一种叠片设备的制作方法

本申请涉及电芯叠片技术领域，具体涉及一种叠片设备。

背景技术：

锂电池电芯叠片机分为Z字型叠片、制袋式叠片和热复合式叠片。Z字型叠片是通过正极极片、负极极片与隔膜交替叠加完成，叠片过程中隔膜呈Z字形状，叠片方式是一层正极极片、一层隔膜、一层负极极片、一层隔膜、一层正极极片，以这种往复折叠的方式进行电芯制作。制袋式叠片是先将一种极性的极片制好袋，再把制好袋的正极极片(或负极极片)和负极极片(或正极极片)进行交替叠片，隔膜成切断状态。热复合式叠片是把切断好的正极极片、负极极片以及两层隔膜复合成一个单元，再把每个复合单元进行叠片的形式。

以上三种叠片方式都需要机械手将不同的原料一层接着一层的依次叠片，不利于防呆，叠片效率低，不适应于大规模生产。

因此，现有技术有待改进和提高。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种叠片设备，以提高叠片的整体效率。

本实用新型提供了一种叠片设备，包括：

组合带制作装置，用于制作极片隔膜组合带；所述极片隔膜组合带包括多个间隔预设距离的极片隔膜组合部和多个分别设置在相邻极片隔膜组合部之间的隔膜连接部；所述极片隔膜组合部包括两层层叠设置的隔膜，两层隔膜之间设置有第一极片；所述隔膜连接部包括两层层叠设置的隔膜；

定位装置，用于将所述极片隔膜组合带在隔膜连接部处定位成相邻的极片隔膜组合部依次交错折叠的Z字型结构；

插入装置，用于在定位装置定位后的相邻的极片隔膜组合部之间插入第二极片。

本实用新型还提供了一种叠片设备，包括：

组合带制作装置，用于制作极片隔膜组合带；所述极片隔膜组合带包括多个间隔预设距离的极片隔膜组合部和多个分别设置在相邻极片隔膜组合部之间的隔膜连接部；所述极片隔膜组合部包括2N层层叠设置的隔膜，相邻两层隔膜之间均设置有极片，相邻极片的极性相反；所述隔膜连接部包括2N层层叠设置的隔膜；其中N为大于1的正整数；

定位装置，用于将所述极片隔膜组合带在隔膜连接部处定位成相邻的极片隔膜组合部依次交错折叠的Z字型结构；

插入装置，用于在相邻的极片隔膜组合部之间插入第二极片。

所述的叠片设备，其中，所述极片隔膜组合部中最上层极片和最下层极片均为第一极片。

所述的叠片设备，其中，还包括：

入料装置，用于将两层连续的隔膜带输出给组合带制作装置，并每隔预设时间在两层连续的隔膜带之间放入一第一极片，第一极片随隔膜带输出给组合带制作装置。

所述的叠片设备，其中，还包括：

入料装置，用于将2N层连续的隔膜带输出给组合带制作装置，并每隔预设时间在相邻两层连续的隔膜带之间均放入极片，上下相邻极片的极性相反，极片随隔膜带输出给组合带制作装置。

所述的叠片设备，其中，所述预设距离由第一极片的输出速度乘以预设时间得到。

所述的叠片设备，其中，所述组合带制作装置包括：间隔设置的第一热封组件和第二热封组件；所述第一热封组件和第二热封组件分别对极片两端的隔膜热封，形成所述极片隔膜组合部，连续的输出极片隔膜组合部后形成所述极片隔膜组合带。

所述的叠片设备，其中，所述组合带制作装置包括：沿隔膜带层叠方向设置在最上层隔膜上方的上复合辊，和沿隔膜带层叠方向设置在最下层隔膜下方的下复合辊；所述上复合辊和下复合辊辊压以将沿隔膜带层叠方向的隔膜和极片复合为一整体，形成所述极片隔膜组合部，连续的输出极片隔膜组合部形成所述极片隔膜组合带。

所述的叠片设备，其中，所述定位装置包括多个用于在隔膜连接部处支撑的支撑辊，所述多个支撑辊按照上下错位、左右错位的排布方式排布，以将所述极片隔膜组合带定形为相邻的极片隔膜组合部依次交替折叠的Z字型结构。

所述的叠片设备，其中，还包括压合装置，所述压合装置用于将插入第二极片后的极片隔膜组合带压合形成叠片电芯，所述叠片电芯的最上面一层和最下面一层均为极片隔膜组合部。

本实用新型的有益效果是：

本申请所提供的叠片设备，包括：组合带制作装置，用于制作极片隔膜组合带；所述极片隔膜组合带包括多个间隔预设距离的极片隔膜组合部和多个分别设置在相邻极片隔膜组合部之间的隔膜连接部；所述极片隔膜组合部包括两层层叠设置的隔膜，两层隔膜之间设置有第一极片；所述隔膜连接部包括两层层叠设置的隔膜；定位装置，用于将所述极片隔膜组合带在隔膜连接部处定位成相邻的极片隔膜组合部依次交错折叠的Z字型结构；插入装置，用于在定位装置定位后的相邻的极片隔膜组合部之间插入第二极片。本叠片设备在进行叠片前，先将第一极片和隔膜制作成由极片隔膜组合部和隔膜连接部组成的极片隔膜组合带，再在隔膜连接部处将极片隔膜组合带定位成Z字型结构，最后再将第二极片插入到相邻的极片隔膜组合部之间，形成叠片电芯，提高了叠片设备叠片的整体效率。

附图说明

图1为本实用新型提供的叠片设备的结构框图；

图2为本实用新型提供的一种实施例中，入料装置和组合带制作装置的结构示意图；

图3为本实用新型提供的一种实施例中，定位装置定位后的极片隔膜组合带的示意图；

图4为本实用新型提供的一种实施例中，叠片电芯的示意图；

图5为本实用新型提供的另一种实施例中，入料装置和组合带制作装置的结构示意图；

图6为本实用新型提供的另一种实施例中，定位装置定位后的极片隔膜组合带的示意图；

图7为本实用新型提供的另一种实施例中，叠片电芯的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。

实施例一、

本实施例提供了一种叠片设备，具体用于锂离子电池叠片电芯生产的叠片设备。参见图1所示，该叠片设备包括依次设置的：入料装置100、组合带制作装置200、定位装置300、插入装置400以及压合装置500。

入料装置100，用于将两层连续的隔膜带输出给组合带制作装置200，并每隔预设时间在两层连续的隔膜带之间放入一第一极片，第一极片随隔膜带输出给组合带制作装置200。本实施例中，入料装置100以层叠的方式输入两层连续的隔膜带，若入料装置100输入的是多层隔膜带，则相邻的隔膜带形成的夹层的数目比多层隔膜带的数目少一层，在每层夹层中的第一极片的极性相同，且相邻的夹层中的第一极片的极性相反，即第一极片可以是正极极片，也可以是负极极片。

组合带制作装置200，用于制作极片隔膜组合带，该极片隔膜组合带包括多个间隔预设距离的极片隔膜组合部和多个分别设置在相邻极片隔膜组合部之间的隔膜连接部。其中，极片隔膜组合部包括两层层叠设置的隔膜，和设置在两层隔膜之间的第一极片；隔膜连接部包括两层层叠设置的隔膜。可以理解的是，多个间隔预设距离的极片组合部的距离与将多个第一极片间隔预设距离的放入在相邻的隔膜带之间的距离为同一距离，并且多个极片隔膜组合部的数目比多个隔膜连接部的数目多一个。该预设距离由第一极片的输出速度乘以预设时间得到。

具体的，组合带制作装置200将偶数层连续的隔膜带层叠设置，并在相邻的隔膜带之间均设置多个间隔预设距离的第一极片。组合带制作装置200再将偶数层连续的隔膜带、以及隔膜带之间的第一极片制作成一整体，形成极片隔膜组合带。具体的是，组合带制作装置200通过热封或热复合的方式将偶数层连续的隔膜带、以及隔膜带之间的第一极片制成一整体。偶数层的隔膜形成奇数层夹层，每一夹层中的极片的极性相同，且相邻夹层中的极片的极性相反，即最上一层夹层和最下一层中的极片均为第一极片。

可以理解的是，若入料装置100输入的是奇数层隔膜带，则奇数层隔膜带形成偶数层夹层，偶数层夹层中的最上一层夹层和最下一层夹层的极片的极性相反，形成的Z字型结构的极片隔膜组合带中，会出现两边插入的极片的极性相反。

定位装置300，用于将极片隔膜组合带在隔膜连接部处定位成相邻的极片隔膜组合部依次交错折叠的Z字型结构；

插入装置400，用于在定位装置300定位后的相邻的极片隔膜组合部之间插入第二极片。

具体的，若入料装置100输入两层连续的隔膜带，且放入在两层隔膜带之间的第一极片为正极极片，则极片隔膜组合带为由两层隔膜带和正极极片组成，极片隔膜组合部为两层层叠的隔膜和正极极片，此时，插入装置400插入到相邻的极片隔膜组合部之间的第二极片的极性为负极极片；若入料装置100输入两层连续的隔膜带，且放入在两层隔膜带之间的第一极片为负极极片，则极片隔膜组合带为由两层隔膜带和负极极片组成，极片隔膜组合部为两层层叠的隔膜和负极极片，此时，插入装置400插入到相邻的极片隔膜组合部之间的第二极片的极性为正极极片。相应的，若入料装置100输入四层连续的隔膜带，四层连续的隔膜带形成三层夹层，分别为由上至下的上层夹层、中层夹层和下层夹层，若上层夹层中的极片为正极极片，中层夹层的极片为负极极片，下层夹层的极片为正极极片，在形成Z字型结构时，上一极片隔膜组合部的上层夹层和下一极片隔膜组合部的下层夹层相对，均为正极极片，则插入装置400插入到上一极片组合部和下一极片隔膜组合部之间的第二极片为负极极片；若入料装置100输入四层连续的隔膜带，四层连续的隔膜带形成三层夹层，分别为由上至下的上层夹层、中层夹层和下层夹层，若上层夹层中的极片为负极极片，中层夹层的极片为正极极片，下层夹层中的极片为负极极片，在形成Z字型结构时，上一极片隔膜组合部的上层夹层和下一极片隔膜组合部的下层夹层相对，均为负极极片，则插入装置400插入到上一极片组合部和下一极片隔膜组合部之间的第二极片为正极极片。依次类推，在层叠的隔膜带中插入第一极片形成极片隔膜组合带，并在形成的Z字型结构中的极片隔膜组合部之间插入第二极片。

压合装置500，用于将插入第二极片后的极片隔膜组合带压合形成叠片电芯，该叠片电芯的最上面一层和最下面一层均为极片隔膜组合部。

本实施例中，若入料装置100输入两层连续层叠的隔膜带，则两层隔膜带形成一层夹层，该第一极片可以是正极极片，也可以是负极极片，若第一极片为正极极片，则多个正极极片被间隔预设距离的放入在该夹层中，形成由正极极片和两层隔膜带组成的极片隔膜组合带；再由组合带制作装置200对该极片给组合带进行热封或热复合形成由极片隔膜组合部和隔膜连接部组成的整体；定位装置300在隔膜连接部将该极片隔膜组合带定位成Z字型结构；插入装置400将与正极极片(第一极片)极性相反的负极极片(第二极片)插入到相邻的极片隔膜组合部之间；压合装置500再对插入有负极极片的极片隔膜组合带压合形成叠片电芯。

若入料装置100输入三层连续的隔膜带，则三层连续的隔膜带形成两层夹层，将其区分为第一夹层和第二夹层，该第一极片同样的可以是正极极片，也可以是负极极片，若多个正极极片被间隔预设距离的放入第一夹层，多个负极极片被间隔预设距离的放入第二夹层，即第一夹层和第二夹层之间的极片的极性相反，组合带制作装置200该三层连续的隔膜带和设置在第一夹层之间的正极极片以及设置在第二夹层之间的负极极片形成为一整体，则极片隔膜组合部为三层隔膜和正极极片及负极极片组成，隔膜连接部由三层层叠的隔膜组成；定位装置300在隔膜连接部处将其定位成Z字型结构，插入装置400将负极极片(第二极片)插入到上一极片隔膜组合部和下一极片隔膜组合部之间；压合装置500再将其压合形成叠片电芯。所形成的Z字型结构中的第一个极片隔膜组合部的第一夹层和第二个极片隔膜组合部的第一夹层相对，均为正极极片，则该相邻的极片隔膜组合部之间插入负极极片；所形成的Z字型结构中的第二个极片隔膜组合部的第二夹层和第三个极片隔膜组合部的第二夹层相对，均为负极极片，则该相邻的极片隔膜组合部之间插入正极极片。

依次类推，若入料装置100输入多层连续的隔膜带，则多层连续的隔膜带形成多层夹层(多层夹层的层数比多层隔膜带的数目少一个)，同样的，每层夹层中的极片的极性相同，相邻夹层中的极片的极性相反。

另一种实施例中，入料装置100输入多层连续的隔膜带，多层隔膜带形成多层夹层，将多层夹层以第一夹层、第二夹层、第三夹层......进行命名，在第一夹层中依次间隔预设距离的放入正极极片、负极极片、正极极片、负极极片......，在第二夹层中依次间隔预设距离的放入负极极片、正极极片、负极极片、正极极片......，第三夹层中依次间隔预设距离的放入正极极片、负极极片、正极极片、负极极片.......等，依次类推，再由组合带制作装置200将其形成为一整体，定位装置300将其在隔膜连接部处定位成Z字型结构，由于每层夹层中的极片的极性依次错开(相反)，并且相邻夹层中的极片的极性相反，则不需再由插入装置400插入第二极片，只需压合装置500对其进行压合即可形成叠片电芯。

为便于描述，以下实施例中，以入料装置100输入两层连续的隔膜带为例进行说明，为示区分，将两层隔膜带分别定义为上隔膜带和下隔膜带，并将第一极片的极性定义为正极，即第一极片为正极极片，则第二极片为负极极片。

参见图2所示，入料装置100包括：正极极片放卷机构101、上隔膜带放卷机构102、下隔膜放卷机构103、切料机构104、上牵引辊105、下牵引辊106以及放入机构(图中未示出)。上隔膜带放卷机构102和下隔膜放卷机构103分别释放层叠的上隔膜带和下隔膜带，正极极片放卷机构101释放正极极片卷料，切料机构104将正极极片卷料定长裁切成多个正极极片，放入机构将多个正极极片间隔预设距离的放入在层叠的上隔膜带和下隔膜带之间；上牵引辊105和下牵引辊106共同作用将极片和两层隔膜牵引至组合带制作装置200。

组合带制作装置200包括：间隔设置的第一热封组件201和第二热封组件202；第一热封组件201和第二热封组件202间隔预设距离设置，该距离略大于正极极片的长度。第一热封组件201和第二热封组件202分别对极片隔膜组合部501两端的隔膜连接部热封，形成极片隔膜组合部502，连续的输出极片隔膜组合部501后形成极片隔膜组合带。

参见图3所示，定位装置300包括多个用于在隔膜连接部502出支撑的支撑辊301和用于分别控制多个支撑辊伸出和/或缩回的驱动组件(图中未示出)，多个支撑辊301按照上下错位、左右错位的排布方式排布，将极片隔膜组合带定形为相邻的极片隔膜组合部501依次交替折叠的Z字型结构(如图3所示)。驱动组件分别驱动多个支撑辊伸出以对隔膜连接部502支撑，在将极片隔膜组合带定位成Z字型结构后，驱动组件驱动多个支撑辊缩回。

插入装置400包括多个取放组件(图中未示出)，多个取放组件用于分别将多个负极极片插入相邻的极片隔膜组合部501之间。

参见图4所示，压合装置500包括设置在最上层极片隔膜组合部上方的第一压合部(图中未示出)，和设置在最下层极片隔膜组合部下方的第二压合部(图中未示出)，第一压合部和第二压合部共同作用将在Z字型结构的极片隔膜组合带中的相邻的极片隔膜组合部501之间插入的负极极片进行压合，形成如图4所示的叠片电芯，该叠片电芯的最上层和最下层均为极片隔膜组合部。

实施例二、

本实施例与实施例一的不同之处在于，入料装置100装置入料的隔膜带的层数不同，组合带制作装置200的复合方式的不同，其他的各个装置均相同。以下实施例，仅对不同之处进行描述。

入料装置100，用于将2N层连续的隔膜带输出给组合带制作装置200，并每隔预设时间在相邻两层连续的隔膜带之间均放入极片，上下相邻极片的极性相反，极片随隔膜带输出给组合带制作装置。其中，N为大于1的正整数。本实施例中，入料装置100以层叠的方式输入2N层连续的隔膜带，2N层隔膜带形成2N-1层夹层，每层夹层中的极片的极性相同，相邻夹层中的极片的极性相反，并且，最上一层夹层中的极片与最下一层夹层中的极片的极性相同。

组合带制作装置200，用于制作极片隔膜组合带，极片隔膜组合带包括多个间隔预设距离的极片隔膜组合部和多个分别设置在相邻极片隔膜组合部之间的隔膜连接部；极片隔膜组合部包括2N层层叠设置的隔膜，相邻两层隔膜之间均设置有极片，相邻极片的极性相反；隔膜连接部包括2N层层叠设置的隔膜。

具体的，参见图5所示，入料装置100包括：正极极片放卷机构101、上隔膜带放卷机构102、下隔膜放卷机构103、切料机构104、上牵引辊105、下牵引辊106以及放入机构(图中未示出)。上隔膜带放卷机构102和下隔膜放卷机构103分别释放层叠的上隔膜带和下隔膜带，正极极片放卷机构101释放正极极片卷料，切料机构104将正极极片卷料定长裁切成多个正极极片，放入机构将多个正极极片间隔预设距离的放入在层叠的上隔膜带和下隔膜带之间；上牵引辊105和下牵引辊106共同作用将极片和两层隔膜牵引至组合带制作装置200。

本实施例所提供的叠片设备中的组合带制作装置200包括：沿隔膜带层叠方向设置在最上层隔膜上方的上复合辊203，和沿隔膜带层叠方向设置在最下层隔膜下方的下复合辊204；上复合辊和下复合辊辊压以将沿隔膜带层叠方向的隔膜和第一极片复合为一整体，形成极片隔膜组合部，连续的输出极片隔膜组合部形成极片隔膜组合带。

进一步的，组合带制作装置200还包括用于对复合前的极片和隔膜加热的第一加热组件205和第二加热组件206；第一加热组件205和第二加热组件206均设置在入料装置100的输出端。

参见图6所示，定位装置300包括多个用于在隔膜连接部502处支撑的支撑辊301和用于分别控制多个支撑辊伸出和/或缩回的驱动组件(图中未示出)，多个支撑辊301按照上下错位、左右错位的排布方式排布，将极片隔膜组合带定形为相邻的极片隔膜组合部依次交替折叠的Z字型结构(如图6所示)。驱动组件分别驱动多个支撑辊伸出以对隔膜连接体支撑，在将极片隔膜组合带定位成Z字型结构后，驱动组件驱动多个支撑辊缩回。

插入装置400包括多个取放组件(图中未示出)，多个取放组件用于分别将多个负极极片插入相邻的极片隔膜组合部之间。

参见图7所示，压合装置500包括设置在最上层极片隔膜组合部上方的第一压合部(图中未示出)，和设置在最下层极片隔膜组合部下方的第二压合部(图中未示出)，第一压合部和第二压合部共同作用将在Z字型结构的极片隔膜组合带中的相邻的极片隔膜组合部之间插入的负极极片进行压合，形成如图7所示的叠片电芯，该叠片电芯的最上层和最下层均为极片隔膜组合部。

综上所述，本实施例所提供的叠片设备，入料装置100输入至少两层连续的隔膜带，并在相邻的隔膜带之间放入第一极片，至少两层连续的隔膜带形成多层夹层，每层夹层中的第一极片的极性相同，且相邻夹层中的极片的极性相反；组合带制作装置200将至少两层隔膜带和第一极片复合成极片隔膜组合带，定位装置300在隔膜连接部处将极片隔膜组合带定位成Z字型结构；插入装置400将第二极片插入到相邻的极片隔膜组合部之间；压合装置500再对插入有第二极片的Z字型结构的极片隔膜组合带压合形成叠片电芯。由此可见，该叠片设备在制作极片隔膜组合带时的连续性、集中度高，只需一个机械手放入第一极片即可，在放入第二极片时，同时通过另一个机械手放入第二极片，相较于现有技术，本叠片设备生产叠片电芯的效率更高。

以上内容是结合具体的实施方式对本申请所作的进一步详细说明，不能认定本申请的具体实施只局限于这些说明。对于本申请所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换。