骤s3、在邻近于所述叠片平台的第二个所述复合极片的上下两侧面分别放置一个所述第二极片，以形成极片组件，翻折邻近于所述叠片平台的第一个所述复合极片使其与位于叠片平台上的所述第二极片层叠在一起，并使所述极片组件层叠在位于所述叠片平台上的所述复合极片上；

步骤s4、重复步骤s3，使多个所述复合极片沿竖直方向层叠在一起，并使相邻两个所述复合极片之间具有一个所述第二极片。

进一步的，多个所述复合极片采用热复合工艺形成一体结构。

进一步的，还提供夹片机构，所述夹片机构包括驱动组件和与所述驱动组件连接的夹片组件，所述驱动组件驱动所述夹片组件夹住所述极片组件，所述夹片组件将所述极片组件运送至所述叠片平台的上方，并将所述极片组件放置在所述复合极片上。

进一步的，所述夹片组件为两个，两个所述夹片组件沿第二方向间隔设置，并使两个夹片组件沿所述第二方向夹持在所述极片组件的两端，所述第二方向与所述第一方向垂直。

进一步的，所述极片组件夹持在所述极片组件靠近所述叠片平台的一端。

进一步的，所述叠片电芯的叠片方法还包括：

检测待运送的所述极片组件中的所述第一极片的位置，确定待运送的所述极片组件中的所述第一极片的位置与所述夹片组件的位置是否对应；

在待运送的所述极片组件中的所述第一极片的位置与所述夹片组件的位置不对应的条件下，调节待运送的所述极片组件中的所述第一极片的位置。

进一步的，所述夹片机构有两个，两个所述夹片机构沿所述第一方向间隔设置，两个所述夹片机构中，当两者中的一个所述夹片机构夹持所述极片组件并将所述极片组件运送至所述叠片平台上时，两者中的另一个所述夹片机构处于能够夹持待运送的所述极片组件的位置。

进一步的，还提供一个压紧装置，所述压紧装置用于选择性抵压在所述叠片平台上的所述第二极片上，翻折所述复合极片时，所述压紧装置抵压在所述叠片平台上的所述第二极片上，当所述夹片组件运送所述极片组件层叠在所述复合极片上后，所述压紧装置抵压在位于最上方的所述第二极片上。

进一步的，所述压紧装置抵压在所述第二极片靠近待翻折的所述复合极片的一端。

进一步的，所述第一极片为负极片，所述第二极片为正极片，所述第一极片在所述第二极片上的正投影面积覆盖所述第二极片。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的一种叠片电芯的叠片方法，通过将多个复合极片依次连接，并将两个第二极片放置于邻近叠片平台的第二个复合极片的两侧面以形成极片组件，翻折邻近叠片平台的第一个复合极片并使极片组件层叠在第一个复合极片上。叠片过程中，由于夹片机构的一次叠片操作即可将两张复合极片和两张第二极片叠放在一起，具有叠片速度快、工作效率高的特点。

附图说明

图1为实施例的夹片机构叠片时的示意图。

图2为一实施例的叠片电芯叠片后的局部剖视图。

图3为另一实施例的叠片电芯叠片后的局部剖视图。

图中：

1、复合极片；10、隔膜；11、第一极片；12、第一复合极片；13、第二复合极片；2、第二极片；3、叠片平台；4、夹片机构；41、夹片组件；42、驱动组件；5、压板；6、供料装置。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

参照图1至图3所示，本发明提供一种叠片电芯的叠片方法，用于生产叠片电芯。该叠片方法包括以下步骤：

步骤s1、提供多个沿第一方向依次连接的复合极片1，每个复合极片1包括两个隔膜10和夹在两个隔膜10之间的第一极片11，以及多个第二极片2，第二极片2与第一极片11的极性相反；

步骤s2、将位于一端的复合极片1放置于叠片平台3上，并在位于叠片平台3上的复合极片1上放置一个第二极片2；

步骤s3、在邻近于叠片平台3的第二个复合极片1的上下两侧面分别放置一个第二极片2，以形成极片组件，翻折邻近于叠片平台3的第一个复合极片1使其与位于叠片平台3上的第二极片2层叠在一起，并使极片组件层叠在位于叠片平台3上的复合极片1上；

步骤s4、重复步骤s3，使多个复合极片1沿竖直方向层叠在一起，并使相邻两个复合极片1之间具有一个第二极片2。

可以理解的是，电芯由多个正极片和多个负极片相对交错层叠而成，以使相邻两个正极片之间具有一个负极片，正极片和负极片之间通过隔膜10隔开。本实施例中，第一极片11和第二极片2中，两者中的一个为正极片，两者中的另一个为负极片。第一极片11的上下两侧面设置有隔膜10，以使第一极片11和隔膜10形成复合极片1，当第二极片2直接与复合极片1层叠在一起时，两者之间被隔膜10隔开，因此在叠片时减少了对隔膜10的叠片操作，有利于提高作业效率。作为优选方案，第一极片11为负极片，第二极片2为正极片，第一极片11在第二极片2上的正投影面积覆盖第二极片2。即第一极片11的尺寸比第二极片2的尺寸大，以利于提高电芯性能。多个复合极片1沿第一方向(图示y方向)依次连接，以使多个复合极片1呈长链状组合在一起，并通过输送机构运送至叠片位置。叠片平台3用于放置叠好的复合极片1和第二极片2，开始叠片时，利用人工操作将位于靠近叠片平台3的一端的复合极片1固定在叠片平台3上，并在位于叠片平台3上的复合极片1上放置一个第二极片2。随后通过自动化生产设备进行叠片操作，邻近于叠片平台3的第一个复合极片1为第一复合极片12、邻近于叠片平台3的第二个复合极片1为第二复合极片13，第一复合极片12位于叠片平台3与第二复合极片13之间。在第二复合极片13的上下侧面分别放置一个第二极片2，以使该第二复合极片13和两个第二极片2形成极片组件，叠片时，利用夹片机构4夹持极片组件并将运动至叠片平台3的上方，且极片组件与叠片平台正对并间隔，此时邻近于叠片平台3的第一个复合极片1(即第一复合极片12)翻折到叠片平台3上的第二极片2的上方，且第一复合极片12位于极片组件与叠片平台3上放置好的第二极片2之间。夹片机构4继续带动极片组件下降，直至极片组件与位于叠片平台3上的复合极片1和第二极片2层叠在一起。此时，位于叠片平台3的最上方的复合极片1上具有一个第二极片2。循环此操作，即可将多个复合极片1和多个第二极片2层叠在一起，且相邻两个复合极片1之间具有一个第二极片2，同时，第一极片11与第二极片2之间通过隔膜10隔开，形成叠片电芯。叠片过程中，由于夹片机构4的一次叠片操作即可将两张复合极片1和两张第二极片2叠放在一起，具有叠片速度快、工作效率高的特点。

具体地，多个复合极片采用热复合工艺形成一体结构。可以理解的是，多个复合极片1依次连接成长链状，以便于夹片机构4将极片组件运送至叠片平台3的上方时，直接拖动位于远离叠片平台3一侧的复合极片1依次朝向叠片平台3的方向运动，实现进料。

在其他实施例中，参照图3所示，还可以将隔膜10设置为一体结构，第一极片11为单体结构，即多个第一极片11沿第一方向间隔分布在两个隔膜10之间。叠片后，多个第一极片11和多个第二极片2交错层叠在一起，且每个第一极片11和第二极片2之间通过隔膜10隔开。该方式可避免叠片后再对两端的弯曲段进行切割，以提高工作效率。

具体地，还提供夹片机构4，夹片机构4包括驱动组件42和与驱动组件42连接的夹片组件41，驱动组件42驱动夹片组件41夹住极片组件，夹片组件41将极片组件运送至叠片平台3的上方，并将极片组件放置在复合极片1上。本实施例中，夹片组件41包括两个正对设置的夹板，通过两个夹板的张开和合拢对极片组件进行松开和夹持。驱动组件42包括多个驱动电机，以驱动夹片组件41夹紧和松开极片组件，以及带动极片组件运动、旋转。通过夹片组件41夹持极片组件，以使夹片组件41一次性夹持一张复合极片1和两张第二极片2，并运送至叠片平台3上，避免单独输送第二极片2，进而有利于提高工作效率。

为提高叠片质量，保证夹片组件41运送极片组件时的稳定性，夹片组件41为两个，两个夹片组件41沿第二方向间隔设置，并使两个夹片组件41沿第二方向夹持在极片组件的两端，第二方向与第一方向垂直。本实施例中，第二方向为图示的x方向，复合极片1位于两个夹片组件41之间。叠片时，两个夹片组件41分别夹住极片组件相对的两端，有利于提高极片组件运动时的稳定性，避免因极片组件的一端悬空而向下弯曲。该方式使夹片组件41带动极片组件移动至叠片平台3的上方时，保证极片组件与叠片平台3保持平行，以保证叠片质量。

具体地，步骤s3中，通过夹片组件41夹持极片组件，且夹片组件41夹持在极片组件靠近叠片平台的一端。可以理解的是，叠片时，第一复合极片12与第二复合极片13对应的极片组件之间需要层叠在一起，即第一复合极片12与第二复合极片13的连接处发生弯折。夹持极片组件时，夹持在极片组件靠近叠片平台3的一端，即夹片组件41夹持在极片组件靠近第一复合极片12的一端，该方式有利于第一复合极片12与第二复合极片13之间发生弯折。作为优选方案，夹片组件41的一侧边与第一复合极片12与第二复合极片13之间的相交线重合，进而在翻折第一复合极片12时，避免弯折位置拉动第二复合极片13发生弯曲变形。

具体地，夹片机构4有两个，两个夹片机构4沿第一方向间隔设置，两个夹片机构4中，当两者中的一个夹片机构4夹持极片组件并将极片组件运送至叠片平台3上时，两者中的另一个夹片机构4处于能够夹持待运送的极片组件的位置。可以理解的是，两个夹片机构4间隔并对称设置，两个夹片机构4可绕两者之间的对称中线转动，以使两个夹片机构4上对应的两个夹片组件41在叠片平台3的位置与第二复合极片13的位置之间循环运动。该方式避免了夹片组件41松开极片组件后运动至第二复合极片13的位置时出现放空时间，通过两个夹片机构4的循环叠片作业，进一步提高叠片效率。

具体地，还提供一个压紧装置，压紧装置包括驱动部和与驱动部连接的压板5，驱动部驱动压板5选择性压紧位于叠片平台3上的复合极片1和第二极片2。翻折复合极片1时，叠片平台3的最上方始终具有一个第二极片2，使用压板5抵压在叠片平台3上的第二极片2上，使位于叠片平台3上已经层叠好的复合极片1和第二极片2全部压紧在叠片平台3上，避免发生松散。当夹片机构4运送极片组件层叠在复合极片1上后，极片组件和发生翻折的第一复合极片12层叠在第二极片2上，此时压板5位于第二极片2和第一复合极片12之间。驱动部驱动压板5向远离叠片平台3的方向运动，使压板5与第二极片2脱离。然后压板5运动至极片组件上方并抵压在位于最上方的第二极片2上。当压板5压紧位于最上方的第二极片2后，夹片组件41松开极片组件并返回第二复合极片13的位置，以进行下一次叠片操作。

为便于第一复合极片12靠近叠片平台3的一端进行弯折，压板5抵压在第二极片2靠近待翻折的复合极片1的一端。本实施例中，待翻折的复合极片1是指第一复合极片12，叠片时，第一复合极片12需要沿第一复合极片12与位于叠片平台3的最上方的第二极片2之间的相交线翻转180度。优选地，第一复合极片12和第二极片2之间的相交线与压板5的侧边重合，有利于使第一复合极片12沿该相交线翻转，避免第一复合极片12的弯曲位置拉动位于叠片平台3上的复合极片1发生弯曲。

具体地，该叠片电芯的叠片方法还包括：

检测待运送的极片组件中的第一极片11的位置，确定待运送的极片组件中的第一极片11的位置与夹片组件41的位置是否对应；

在待运送的极片组件中的第一极片11的位置与夹片组件41的位置不对应的条件下，调节待运送的极片组件中的第一极片11的位置。

可以理解的是，极片组件41按照固定的路径将极片组件运送至叠片平台3上进行叠片作业，检测第一极片11与夹片组件41之间的位置是否存在偏差，并对存在的位置偏差进行纠正，以保证极片组件被运送至叠片平台3以后能够与叠片平台3上已层叠在一起的第一极片11或者第二极片2正对，以保证叠片质量。

具体地，叠片平台3的一侧设置有供料装置6，供料装置6用于放置复合极片1，复合极片1从供料装置6内朝向叠片平台3的方向运动。

本实施例的显著效果为：通过将多个复合极片1依次连接，并将两个第二极片2放置于邻近叠片平台3的第二个复合极片1的两侧面以形成极片组件，翻折邻近叠片平台3的第一个复合极片1并使极片组件层叠在第一个复合极片1上。叠片过程中，由于夹片机构4的一次叠片操作即可将两张复合极片1和两张第二极片2叠放在一起，具有叠片速度快、工作效率高的特点。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。