[发明专利]一种卷绕式叠片电池单体电极组件的制造装置

说明书

本发明涉及一种卷绕式叠片电池单体电极组件的制造装置，包括用于从供料箱中抽取极片或单体电极组件并将其粘结在双侧涂胶粘性隔膜的两侧的送料机构、用于使双侧涂胶粘性隔膜保持一定的张力并使其保持间歇运动的张力机构、用于对极片或单体电极组件的表面施加热和力负荷的热压机构、以及用于在热压完成后切断双侧涂胶粘性隔膜以使其与新形成的单体电极组件脱离的裁切机构。本发明能够实现极片或单体电极组件的精确粘结、连接热压，极大地提高了电池质量。

技术领域

本发明涉及卷绕式叠片电池技术领域，具体涉及一种卷绕式叠片电池单体电极组件的制造装置。

背景技术

随着石油危机和环境污染的加剧，人们逐渐将目光投向清洁能源领域，具有工作电压高、能量密度大、循环寿命长、环保无污染的锂二次电池倍受关注，已被广泛运用在电脑、手机、电动汽车等不同领域，在生活中逐渐占据主导地位。

二次电池主要是由具有正极极片、隔膜、负极极片结构的电极组件构成，电极组件可分为卷绕式组件和叠片式组件。卷绕式组件的制备方法如下：先将电极活性材料均匀涂覆在作为集流体的金属箔上，经过干燥、碾压、分切工序分别得到具有期望宽度的带状正极极片和负极极片，在隔膜被放置在正、负极极片之间的状态下进行卷绕。叠片式组件是先得到指定宽度和长度的正、负极极片，并用隔膜将二者隔离，即按着正极极片/隔膜/负极极片的结构进行连续层叠。

然而，常规电极组件存在如下问题：卷绕式电极组件，由于电极组件的截面是圆形或椭圆形，在电池的充放电期间，电极的膨胀和收缩可能会导致电极之间的间隙不均匀，从而造成电池性能下降；虽然卷绕式电极组件适用于圆柱形电池，但当其运用到角型或袋型电池时，就会出现极片易在弯折处断裂、电极活性材料脱落、空间利用率低等缺陷；该电极组件正面与侧面的张力不一致，会导致内部反应不均匀；同时还有极片较长、电池内阻大，不利于大倍率充放电，比功率小等缺点。叠片式电极组件，该电极组件的制备过程复杂，需要大量时间和精力来执行顺序堆叠过程，不易实现机械化操作，生产效率低；极片需要冲切，产生的边料和断面较多，易刺穿隔膜，造成电池内部短路等。

为了解决上述问题，已经研制出了一种卷绕式叠片电极组件，其是卷绕式电极组件和叠片式电极组件的结合体。卷绕式叠片电极组件的制备过程如下：将具有预定尺寸的若干个正极极片、双侧涂胶粘性隔膜、负极极片按着粘性隔膜被放置在正、负极极片之间的状态下进行热压处理，得到单体电极组件；将单体电极组件按顺序依次放置在单侧涂胶的粘性隔膜上进行卷绕，就得到了卷绕式叠片电极组件。卷绕式叠片电极组件在继承了卷绕式电极组件易于机械化操作和叠片电极组件内阻小、利于大倍率充放电、尺寸灵活的优点基础上，也极大的弥补了二者的缺陷。目前卷绕式叠片电极组件的卷绕方式仍然类似于卷绕式电极组件：缠绕夹具夹持第一个单体电极组件并旋转，使得各单体电极组件在被隔膜隔离的状态下实现依次堆叠，直到完成一个周期的卷绕。

然而，上述卷绕方式存在两个显著缺陷：一、缠绕夹具有上、下两块夹板，与每块夹板上、下面相接触的分别是单体电极组件、隔膜的表面，由于不同材料间的摩擦系数不同，每块夹板在抽出过程中上、下表面的摩擦力也不相同，从而导致卷芯受力不均而发生变形；当料带的卷绕张力过大时，还会出现夹板难以抽出的现象。二、由于料带的张力不易控制，上述卷绕方式所生产卷芯的截面易呈现椭圆形，致使单体电极组件之间的空隙较大，接触不紧密。上述两个显著缺陷都会导致最终的电池性能变差。

因此，急需一种能够同时克服上述各种缺陷、提升电池制造品质的卷绕式叠片电池单体电极组件的制造装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卷绕式叠片电池单体电极组件的制造装置，该装置能够实现极片或单体电极组件的精确粘结、连接热压，在连续的对粘结有极片或单体电极组件的双侧涂胶粘性隔膜进行热压时，不但能实现极片或单体电极组件的整齐排列，而且在热压时可保持极片或单体电极组件相对固定的同时，还能顺利排出各极片与双侧涂胶粘性隔膜之间的空气，使经过热压后形成的单体电极组件的内部接触更紧密，即使在长期使用后仍具有良好的性能表现，从而极大地提高了电池质量。