[发明专利]一种锂电池卷绕装置及卷绕工艺

说明书

本发明提供了一种锂电池卷绕装置及卷绕工艺，所述卷绕装置包括放卷机构、过辊机构和卷绕机构，所述卷绕装置还包括层叠覆合机构，所述放卷机构用于将正极片、隔离膜和负极片分别同时放卷，所述过辊机构用于将正极片、隔离膜和负极片从放卷机构上输送至层叠覆合机构；所述层叠覆合机构用于对正极片、隔离膜和负极片依次层叠并覆合；所述卷绕机构用于对覆合后的正极片、隔离膜和负极片进行卷绕。本发明通过将正/负极片与隔离膜的位置进行覆合，避免了在卷绕机构对正/负极片及隔离膜进行位置调整，可缩短成品后电池在工作过程中的锂离子的传输通道，从而起到提高产品倍率性能、降低内阻等性能。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种锂电池卷绕装置及卷绕工艺。

背景技术

随着锂离子电池的发展，其工艺技术也得到不断的优化和提升。目前，锂离子电池(包括动力电池和3C产品锂电池)的制造从工艺差别角度考虑，主要分为卷绕工艺和叠片工艺。卷绕工艺主要应用于3C目标产品锂离子电池以及方形铝壳动力电池；叠片工艺主要应用于软包动力电池。

请参阅图1和图2，图1为现有的锂电池卷绕制造工艺流程图，图2为现有的卷绕制造工艺的卷绕原理图。锂离子电池卷绕过程中要求：负极片完全包住正极片；隔离膜完全包住负极片。如图1和图2所示，由于正极片、负极片、隔离膜为相互分离状态，现有的卷绕工艺在卷绕过程中，处于分离状态的正极卷11、隔离膜卷12、负极片卷13和隔离膜卷12经放卷机构1和过辊机构2同时输送到卷绕机构3上进行卷绕，现有的这种卷绕工艺对分离的正极片、隔离膜和负极片不易控制，容易出现偏绕，且正极片与隔离膜及负极片与隔离膜之间的气泡不易排出，进而出现短路、尺寸等不良，一方面降低生产效率，另一方面也会产生报废，增加制造成本。另外，现有的卷绕工艺主要应用于外壳为硬壳(如铝壳、钢壳、塑形等)的电池产品，因此，现有的卷绕工艺在整个行业内存在一定的局限性。

请参阅图3，图3为现有技术中锂电池叠片制造工艺流程图，如图3所示，由于正极片、隔离膜和负极片为相互分离状态，现有的叠片工艺是通过机械手间隔从正/负极片料盒抓取极片放到隔离膜上，叠片过程需要精准控制叠片尺寸，而现有的叠片方式在叠放的过程中存在如下缺陷：(1)正极片、隔离膜和负极片之间处于分离状态，并没有形成粘合，上层和下层很容易发生错位，从而导致出现短路或隔膜褶皱等异常；(2)现有的叠片方式制得的电芯，其硬度不能达到要求，从而导致组装时电芯入壳难的问题；(3)现有的叠放方式，正极片与隔离膜及负极片与隔离膜之间有空气进入，后续排气时产品内的气泡不易排出，增加了工序的复杂性，同时也提高了生产成本。目前，行业内叠片或层叠工艺主要应用于对软包锂电池的制作，由于软包电池结构的特殊性，正极片、隔离膜和负极片层叠后不需要后续卷绕工序，因此，现有的叠片或层叠工艺在整个行业内存在一定的局限性。

另外，由于正极片、隔离膜和负极片为相互分离状态，采用上述现有的卷绕工艺或叠片工艺对硬壳电池或软包电池进行卷绕或叠放后，正极片与隔膜及负极片与隔离膜之间贴合效果差，成品电池在充放电过程中，锂离子的传输通道被加长，从而导致充放电效果不佳。

因此，有必要提供一种新的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本发明提供一种锂电池卷绕装置及卷绕工艺。

根据本发明的一方面，本发明提供一种卷绕装置，所述卷绕装置包括放卷机构、过辊机构和卷绕机构，所述卷绕装置还包括层叠覆合机构，

所述放卷机构用于将正极片、隔离膜和负极片分别同时放卷，

所述过辊机构用于将正极片、隔离膜和负极片从放卷机构上输送至层叠覆合机构；

所述层叠覆合机构用于对正极片、隔离膜和负极片依次层叠并覆合；

所述卷绕机构用于对覆合后的正极片、隔离膜和负极片进行卷绕。

进一步地，所述层叠覆合机构包括加热装置、加压装置、压力传感器、温度传感器、控制器和计时器，