补锂一体机的制作方法

1.本实用新型涉及极片补锂技术领域，具体涉及一种补锂一体机。


背景技术：

2.锂离子电池由于具有高能量密度、长循环寿命、无记忆效应等优势而成为消费类电子电池与新能源汽车动力电池的首选。然而锂离子电池电极材料首次充放电过程中固态电解质膜(sei膜)的形成造成的锂损耗限制了锂离子电池能量密度的发挥，在硅基负极材料体系中表现尤为明显，而循环过程中副反应引起的活性锂损耗造成循环寿命缩短，对极片补锂是提升锂离子电池能量密度与循环寿命有效手段。
3.公开号为cn213905407u的中国专利文献公开了一种锂电池极片补锂压延覆膜一体机，通过在锂带的两侧涂覆硅油来避免锂带在压延和覆膜过程中粘在压延覆膜活动辊上。由于金属锂带机械强度差，且表面不平整，造成硅油涂布精度低，预锂均匀性差，极片补锂效果不好。


技术实现要素：

4.因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的补锂压延覆膜一体机补锂效果不好的缺陷，从而提供一种可提升补锂效果的补锂一体机。
5.为解决上述技术问题，本实用新型提供的一种补锂一体机，包括：用于将第一锂带压延成第一锂膜并附着在极片的第一面上的第一压延覆膜装置、用于提供第一排斥膜的第一排斥膜传送装置、用于供给所述极片的极片放卷装置、用于回收补锂后的所述极片的极片收卷装置、用于供给所述第一锂带的第一锂带放卷装置、离型剂涂覆机构；所述第一压延覆膜装置包括第一压延转移辊、设置在所述第一压延转移辊的一侧的第一压延辊、设置在所述第一压延转移辊的另一侧的第一转移辅助辊，所述第一排斥膜与所述第一锂带同时进入所述第一压延转移辊与所述第一压延辊之间，所述第一排斥膜从所述第一压延转移辊与所述第一压延辊之间出来后剥离并由所述第一排斥膜传送装置回收，所述第一锂带经过所述第一压延转移辊与所述第一压延辊之间后压延成所述第一锂膜粘附于所述第一压延转移辊并与所述极片同时进入所述第一压延转移辊与所述第一转移辅助辊之间，所述第一锂膜和所述极片经过所述第一压延转移辊与所述第一转移辅助辊之间后，所述第一锂膜附着在所述极片的第一面上；所述离型剂涂覆机构用于对所述第一压延转移辊涂覆离型剂。
6.可选地，所述补锂一体机还包括用于将第二锂带压延成第二锂膜并附着在极片的第二面上的第二压延覆膜装置、用于提供第二排斥膜的第二排斥膜传送装置、用于供给所述第二锂带的第二锂带放卷装置、在所述极片的移动方向上，所述第二压延覆膜装置位于所述第一压延覆膜装置的下游，
7.所述第二压延覆膜装置包括第二压延转移辊、设置在所述第二压延转移辊的一侧的第二压延辊、设置在所述第二压延转移辊的另一侧的第二转移辅助辊，所述第二排斥膜与所述第二锂带同时进入所述第二压延转移辊与所述第二压延辊之间，所述第二排斥膜从
所述第二压延转移辊与所述第二压延辊之间出来后剥离并由所述第二排斥膜传送装置回收，所述第二锂带经过所述第二压延转移辊与所述第二压延辊之间后压延成所述第二锂膜粘附于所述第二压延转移辊并与所述极片同时进入所述第二压延转移辊与所述第二转移辅助辊之间，所述第二锂膜和所述极片经过所述第二压延转移辊与所述第二转移辅助辊之间后，所述第二锂膜附着在所述极片的第二面上；
8.所述离型剂涂覆机构还用于对所述第二压延转移辊涂覆离型剂。
9.可选地，所述离型剂涂覆机构还用于对第一排斥膜与所述第二排斥膜的表面涂覆离型剂。
10.可选地，所述离型剂包括导电剂和锂盐的一种或多种。
11.可选地，所述第一排斥膜传送装置包括用于供给所述第一排斥膜的第一排斥膜放卷辊和用于回收所述第一排斥膜的第一排斥膜收卷辊，所述第一排斥膜从所述第一压延转移辊与所述第一压延辊之间出来后剥离并由所述第一排斥膜回收；或者，所述第一排斥膜传送装置包括至少一个压延辅助辊，所述第一排斥膜绕在所述压延辅助辊及所述第一压延辊上形成闭环；
12.所述第二排斥膜传送装置包括用于供给所述第二排斥膜的第二排斥膜放卷辊和用于回收所述第二排斥膜的第二排斥膜收卷辊，所述第二排斥膜从所述第二压延转移辊与所述第二压延辊之间出来后剥离并由所述第二排斥膜回收；或者，所述第二排斥膜传送装置包括至少一个压延辅助辊，所述第二排斥膜绕在所述压延辅助辊及所述第二压延辊上形成闭环。
13.可选地，所述第一压延辊的辊径小于所述第一压延转移辊的辊径，所述第一转移辅助辊的辊径与所述第一压延转移辊的辊径相等；
14.和/或，所述第二压延辊的辊径小于所述第二压延转移辊的辊径，所述第二转移辅助辊的辊径与所述第二压延转移辊的辊径相等。
15.可选地，所述第一压延辊的线速度小于所述第一压延转移辊的线速度；
16.和/或，所述第二压延辊的线速度小于所述第二压延转移辊的线速度。
17.可选地，所述第一压延辊的线速度与所述第一压延转移辊的线速度的比为a1，0.4≤a1＜1；
18.和/或，所述第二压延辊的线速度与所述第二压延转移辊的线速度的比为a2，0.4≤a2＜1。
19.可选地，所述第一转移辅助辊和/或所述第二转移辅助辊的表面设有若干横向凸起的条纹或竖向凸起的条纹；
20.和/或，所述第一排斥膜、所述第二排斥膜的外表面为光滑面，所述第一排斥膜、所述第二排斥膜的内表面为粗糙面。
21.可选地，所述补锂一体机还包括：
22.第一清理机构，用于清理所述第一压延转移辊表面的锂残渣；
23.第二清理机构，用于清理所述第二压延转移辊表面的锂残渣。
24.本实用新型技术方案，具有如下优点：
25.1.本实用新型提供的补锂一体机，补锂一体机工作时，第一锂带放卷装置释放厚的第一锂带(厚度大于1
㎜
)进入第一压延辊与第一压延转移辊之间压延成厚度为2-10μm的
超薄第一锂膜，第一排斥膜与所述第一锂带同时进入所述第一压延转移辊与所述第一压延辊之间，能够保护第一锂带在压延过程中不和第一压延辊接触，通过采用离型剂涂覆机构在第一压延转移辊上涂覆离型剂，能够实现第一锂膜的延展压延、且延展后贴合到第一压延转移辊，可通过调节离型剂涂覆种类与量，使第一压延转移辊表面的离型力大于第一压延辊上的第一排斥膜的外表面的离型力，使锂完全粘贴到第一压延转移辊，在第一压延辊和第一压延转移辊的转动下，将第一锂膜传送到极片处，极片由极片放卷装置与极片收卷装置控制从粘有第一锂膜的第一压延转移辊与第一转移辅助辊之间通过，在压力的作用下将第一压延转移辊表面的第一锂膜转移到极片的第一表面，从而完成对极片的预锂。通过在第一压延转移辊表面涂覆离型剂，实现对第一压延转移辊表面离型力的精确控制，提升了第一锂膜的制备均匀性，从而提升补锂效果。
附图说明
26.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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的附图。
27.图1为本实用新型的实施例中提供的补锂一体机在一个实施方式中的示意图；
28.图2为本实用新型的实施例中提供的补锂一体机在另一个实施方式中的示意图；
29.图3为第一转移辅助辊、第二转移辅助辊上设有横向凸起的条纹的示意图；
30.图4为第一转移辅助辊、第二转移辅助辊上设有竖向凸起的条纹的示意图。
31.附图标记说明：
32.101、极片放卷装置；102、极片收卷装置；2、第一锂带放卷装置；3、离型剂涂覆机构；401、第一压延转移辊；402、第一压延辊；403、第一转移辅助辊；5、第二锂带放卷装置；601、第二压延转移辊；602、第二压延辊；603、第二转移辅助辊；701、第一排斥膜放卷辊；702、第一排斥膜收卷辊；801、第二排斥膜放卷辊；802、第二排斥膜收卷辊；9、压延辅助辊；10、第一清理机构；11、第二清理机构；12、第一极片过辊；13、第二极片过辊；14、横向凸起的条纹；15、竖向凸起的条纹；l1、第一锂带；l2、第二锂带；p、极片；c1、第一排斥膜；c2、第二排斥膜。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，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实用新型中的具体含义。
36.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
37.实施例
38.本实施例提供一种补锂一体机。
39.在一个实施方式中，补锂一体机包括：用于将第一锂带l1压延成第一锂膜并附着在极片p的第一面上的第一压延覆膜装置、用于提供第一排斥膜c1的第一排斥膜传送装置、用于供给极片p的极片放卷装置101、用于回收补锂后的极片p的极片收卷装置102、用于供给第一锂带l1的第一锂带放卷装置2、离型剂涂覆机构3。其中，第一压延覆膜装置包括第一压延转移辊401、设置在第一压延转移辊401的一侧的第一压延辊402、设置在第一压延转移辊401的另一侧的第一转移辅助辊403，第一排斥膜c1与第一锂带l1同时进入第一压延转移辊401与第一压延辊402之间，第一排斥膜c1从第一压延转移辊401与第一压延辊402之间出来后剥离并由第一排斥膜传送装置回收，第一锂带l1经过第一压延转移辊401与第一压延辊402之间后压延成第一锂膜粘附于第一压延转移辊401并与极片p同时进入第一压延转移辊401与第一转移辅助辊403之间，第一锂膜和极片p经过第一压延转移辊401与第一转移辅助辊403之间后，第一锂膜附着在极片p的第一面上；离型剂涂覆机构3用于对第一压延转移辊401涂覆离型剂。
40.在该实施方式中，补锂一体机工作时，第一锂带放卷装置2释放厚的第一锂带l1(厚度大于1
㎜
)进入第一压延辊402与第一压延转移辊401之间压延成厚度为2-10μm的超薄第一锂膜，第一排斥膜c1与第一锂带l1同时进入第一压延转移辊401与第一压延辊402之间，能够保护第一锂带l1在压延过程中不和第一压延辊402接触，通过采用离型剂涂覆机构3在第一压延转移辊401上涂覆离型剂，能够实现第一锂膜的延展压延、且延展后贴合到第一压延转移辊401，可通过调节离型剂涂覆种类与量，使第一压延转移辊401表面的离型力大于第一压延辊402上的第一排斥膜c1的外表面的离型力，使锂完全粘贴到第一压延转移辊401，在第一压延辊402和第一压延转移辊401的转动下，将第一锂膜传送到极片p处，极片p由极片放卷装置101与极片收卷装置102控制从粘有第一锂膜的第一压延转移辊401与第一转移辅助辊403之间通过，在压力的作用下将第一压延转移辊401表面的第一锂膜转移到极片p的第一表面，从而完成对极片p的预锂。通过在第一压延转移辊401表面涂覆离型剂，实现对第一压延转移辊401表面离型力的精确控制，提升了第一锂膜的制备均匀性，从而提升补锂效果。
41.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图1和图2所示，补锂一体机还包括用于将第二锂带l2压延成第二锂膜并附着在极片p的第二面上的第二压延覆膜装置、用于提供第二排斥膜c2的第二排斥膜传送装置、用于供给第二锂带l2的第二锂带放卷装置5、在极片p的移动方向上，第二压延覆膜装置位于第一压延覆膜装置的下游。第二压延覆膜装置包括第二压延转移辊601、设置在第二压延转移辊601的一侧的第二压延辊602、设
置在第二压延转移辊601的另一侧的第二转移辅助辊603，第二排斥膜c2与第二锂带l2同时进入第二压延转移辊601与第二压延辊602之间，第二排斥膜c2从第二压延转移辊601与第二压延辊602之间出来后剥离并由第二排斥膜传送装置回收，第二锂带l2经过第二压延转移辊601与第二压延辊602之间后压延成第二锂膜粘附于第二压延转移辊601并与极片p同时进入第二压延转移辊601与第二转移辅助辊603之间，第二锂膜和极片p经过第二压延转移辊601与第二转移辅助辊603之间后，第二锂膜附着在极片p的第二面上；离型剂涂覆机构3还用于对第二压延转移辊601涂覆离型剂。在该实施方式中，第二锂带放卷装置5释放厚的第二锂带l2(厚度大于1
㎜
)进入第二压延辊602与第二压延转移辊601之间压延成厚度为2-10μm的超薄第二锂膜，第二排斥膜c2与第二锂带l2同时进入第二压延转移辊601与第二压延辊602之间，能够保护第二锂带l2在压延过程中不和第二压延辊602接触，通过采用离型剂涂覆机构3在第二压延转移辊601上涂覆离型剂，能够实现第二锂膜的延展压延、且延展后贴合到第二压延转移辊601，可通过调节离型剂涂覆种类与量，使第二压延转移辊601表面的离型力大于第二压延辊602上的第二排斥膜c2的外表面的离型力，使锂完全粘贴到第二压延转移辊601，在第二压延辊602和第二压延转移辊601的转动下，将第二锂膜传送到极片p处，第一表面上附着有第一锂膜的极片p从粘有第二锂膜的第二压延转移辊601与第二转移辅助辊603之间通过，在压力的作用下将第二压延转移辊601表面的第二锂膜转移到极片p的第二表面，从而完成对极片p的预锂。因此，该实施方式可实现对极片p的两面分别补锂，且能够实现补锂精度的精确控制。
42.如图1和图2所示，第一压延覆膜装置与第二压延覆膜装置对称设置，在极片p的移动方向上，第一压延覆膜装置与第二压延覆膜装置之间设有第一极片过辊12以及第二极片过辊13，极片p依次绕过第一极片过辊12、第二极片过辊13，以使极片p的第一面与第一锂膜接触，极片p的第二面与第二锂膜接触。
43.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，离型剂涂覆机构3还用于对第一排斥膜c1与第二排斥膜c2的表面涂覆离型剂。在该实施方式中，可以通过在第一排斥膜c1及第二排斥膜c2的表面涂覆离型剂，可以对第一排斥膜c1及第二排斥膜c2在线修复，实现第一排斥膜c1、第二排斥膜c2的重复长时间使用或者实现永久使用。
44.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，离型剂包括导电剂、锂盐中的一种或多种。具体的，离型剂选自聚甲基硅氧烷类及聚醚类，同时可以在内部增加导电剂、锂盐或二者的混合物，使离型剂具备离子、电子或混合电导，从而降低离型剂对锂离子扩散的影响。
45.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，如图1所示，第一排斥膜传送装置包括用于供给第一排斥膜c1的第一排斥膜放卷辊701和用于回收第一排斥膜c1的第一排斥膜收卷辊702，第一排斥膜c1从第一压延转移辊401与第一压延辊402之间出来后剥离并由第一排斥膜c1回收；第二排斥膜传送装置包括用于供给第二排斥膜c2的第二排斥膜放卷辊801和用于回收第二排斥膜c2的第二排斥膜收卷辊802，第二排斥膜c2从第二压延转移辊601与第二压延辊602之间出来后剥离并由第二排斥膜c2回收。在该实施方式中，第一排斥膜c1通过第一排斥膜放卷辊701和第一排斥膜收卷辊702控制实现工作，当第一排斥膜放卷辊701的第一排斥膜c1用完后，可将第一排斥膜收卷辊702的第一排斥膜c1重新安装到第一排斥膜放卷辊701上以实现重复利用；第二排斥膜c2通过第二排斥膜放卷辊801和第二
排斥膜收卷辊802控制实现工作，当第二排斥膜放卷辊801的第二排斥膜c2用完后，可将第二排斥膜收卷辊802的第二排斥膜c2重新安装到第二排斥膜放卷辊801上以实现重复利用。
46.在第一个可替换的实施方式中，如图2所示，第一排斥膜传送装置包括至少一个压延辅助辊9，第一排斥膜c1绕在压延辅助辊9及第一压延辊402上形成闭环；第二排斥膜传送装置包括至少一个压延辅助辊9，第二排斥膜c2绕在压延辅助辊9及第二压延辊602上形成闭环。在该实施方式中，通过压延辅助辊9的移动控制第一排斥膜c1、第二排斥膜c2的张力，第一排斥膜c1、第二排斥膜c2可根据使用过程中的磨损定期更换，也可以在第一排斥膜c1、第二排斥膜c2的表面涂覆离型剂实现对第一排斥膜c1、第二排斥膜c2的功能修复。
47.在第二个可替换的实施方式中，第一排斥膜传送装置包括用于供给第一排斥膜c1的第一排斥膜放卷辊701和用于回收第一排斥膜c1的第一排斥膜收卷辊702，第一排斥膜c1从第一压延转移辊401与第一压延辊402之间出来后剥离并由第一排斥膜c1回收；第二排斥膜传送装置包括至少一个压延辅助辊9，第二排斥膜c2绕在压延辅助辊9及第二压延辊602上形成闭环。
48.在第三个可替换的实施方式中，第一排斥膜传送装置包括至少一个压延辅助辊9，第一排斥膜c1绕在压延辅助辊9及第一压延辊402上形成闭环；第二排斥膜传送装置包括用于供给第二排斥膜c2的第二排斥膜放卷辊801和用于回收第二排斥膜c2的第二排斥膜收卷辊802，第二排斥膜c2从第二压延转移辊601与第二压延辊602之间出来后剥离并由第二排斥膜c2回收。
49.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一压延辊402的辊径小于第一压延转移辊401的辊径，第一转移辅助辊403的辊径与第一压延转移辊401的辊径相等；第二压延辊602的辊径小于第二压延转移辊601的辊径，第二转移辅助辊603的辊径与第二压延转移辊601的辊径相等。在该实施方式中，既可以实现超薄第一锂膜、第二锂膜的制备，同时能够避免第一锂膜、第二锂膜在转移过程中造成极片p的延展。在一个可替换的实施方式中，可仅使第一压延辊402的辊径小于第一压延转移辊401的辊径，第一转移辅助辊403的辊径与第一压延转移辊401的辊径相等。在另一个可替换的实施方式中，可仅使第二压延辊602的辊径小于第二压延转移辊601的辊径，第二转移辅助辊603的辊径与第二压延转移辊601的辊径相等。
50.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一压延辊402的线速度小于第一压延转移辊401的线速度；第二压延辊602的线速度小于第二压延转移辊601的线速度。在该实施方式中，通过使第一压延辊402的线速度小于第一压延转移辊401的线速度，可以实现对第一锂带l1的顺利压延，通过使第二压延辊602的线速度小于第二压延转移辊601的线速度，可以实现对第二锂带l2的顺利压延。在一个可替换的实施方式中，可以仅使第一压延辊402的线速度小于第一压延转移辊401的线速度。在另一个可替换的实施方式中，可以仅使第二压延辊602的线速度小于第二压延转移辊601的线速度。
51.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一压延辊402的线速度与第一压延转移辊401的线速度的比为a1，0.4≤a1＜1；第二压延辊602的线速度与第二压延转移辊601的线速度的比为a2，0.4≤a2＜1。在该实施方式中，可以实现对第一锂带l1、第二锂带l2的顺利压延。在一个可替换的实施方式中，可以仅使第一压延辊402的线速度与第一压延转移辊401的线速度的比为a1，0.4≤a1＜1，而第二压延辊602的线速度与第二压延转
移辊601的线速度的比为a2，a2＜0.4。在另一个可替换的实施方式中，可以仅使第二压延辊602的线速度与第二压延转移辊601的线速度的比为a2，0.4≤a2＜1，而第一压延辊402的线速度与第一压延转移辊401的线速度的比为a1，a1＜0.4。
52.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一转移辅助辊403和/或第二转移辅助辊603的表面设有若干横向凸起的条纹14或竖向凸起的条纹15，图3为设有若干横向凸起的条纹14，图4为设有若干竖向凸起的条纹15。具体的，可以使第一转移辅助辊403和第二转移辅助辊603的表面均设有若干横向凸起的条纹14或竖向凸起的条纹15。在该实施方式中，可以实现预锂极片p的电解液浸润效果。凸起位置对应的金属锂在压力的作用下转移到极片p上，其他位置的金属锂残留在第一压延转移辊401或第二压延转移辊601上被清理机构清除。在一个可替换的实施方式中，可以使第一转移辅助辊403和第二转移辅助辊603的表面均为光滑面。
53.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，第一排斥膜c1、第二排斥膜c2的外表面为光滑面，第一排斥膜c1、第二排斥膜c2的内表面为粗糙面。具体的，第一排斥膜c1、第二排斥膜c2选自外表面光滑处理的pet膜、pp膜、pe膜、不锈钢箔等，内表面进行粗糙处理，第一排斥膜c1与第一压延辊402的总摩擦力大于压延加贴合第一锂带l1的阻力，第二排斥膜c2与第二压延辊602的总摩擦力大于压延加贴合第二锂带l2的阻力，从而实现第一排斥膜c1与第一压延辊402线速度同步、第二排斥膜c2与第二压延辊602线速度同步的目的。
54.在上述实施方式的基础上，在一个优选的实施方式中，补锂一体机还包括第一清理机构10和第二清理机构11，第一清理机构10用于清理第一压延转移辊401表面的锂残渣，第二清理机构11用于清理第二压延转移辊601表面的锂残渣。在该实施方式中，第一清理机构10和第二清理机构11可以将第一压延转移辊401和第二压延转移辊601表面的锂残渣清除干净，防止影响后续的压延覆膜作业。
55.具体在一个实施方式中，第一清理机构10和第二清理机构11包括刮刀和吸嘴。
56.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。