翻位叠片方法及电芯与流程

本发明属于锂电池生产，具体提供一种翻位叠片方法及电芯。

背景技术：

1、根据锂电池制作工艺的不同，锂电池分为卷绕电池和叠片电池两种，相对而言，卷绕电池加工速度快、效率高，但由于卷绕过程中，存在电芯侧边弯折严重的问题，导致电芯存在能量密度不高、空间利用率低等问题。而叠片电池由于正负极片尺寸均一，外形规整，具有体积利用率高、体积能量密度高等优点，但是叠片效率低成为制约产量提升的重要因素。

2、目前叠片主要有两种工艺，第一种为z型叠片，生产中呈z型来回摆动，摆动时依次叠加正、负极极片，工艺简单，但是叠片速度慢、效率低、生产周期长、成本高；第二种为热复合叠片，即先将电极极片与隔膜进行热复合，之后分割成单元后再进行堆叠，同样存在堆叠效率低、生产周期长、成本高的问题。

3、相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有叠片电池的生产周期长、叠片效率低以及成本高的问题。

2、在第一方面，本发明提供一种翻位叠片方法，所述翻位叠片方法依次包括起头、往复翻位叠片和下料三个步骤；在所述往复翻位叠片的步骤中，依次循环执行第一翻位叠片操作和第二翻位叠片操作，直至叠片组中的正极片达到预设叠加数量后停止循环；所述第一翻位叠片操作具体包括，向所述叠片组上同时叠加一片负极片和一片正极片，之后沿第一方向翻转180°，以使所述叠片组两侧的两个隔膜能够通过翻转分别将新叠加的所述正极片的外侧面和所述负极片的外侧面包覆；其中，所述负极片叠加至所述叠片组中的所述正极片的外侧，所述正极片叠加至所述叠片组中的所述负极片的外侧；所述第二翻位叠片操作具体包括，向所述叠片组上同时叠加一片负极片和一片正极片，之后沿第二方向翻转180°，以使所述叠片组两侧的两个隔膜能够通过翻转分别将新叠加的所述正极片的外侧面和所述负极片的外侧面包覆，其中，所述负极片叠加至所述叠片组中的所述正极片的外侧，所述正极片叠加至所述叠片组中的所述负极片的外侧，所述第一方向与所述第二方向互为反方向。

3、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，在制备单电芯情形下，所述起头的步骤具体包括，将一片所述正极片、一片所述负极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组；其中，所述初始的叠片组包括一片正极片、一片负极片和两个隔膜，所述负极片与所述正极片依次叠加，所述负极片与所述正极片相邻的两个侧面之间通过一层所述隔膜隔开，所述负极片的外侧面与所述正极片的外侧面均包覆有一层所述隔膜，且所述负极片的外侧面的隔膜由一个隔膜放卷装置进行放卷，所述正极片的外侧面的隔膜由另一个隔膜放卷装置进行放卷，且两个所述隔膜放卷装置的放卷方向相反。

4、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，“将一片所述正极片、一片所述负极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组”的步骤具体包括：将第一个所述隔膜进行拉膜并贴附在一片所述负极片上，使第一个所述隔膜将所述负极片的第一侧面包覆；将第一个所述隔膜与所述负极片同时沿第二方向翻转180°，使第一个所述隔膜将所述负极片的第二侧面包覆；在所述负极片的第一侧面外侧叠加一片所述正极片，使所述负极片的第一侧面和所述正极片的第一侧面被第一个所述隔膜隔开；将第二个所述隔膜进行拉膜并贴附在所述正极片上，使第二个所述隔膜将所述正极片的第二侧面包覆，即得到所述初始的叠片组。

5、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，“将一片所述正极片、一片所述负极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组”的步骤具体包括：将第一个所述隔膜进行拉膜并贴附在一片所述负极片上，使第一个所述隔膜将所述负极片的第一侧面包覆；将第一个所述隔膜与所述负极片同时沿第一方向翻转180℃，使第一个所述隔膜将所述负极片的第二侧面包覆；在所述负极片的第二侧面外侧叠加一片所述正极片，使所述负极片的第二侧面和所述正极片的第一侧面被第一个所述隔膜隔开；将第一个所述隔膜、所述负极片与所述正极片同时沿第二方向翻转180°，使第一个所述隔膜将所述正极片的第二侧面包覆；将第二个所述隔膜进行拉膜并与第一个所述隔膜的端部进行搭接，使第二个所述隔膜位于所述负极片的第一侧面，即得到所述初始的叠片组。

6、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，“将一片所述正极片、一片所述负极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组”的步骤具体包括：将第一个所述隔膜进行拉膜并贴附在一片所述负极片上，使第一个所述隔膜将所述负极片的第一侧面包覆；将第二个所述隔膜进行拉膜并与所述第一个所述隔膜的端部进行搭接，使第二个所述隔膜位于所述负极片的第一侧面；在所述负极片的第一侧面外侧叠加一片所述正极片，使所述负极片的第一侧面和所述正极片的第一侧面被所述第一个所述隔膜和第二个所述隔膜隔开；将所述负极片、所述正极片以及两个所述隔膜同时沿第二方向翻转180°，使第一个所述隔膜将所述负极片的第二侧面包覆，同时第二个所述隔膜将所述正极片的第二侧面包覆，即得到所述初始的叠片组。

7、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，在制备单电芯情形下，所述下料的步骤具体包括：在所述叠片组的端部的所述正极片的外侧叠加端部负极片；将所述端部负极片所紧贴的所述隔膜断开；将具有所述端部负极片的所述叠片组翻转360°，使另一个所述隔膜将整个所述叠片组进行包裹，之后将该所述隔膜断开。

8、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，在制备双电芯的情形下，所述起头的步骤具体包括，将隔板、两片所述负极片、一片所述正极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组；其中，所述初始的叠片组包括一个隔板，一片正极片、两片负极片和两个隔膜，两片所述负极片分别位于所述隔板的两侧，以使所述隔板的两侧分别形成一个单向叠片组，且所述隔板的两个侧面各通过一层隔膜与其相邻的所述负极片隔开，所述正极片叠加在其中一片所述负极片的外侧且通过一层所述隔膜与该所述负极片隔开，所述正极片的外侧面包覆有一层所述隔膜，另一个所述负极片的外侧面包覆有一层所述隔膜，所述隔板两侧的所述隔膜分别由不同的隔膜放卷装置进行放卷，且两个所述隔膜放卷装置的放卷方向相反。

9、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，“将隔板、两片所述负极片、一片所述正极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组”的步骤具体包括：将第一个所述隔膜进行拉膜并贴附在所述隔板的第一侧面，使第一个所述隔膜将所述隔板的第一侧面包覆；在所述隔板的第一侧面外侧叠加一片所述负极片，使所述负极片的第一侧面和所述隔板的第一侧面被第一个所述隔膜隔开，以在所述隔板的第一侧面一侧形成第一单向叠片组；将第一个所述隔膜、所述隔板与所述第一单向叠片组沿第一方向翻转180°，使第一个所述隔膜将所述第一单向叠片组的所述负极片的第二侧面包覆；将第二个所述隔膜进行拉膜并贴附在所述隔板的第二侧面，使所述第二个所述隔膜将所述隔板的第二侧面包覆；在所述隔板的第二侧面外侧叠加一片所述负极片，使所述负极片的第一侧面和所述隔板的第二侧面被第二个所述隔膜隔开，以在所述隔板的第二侧面一侧形成第二单向叠片组；同时在所述第一单向叠片组的所述负极片的第二侧面外侧叠加一片所述正极片，使该所述负极片与所述正极片被第一个所述隔膜隔开；将第一个所述隔膜、第二个所述隔膜、所述第一单向叠片组、所述第二单向叠片组和所述隔板同时沿第二方向翻转180°，使第一个所述隔膜将所述第一单向叠片组的所述正极片的外侧面包覆以及使第二个所述隔膜将所述第二单向叠片组的所述负极片的第二侧面包覆，即得到所述初始的叠片组。

10、在上述翻位叠片方法的优选技术方案中，所述下料的步骤具体包括：在所述第二单向叠片组的端部的所述正极片的外侧叠加端部负极片；将所述第二单向叠片组的所述端部负极片所紧贴的所述隔膜断开；将具有所述端部负极片的所述叠片组翻转360°，使所述隔板的第一侧面一侧的所述隔膜将整个所述叠片组进行包裹，之后将该所述隔膜断开。

11、在第二方面，本发明提供一种电芯，所述电芯通过上述的翻位叠片方法制备得到。

12、在采用上述技术方案的情况下，本发明的翻位叠片方法在进行往复翻位叠片时，依次循环执行第一翻位叠片操作和第二翻位叠片操作，每次翻位叠片操作都能够在叠片组上同时叠加一片正极片和一片负极片，并使隔膜将新叠加的极片包覆，每次翻位叠片操作使叠片组的两侧同时增加新的极片，一次叠加两个极片，能够减少翻位叠片的次数，从而缩短叠片所需要的时间，提高效率，进而降低成本。此外，本发明的往复翻位叠片步骤中，第一翻位叠片操作和第二翻位叠片操作在进行翻转时的翻转方向相反，从而能够保证每次进行叠片时，负极片和正极片均在同一个方向进行叠加，每个极性的极片的位置固定，提高叠加效率的同时能够保证叠加的准确性，更方便操作。

13、进一步地，单电芯的初始的叠片组为隔膜、正极片、隔膜、负极片和隔膜依次分布，且两个端部的隔膜分别由两个隔膜放卷装置进行放卷，该特定分布的初始的叠片组能够实现两侧同时添加极片，方便使用且能够有效提高叠片效率。

14、又进一步地，使“将一片所述正极片、一片所述负极片和两个所述隔膜进行放置和翻转，得到初始的叠片组”的步骤具体包括：将第一个所述隔膜进行拉膜并贴附在一片所述负极片上，使第一个所述隔膜将所述负极片的第一侧面包覆；将第一个所述隔膜与所述负极片同时沿第二方向翻转180°，使第一个所述隔膜将所述负极片的第二侧面包覆；在所述负极片的第一侧面外侧叠加一片所述正极片，使所述负极片的第一侧面和所述正极片的第一侧面被第一个所述隔膜隔开；将第二个所述隔膜进行拉膜并贴附在所述正极片上，使第二个所述隔膜将所述正极片的第二侧面包覆，即得到所述初始的叠片组；这样的设置方式，在实际叠加过程中，两个隔膜不存在搭接情况，更方便进行操作。

15、又进一步地，下料步骤中在叠加外端部负极片之后将端部负极片所紧贴的隔膜断开，使用另一个隔膜将整个叠片组进行包覆，能够降低隔膜的使用长度，减小电芯外侧隔膜的层数，进而能够提高电解液的浸透效果，提升电池性能。

16、又进一步地，双电芯的初始的叠片组为隔膜、负极片、隔膜、隔板、隔膜、负极片、隔膜、正极片和隔膜依次分布，且两个端部的隔膜分别由两个隔膜放卷装置进行放卷，该特定分布的初始的叠片组能够实现两侧同时叠加新的极片，方便使用且有效提高叠片效率。