极片压合装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种极片压合装置。


背景技术：

2.目前，电池制备过程普遍采用叠片式工艺，为了提升叠片的效率，往往采用连续的隔膜，在叠片之前，将正极片和负极片间隔性地贴合至隔膜上，并采用压辊将极片与隔膜压合，一种具体的操作方法为：使得隔膜连续性地经过压辊的压合区域，压辊带动极片转动至压合区域，并在转动过程中提供压力以将极片与隔膜压合固定；为了将极片与隔膜压合，需要使得压辊表面与隔膜之间的间隙非常小或者直接相抵，以保证压合时的压力，但另一方面，由于隔膜上的极片是间隔性地设置的，也就是说，需要在上一个单元压合结束后，让隔膜单独运动一段距离，再进行下一个单元的压合，因此，在两个压合操作的时间间隔内，隔膜需要单独穿过压合区域，而由于压辊与隔膜之间存在干涉，因此导致隔膜无法顺利通过或者隔膜表面受损。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种极片压合装置，用以避免压辊与隔膜之间相互干涉，提高电池制作良率。
4.具体的，本实用新型实施例提供的一种极片压合装置，包括压辊，所述压辊的辊面包括弧面段和平面段，所述弧面段和所述平面段沿所述压辊的周向交替设置。
5.本实用新型提供的极片压合装置中，压辊的辊面采用弧面段和平面段交替的设置，当压辊用于将极片与隔膜压合时，采用弧面段与隔膜相互作用以达到压合的效果，在隔膜单独穿过压合工位的时间段内，采用平面段与隔膜表面相对，平面段与隔膜之间具有一定的间距，可以避免压辊辊面与隔膜之间干涉，使得隔膜能够顺利通过压合工位且不会卡带或受损。综上所述，本实用新型提供的极片压合装置中的压辊，即能够实现极片与隔膜之间的压合操作，又不会与空白隔膜之间产生干涉，因此，可以改善电池的制作良率，同时提高电池制作效率。
6.另外，由于压辊的每一组弧面段和平面段能够完成一个压合周期，而压辊的辊面可以设有多组(包括两组及其以上)弧面段和平面段，辊面利用率较高，转动一周可以完成多个周期的压合操作，因此，该压辊还可以进一步提高电池制作效率。
附图说明
7.为了更好地理解本发明，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且有些相关的部件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。
8.图1为本实用新型实施例提供的一种极片压合装置的结构示意图；
9.图2为本实用新型另一实施例提供的一种极片压合装置的结构示意图；
10.图3为本实用新型实施例提供的一种极片压合装置中压辊的运动时间线示意图；
11.图4为本实用新型实施例提供的一种极片压合装置中压辊的结构示意图。
12.附图标记：
[0013]1‑
压辊 11
‑
弧面段 12
‑
平面段 10
‑
真空吸附孔
[0014]2‑
压合工位
[0015]3‑
极片 31
‑
正极极片 32
‑
负极极片
[0016]4‑
隔膜
[0017]5‑
加热装置 51
‑
红外灯管
[0018]6‑
隔离体
[0019]7‑
极片传送装置
[0020]
a
‑
极片吸附区
具体实施方式
[0021]
下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
[0022]
在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。
[0023]
特别地，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，可以结合附图以及文中对于方案的具体描述进行理解。
[0024]
本实用新型提供一种极片压合装置，如图1和图2所示，该极片压合装置包括压辊1，压辊1的辊面包括弧面段11和平面段12，弧面段11和平面段12沿压辊1的周向交替设置。
[0025]
具体的，相关技术中，用于极片压合操作的压辊均是圆柱体，压辊的辊面为圆柱面，由于压辊的中心轴与压合工位的相对位置是固定的，当压辊用于将极片与隔膜压合时，压辊的辊面与隔膜之间通过相互作用以达到压合的效果，所以，当隔膜单独穿过压合工位的过程中，压辊的辊面则会与隔膜相抵，从而导致相互干涉。
[0026]
本实用新型提供的极片压合装置中，如图1和图2所示，压辊1的辊面采用弧面段11和平面段12交替的设置，当压辊1用于将极片3与隔膜4压合时，采用弧面段11与隔膜4相互作用以达到压合的效果，在隔膜4单独穿过压合工位2的时间段内，采用平面段12与隔膜4表面相对，平面段12与隔膜4之间具有一定的间距，可以避免压辊1辊面与隔膜4之间干涉，使得隔膜4能够顺利通过压合工位2且不会卡带或受损。综上所述，本实用新型提供的极片压合装置中的压辊1，即能够实现极片3与隔膜4之间的压合操作，又不会与空白隔膜之间产生干涉，因此，可以改善电池的制作良率，同时提高电池制作效率。
[0027]
另外，由于压辊1的每一组弧面段11和平面段12能够完成一个压合周期，而压辊1的辊面可以设有多组(包括两组及其以上)弧面段11和平面段12，辊面利用率较高，转动一周可以完成多个周期的压合操作，因此，该压辊1还可以进一步提高电池制作效率。
[0028]
需要说明的是，本技术中所涉及的
‘
平面段12’与
‘
弧面段11’是相对概念，即
‘
平面
段12’并不是指严格的一段平面，而是指其相对于弧面段11而言较为平坦；具体的，
‘
平面段12’既可以是平面，也可以是具有凹凸起伏的曲面，只要总体上相对于弧面段的凸起小、更为平坦即可。例如，在实际应用中，可以通过将圆柱状压辊的部分辊面削平，以形成弧面段11与平面段12间隔排布的辊面。
[0029]
一些实施例中，如图1和图2所示，压辊1的弧面段11用于吸附极片3，压辊1在吸附极片3之后，可以带动极片3转动至压合工位2以进行压合操作。具体的，沿压辊1的周向，压辊1的弧面段11的宽度大于或等于极片3的宽度，这样，可以保证整个极片3位于弧面段11上，并通过弧面段11实现压合。
[0030]
一种具体的实施例中，如图1所示，极片压合装置可以包括两个压辊1，两个压辊1的中心轴平行且位于同一水平面上，两个压辊1之间被配置为压合工位2；两个压辊1的弧面段11用于在压合工位2处对极片3和隔膜4提供压合作用力。具体的，通过将两个压辊1相对转动，使得两个压辊1的弧面段11分别带动正极极片31和负极极片32同时经过压合工位2，以实现对两个压辊1之间的正极极片31、负极极片32以及隔膜4进行压合。
[0031]
示例性的，在压合工位2处，两个压辊1的弧面段11之间的间距小于或等于隔膜4的厚度；也可以说是，两个压辊1的弧面段11最靠近彼此时的间距要小于隔膜4的厚度，这样，可以保证压合时的压力，提高压合效果。
[0032]
进一步的，在压合工位2处，两个压辊1的平面段12之间的间距大于隔膜4的厚度；也可以说是，两个压辊1的平面段12最靠近彼此时的间距大于隔膜4的厚度，这样，当两个压辊1的平面段12处于压合工位2处时，可以允许隔膜4顺利通过两个压辊1之间，避免隔膜4与压辊1之间相互干涉。
[0033]
一些实施例中，如图1所示，极片压合装置还可以包括控制器，该控制器用于控制两个压辊1转动，具体被配置为使得两个压辊1的弧面段11行经压合工位2时的线速度与隔膜4行经压合工位2时的速度一致，即极片3与隔膜4行经压合工位2处时保持一致的速度，这样可以保障极片3与隔膜4的复合良率。
[0034]
进一步的，控制器还被配置为：在两个压辊1的平面段12经过压合工位2的过程中，控制两个压辊1先减速直至停止转动，停止转动设定时间后再加速直至弧面段11的线速度与隔膜4行经压合工位2时的速度一致。这样，可以使得两个压辊1的平面段12能够在压合工位2处停留设定时间，以允许隔膜4从两个压辊1之间通过。
[0035]
具体的，负极极片32一侧的压辊1与正极极片31一侧的压辊是相对转动的，两个压辊1的具体运动过程一致。下面，以带动负极极片32转动的一侧压辊1为例，对于压辊1的周期性运动进行说明。具体的，以隔膜4保持匀速移动为例，设隔膜4运动速度为v；将压辊1的平面段12所对应的圆心角分为θ1和θ2两部分。参考图1所示，压辊1的平面段12处于压合工位2处，压辊1处于静止状态，接下来，压辊1需要转动，并在转动角度为θ1的区间内从静止状态提速至与隔膜4同步的速度v，此时压辊1的弧面段11抵达压合工位2，然后压辊1保持匀速运动，使得弧面段11匀速经过压合工位2进而完成极片3的压合过程。完成极片3的压合过程后，压辊1开始减速，并在转动角度为θ2的区间内减速至0，此时，压辊1的下一个平面段12到达压合工位2并与隔膜4相对，两者之间具有一定间距，从而隔膜4单独向上移动过程中不会卡带，当隔膜4移动固定距离(一段空白隔膜的距离)后，压辊1将开始转动提速并进入下一个压合循环。综上所述，压辊1的周期性运动可以总结为：如图3所示，静止s
‑‑
加速v

‑‑
匀速
v0‑‑
减速v
‑‑‑
静止s；其中，匀速是指弧面段11匀速经过压合工位2的过程，静止、加速以及减速为平面段12经过压合工位2的运动过程。
[0036]
一些实施例中，如图1所示，极片压合装置还可以包括两个极片传送装置7，两个极片传送装置7分别将正极极片31和负极极片32向压合工位2传送；两个压辊1分别设置在两个极片传送装置7的上方，并分别从两个极片传送装置7上吸取极片3并带动极片3转动至压合工位2。
[0037]
一些实施例中，如图1和图2所示，极片压合装置还包括加热装置5，压辊1的弧面段11用于带动极片3转动至压合工位2，加热装置5设置在极片3转动经过的路径处，并向极片3背离压辊1的一侧表面加热。
[0038]
以压辊1带动正极极片31转动至压合工位2为例，加热装置5设置在正极极片31转动经过的路径处，并向正极极片31背离该压辊1的一侧表面加热；即正极极片31在随压辊1转动走过一段弧形路径的过程中，会经过加热装置5的作用区域，从而实现加热过程，进而使得正极极片31与隔膜4之间可以通过热压工艺实现复合。
[0039]
示例性的，加热装置5可以为红外加热装置。
[0040]
示例性的，加热装置5包括至少一根红外灯管51，红外灯管51的延伸方向与压辊1的中心轴平行。这样，可以使得极片3绕压辊1中心轴转动经过红外灯管51时表面能够均匀受热。
[0041]
示例性的，加热装置5的功率为1500w
‑
2500w，加热装置5与压辊1表面之间最近的距离为1cm
‑
10cm，这样，可以保证极片3到达加热装置5的作用区域时，短时间内即能够被加热至热压所需温度，并且不会被烧伤。
[0042]
示例性的，极片压合装置还可以包括设置在加热装置5与压辊1之间的隔离体6，隔离体6被配置为能够防止极片3与加热装置5接触，且可透过红外光。
[0043]
具体的，该隔离体6可以采用透明隔离板，例如石英玻璃板，可以透过红外光，同时耐高温，不仅可以使得红外线能够正常穿过，实现对极片3的加热，同时可以有效避免极片3与红外灯管51接触而导致烧伤。
[0044]
一些实施例中，如图2和图4所示，压辊1的弧面段11包括极片吸附区a，极片吸附区a位于弧面段11沿转动方向上的前端；沿压辊1的周向，极片吸附区a的宽度小于极片3的宽度。示例性的，用于吸附正极极片31的压辊1，其极片吸附区a的宽度小于正极极片31的宽度；用于吸附负极极片32的压辊1，其极片吸附区a的宽度小于负极极片32的宽度。
[0045]
具体的，压辊1在对极片3进行吸附时，如果一次性将极片3整体吸住，容易导致吸附时发生褶皱，另外，若吸附时极片3呈褶皱状态，在后续压合时，会使极片3以褶皱状态被粘附在隔膜4表面，从而导致极片3贴附不良，进而影响电池良率。
[0046]
可以理解的是，本技术实施例中提到的“弧面段11沿转动方向上的前端”，是指沿压辊1的转动方向，弧面段11中率先抵达压合工位2处的一个端部；本技术中，如图2所示，极片吸附区a位于弧面段11的前端，用于吸附极片3的前端，并带动极片3的前端率先到达压合工位2，在此过程中，极片3的后端呈自由状态，如此，在极片3逐渐进入压合工位2被压合的过程中，可以保证压合的平整度，从而提高电池制作良率。
[0047]
具体的，本技术中提到的
‘
极片吸附区a’，是指压辊1表面能够吸附极片3的区域，例如，如图4所示，具体可以是指设有真空吸附孔10的区域。
[0048]
另外，如图2所示，当在极片3转动路径处设置有加热装置5时，由于在加热装置5与压辊1之间设有隔离体6，所以，即使极片3的后端呈自由状态，也不会与加热装置5产生接触，因此，不会出现极片3烧伤的问题。
[0049]
需要说明的是，本技术实施例提供的附图仅是示意图，并不代表各结构的实际尺寸和比例，特别强调的是，压辊的运动时间线附图中，每一段线段的长短并不代表各段运动状态的时间长短，每一段运动状态的具体时间需要根据实际需求而定。
[0050]
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
[0051]
应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。