一种电芯补锂装置的制作方法

本发明涉及锂电池制备，尤其涉及一种电芯补锂装置。

背景技术：

1、市场对锂电池性能及寿命要求越来越高，预锂化作为一种提升电池能量密度和循环性能的有效方式，各电池主流厂家均在发展推广，预锂技术也作为各厂家未来3年内的发展方向。

2、预锂化路线中的电化学预锂形式，其主要实现方式是在叠芯/卷芯中增加锂片进行补锂。因锂片较为活泼，制程中其裸露在空气中时，部分锂片易产生氧化变质，存在一定安全风险，且影响产品合格率；同时常规锂片在电芯/卷芯补锂后无法直接进行高温烘烤，影响补锂工艺与现有产线工艺的兼容性。

技术实现思路

1、基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种电芯补锂装置，增加补锂工艺与现有产线设备的兼容性，减少制程中锂片污染风险，提高产品合格率。

2、本发明提出的一种电芯补锂装置，包括依次设置的上料机构、热封装机构和下料收卷机构，所述热封装机构包括尾部热封机构、头部热封机构和侧边热封机构，尾部热封机构和头部热封机构之间形成的封装区域用于锂片热封装，侧边热封机构设置于封装区域并与复合料带的侧面贴附，下料收卷机构滑动设置于头部热封机构输出端。

3、进一步地，所述尾部热封机构包括尾部架体、尾部上加热板、尾部下加热板和尾部电缸，尾部上加热板和尾部下加热板分别设置于复合料带的上下方，尾部下加热板贴附复合料带设置，尾部电缸固定于尾部架体上、且伸缩端与尾部上加热板固定连接。

4、进一步地，所述头部热封机构包括头部架体、头部上加热板、头部下加热板、头部电缸，头部上加热板和头部下加热板分别设置于复合料带的上下方，头部下加热板贴附复合料带设置，头部电缸固定于头部架体上、且伸缩端与头部上加热板固定连接。

5、进一步地，尾部热封机构和头部热封机构之间的封装区域设置有用于传送复合料带的真空传送组件；

6、真空传送组件包括第一传送辊、第二传送辊和传送带，第一传送辊靠近尾部热封机构的输出设置，第二传送辊靠近头部热封机构的输入设置，传送带绕在第一传送辊、第二传送辊上形成传送平台。

7、进一步地，所述侧边热封机构包括第一升降气缸、第一热压辊、第二升降气缸和第二热压辊，第一升降气缸固定于尾部热封机构上且输出端与第一热压辊固定连接，第二升降气缸固定于头部热封机构上且输出端与第二热压辊固定连接，第一热压辊设置于第一传送辊上方并随着第一升降气缸的下降与复合料带的两侧边贴附，第二热压辊设置于第二传送辊上方并随着第二升降气缸的下降与复合料带的两侧边贴附。

8、进一步地，所述热封装机构还包括封装裁切组件，封装裁切组件包括裁切气缸和裁切刀，两个裁切刀分别设置于复合料带两侧，裁切刀靠近尾部热封机构的输入端设置，裁切气缸的伸缩端与其中一个裁切刀固定连接。

9、进一步地，上料机构包括下层放卷组件、锂片放卷组件、上层放卷组件和辊压组件，下层放卷组件、锂片放卷组件和上层放卷组件依次由上到下设置，下层放卷组件、锂片放卷组件和上层放卷组件的输出端与辊压组件连接，辊压组件的输出与尾部热封机构输入连接。

10、进一步地，所述锂片放卷组件包括依次设置的锂片放卷辊、除尘机构、放卷主动辊组件、锂片裁切组件和锂片输送组件，锂片输送组件上方设置有第一涂胶组件，锂片从锂片放卷辊依次经过两个除尘机构之间的间隙、两个放卷主动辊组件之间的间隙、两个锂片裁切组件的间隙设置在锂片输送组件上方；

11、所述下层放卷组件包括依次设置的下层放卷辊、第一除静电组件、第二涂胶组件和中转平台；下层保护膜从下层放卷辊经过两个第一除静电组件之间的间隙，通过第二涂胶组件涂胶后设置在中转平台上；

12、所述上层放卷组件包括上层放卷辊和第二除静电组件，上层保护膜从上层放卷辊经过两个第二除静电组件之间的间隙进入辊压组件与锂片贴附；

13、锂片输送组件上的锂片通过补锂装置中设置的第一搬运抓手转运到中转平台上与下层保护膜贴附设置，一侧贴附上层保护膜的锂片输送到辊压组件，锂片另一侧贴附上层保护膜。

14、进一步地，所述下料收卷机构包括平移组件、导轨和下料抓手，平移组件滑动设置于导轨上，下料抓手设置于平移组件上，平移组件上设置有吸附压板和收卷机构，收卷机构和吸附压板滑动设置于平移组件上。

15、本发明提供的一种电芯补锂装置的优点在于：本发明结构中提供的一种电芯补锂装置，通过分次封装(先头尾后侧边)的方式，减少锂片前后相对滑移，增加封装后锂片平整度。封装后锂片可直接应用于电芯补锂，补锂后可提升电芯容量及循环寿命，同时可减少制程中锂片污染风险，提高制程合格率，可实现电化学预锂方式下的锂片二次封装，对锂片进行防护，理论上可满足电芯补锂后的真空烘烤需求，增加补锂工艺与现有产线设备的兼容性，减少制程中锂片污染风险，提高制程合格率；同时本设备机构可拓展为多工位单机，提高设备效率及整线产能，提高经济效益，也可与现有设备进行集成，降低导入成本及难度，增加行业竞争力。

技术特征：

1.一种电芯补锂装置，其特征在于，包括依次设置的上料机构(1)、热封装机构(2)和下料收卷机构(3)，所述热封装机构(2)包括尾部热封机构(21)、头部热封机构(22)和侧边热封机构(23)，尾部热封机构(21)和头部热封机构(22)之间形成的封装区域用于锂片热封装，侧边热封机构(23)设置于封装区域并与复合料带的侧面贴附，下料收卷机构(3)滑动设置于头部热封机构(22)输出端。

2.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，所述尾部热封机构(21)包括尾部架体(211)、尾部上加热板(212)、尾部下加热板(213)和尾部电缸(214)，尾部上加热板(212)和尾部下加热板213(213)分别设置于复合料带的上下方，尾部下加热板(213)贴附复合料带设置，尾部电缸(214)固定于尾部架体(211)上、且伸缩端与尾部上加热板(212)固定连接。

3.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，所述头部热封机构(22)包括头部架体(221)、头部上加热板(222)、头部下加热板(223)、头部电缸(224)，头部上加热板(222)和头部下加热板(223)分别设置于复合料带的上下方，头部下加热板(223)贴附复合料带设置，头部电缸(224)固定于头部架体(221)上、且伸缩端与头部上加热板(222)固定连接。

4.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，尾部热封机构(21)和头部热封机构(22)之间的封装区域设置有用于传送复合料带的真空传送组件(24)；

5.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，所述侧边热封机构(23)包括第一升降气缸(231)、第一热压辊(232)、第二升降气缸(233)和第二热压辊(234)，第一升降气缸(231)固定于尾部热封机构(21)上且输出端与第一热压辊(232)固定连接，第二升降气缸(233)固定于头部热封机构(22)上且输出端与第二热压辊(234)固定连接，第一热压辊(232)设置于第一传送辊(241)上方并随着第一升降气缸(231)的下降与复合料带的两侧边贴附，第二热压辊(234)设置于第二传送辊(242)上方并随着第二升降气缸(233)的下降与复合料带的两侧边贴附。

6.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，所述热封装机构(2)还包括封装裁切组件(25)，封装裁切组件(25)包括裁切气缸和裁切刀(251)，两个裁切刀(251)分别设置于复合料带两侧，裁切刀(251)靠近尾部热封机构(21)的输入端设置，裁切气缸的伸缩端与其中一个裁切刀(251)固定连接。

7.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，上料机构(1)包括下层放卷组件(11)、锂片放卷组件(12)、上层放卷组件(13)和辊压组件(14)，下层放卷组件(11)、锂片放卷组件(12)和上层放卷组件(13)依次由上到下设置，下层放卷组件(11)、锂片放卷组件(12)和上层放卷组件(13)的输出端与辊压组件(14)连接，辊压组件(14)的输出与尾部热封机构(21)输入连接。

8.根据权利要求7所述的电芯补锂装置，其特征在于，所述锂片放卷组件(12)包括依次设置的锂片放卷辊(121)、除尘机构(122)、放卷主动辊组件(123)、锂片裁切组件(124)和锂片输送组件(125)，锂片输送组件(125)上方设置有第一涂胶组件(126)，锂片从锂片放卷辊(121)依次经过两个除尘机构(122)之间的间隙、两个放卷主动辊组件(123)之间的间隙、两个锂片裁切组件(124)的间隙设置在锂片输送组件(125)上方；

9.根据权利要求1所述的电芯补锂装置，其特征在于，所述下料收卷机构(3)包括平移组件(31)、导轨(32)和下料抓手(33)，平移组件(31)滑动设置于导轨(32)上，下料抓手(33)设置于平移组件(31)上，平移组件(31)上设置有吸附压板(34)和收卷机构，收卷机构和吸附压板(34)滑动设置于平移组件(31)上。

技术总结
本发明公开了一种电芯补锂装置，包括依次设置的上料机构、热封装机构和下料收卷机构，所述热封装机构包括尾部热封机构、头部热封机构和侧边热封机构，尾部热封机构和头部热封机构之间形成的封装区域用于锂片热封装，侧边热封机构设置于封装区域并与复合料带的侧面贴附，下料收卷机构滑动设置于头部热封机构输出端；该电芯补锂装置增加了补锂工艺与现有产线设备的兼容性，减少制程中锂片污染风险，提高产品合格率。

技术研发人员：陈名涛,郝鹏杰,田书林,刘超辉
受保护的技术使用者：合肥国轩高科动力能源有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15