叠片装置、电芯折叠工艺及叠片电芯的制作方法

1.本发明涉及电芯生产技术领域，具体而言，涉及一种叠片装置、电芯折叠工艺及叠片电芯。


背景技术：

2.锂离子作为一种二次电池，凭借其卓越的性能，被广泛用于电子设备、新能源汽车以及储能领域上。在锂电池的制造过程中，电池内的电芯制造尤为重要。通常电芯的制造方法有两种，分别是卷绕和叠片。卷绕是将模切好的正负极极片以及隔离膜在卷芯上卷绕固定长度后，用卷针将卷绕好的电芯取出，形成一个电芯；叠片是指将模切以及裁切好的正负极极片在隔离膜上依次交替叠放，最后形成一个方形电芯。
3.传统叠片工艺折叠频率高，隔离膜与正负极极片之间容易出现错位的情况，导致电芯良品率较低；且由于折叠次数较多，所花费时间较长，电芯生产效率也较低。
4.有鉴于此，研发设计出一种能够解决上述技术问题的叠片装置、电芯折叠工艺及叠片电芯显得尤为重要。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种叠片装置及电芯折叠工艺，其均具有折叠效率较高，且出品叠片电芯的良品率较高的特点。本发明的另一目的在于提供一种叠片电芯，其采用上述的叠片装置或电芯折叠工艺折叠形成。
6.本发明提供一种技术方案：
7.第一方面，本发明实施例提供了一种叠片装置，其包括具有多根第一折叠杆的第一折叠机构和具有多根第二折叠杆的第二折叠机构；
8.所述第一折叠机构和所述第二折叠机构之间具有用于容置复合极片带的折叠空间，其中，所述复合极片带包括隔离膜和交替间隔复合于所述隔离膜两侧面的多张正极片及多张负极片；
9.所述第一折叠机构和所述第二折叠机构能够分别带动所述第一折叠杆和所述第二折叠杆夹持位于所述折叠空间的所述复合极片带，并使得多根所述第一折叠杆和多根所述第二折叠杆交替间隔排列于所述折叠空间；还能够同时分别带动多根所述第一折叠杆及多根所述第一折叠杆靠拢排列成平行间隔的两排，以折叠所述复合极片带，并形成叠片电芯于所述第一折叠杆和所述第二折叠杆之间。
10.结合第一方面，在第一方面的另一种实现方式中，所述叠片装置还包括夹持机构，所述夹持机构能够在所述第一折叠杆和所述第二折叠杆分别靠拢排列呈两排时，夹持所述复合极片带在第一方向上的两端，其中，所述第一方向为多根所述第一折叠杆排列的方向；
11.所述第一折叠机构和所述第二折叠机构还能够分别带动多根所述第一折叠杆和多根所述第二折叠杆退出所述折叠空间，以抽出所述叠片电芯。
12.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述夹持机
构包括夹持驱动件和连接于所述夹持驱动件的第一夹持件和第二夹持件，所述夹持驱动件能够带动所述第一夹持件和所述第二夹持件靠拢，以夹持所述叠片电芯，且夹持所述叠片电芯时，所述第一夹持件和所述第二夹持件夹持所述叠片电芯的部分位于所述第一折叠杆和所述第二折叠杆之间。
13.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第一折叠机构还包括第一折叠面板，所述第一折叠面板的一侧面与所述折叠空间对应；
14.所述第一折叠面板上开设有第一折叠条孔，所述第一折叠条孔沿第一方向延伸设置，其中，所述第一方向为位于所述折叠空间的所述复合极片带的延伸方向；
15.多根所述第一折叠杆与所述第一折叠条孔对应，且经所述第一折叠条孔升入所述折叠空间；在所述第一折叠机构带动多根所述第一折叠杆靠拢排列时，所述第一折叠杆沿所述第一折叠条孔靠拢。
16.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，所述第二折叠机构还包括第二折叠面板，所述第一折叠面板和所述第二折叠面板平行间隔设置，且所述第一折叠面板和所述第二折叠面板之间的间隔为所述折叠空间；
17.所述第二折叠面板上开设有多根第二折叠条孔，多根所述第二折叠条孔各自的两端均一高一低设置，多根所述第二折叠条孔各自的顶端之间的间隔大于多根所述第二折叠条孔各自的底端之间的间隔，且多根所述第二折叠条孔各自的顶端和底端分别排列成平行的两排排设置；
18.多根第二折叠杆分别与多条所述第二折叠条孔一一对应，且经对应的所述第二折叠条孔的顶端伸入所述折叠空间；在所述第二折叠机构带动多根所述第二折叠杆靠拢排列时，所述第二折叠杆沿对应的所述第二折叠条孔移动，且由所述第二折叠条孔的顶端移动至底端，从而靠拢排列。
19.结合第一方面及其上述实现方式，在第一方面的另一种实现方式中，多根所述第一折叠杆和多根所述第二折叠杆分别排列于所述折叠空间两侧，所述第一折叠杆和所述第二折叠杆错开设置，且位于同一平面内，以分别同时与所述复合极片带上相邻的所述正极片和所述负极片之间的间隔对应。
20.第二方面，本发明实施例还提供了一种电芯折叠工艺，其应用于所述的叠片装置；所述电芯折叠工艺包括：
21.通过所述第一折叠机构和所述第二折叠机构分别带动所述第一折叠杆和所述第二折叠杆夹持位于所述折叠空间的所述复合极片带，且使得多根所述第一折叠杆和多根所述第二折叠杆交替间隔排列于所述折叠空间，并夹持所述正极片和所述负极片之间间隔对应的所述隔离膜；
22.通过所述第一折叠机构和所述第二折叠机构同时分别带动多根所述第一折叠杆及多根所述第一折叠杆靠拢排列成平行间隔的两排，以折叠所述复合极片带，并形成叠片电芯于所述第一折叠杆和所述第二折叠杆之间。
23.结合第二方面，在第二方面的第一种实现方式中，所述折叠所述复合极片带的步骤还包括：所述第一折叠机构带动多根所述第一折叠杆沿第一方向靠拢，同时，所述第二折叠机构带动多根所述第二折叠杆靠拢并远离多根所述第一折叠机构运动，以排列多根所述第一折叠杆及多根所述第一折叠杆为平行间隔的两排，其中，所述第一方向为所述第一折
叠杆夹持所述复合极片带时，所述复合极片带的延伸方向。
24.结合第二方面及其上述实现方式，在第二方面的第二种实现方式中，在夹持所述复合极片带的步骤之前，所述电芯折叠工艺还包括：
25.复合多张所述正极片及多张所述负极片于所述隔离膜，所述负极片和所述正极片错开设置，且分别位于所述隔离膜的两个侧面，以形成复合极片带；
26.牵引所述复合极片带至所述折叠空间。
27.第三方面，本发明实施例还提供了一种叠片电芯，其采用所述的叠片装置，或采用所述的电芯折叠工艺折叠形成。
28.相比现有技术，本发明实施例提供的叠片装置相对于现有技术的有益效果包括：
29.该叠片装置包括第一折叠机构和第二折叠机构，第一折叠机构具有多根第一折叠杆，第二折叠机构具有多根第二折叠杆，并且，第一折叠机构和第二折叠机构之间具有折叠空间，该空间用于容置复合极片带，其中，复合极片带包括隔离膜和多张正极片及多张负极片，其中，多张正极片及多张负极片交替间隔复合于隔离膜两侧面换言之，正极片及负极片分别位于隔离膜的两个侧面，且相邻两张极片之间具有错开设置接具有间隔，以在折叠后，正极片负极片交替排列，且被隔离膜隔开。第一折叠机构和第二折叠机构能够分别带动第一折叠杆和第二折叠杆夹持位于折叠空间的复合极片带，并使得多根第一折叠杆和多根第二折叠杆交替间隔排列于折叠空间，或者说，第一折叠杆和第二折叠杆夹持复合极片带上不同的位置，且夹持时，第一折叠杆和第二折叠杆交替排列，且相邻两个折叠杆之间具有间隔，第一折叠机构和第二折叠机构还能够同时分别带动多根第一折叠杆及多根第一折叠杆靠拢排列成平行间隔的两排，以折叠复合极片带，并形成叠片电芯于第一折叠杆和第二折叠杆之间，换言之，夹持复合极片带时，相邻的第一折叠杆和第二折叠杆之间为一张正极片或一张负极片，并且，相邻两个第一折叠杆之前具有一根第二折叠杆，这样一来，在多根第一折叠杆及多根第一折叠杆分别呈两排靠拢时，相邻的第一折叠杆和第二折叠杆共同带动之间的正极片或负极片偏转，以在多根第一折叠杆及多根第一折叠杆分别靠拢呈两排时，使得隔离膜呈折线型，且其上的正极片和负极片平行排列，从而在形成叠片电芯于第一折叠杆和第二折叠杆之间，其同时完成复合极片带不同位置的折叠，折叠次数较少，不易出现错位的情况，出品的叠片电芯的良品率较高，且折叠效率较高。
30.本发明实施例提供的叠片工艺及叠片电芯相对于现有技术的有益效果与上述的叠片装置相对于现有技术的有益效果相同，在此不再赘述。
31.为使本发明的上述目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
32.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。
33.图1为本发明第一实施例提供的叠片装置的结构示意图。
34.图2为本发明第一实施例提供的叠片装置所折叠的复合极片带的结构示意图。
35.图3为本发明第一实施例提供的叠片装置的第一折叠杆和第二折叠杆夹持复合极片带时的结构示意图。
36.图4为本发明第一实施例提供的叠片装置的第一折叠面板的结构示意图。
37.图5为本发明第一实施例提供的叠片装置的第二折叠面板的结构示意图。
38.图6为本发明第一实施例提供的叠片装置折叠形成叠片电芯后的部分剖切结构示意图。
39.图7为图6中i处的局部结构放大示意图。
40.图8为本发明第二实施例提供的电芯折叠工艺的流程示意图。
41.图标：10-叠片装置；11-第一折叠机构；111-第一折叠杆；110-折叠空间；112-第一折叠面板；1121-第一折叠条孔；12-第二折叠机构；121-第二折叠杆；122-第二折叠面板；1221-第二折叠条孔；13-夹持机构；130-夹持驱动件；131-第一夹持件；1311-抵持部；132-第二夹持件；800-复合极片带；801-隔离膜；802-正极片；803-负极片；900-叠片电芯。
具体实施方式
42.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。
43.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。术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”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，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。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。术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
44.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“设置”、“连接”等术语应做广义理解，例如，“连接”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；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接连接，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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.第一实施例：
46.下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细说明。
47.请参阅图1，本发明第一实施例提供一种叠片装置10，该叠片装置10具有折叠效率较高，且出品叠片电芯900的良品率较高的特点。该叠片装置10能够应用于电芯生产系统等
场景，当然，该叠片装置10也能够独立使用。
48.以下将具体介绍本发明第一实施例提供的叠片装置10的结构组成、工作原理及有益效果。
49.请继续参阅图1，以及参阅图2-图7，该叠片装置10包括第一折叠机构11和第二折叠机构12，第一折叠机构11具有多根第一折叠杆111，第二折叠机构12具有多根第二折叠杆121，并且，第一折叠机构11和第二折叠机构12之间具有折叠空间110，该空间用于容置复合极片带800，其中，复合极片带800包括隔离膜801和多张正极片802及多张负极片803，其中，多张正极片802及多张负极片803交替间隔复合于隔离膜801两侧面换言之，正极片802及负极片803分别位于隔离膜801的两个侧面，且相邻两张极片之间具有错开设置接具有间隔，以在折叠后，正极片802负极片803交替排列，且被隔离膜801隔开。第一折叠机构11和第二折叠机构12能够分别带动第一折叠杆111和第二折叠杆121夹持位于折叠空间110的复合极片带800，并使得多根第一折叠杆111和多根第二折叠杆121交替间隔排列于折叠空间110，或者说，第一折叠杆111和第二折叠杆121夹持复合极片带800上不同的位置，且夹持时，第一折叠杆111和第二折叠杆121交替排列，且相邻两个折叠杆之间具有间隔，第一折叠机构11和第二折叠机构12还能够同时分别带动多根第一折叠杆111及多根第一折叠杆111靠拢排列成平行间隔的两排，以折叠复合极片带800，并形成叠片电芯900于第一折叠杆111和第二折叠杆121之间，换言之，夹持复合极片带800时，相邻的第一折叠杆111和第二折叠杆121之间为一张正极片802或一张负极片803，并且，相邻两个第一折叠杆111之前具有一根第二折叠杆121，这样一来，在多根第一折叠杆111及多根第一折叠杆111分别呈两排靠拢时，相邻的第一折叠杆111和第二折叠杆121共同带动之间的正极片802或负极片803偏转，以在多根第一折叠杆111及多根第一折叠杆111分别靠拢呈两排时，使得隔离膜801呈折线型，且其上的正极片802和负极片803平行排列，从而在形成叠片电芯900于第一折叠杆111和第二折叠杆121之间，其同时完成复合极片带800不同位置的折叠，折叠次数较少，不易出现错位的情况，出品的叠片电芯900的良品率较高，且折叠效率较高。
50.需要说明的是，第一折叠机构11和第二折叠机构12均设有带动对应折叠杆移动的移动机构(图未示)，每个折叠杆对应单独的移动机构，或使用整体的移动机构，从而实现带动对应折叠杆移动的目的，本实施例对其具体构造不做限制。
51.进一步地，叠片装置10还可包括夹持机构13，该夹持机构13能够在第一折叠杆111和第二折叠杆121分别靠拢排列呈两排时，即折叠形成叠片电芯900时夹持复合极片带800在第一方向上的两端，如图6和图7所示，以保持叠片电芯900形状，其中，第一方向(图未示)为多根第一折叠杆111排列的方向，即，位于折叠空间110的复合极片带800的延伸方向。并且，第一折叠机构11和第二折叠机构12还能够分别带动多根第一折叠杆111和多根第二折叠杆121退出折叠空间110，从而抽出叠片电芯900，以便于进行下一个叠片电芯900的折叠。
52.需要说明的是，夹持机构13可包括夹持驱动件130和连接于夹持驱动件130的第一夹持件131和第二夹持件132，该夹持驱动件130能够带动第一夹持件131和第二夹持件132靠拢，以夹持叠片电芯900，且在夹持叠片电芯900时，第一夹持件131和第二夹持件132夹持叠片电芯900的部分位于第一折叠杆111和第二折叠杆121之间，换言之，夹持叠片电芯900的部分宽度较窄，以减少夹持时叠片电芯900上下两端的受力，便于第一折叠杆111和第二折叠杆121抽出叠片电芯900。
53.此外，第一夹持件131和第二夹持件132还均可凸设有抵持部1311，该抵持部1311的末端用于夹持叠片电芯900，并且，在垂直第一方向的方向上，抵持部1311的宽度小于叠片电芯900的宽度，而抵持部1311的末端还可设有柔性夹持垫(图未示)，以降低夹持作用对叠片电芯900形状的影响，避免刺破隔离膜801。
54.请继续参阅图4，第一折叠机构11还包括第一折叠面板112，该第一折叠面板112的一侧面与折叠空间110对应，从而通过第一折叠面板112与折叠空间110对应的侧面限制折叠空间110内的复合极片带800在垂直第一方向的方向上的位置，提高夹持折叠复合极片带800的精度，且第一折叠面板112上开设有第一折叠条孔1121，该第一折叠条孔1121沿第一方向延伸设置，而多根第一折叠杆111与第一折叠条孔1121对应，且经第一折叠条孔1121升入折叠空间110；在第一折叠机构11带动多根第一折叠杆111靠拢排列时，第一折叠杆111沿第一折叠条孔1121靠拢，换言之，在进行折叠复合极片带800时，第一折叠杆111的运动路径为一直线，如图4所示，其控制较简单，便于设计制造。
55.请继续参阅图5，进一步地，第二折叠机构12还可包括第二折叠面板122，第一折叠面板112和第二折叠面板122平行间隔设置，且第一折叠面板112和第二折叠面板122之间的间隔为折叠空间110，从而进一步通过第二折叠面板122朝向折叠空间110的侧面限制复合极片带800在折叠空间110的位置。第二折叠面板122上开设有多根第二折叠条孔1221，且多根第二折叠条孔1221各自的两端均一高一低设置，多根第二折叠条孔1221各自的顶端之间的间隔大于多根第二折叠条孔1221各自的底端之间的间隔，且多根第二折叠条孔1221各自的顶端和底端分别排列成平行的两排排设置，而多根第二折叠杆121分别与多条第二折叠条孔1221一一对应，且经对应的第二折叠条孔1221的顶端伸入折叠空间110。并且，在第二折叠机构12带动多根第二折叠杆121靠拢排列时，第二折叠杆121沿对应的第二折叠条孔1221移动，且由第二折叠条孔1221的顶端移动至底端，从而靠拢排列，换言之，第一折叠杆111横移的过程中，第二折叠杆121倾斜向下移动，排列在第一折叠杆111下方，从而配合第一折叠杆111完成折叠复合极片带800的工作，其控制较简单，便于设计制造。
56.需要说明的是在，其他实施例中，在折叠复合极片带800时，第一折叠杆111和第二折叠杆121也可同时远离复合极片带800被夹持时所在的位置，并逐渐靠拢呈两排，从而折叠复合极片带800，进一步提高折叠效率。
57.此外，多根第一折叠杆111和多根第二折叠杆121可分别排列于折叠空间110两侧，并且，第一折叠杆111和第二折叠杆121错开设置，且位于同一平面内，以分别同时与复合极片带800上相邻的正极片802和负极片803之间的间隔对应，从而在夹持复合极片带800前，多根第一折叠杆111和多根第二折叠杆121能够沿垂直复合极片带800延伸方向的方向伸入折叠空间110，以进一步提高折叠效率。
58.第二实施例：
59.请参阅图8，图8为本发明第二实施例提供的电芯折叠工艺的流程示意图。
60.本发明第二实施例提供一种电芯折叠工艺，该电芯折叠工艺应用于上述实施例提供的叠片装置10，其也具有折叠效率较高，且出品叠片电芯900的良品率较高的特点。其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述的实施例中相应内容。
61.该电芯折叠工艺包括：
62.步骤s100：通过第一折叠机构11和第二折叠机构12分别带动第一折叠杆111和第二折叠杆121夹持位于折叠空间110的复合极片带800，且使得多根第一折叠杆111和多根第二折叠杆121交替间隔排列于折叠空间110，并夹持正极片802和负极片803之间间隔对应的隔离膜801。
63.步骤s200：通过第一折叠机构11和第二折叠机构12同时分别带动多根第一折叠杆111及多根第一折叠杆111靠拢排列成平行间隔的两排，以折叠复合极片带800，并形成叠片电芯900于第一折叠杆111和第二折叠杆121之间。
64.从而在折叠时，以在多根第一折叠杆111及多根第一折叠杆111分别靠拢呈两排时，使得相邻的第一折叠杆111和第二折叠杆121共同带动之间的正极片802或负极片803偏转，并使得隔离膜801呈折线型，从而在形成叠片电芯900于第一折叠杆111和第二折叠杆121之间，其同时完成复合极片带800不同位置极片的折叠，且折叠次数较少，不易出现错位的情况，出品的叠片电芯900的良品率较高，且折叠效率较高。
65.进一步地，步骤s200还包括：第一折叠机构11带动多根第一折叠杆111沿第一方向靠拢，同时，第二折叠机构12带动多根第二折叠杆121靠拢并远离多根第一折叠机构11运动，以排列多根第一折叠杆111及多根第一折叠杆111为平行间隔的两排。其在折叠过程中，第一折叠杆111横移，第二折叠杆121倾斜向下移动排列在第一折叠杆111下方，从而完成折叠复合极片带800的工作，其控制较简单，便于设计制造。
66.此外，步骤s100之前，电芯折叠工艺还可包括：复合多张所述正极片802及多张所述负极片803于所述隔离膜801，并且，所述负极片803和所述正极片802错开设置，且分别位于所述隔离膜801的两个侧面，从而形成复合极片带800，并在形成复合极片后，牵引所述复合极片带800至所述折叠空间110，以供折叠装置折叠。
67.本发明实施例还提供一种叠片电芯900，其采用上述电芯折叠工艺或叠片装置10折叠，其同时完成复合极片带800不同位置的折叠，折叠次数较少，折叠效率较高，且出品的叠片电芯900的良品率较高。
68.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，在不冲突的情况下，上述的实施例中的特征可以相互组合，本发明也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。并且，应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的。