一种叠片电芯的成型装置的制作方法

本发明涉及锂离子电池，具体涉及一种叠片电芯的成型装置。

背景技术：

1、锂离子电池的电芯是由正极片、隔膜、负极片构成，目前电芯主要是叠片式结构。

2、叠片电芯多采用“z型叠片”工艺：预先制备正、负极片，隔膜直接作“z”型摆动或者叠片台作“z”型摆动(促使隔膜作间接“z”型摆动)，然后再将正、负极片交替放置在隔膜上，直至完成指定层数的叠片为止。该工艺的瓶颈在于难以再有效提高正、负极片移载的机械节拍，叠片效率低下，机械手每次只能转移一个正极片或者一个负极片。

3、如专利公开号为cn114883659a，专利名称为叠片电芯组件及叠片电芯组件的制备方法的现有专利技术中，其公开了“。叠片电芯组件包括至少一个电芯结构，电芯结构包括：正极单元，包括电连接的至少两个正极片；负极单元，包括电连接的至少两个负极片；隔膜，弯折进行叠片，隔膜包括沿厚度方向依次连接的多个隔膜段，每相邻两个隔膜段间隔设置；其中，至少两个正极片和至少两个负极片沿厚度方向交替设置，且正极片和负极片通过隔膜段隔开。”上述专利中使用的隔膜为完整的单片独立的隔膜，因此会存在纠偏及控制方面相对复杂困难，同时上述专利分别由两个小极片之间的箔材充当正极耳、负极耳，当完成电芯堆叠后，还需要将各层正/负极耳分别焊接在一起，极耳数量较多，需要焊接的层数也越多，出现焊接虚焊的风险也就越大；所需焊机功率对应越大，则焊机采购成本越高。

4、因此为解决上述缺陷，本发明提出了一种叠片电芯的成型装置。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于：如何提供一种便于控制，焊接层数较少且焊接风险较小的叠片电芯的成型装置。

2、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：

3、一种叠片电芯的成型装置，包括至少一个单元组件，所述单元组件包括有上下叠放的负极料带和正极料带，所述负极料带和正极料带之间通过一张连续的隔膜隔开；

4、其中负极料带和正极料带上分别设有一个负极耳和一个正极耳，将上下叠放的隔膜、负极料带、隔膜和正极料带经过卷绕形成单元组件，再将若干个单元组件进行堆叠后焊接。

5、本申请隔膜采用一张连续的隔膜隔开，相较于传统独立隔膜的设置，本申请这样的设置在纠偏和控制方面相对简单，同时还可以减少整个电芯中隔膜的重量、空间占比，提高锂电池能量密度；且本申请通过单个单元组件分别有一个正极耳和负极耳，然后再将若干个单元组件进行堆叠，本发明只需要将较少数量的极耳焊接在一起即可，焊接层数越少，从降低出现焊接虚焊的风险；所需焊机功率对应越小，则焊机采购成本越少。

6、作为本发明进一步的方案：所述负极料带包括有负极单片，负极单片又包括有若干个负极小片，各个负极涂层区通过铜箔相连接，伸出至最左侧的铜箔为负极耳；

7、所述正极料带有正极单片，正极单片包括有若干个正极小片，各个正极小片通过铝箔相连接，伸出至最左侧的铝箔为正极耳。

8、作为本发明进一步的方案：所述负极小片的宽度为s1，相邻负极小片之间的间隔为t1；正极小片的宽度为s2，相邻正极小片之间的间隔为t2；

9、其中s1＞t1、s2＞t2、s1＞s2、t2＞t1。

10、作为本发明进一步的方案：所述负极单片、正极单片、隔膜的长度分别为q1、q2、q3，其中q3＞q1＞q2。

11、作为本发明进一步的方案：所述隔膜-负极小片-隔膜-正极小片从下往上依次放置，后上述四层单元从最右端逆时针依次折叠形成单元组件。

12、作为本发明进一步的方案：所述隔膜包括有多个隔膜小片构成，多个隔膜小片铺设在负极小片和正极小片之间。

13、作为本发明进一步的方案：所述隔膜小片的宽度为s3、长度为q3、相邻两者之间的距离为t3；

14、且满足以下条件：s3＞s1＞s2、t3＜t1＜t2、q3＞q1＞q2。

15、作为本发明进一步的方案：所述隔膜小片-负极小片-隔膜小片-正极小片从下往上依次放置，后上述四层单元从最右端逆时针依次折叠形成单元组件。

16、作为本发明进一步的方案：所述正极小片交替穿插式设在负极小片的上方和下方；

17、所述隔膜小片-负极小片-隔膜小片-正极小片从下往上依次放置，后上述四层单元从最右端开始先顺时针折叠180度，再逆时针折叠180度，依次交替进行得到单元组件；

18、或，正极小片-隔膜小片-负极小片-隔膜小片从下往上依次放置，后上述四层单元从最右端开始先顺时针折叠180度，再逆时针折叠180度，依次交替进行得到单元组件。

19、作为本发明进一步的方案：令所述负极小片的数量为m，令正极小片的数量为n，其中m＝n+1。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

21、一、本申请隔膜采用一张连续的隔膜隔开，相较于传统独立隔膜的设置，本申请这样的设置在纠偏和控制方面相对简单，同时还可以减少整个电芯中隔膜的重量、空间占比，提高锂电池能量密度；且本申请通过单个单元组件分别有一个正极耳和负极耳，然后再将若干个单元组件进行堆叠，本发明只需要将较少数量的极耳焊接在一起即可，焊接层数越少，从降低出现焊接虚焊的风险；所需焊机功率对应越小，则焊机采购成本越少；

22、二、本申请机械手每次转移一个正极单片或者一个负极单片后，可通过顺时针/逆时针旋转得到单元组件，相较于传统方案而言，本发明直接取消了隔膜频繁的z型折叠动作，能够有效提升叠片效率；

23、三、本发明正极小片或者负极小片彼此之间通过铝箔、铜箔相连接，使正极小片或者负极小片在隔膜上不易滑动、错位，可提高叠片定位精度，提升制造合格率。

技术特征：

1.一种叠片电芯的成型装置，其特征在于，包括至少一个单元组件(40)，所述单元组件(40)包括有上下叠放的负极料带(10)和正极料带(20)，所述负极料带(10)和正极料带(20)之间通过一张连续的隔膜(30)隔开；

2.根据权利要求1所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述负极料带(10)包括有负极单片(105)，负极单片(105)又包括有若干个负极小片(104)，各个负极小片(104)通过铜箔(101)相连接，伸出至最左侧的铜箔(101)为负极耳(103)；

3.根据权利要求2所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述负极小片(104)的宽度为s1，相邻负极小片(104)之间的间隔为t1；正极小片(204)的宽度为s2，相邻正极小片(204)之间的间隔为t2；

4.根据权利要求3所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述负极单片(105)、正极单片(205)、隔膜(30)的长度分别为q1、q2、q3，其中q3＞q1＞q2。

5.根据权利要求4所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述隔膜(30)-负极小片(104)-隔膜(30)-正极小片(204)从下往上依次放置，后上述四层单元从最右端逆时针依次折叠形成单元组件(40)。

6.根据权利要求3所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述隔膜(30)包括有多个隔膜小片(301)构成，多个隔膜小片(301)铺设在负极小片(104)和正极小片(204)之间。

7.根据权利要求6所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述隔膜小片(301)的宽度为s3、长度为q3、相邻两者之间的距离为t3；

8.根据权利要求7所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述隔膜小片(301)-负极小片(104)-隔膜小片(301)-正极小片(204)从下往上依次放置，后上述四层单元从最右端逆时针依次折叠形成单元组件(40)。

9.根据权利要求6所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：所述正极小片(204)交替穿插式设在负极小片(104)的上方和下方；

10.根据权利要求3所述的一种叠片电芯的成型装置，其特征在于：令所述负极小片(104)的数量为m，令正极小片(204)的数量为n，其中m＝n+1。

技术总结
本发明公开了一种叠片电芯的成型装置，包括至少一个单元组件，所述单元组件包括有上下叠放的负极料带和正极料带，所述负极料带和正极料带之间通过一张连续的隔膜隔开；其中负极料带和正极料带上分别设有一个负极耳和一个正极耳，将上下叠放的隔膜、负极料带、隔膜和正极料带经过卷绕形成单元组件。本申请隔膜采用一张连续的隔膜隔开，因此在纠偏和控制方面相对简单，同时还可以减少整个电芯中隔膜的重量、空间占比，提高锂电池能量密度；且通过单个单元组件分别有一个正极耳和负极耳，然后再将若干个单元组件进行堆叠，本发明只需要将较少数量的极耳焊接在一起即可，焊接层数少，降低焊接虚焊风险；所需焊机功率对应也小。

技术研发人员：高冲,张旭,朱春林,程辉,刘宗华
受保护的技术使用者：合肥国轩电池科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/4/17