[发明专利]模切叠片系统及方法

说明书

本发明提供了一种模切叠片系统及方法。该系统包括放卷机构、极卷裁断机构、预热辊压设备、检测装置、隔膜裁断机构和叠片装置，其中，负极裁断机构与负极放卷机构配合且裁切负极片，正极裁断机构与正极放卷机构配合且裁切正极片，得到负极片和正极片在隔膜上下两侧交替分布的叠层；预热辊压装置使叠层的正极片和负极片分别与隔膜粘连；检测装置检测叠片是否存在缺陷；第一隔膜裁断机构对有缺陷的叠片单元成对进行裁断和排出，第二隔膜裁断机构基于叠片层数对最后一个合格的叠片单元进行隔膜裁断；叠片装置使正极叠片单元和负极叠片单元交替叠放。该系统结构相对简单、叠片速度快、故障率低、系统隔膜裁断次数少，隔膜褶皱外漏极片风险低。

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种模切叠片系统及方法。

背景技术

在使用传统能源作为动力供给的汽车工业环境下，环境污染问题引起了人们对环境保护和资源利用的重视。积极发展新能源汽车，实现汽车工业的电气化，是实现我国对国外汽车工业“弯道超车”这一目标的战略性措施。锂离子设备技术是电动汽车发展的关键技术。方形叠片技术是目前最先进的锂离子电池制造技术之一，其中，叠片速度快慢直接决定整线产能与电芯制造成本。

目前大都采用z型叠片工艺，但已经量产的全球最快的叠片速度为0.6s/片，该叠片方法速度较慢，造成设备台数需求量大，占地面积大，购置成本高，后期维护成本、能源消耗大。而叠片速度慢的原因主要有两点：一是叠片采用弹夹式上料，上料过程中会有吸双张现象出现，故传统叠片机会有吹风、毛刷、抖片、双张检测等装置来防止吸双张，目前来看，无论采用何种方式都无法百分之百杜绝双张问题产生，并且这些装置极大地降低了机械手上料的速度；二是传统的叠片方式是先叠负极，再在负极片包覆隔膜，然后再叠正极，接着在正极包裹隔膜，该叠片方式的叠片单元为单个极片或单张隔膜，由于机械结构限制，导致叠片速度无法实现实质性的提升。因此，叠片工艺还有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种模切叠片系统，以提高叠片效率。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：提出一种模切叠片系统，包括：

放卷机构，所述放卷机构包括负极放卷机构、隔膜放卷机构和正极放卷机构，并且所述负极放卷机构和所述正极放卷机构设在所述隔膜放卷机构上下两侧，所述负极放卷机构和所述正极放卷机构交替运行；

极卷裁断机构，所述极卷裁断机构设在所述放卷机构下游，所述极卷裁断机构包括负极裁断机构和正极裁断机构，所述负极裁断机构与所述负极放卷机构配合且裁切负极片，所述正极裁断机构与所述正极放卷机构配合且裁切正极片，得到负极片和正极片在隔膜上下两侧交替分布的叠层；

预热辊压设备，所述预热辊压设备包括依次相连的预热装置和辊压装置，所述预热装置设在所述放卷机构和所述辊压装置之间，所述辊压装置设在所述极卷裁断机构的下游，所述辊压装置使所述叠层的正极片和负极片分别与隔膜粘连，得到正极叠片单元和负极叠片单元交替分布的叠片；

检测装置，所述检测装置设在所述预热辊压设备的下游，且检测所述叠片是否存在缺陷；

隔膜裁断机构，所述隔膜裁断机构包括第一隔膜裁断机构和第二隔膜裁断机构，所述第一隔膜裁断机构位于所述第二隔膜裁断机构上游，基于所述检测装置的检测结果，所述第一隔膜裁断机构对有缺陷的正/负极叠片单元及相邻的负/正极叠片单元成对进行裁断和排出，所述第二隔膜裁断机构基于叠片层数对最后一个合格的叠片单元进行隔膜裁断；

叠片装置，所述叠片装置设在所述隔膜裁断机构的下游，所述叠片装置使所述正极叠片单元和所述负极叠片单元交替叠放。

进一步地，所述叠片装置包括夹爪、第一辅助辊和第二辅助辊，所述夹爪与所述第一辅助辊可移动且与所述第二辅助辊配合使得所述正极叠片单元和所述负极叠片单元铺展对齐且交替叠放。